6.4 协同进化与生物多样性的形成 教案【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

6.4 协同进化与生物多样性的形成
教案
一、教学目标
1.举例说明协同进化。
2.概述生物多样性及其形成的过程。
3.概述以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的要点。认同其在现有生物进化理论中的主流和核心地位。
4.通过了解现代生物进化理论存在的争论和疑点，认同科学理论是不断发展的。
二、教学重难点
1.教学重点
（1）协同进化与生物多样性形成的关系。
（2）现代生物进化理论的要点。
2.教学难点
现有生物进化理论中的不同观点和未解决的问题。
三、教学过程
【导入】：问题探讨：达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。
讨论：1、达尔文作出上述推测的理由是什么？
理由是兰花的生殖离不开传粉昆虫。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫（靠细长的口器获取花距底部的花蜜），这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。
2、如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否说明达尔文的推测是错误的？
如果后来未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是一种猜测，不能被证实。当然，未发现这样的蛾类昆虫，不等于这样的昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。
一、协同进化
自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，也有利于猎豹种群中跑得快的个体。这两个物种的进化过程宛如一场漫长的“军备竞赛”。
捕食者的存在是否对被捕食者有害无益呢？
实际上，捕食者所吃掉的大多是捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。
“精明的捕食者”策略：
捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
收割理论：
美国生态学家斯坦利提出：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物再生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。
捕食者的存在有利于增加物种多样性。
捕食者是不是就可以“高枕无忧”呢？
一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。因此，羚羊对捕食者种群的进化也起到了促进作用。
地球形成时，原始大气中没有氧气，最早出现的生物是厌氧的，但随着光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。
总结概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。
【过渡】 通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。
二、生物多样性的形成
生物多样性主要包括三个层次的内容：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性
遗传多样性：某种生物各种遗传变异的总和
物种多样性：一定时空范围内的物种数目及各物种个体的分布情况
生态系统多样性：生态系统结构和功能的多样化及各种生态过程的多样性
生物多样性的形成历程
1.【答案】最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。
2.【答案】植物先登陆，否则动物登陆后就会饿死。
3.【答案】当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
4.【答案】恐龙是在中生代后期绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。
就目前所掌握的证据来看，最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石(图6-14)。在此之后大约20亿年的漫长岁月中，地球上的生物主要是海洋中种数不多的蓝藻和细菌，它们都是原核生物。这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
在5.4亿~5.0亿年前的寒武纪，海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成，这就是著名的寒武纪大爆发。大量的动物构成了生态系统的第三极——消费者，使生态系统由最早期的只有生产者和分解者的两极生态系统具有更加复杂的结构。
生产者、分解者两极生态系统 → 生产者、消费者、分解者三级生态系统
大约在4亿年前，由于造山运动使海洋缩小，陆地扩大，一些海洋植物开始适应陆地生活，形成了原始的陆生植物，主要是蕨类植物，随后才出现了适应陆地生活的动物——原始的两栖类。生物的登陆改变着陆地的环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台，裸子植物和被子植物先后扮演了生产者的主角，鸟类、哺乳类等成为地球上占优势的动物类群，复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。
水生、简单、低等 → 陆生、复杂、高等
三、生物进化理论在发展
以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界生命史做出了科学的解释：
适应是自然选择的结果；种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；生物进化的过程是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；生物多样性是协同进化的结果
生物进化的奥秘仍有争论和疑点
中性学说——自然选择对中性突变不起作用，中性突变经过积累也可以导致种群间的遗传差异，决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累
渐进式物种形成和短期内迅速形成新物种
自然选择学说为核心的综合进化理论影响最为广泛和深远
【课堂小结】
【随堂练习】略