6.4协同进化与生物多样性的形成课件（共26张PPT、2份视频）2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

(共26张PPT)
第六章 生物的进化
第4节 协同进化与生物多样性的形成
新课导入
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。
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而偶然的，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年之后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。
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？
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。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。
某种兰花和专门给它传粉的蛾
思考·讨论：
问题探讨
在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形并不少见。
想一想，昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？
特定昆虫给特定的植物传粉,这样可以提高传粉的效率,并且昆虫也可得到较多的食物。
在互相影响中协同进化。
虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有怎样的关系？
一、协同进化
1、生物与生物之间的协同进化
彗星兰的花距越长，才会迫使长喙天蛾沾到更多的花粉，长喙天蛾的喙越长，就越容易吸到花蜜，获得更充足的营养，也就越容易留下更多得后代。如此这般，两者长期相互塑造，相互选择，使彗星兰的花距与长喙天蛾的喙都变得越来越长。
彗星兰
长喙天蛾
种间互助
一、协同进化
1、生物与生物之间的协同进化
没有我，你也跑不了这么快！
没有我，你跑不了这么快！
捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进被捕食者种群发展的作用。
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？
种间斗争
一、协同进化
1、生物与生物之间的协同进化
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。
种间斗争
一、协同进化
2、生物与环境之间的相互影响
不仅不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。
原始大气中是没有氧气的
最早出现的生物都是 的
（进行 呼吸）
厌氧
无氧
最早的 生物出现，
原始大气中有了氧气。
光合
好氧生物出现
一、协同进化
3、协同进化的定义
物种
生物
无机环境
不同_______之间、_______与____________之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化。
注意：
1、生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不存在协同进化。
2、一种生物灭绝导致另一种生物数量激增，不属于协同进化。
3、无机环境的选择作用可定向改变种群的基因频率，导致生物朝着一定方向进化；生物的进化反过来又会影响无机环境。
一、协同进化
4、协同进化的意义
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，也就是形成了生物的多样性。
湿地生态系统
森林生态系统
冻原生态系统
生物多样性
1
2
3
遗传多样性
（基因多样性）
物种多样性
生态系统多样性
生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。
动物、植物和微生物等生物种类的丰富性。
生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。
生物多样性形成的原因：
长期自然选择、协同进化的结果
二、生物多样性的形成
1、生物多样性三个层次
遗传多样性
物种多样性
生态系统多样性
根本 原因
组成
变异的不定向性
蛋白质多样性
无机环境的多样性
组成
直接原因
决定
导致
直接 选择
基因多样性
2、生物多样性三个层次的关系、
生物多样性形成的原因：
长期自然选择、协同进化的结果
二、生物多样性的形成
二、生物多样性的形成
思考·讨论：分析生物多样性的形成
46亿年前 地球形成
30多亿年前 生命的起源
5.4亿年前 前寒武纪
寒武纪
古生代
2.45亿年前
中生代
6600万年前
新生代
生物进化的历程示意图
(1)最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？
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。
仔细观察下图，或自己搜集资料，就以下问题进行讨论。
(2)陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后？前者为后者提供了什么条件？
植物先登陆，否则动物登陆后就会饿死。
二、生物多样性的形成
思考·讨论：分析生物多样性的形成
46亿年前 地球形成
30多亿年前 生命的起源
5.4亿年前 前寒武纪
寒武纪
古生代
2.45亿年前
中生代
6600万年前
新生代
生物进化的历程示意图
(3)同今天你听看到的地球相比，寒武纪地球上的生态系统有什么特点？
当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
仔细观察下图，或自己搜集资料，就以下问题进行讨论。
(4)恐龙大约是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？
二、生物多样性的形成
(4)恐龙大约是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样性会产生怎样的影响？
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。
在进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭了。绝灭的物种为其他的物种的兴盛腾出了空间，使生物进化翻开了崭新的一页。
思考·讨论：分析生物多样性的形成
二、生物多样性的形成
3、生物多样性的进化历程：
时间轴
35亿年前
古细菌出现
（厌氧异养）
35亿~15亿年前
主要是细菌
（包括蓝细菌—自养）
真核生物出现
15亿年前
5.4亿~5.0亿年前
4亿年前
随后变化
海洋中有大量的无脊椎动物
原始陆生植物（厥类）
原始两栖类
生物通过有性生殖，实现了基因重组，这就增强了生物变异的多样性。
寒武纪大爆发，构成消费者，使生态系统更加复杂
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成为主角，鸟类、哺乳类等成为优势类群
两极生态系统
（只有生产者和分解者）
4、生物进化历程中的几个关键变化：
二、生物多样性的形成
单细胞
多细胞
(1)结构上：
