资源简介

(共38张PPT)
第4节 协同进化与生物多样性的形成
第6章 生物的进化
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。
彗星兰，花常为白色，呈星状，唇瓣有距，有些物种距长30~40厘米。原产自马达加斯加岛、热带非洲、南非。
问题探讨
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。
长喙天蛾
问题探讨
彗星兰和长喙天蛾
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。
兰花的生殖离不开传粉昆虫，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。
1. 达尔文作出上述推测的理由是什么？
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。
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。
彗星兰和长喙天蛾
木瓜榕，又名大木瓜、大石榴等，多生于低山沟谷潮湿雨林中。木瓜榕的果实、嫩茎尖和嫩叶均可食用，已有悠久历史。且营养价值也很高，含有丰富的维生素、无机盐等成分。尚未由人工引种栽培。木瓜榕与榕小蜂相依为命，是专一针对性的互利互惠关系，在科学术语中叫做“协同进化”。
一、协同进化
1. 协同进化概念：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。
（1）生物与生物之间
①种间斗争型：例如，猎豹和羚羊等
你知道吗？没有我，你跑不了这么快！
哼！没有我，
你也跑不了这么快！
不可以，只有动作敏捷、跑得快的才能获得食物。
捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
3. “精明的捕食者”策略：
1. 捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？
捕食者吃掉的多是老、病弱或年幼个体，客观上促进羚羊种群发展。
2. 捕食者是否可以“高枕无忧”？
思考一下
捕食者的存在有利于增加物种多样性。
收割理论
美国生态学家斯坦利提出了“收割理论”：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。
1. 协同进化概念：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。
（1）生物与生物之间
②种间互助型：例如，彗星兰和长喙天蛾、木瓜榕与榕小蜂等
若环境改变使某个物种灭绝，则另一个物种也将面临物种灭绝的危险。
不同物种之间在相互影响（ 、 ）中不断进化和发展。
由此可见，任何一个物种都不是单独进化的。
种间互助
种间斗争
1. 榕小蜂的进化与榕树的进化有什么关系 ？
3. 一种植物专门由一种昆虫传粉有什么弊端？
2. 榕小蜂传粉的专门化对自身和榕树有什么意义？
协同进化
减少了榕小蜂的种间竞争，也减少了榕树的种间竞争；保护了榕树的多样性，同时也保护了自身的多样性。
思考一下
有氧
进化
变化
最初
相互 影响
环境变化
生物进化
产生氧气
无氧
原始大气
光合生物出现
好氧生物
厌氧生物
1. 协同进化概念：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。
（2）生物与无机环境之间
在裸岩上，地衣首先定居，分泌的有机酸加速岩石风化形成土壤，使得土壤颗粒和有机物逐渐增多。在此基础上，苔藓便能生长起来，苔藓的生长会进一步使岩石分解，土层加厚，有机物增多，土壤中微生物的群落也越来越丰富。
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。
2. 协同进化意义：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，而且形成了多种多样的生态系统。
二、生物多样性
1. 生物多样性的内容：基因多样性、物种多样性、生态系统多样性
（1）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，其结果使生物种类逐渐增多，体现了物种多样性。
（2）不同生物的遗传物质各不相同，体现了基因多样性。
（3）不同的物种和多样的无机环境形成了多种多样生态系统，体现了生态系统多样性。所以说，生物多样性是协同进化的结果。
2. 生物多样性之间的关系
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
基因多样性
物种多样性
地质学家把地层一般分为五个阶段：太古代（40亿年前—25亿年前）、元古代（25亿年前—5.7亿年前）、古生代（5.7亿年前—2.5亿年前）、中生代（2.5亿年前—6500万年前）和新生代（6500万年前—至今）。其中太古代和元古代为地球的发展初期阶段，距今时间最远，经历时间也最长，当时的生物仅处于发生和孕育时期。
