第4节
协同进化与物种多样性的形成
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。
教学重难点
【教学重点】
1．协同进化与生物多样性的关系。
2．现代生物进化理论的要点。
【教学难点】
现代生物进化理论中的不同观点和未解决的问题。
教学过程
一、导入新课
教师引导学生观察教材中的长距彗星兰和长喙天蛾的图片。由此引出植物传粉专门化的现象。教师引导学生思考：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？
二、讲授新课
（一）协同进化
教师展示资料1：动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快13米。为何差距如此之大？经过观察和科学实验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它们捕食者种群，生存时时处于危险之中。
教师通过提问引导学生思考：
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。）
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。）
师生共同总结得出：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。
教师提问：不同生物的进化密切相关。生物的进化与无机环境的进化是否也有关系呢？引出生物和无机环境中的进化。
教师展示资料2：地球形成时原始大气中没有氧气，最早的生物是厌氧的，但随着光合生物的出现，使得大气中有了氧气，为好氧生物的出现提供了条件。
学生分析得出：生物和无机环境之间也在协同进化。
教师引导学生总结协同进化的概念：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。（建议使用知识卡片：【知识解析】协同进化）
教师布置学生阅读教材P119“收割理论”相关的内容。（建议使用知识卡片：【生物世界】收割理论）
教师展示资料3：在一个人工池塘中，原本植食性鱼占优势，放进肉食性鱼后，浮游生物的多样性增加了。从一个含有多种藻类的近海海洋生态系统中，人为去除海胆后，某种藻类会逐渐占据优势，该生态系统的物种多样性下降。
教师引导学生根据“收割理论”分析：捕食者的存在是通过什么方式增加物种多样性的？（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几种生物在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有利于增加物种的多样性。）师生共同总结得出：捕食者与被捕食者协同进化有利于物种多样性的形成。协同进化有利于物种多样性的形成。
教师提出问题：那么生物多样性的形成过程是怎样的呢？引出后续内容。
（二）生物多样性的形成
教师让学生观察教材P120“生物进化的历程示意图”，分组讨论教材P122“分析物种多样性的形成”中的问题。教师总结。（建议使用文本：【知识解析】思考·讨论：分析生物多样性的形成过程）
教师引导学生总结协同进化与生物多样性之间的关系，总结得出：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。
教师提出问题：人类活动加快了物种绝灭的速度，根据生物进化理论，这对我们有什么启示？学生分组讨论。师生共同得出结论：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。
（三）生物进化理论在发展
教师引导学生总结回顾现代生物进化理论的主要内容。
教师布置学生阅读教材P124，总结生物进化其他理论或学说。（建议使用知识卡片：【生物世界】生物进化的中性学说、【生物世界】物种进化速率的两种模型）
教师引导总结：生物进化理论是不断发展的，鼓励学生致力于此方面的研究。
三、课堂反馈
1．地球上最早出现的生物是
（
C
）
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
2．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，下列不属于协同进化实例的是（
C
）
A．猎豹捕食斑马
B．某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾
C．草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增
D．昆虫的保护色越来越逼真，而它们天敌的视觉也越来越发达
3．关于生物进化理论发展的叙述，不正确的是（
B
）
A．大多数情况下生物的进化导致生物对环境的相对适应
B．寒武纪生物大爆发支持达尔文进化渐进观点
C．生物进化是通过传代过程中基因频率的变化而实现的
D．中性的分子进化属于既无利也无害的基因突变
四、课堂小结
教师与学生一起小结本节知识，学生边讲，教师边板书，或通过课件展示。（建议使用思维导图：【知识解析】协同进化与物种多样性的形成-小结）
五、拓展延伸
生物多样性的形成部分，建议下载视频：【生物世界】海洋生物起源、【生物世界】多细胞生物起源、【生物世界】观察生物进化树、【生物世界】人的起源与进化、【生物世界】植物的进化。课堂活动建议下载使用知识卡片：【活动设计】遗传多样性分析。
3
/
3(共29张PPT)
第4节
协同进化与物种多样性的形成
第6章
生物的进化
一、导入新课
在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形并不少见。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？
二、讲授新课
（一）协同进化
