6.4 协同进化与生物多样性的形成 课件(共35张PPT)

(共35张PPT)
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第4节 协同进化与生物多样性的形成
问题探讨
达尔文由储存着花蜜的细长兰花花距
一定存在具有同样细长口器的昆虫，可以吸到花蜜。
推测
1.达尔文作出上述推测的理由是什么？
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？
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，这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。
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。
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？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
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”。
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。
猎豹追捕羚羊
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。
捕食者在进化中的作用
一、协同进化
协同进化
不同物种之间
生物与无机环境之间
捕食，
收割理论
大气成分与生物的进化
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。
一、协同进化
1.不同物种之间的协同进化
种间斗争
丛林狼捕食老弱兔子，客观上促进了物种的发展
种间互助
长舌蝠取食长筒花的花蜜，同时为长筒花传粉
一、协同进化
2
捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？
捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到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。
一、协同进化
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。
在自然界，捕食者和被捕食者都面临生存压力。在自然选择的作用下，它们也相互选择，协同进化。
生物不是孤立进化而是协同进化的。
地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧（进行无氧呼吸）的；最早的光合生物的出现，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。
原始地球
2.生物与无机环境之间的协同进化
协同进化有利于物种多样性的形成。那么，生物多样性的形成过程是怎么样的呢？
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
2.45亿年前
6600万年前
古生代
中生代
新生代
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。
35亿年前
出现古细菌
最早的生物化石
之后的20亿年
海洋中有少量的蓝藻和细菌
两极生态系统（只有生产者和分解者）
海洋中出现真核生物
出现有性生殖，进化速度明显加快
5.4~5亿年前
寒武纪大爆发：海洋中无脊椎动物物种大爆发
生态系统的第三极—消费者出现，对植物的进化产生了重要影响
1.生物多样性的形成过程
二、生物多样性的形成
裸子植物和被子植物扮演了生产者中的主角，鸟类、哺乳类等成为地球上占优势的动物类群
逐渐形成了复杂多样的陆地生态系统
植物登陆（主要是蕨类）随后出现了原始的两栖类
改变了陆地环境
4亿年前
之后：
低等→高等
3
水生→陆生
2
简单→复杂
1
总的进化趋势
思考讨论：P122
古细菌化石（距今35亿年）
最早出现的生物是哪一类生物？
它们生活在什么环境中？
厌氧的单细胞生物，它们生活在原始的海洋中。
1
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？
2
陆生植物先登陆，为陆生动物提供了食物。
一些海洋植物开始适应陆地生活，主要是
蕨类植物。
思考讨论：P122
寒武纪时的生态系统有什么特点？
3
当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
思考讨论：P122
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？
4
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。
思考讨论：P122
通过漫长的进化过程，地球上形成了遗传多样性（基因多样性）、物种多样性和生态系统多样性。
二、生物多样性的形成
1.生物多样性主要包括三个层次的内容：
①遗传多样性（基因多样性）
生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。
②物种多样性
动物，植物和微生物等生物种类的丰富性。
③生态系统多样性
生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。
二、生物多样性的形成
基因多样性
物种多样性
生态系统多样性
变异的不定向性
蛋白质多样性
无机环境的多样性
根本 原因
组 成
导致
直接原因
组成
直接 选择
决定
2.生物多样性三个层次的关系
人类也是生物多样性的产物。人类的生存和发展受益于多样性。保护生物多样性就是保护人类自己。
1.与自然选择学说为核心的现代生物进化理论
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。
生物进化的过程实质上是生物与生物、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。
三、生物进化理论在发展
2.生物进化理论在发展
（1）中性学说
（2）间断平衡学说
以自然选择为核心的进化理论，更为大多数学者所接受。
遗传物质出现较大差别
自然选择不起作用
长期稳定、迅速形成新种交替出现
大量的基因突变是中性
这些基因突变长期积累
四、本堂小结
协同进化
生物多样性的形成
生物多样性的三个内容
生物多样性的形成过程
问题探讨
生物进化理论在发展
协同进化的内容
协同进化例证
课堂练习
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。（ ）
√
X
X
X
课堂练习
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
课堂练习
3．下列有关生物的进化和生物多样性的叙述，错误的是(　　)
A．自然界中种群的基因频率总是不断变化的，基因频率的变化是导致基因库变化的原因
B．狼和鹿通过捕食和被捕食进行着相互选择，实现共同进化
C．从分子水平上看，生物的性状具有多样性的直接原因是遗传的多样性
D．生物进化导致了生物多样性
C
课堂练习
4．生物多样性形成的根本原因是(　　)
A．遗传信息的多样性
B．蛋白质的多种多样
C．物种的多样性
D．生态系统的多样性
A
课堂练习
5．按照动物进化历程进行排序(　　)
①原始单细胞动物　②古代鱼类　③原始两栖类　④原始无脊椎动物　⑤原始爬行类　⑥原始鸟类和哺乳类
A．①④②③⑤⑥
B．①②③④⑤⑥
C．④①②③⑤⑥
D．①②④⑤③⑥
A
课堂练习
6．下列对在进化过程中有关生物类型出现顺序的几种描述，可能性最大的是(　　)
A．自养，厌氧异养，需氧异养
B．需氧异养，厌氧异养，自养
C．厌氧自养，需氧异养，光能合成自养
D．厌氧异养，光能合成自养，需氧异养
D
2.有性生殖的出现加快了生物进化的步伐，原因是有
性生殖（ ）
A.能产生大量后代
B.产生的后代成活率较高　　 　
C.能出现更多的突变类型　
D.使基因重组产生更多变异类型
1.对生物多样性的描述，不正确的一项是（ ）
A.基因多样性 B.物种多样性　
C.种群多样性 D.生态系统多样性
C
D
五、当堂巩固
3.下列各项中不属于生物共同进化实例的是(　　)
A．猎豹捕食斑马
B．某种长在细长花矩的兰花和生有细长口器专门吸食该兰花花蜜的蛾
C．草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增
D．光合作用出现后，为好氧型生物的出现创造了条件
C
2020/7/17
拓展应用
1、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。
3、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。