厌氧型
需氧型
(2)呼吸方式：
无性生殖
有性生殖
(3)生殖方式：
水生
陆生
(4)生活环境：
原核生物
真核生物
简单→复杂
生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。
与社会联系
人类也是生物进化的产物。大约300万年前，森林古猿的一支离开森林，告别树栖生活，走上了向现代人类进化的漫漫长路。
二、生物多样性的形成
三、生物进化理论再发展
1. 现代生物进化理论：
以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释：
现代生物进化理论的内容
①适应是___________的结果。
②_______是生物进化的基本单位。
③__________________提供进化的原材料。
④___________导致种群基因频率的定向改变，进而通过_______形成新的物种。
⑤生物进化的过程实际上是______与______、______与____________之间协同进化的过程。
⑥生物多样性的形成是____________的结果。
突变和基因重组
自然选择
协同进化
种群
自然选择
隔离
生物
生物
生物
无机环境
三、生物进化理论再发展
2. 中性突变理论：
有些学者的研究表明，大量的基因突变是______的。
因此有人主张，决定生物进化方向的是___________的逐渐积累，而不是___________。
中性
中性突变
自然选择
有人提出物种形成并不都是渐变的过程，而是物种___________与________________交替出现的过程。
3. 间断平衡学说：
长期稳定
迅速形成新种
生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。
习题检测
1.生物多样性是协同进化的结果。判断下 列与进化和生物多样性有关的表述是否正确。
（1）一个物种的形成或绝灭，会影响到若干其他物种的进化。（ ）
（2）物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争实现的。 （ ）
（3）地球上的生态系统从古至今都是由生产者、消费者和分解者组成的( )
（4）生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程( )
2.基于早期地球的特殊环境推测，地球上最早出现的生物是（ ）
A.单细胞生物，进行有氧呼吸B.多细胞生物，进行有氧呼吸
C.单细胞生物，进行无氧呼吸D.多细胞生物，进行无氧呼吸
×
√
C
×
×
一、概念检测
习题检测
1.对种群的基因频率没有影响的是 （ ）
A.随机交配 B.基因突变 C.自然选择 D.染色体变异
2.生态系统多样性形成的原因可以概括为（ ）
A.基因突变 B.基因重组 C. 协同进化 D.地理隔离
3.下列关于生物进化的表述，错误的是（ ）
A.隔离是物种形成的必要条件B.突变和基因重组都具有随机性
C.自然选择决定生物进化的方向D.只有有利变异才是进化的原材料
4.关于有性生殖在进化上的意义，下列说法错误的是 （ ）
A.实现了基因重组 B.提高了繁殖速率
C.加快了进化的进程 D.丰富了变异的原材料
A
C
D
B
二、选择题
习题检测
三、拓展应用
1.用一位学者的话说，协同进化就是“生态的舞台，进化的表演"（The ecological theater and evolutionary play ）。根据本节所学内容，谈谈你对这句话的理解。
答：生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。生物进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。
2.假如物种之间没有一定的关系（如亲缘关系和相互影响），也不随时间而改变，那么我们的生物学观点会发生怎样的变化？生物学是更容易学习还是更难学习？
答：假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。
习题检测
三、拓展应用
3.我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞。这对保护生物多样性有什么意义？这种做法适合在其他地区推广吗？请综合运用本章各节所学知识，从基因、物种和生态系统三个方面来论证。感兴趣的话，你还可以从经济和社会等角度提出自己的看法。
答：这是一道开放性问题。基本要点是：
种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，一个种群就是一个独特的基因库；不同物种之间、生物与无机环境之间是在相互影响中协同进化的；生态系统是生物与环境相互作用形成的有机整体。修建铁路和高速公路时，如果没有修建高架桥和涵洞，就会影响动物的迁移，缩小动物觅食、繁殖等活动的范围，影响植物种子的传播，人为阻断种群中个体间的基因交流，影响生态系统的整体性和生物的协同进化。我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞，体现了我国政府和相关企业对保护生物多样性的重视。这一做法在其他地区也是常见的。当然，修建高架桥和涵洞的具体数量和方式，还要考虑地形、地质、经济和社会等多方面的因素，做到因地制宜。
习题检测
三、拓展应用
4.在进化地位上越高等的生物，适应能力越强吗？请说明你的观点和证据。
答：不一定。进化过程中出现的新物种，有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的，不一定就比原来的物种适应能力更强。例如，海洋中的生物登陆后，形成了许多新物种，开辟了新的生存空间，但是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。
5.与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异较多（如狗的变异比狼多）。对此你如何解释？
答：与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异往往更多，这与人类根据自身的需要，采取的杂交育种等措施有关。
习题检测
三、拓展应用
6.科学家对某地一种蟹的体色深浅进行了 研究，结果如下图所示。不同体色的个体数量为 什么会形成这样的差别呢？请提出假说进行解释。
答：中间体色可能与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，相应的基因型频率较高。经过长期的自然选择，导致中间体色的个体较多。
习题检测
三、拓展应用
7. 20世纪40年代，DDT开始被用作杀虫剂，起初非常有效。若干年以后，人们发现它的杀虫效果越来越差。人们的解释是昆虫产生了抗药性。请你运用本章所学知识，对昆虫产生抗药性作出进一步的解释。
答：按照达尔文的自然选择学说，可以作如下解释：细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势；使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间以后，抗生素的杀菌效果就会下降。
8.学习完“遗传与进化”模块，你对基因、遗传、变异和进化乃至生命本质有哪些深入的体会和独到的理解？请你围绕上述关键词写一篇短文，题目自拟，文体和字数不限
答：这是一道开放性问题，引导学生对本模块所学内容进行整理和提升，加深对遗传与进化原理的理解乃至对生命本质的认识。