动物学家对生活在非洲大草原奥兰治河两岸的羚羊进行研究时发现，东岸的羚羊群的奔跑速度比西岸的羚羊每分钟竟快13米。为何差距如此之大？
经过观察和科学实验，动物学家终于明白，东岸的羚羊之所以强健，是因为它们捕食者种群，生存时时处于危险之中。
资料
二、讲授新课
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
二、讲授新课
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。
（一）协同进化
二、讲授新课
（一）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！
二、讲授新课
（一）协同进化
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。
二、讲授新课
（一）协同进化
不同生物的进化密切相关。生物的进化与无机环境的进化是否也有关系呢？
二、讲授新课
地球形成时原始大气中没有氧气，最早的生物是厌氧的，但随着光合生物的出现，使得大气中有了氧气，为好氧生物的出现提供了条件。
（一）协同进化
资料
生物和无机环境之间也在协同进化。
二、讲授新课
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。
（一）协同进化
二、讲授新课
在一个人工池塘中，原本植食性鱼占优势，放进肉食性鱼后，浮游生物的多样性增加了。
（一）协同进化
资料
从一个含有多种藻类的近海海洋生态系统中，人为去除海胆后，某种藻类会逐渐占据优势，该生态系统的物种多样性下降。
二、讲授新课
（一）协同进化
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几种生物在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有利于增加物种的多样性。
收割理论
协同进化有利于物种多样性的形成。
二、讲授新课
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？
（二）生物多样性的形成
二、讲授新课
46亿年前
地球形成
30亿年前
生命起源
前寒武纪
5.7亿年前
寒武纪
2.45亿年前
6600万年前
中生代
新生代
生物进化的历程示意图
二、讲授新课
（二）生物多样性的形成
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
二、讲授新课
（二）生物多样性的形成
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。
二、讲授新课
（二）生物多样性的形成
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。
二、讲授新课
（二）生物多样性的形成
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。
二、讲授新课
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
生物多样性的原因
基因（DNA分子结构）的多样性。不同DNA分子中脱氧核苷酸的数目、种类、排列顺序不同决定了DNA分子结构的多样性。
根本原因
直接原因
蛋白质是生命活动的承担者和体现者。组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构四个因素决定了蛋白质的多样性。
从生物进化的角度看
生物的多样性是多种多样的环境对生物的不定向变异进行定向选择的结果。
景观多样性-生物多样性的第四层次
景观多样性指的是不同类型的景观要素或者生态系统构成的景观，在空间结构、功能机制和时间动态方面的多样性。景观多样性包括景观类型多样性、景观斑块多样性和景观格局多样性。
景观生态的结构是指组成景观的要素（如地形、水文、气候、土壤、植被、动物等）和组分（如森林、果园、水体、建筑物等）的种类、大小、轮廓、数目以及它们的空间配置。在此基础上发生着能量和物质的流动，以及发生着生态斑块的变化。
地球表面有各种景观，如农业景观、森林景观、
草地景观、河流景观、荒漠景观、城市景观、公园景
观等，是人类和自然相互作用的结果。
农业景观
二、讲授新课
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。
（二）生物多样性的形成
二、讲授新课
（三）生物进化理论在发展
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。
现代生物进化理论
二、讲授新课
（三）生物进化理论在发展
核心：自然选择学说
中性突变理论：决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
发展
三、课堂反馈
1．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
三、课堂反馈
2．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，下列不属于协同进化实例的是（
）
A．猎豹捕食斑马
B．某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾
C．草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增
D．昆虫的保护色越来越逼真，而它们天敌的视觉也越来越发达
C
三、课堂反馈
3．关于生物进化理论发展的叙述，不正确的是（
）
A．大多数情况下生物的进化导致生物对环境的相对适应
B．寒武纪生物大爆发支持达尔文进化渐进观点
C．生物进化是通过传代过程中基因频率的变化而实现的
D．中性的分子进化属于既无利也无害的基因突变
B
四、课堂小结
再见
