高中生物新苏教版必修二4.2 生物的多样性和适应性是进化的结果课件 (共25张PPT)
文档属性
| 名称 | 高中生物新苏教版必修二4.2 生物的多样性和适应性是进化的结果课件 (共25张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 71.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-09-18 21:24:01 | ||
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(共25张PPT)
第2节 生物的多样性和适应性是进化的结果
必
修
二
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。如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否能说达尔文的推测是错误的？如果没错误，那该如何解释这一现象？
2. 化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
共同由来学说——地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来
自然选择学说——揭示的生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因
1. 达尔文的生物进化理论两大学说
一、生物进化的古生物学证据
一、生物进化的古生物学证据
3. 化石是研究生物进化的最直接、最重要的证据。
地层年龄（百万年前） 首次出现的生物类群（化石）
245-144 鸟类、哺乳类
360-286 爬行类
408-360 昆虫、两栖类
505-438 鱼类
700 多细胞生物
2100 单细胞真核生物
地层中有大量化石的示意图
图所示资料支持达尔文的共同由来学说吗？
一、生物进化的古生物学证据
[资料1] 2009年，我国科学家在辽宁省建昌县发现了
完整的赫氏近鸟龙化石，其身体骨架与恐龙非常接近，但
其骨架周围有清晰的羽毛印痕，显示其后肢和尾部都有飞
羽；后肢发达，显示其善跑不善飞。科学家认为这一化石
为鸟类起源于恐龙的假说提供了有力证据，这是为什么？
[资料2]在东非大裂谷地带，科学家发现了许多早期古人类化石，其中有318万年前的少女露西的骨骼化石，其上肢骨的结构与黑猩猩的相似，适于攀缘，下肢骨与现代人类接近，适于直立行走。这一证据支持人猿共祖说吗？
一、生物进化的古生物学证据
1. 比较解剖学证据
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1.这四种前（上）肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨？其种类有一致性吗？
2.从上到下看这四种前（上）肢骨骼，这些骨的排列顺序一致吗？
3.这四种前（上）肢骨骼的功能迥异，外形差别也很大，其内部结构模式为什么如此一致？
4.人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构还有哪些共同点？哺乳动物与鱼在骨骼结构上有哪些共同点？这是否支持现有的脊椎动物有着共同的原始祖先？
1. 比较解剖学证据
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
2. 胚胎学证据
胚胎解剖学证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3. 细胞和分子水平的证据
请根据所学知识，结合以下资料，讨论有关问题。
[资料1]已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌，这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
[资料2]人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%。人与黑猩猩基因组的差异只有3%。
分析讨论
1.当今生物的细胞在结构上与古细菌有哪些共同点？这说明了什么？
2.举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
3.人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么？
从细胞和分子水平看当今生物的共同特征
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3. 细胞和分子水平的证据
[资料3] 细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸，据测算，它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
分析讨论
4.关于人与其他生物的亲缘关系，从细胞色素c的相关资料可以得出什么结论？这些数据是否支持生物有着共同的起源？
从细胞和分子水平看当今生物的共同特征
生物名称 黑猩猩 狝猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌
氨基酸差异/个 0 1 11 13 14 21 27 31 43 44
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3. 细胞和分子水平的证据
（1）除病毒外，生物都由细胞及细胞产物构成。同时细胞
还拥有相同的细胞器，不同细胞中细胞器的结构也非常相似。