古生代时，海洋里的生物已经相当多了，无论是植物还是动物都开始由低级向高级阶段进化。到了中生代和新生代，像恐龙、始祖鸟、鱼龙、古象等大型动物相继出现，地球出现了空前的繁荣。
地层年代划分
3. 生物进化的历程
为了深入揭示各地质年代中地层和生物的特征，地质学家又在“代”的下面划分出许多次一级的地质时代。如古生代自老到新可分为六个纪：寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪；中生代分为：三叠纪、侏罗纪和白垩纪；新生代分为：第三纪和第四纪。
地层年代划分
3. 生物进化的历程
46亿年前，地球形成
3. 生物进化的历程
3. 生物进化的历程
最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石
生命的起源
在此之后大约20亿年（前寒武纪）的漫长岁月中，地球上的主要生物是海洋中种群不多的细菌（包括蓝细菌），都是原核生物，只有生产者和分解者（两极生态系统）。
3. 生物进化的历程
真核生物出现（前寒武纪）后，有性生殖出现，实现了基因重组，增强了生物变异的多样性，进化速度加快，多细胞植物和动物的种类不断增多。
3. 生物进化的历程
5.4亿～5.0亿年前的寒武纪，海洋中大量无脊椎动物物种爆发式出现（寒武纪大爆发），生态系统第三极—消费者出现，生态系统具有更加复杂的结构。
3. 生物进化的历程
大约4亿年前（古生代），造山运动使海洋减小，陆地扩大，海洋植物开始适应陆地生活，形成了原始陆生植物，主要是蕨类植物；随后出现陆生动物——原始两栖类。
3. 生物进化的历程
2.45亿～6600万年前（中生代），裸子植物、被子植物扮演生产者主角；鸟类、哺乳类成为优势动物类群。恐龙从出现到繁盛到白恶纪绝灭。复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。
3. 生物进化的历程
6600万年～（新生代），哺乳动物、鸟类、被子植物趋向繁盛，人类出现。
3. 生物进化的历程
1. 研究生物进化历程的主要证据是什么？
2. 最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？
3. 同今天的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？
4. 陆生植物和陆生动物的出现谁先谁后？
思考·讨论
化石
厌氧的单细胞生物，生活在原始海洋中。
当时陆地上还是一片荒芜，生物基本都生活在海洋中。
陆生植物先登陆，为陆生动物提供了食物。
5. 恐龙大约是何时绝灭的？物种绝灭对生物多样性产生什么影响？
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。
思考·讨论
（1）原核生物到真核生物；
（2）无性生殖到有性生殖；
（3）由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。
4. 生物的进化总趋势
阅读课本上的“与社会的联系” ，思考对我们有什么启示？
人类同其他物种一样，都是大自然的一员，而不是凌驾于其他物种之上的主宰；
每个生物身上都凝聚着数十亿年的进化史，生命来之不易，都是亿万年生物的遗传基因与环境相互作用的产物，因此应当珍爱生命、敬畏生命；
人与其他生物、与无机环境相互影响，作为一个有机整体不断发展，我们应当保护自然、保护生物多样性，与大自然和谐共处。
思考·讨论
三、生物进化理论
在发展
三、生物进化理论在发展
1. 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：
（1）适应是自然选择的结果；
（2）种群是生物进化的基本单位；
（3） 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；
（4）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；
（5）生物多样性是协同进化的结果。
（1）中性突变理论
①内容：大量的基因突变是中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，这些基因突变经过长期积累，导致种群间遗传物质出现较大的差别。比如：眼睛的大小、鼻子的高低、毛发的深浅等，一般情况下很难说对生存有多少影响，但大都被保留下来，显然不存在自然选择的作用。
②争议：更多学者则认为，基因突变并不都是中性的，有些基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认自然选择的作用。
（2）间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程，其原因仍在探索中。
2. 生物进化理论在发展
现有的进化理论所不能解释的问题比已经解释的问题还要多。
自然选择学说为核心的进化理论比其他学说影响要广泛和深远。
生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。
2. 生物进化理论在发展
必修二结束！

展开更多......

收起↑