（2）具有细胞结构的生物在细胞代谢上也相似。都需要酶的催化；都要细胞呼吸为生命活动提供能量；都具有细胞分裂、分化、衰老等共同的生命特征。
（3）在核酸的碱基序列和蛋白质的氨基酸序列中，保留着大量的进化信息。如进行有氧呼吸的真核生物中都存在一种功能相同的蛋白质——细胞色素c。
电子显微镜观察到的内质网
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3. 细胞和分子水平的证据
（4）所有生物的核酸分子结构相似；遗传信息在复制、转录和翻译的过程中都遵循碱基互补配对原则；翻译过程基本使用中一密码子等。
（5）不同生物体存在同源异形基因。
从细胞和分子水平来看，当今生物有许多共同的特征：有能进行新陈代谢、生长和增殖的细胞；细胞有共同的物质基础和结构基础。
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
1. 分歧进化
由一个物种经过漫长的地质年代，因适应不同一环境而向不同的方向进化，逐渐形成新物种的方式，称为分歧进化。
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
2. 趋同进化
分歧进化也可以称为趋异进化。相反，由于相似或相同的生活环境，一些不同种类的生物在自然选择下出现形态结构向着同一方向进化的方式，称为趋同进化。
趋同进化现象说明，不同种类的生物发生适应相似或相同环境的进化，是自然选择的结果。
小样，没有我你跑不了这么快！
小样，没有我你也跑不了这么快！
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
协同进化：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
3. 协同进化
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
生命进化的历史长河中，生物与其生存环境相
互作用，并通过遗传、变异和自然选择不断进化。
这期间有的物种出现，有的物种灭绝……发生了许
多重要事件。
[资料1]恐龙最早出现在约2.35亿年前的三叠纪
时期。自从1989年南极洲发现恐龙化石后，全世界
七大洲都已发现了恐龙的遗迹。目前世界上被描述
的恐龙很可能在1000种以上。恐龙不仅种类多，体形和习性也相差很大(上图)。其中较大的，重量可以达到有几十头大象加起来那么大，小的却跟一只鸡差不多。就食性来说，有温顺的草食者和凶暴的肉食者，还有杂食性恐龙。在中生代的地层中，曾发现许多呈现各式各样形状的恐龙化石。但是，在之后的新生代地层中，却完全看不到恐龙化石，由此推知恐龙在中生代结束时灭绝了。
生物进化史上的三件事
中生代时期的恐龙
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
[资料2]英国伦敦大学学院的古生物学家哈利迪（T.Halliday)等人对白亚纪早期哺乳动物的化石与后来的哺乳动物化石进行了对比分析。研究人员发现，最早哺乳动物都很小，有体毛和乳腺，胎生、哺乳，具有哺乳类的本质特征。在从株罗纪到白亚纪长达一亿多年的漫长岁月里，它们未能超过兔子大小。但是，自恐龙灭绝以后，哺乳动物迅速散布到各地，逐渐适应了各地的环境，繁衍出无数的分支，遍布世界各个角落。新生代时期哺乳动物呈现爆发式发展，物种进化速度大大快于恐龙灭绝前。
生物进化史上的三件事
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
[资料3]1984年我国云南澄江动物群的发现，是生命进化史上的重大事件。澄江动物群距今5.6亿~5.3亿年，其化石精美完好，种类繁多，据统计包括67种以上的化石，为世界古生物研究史上所罕见(如图)。研究发现，现今世界上所有动物的门类都在这一时期同时出现，之后再没有产生新的门类，而这些动物中的极大部分在此以前从未发现过，它们比较原始。在动物进化史上，这是任何时期无法相比的。澄江化石群再现了远古海洋生命的壮丽景观和现有动物的原始特征，是寒武纪“生命大爆炸”的生动体现，澄江动物群的发现也被誉为“20世纪最惊人的科学发现之一”。
生物进化史上的三件事
澄江动物群部分生物化石
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
[资料4]寒武纪的海洋生物类群想象图和4亿年前陆地景观想象图。
生物进化史上的三件事
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
分析讨论
1.对于恐龙灭绝的原因，科学家提出了几十种假说，查阅资料进行了解。请用学到的现代进化理论解释恐龙灭绝的原因，并推测恐龙灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？
2.分析从朱罗纪到白亚纪长达一亿多年的时间里，哺乳动物进化速度保持稳定，其后新生代时期哺乳动物却呈现爆发式发展的原因。
3.寒武纪大爆发的原因至今是未解之谜，说说你的看法。现代生物进化理论能否解释“寒武纪生命大爆发”？为什么？
生物进化史上的三件事
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
（1）生物多样性内容：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性
（2）生物多样性形成的原因:长期自然选择、协同进化的结果
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
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中作出了科学的解释：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；生物进化的过程实际上是生物与生物、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。
四、生物进化理论的再发展
谢谢观看
第2节 生物的多样性和适应性是进化的结果
必
修
二
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。如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否能说达尔文的推测是错误的？如果没错误，那该如何解释这一现象？
2. 化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
共同由来学说——地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来
自然选择学说——揭示的生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因
1. 达尔文的生物进化理论两大学说
一、生物进化的古生物学证据
一、生物进化的古生物学证据
3. 化石是研究生物进化的最直接、最重要的证据。
地层年龄（百万年前） 首次出现的生物类群（化石）
245-144 鸟类、哺乳类
360-286 爬行类
408-360 昆虫、两栖类
505-438 鱼类
700 多细胞生物
2100 单细胞真核生物
地层中有大量化石的示意图
图所示资料支持达尔文的共同由来学说吗？
一、生物进化的古生物学证据
[资料1] 2009年，我国科学家在辽宁省建昌县发现了
完整的赫氏近鸟龙化石，其身体骨架与恐龙非常接近，但
其骨架周围有清晰的羽毛印痕，显示其后肢和尾部都有飞
羽；后肢发达，显示其善跑不善飞。科学家认为这一化石
为鸟类起源于恐龙的假说提供了有力证据，这是为什么？
[资料2]在东非大裂谷地带，科学家发现了许多早期古人类化石，其中有318万年前的少女露西的骨骼化石，其上肢骨的结构与黑猩猩的相似，适于攀缘，下肢骨与现代人类接近，适于直立行走。这一证据支持人猿共祖说吗？
一、生物进化的古生物学证据
1. 比较解剖学证据
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
1.这四种前（上）肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨？其种类有一致性吗？
2.从上到下看这四种前（上）肢骨骼，这些骨的排列顺序一致吗？
3.这四种前（上）肢骨骼的功能迥异，外形差别也很大，其内部结构模式为什么如此一致？
4.人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构还有哪些共同点？哺乳动物与鱼在骨骼结构上有哪些共同点？这是否支持现有的脊椎动物有着共同的原始祖先？
1. 比较解剖学证据
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
2. 胚胎学证据
胚胎解剖学证据支持了人和其他脊椎动物有共同祖先的观点
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3. 细胞和分子水平的证据
请根据所学知识，结合以下资料，讨论有关问题。
[资料1]已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在海洋、湖泊、土壤等环境中还能发现古细菌，这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
[资料2]人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%。人与黑猩猩基因组的差异只有3%。
分析讨论
1.当今生物的细胞在结构上与古细菌有哪些共同点？这说明了什么？
2.举例说出当今生物的细胞在代谢上的共同点。
3.人和类人猿在DNA的碱基序列或基因组方面高度接近说明了什么？
从细胞和分子水平看当今生物的共同特征
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3. 细胞和分子水平的证据
[资料3] 细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸，据测算，它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
分析讨论
4.关于人与其他生物的亲缘关系，从细胞色素c的相关资料可以得出什么结论？这些数据是否支持生物有着共同的起源？
从细胞和分子水平看当今生物的共同特征
生物名称 黑猩猩 狝猴 狗 鸡 响尾蛇 金枪鱼 果蝇 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌
氨基酸差异/个 0 1 11 13 14 21 27 31 43 44
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3. 细胞和分子水平的证据
（1）除病毒外，生物都由细胞及细胞产物构成。同时细胞
还拥有相同的细胞器，不同细胞中细胞器的结构也非常相似。
（2）具有细胞结构的生物在细胞代谢上也相似。都需要酶的催化；都要细胞呼吸为生命活动提供能量；都具有细胞分裂、分化、衰老等共同的生命特征。
（3）在核酸的碱基序列和蛋白质的氨基酸序列中，保留着大量的进化信息。如进行有氧呼吸的真核生物中都存在一种功能相同的蛋白质——细胞色素c。
电子显微镜观察到的内质网
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
3. 细胞和分子水平的证据
（4）所有生物的核酸分子结构相似；遗传信息在复制、转录和翻译的过程中都遵循碱基互补配对原则；翻译过程基本使用中一密码子等。
（5）不同生物体存在同源异形基因。
从细胞和分子水平来看，当今生物有许多共同的特征：有能进行新陈代谢、生长和增殖的细胞；细胞有共同的物质基础和结构基础。
二、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
1. 分歧进化
由一个物种经过漫长的地质年代，因适应不同一环境而向不同的方向进化，逐渐形成新物种的方式，称为分歧进化。
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
2. 趋同进化
分歧进化也可以称为趋异进化。相反，由于相似或相同的生活环境，一些不同种类的生物在自然选择下出现形态结构向着同一方向进化的方式，称为趋同进化。
趋同进化现象说明，不同种类的生物发生适应相似或相同环境的进化，是自然选择的结果。
小样，没有我你跑不了这么快！
小样，没有我你也跑不了这么快！
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
协同进化：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
3. 协同进化
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
生命进化的历史长河中，生物与其生存环境相
互作用，并通过遗传、变异和自然选择不断进化。
这期间有的物种出现，有的物种灭绝……发生了许
多重要事件。
[资料1]恐龙最早出现在约2.35亿年前的三叠纪
时期。自从1989年南极洲发现恐龙化石后，全世界
七大洲都已发现了恐龙的遗迹。目前世界上被描述
的恐龙很可能在1000种以上。恐龙不仅种类多，体形和习性也相差很大(上图)。其中较大的，重量可以达到有几十头大象加起来那么大，小的却跟一只鸡差不多。就食性来说，有温顺的草食者和凶暴的肉食者，还有杂食性恐龙。在中生代的地层中，曾发现许多呈现各式各样形状的恐龙化石。但是，在之后的新生代地层中，却完全看不到恐龙化石，由此推知恐龙在中生代结束时灭绝了。
生物进化史上的三件事
中生代时期的恐龙
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
[资料2]英国伦敦大学学院的古生物学家哈利迪（T.Halliday)等人对白亚纪早期哺乳动物的化石与后来的哺乳动物化石进行了对比分析。研究人员发现，最早哺乳动物都很小，有体毛和乳腺，胎生、哺乳，具有哺乳类的本质特征。在从株罗纪到白亚纪长达一亿多年的漫长岁月里，它们未能超过兔子大小。但是，自恐龙灭绝以后，哺乳动物迅速散布到各地，逐渐适应了各地的环境，繁衍出无数的分支，遍布世界各个角落。新生代时期哺乳动物呈现爆发式发展，物种进化速度大大快于恐龙灭绝前。
生物进化史上的三件事
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
[资料3]1984年我国云南澄江动物群的发现，是生命进化史上的重大事件。澄江动物群距今5.6亿~5.3亿年，其化石精美完好，种类繁多，据统计包括67种以上的化石，为世界古生物研究史上所罕见(如图)。研究发现，现今世界上所有动物的门类都在这一时期同时出现，之后再没有产生新的门类，而这些动物中的极大部分在此以前从未发现过，它们比较原始。在动物进化史上，这是任何时期无法相比的。澄江化石群再现了远古海洋生命的壮丽景观和现有动物的原始特征，是寒武纪“生命大爆炸”的生动体现，澄江动物群的发现也被誉为“20世纪最惊人的科学发现之一”。
生物进化史上的三件事
澄江动物群部分生物化石
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
[资料4]寒武纪的海洋生物类群想象图和4亿年前陆地景观想象图。
生物进化史上的三件事
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
分析讨论
1.对于恐龙灭绝的原因，科学家提出了几十种假说，查阅资料进行了解。请用学到的现代进化理论解释恐龙灭绝的原因，并推测恐龙灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？
2.分析从朱罗纪到白亚纪长达一亿多年的时间里，哺乳动物进化速度保持稳定，其后新生代时期哺乳动物却呈现爆发式发展的原因。
3.寒武纪大爆发的原因至今是未解之谜，说说你的看法。现代生物进化理论能否解释“寒武纪生命大爆发”？为什么？
生物进化史上的三件事
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
（1）生物多样性内容：遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性
（2）生物多样性形成的原因:长期自然选择、协同进化的结果
三、生物进化导致生物的多样性和适应性
4. 生物多样性的形成
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中作出了科学的解释：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；生物进化的过程实际上是生物与生物、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。
四、生物进化理论的再发展
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