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第4节　
协同进化与生物多样性的形成
第6章　生物的进化
3、概述现代生物进化理论的要点，认同生物进化理论不断发展。
学习目标
1、举例说明协同进化。
2、概述生物多样性及其形成的过程。
教学目标
1、通过对达尔文根据兰花细长的花距预测存在为其传粉的蛾的分析和讨论，认同进化与适应的基本观点。
2、分析猎豹追捕羚羊的案例并进行综合概括，阐明协同进化的概念。
3、通过观察生物进化的历程示意图，概述生物多样性及其形成的过程，认同保护生物多样性的意义。
4、概述以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的要点。
5、尝试用协同进化的观点解释生活中的现象，提出解决外来物种入侵问题的方法。
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。
1、达尔文作出上述推测的理由是什么？
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，这种兰花就无法完成传粉受精，这个物种就不存在了。
某种兰花和专门给它传粉的蛾
问题探讨
2、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想，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。
某种兰花和专门给它传粉的蛾
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。
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？
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或保护。
协同进化
目标一　协同进化
一、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。
作用对象
作用结果
1、概念：
（1）不同物种之间的协同进化
（2）生物与无机环境之间的协同进化
2、类型：
① 种间互助 ② 种间斗争
一、协同进化
长舌蝠取食长筒花的花蜜，
同时为长筒花传粉
（1）生物与生物之间的协同进化
种间互助
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？
一、协同进化
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，客观上起到了促进种群发展的作用。捕食者一般不能将所有的猎物都吃掉。
种间斗争
“精明的捕食者”策略
一、协同进化
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。
意义：捕食者的存在有利于增加物种多样性。
收割理论
进化与适应观 结构与功能观
一、协同进化
（2）生物与无机环境之间
相互影响，共同进化
一、协同进化
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
3、协同进化结果：
1、判断正误
(1)协同进化是指不同物种之间不断进化与发展(　　)
(2) 捕食者的存在有利于增加物种的多样性，在相互影响中不断进化 (　　)
×
√
2、 “精明的捕食者”策略对人类利用生物资源有什么启示？
地球上的资源是有限的，人类不应该掠夺式地开发和利用生物资源，而应该是合理有度的利用生物资源，做一个“精明的捕食者”。
目标二　生物多样性的形成
二、生物多样性的形成
(1) 遗传多样性（基因多样性）
(2) 物种多样性
(3) 生态系统多样性
遗传信息的总和，包括地球上所有动植物、微生物个体的基因。
动物，植物和微生物等生物种类的丰富性。
生物圈中生态环境、生物群落和生态过程的多样性。
长期自然选择、协同进化的结果
1、生物多样性形成原因：
2、生物多样性的含义：
生物多样性主要包括三个层次的内容：
基因多样性
生态系统多样性
物种多样性
变异的不定向性
蛋白质的多样性(性状)
无机环境的多样性
导致
根本 原因
+环境 组成
组成
直接原因
决定（转录、翻译）
直接定向选择
间接选择
二、生物多样性的形成
3、生物多样性形成的原因分析
3、生物多样性形成的原因分析
① 从分子水平看：
② 从进化角度看：物种多样性与生态系统多样性主要是生物的________
变异与______选择在进化过程中共同作用的结果。
不定向
定向
二、生物多样性的形成
4、生物多样性形成的进化历程
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
2.52亿年前
6600万年前
古生代
中生代
新生代
二、生物多样性的形成
地球形成
46亿年前
生命起源
发现35多亿年前(最早)的生物化石——古细菌化石。生命起源。
研究生物进化最直接、最重要的证据：
化石
前寒武纪
30多亿~5.4亿年前(前寒武纪)，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)。
前寒武纪
30多亿~5.4亿年前(前寒武纪)，真核生物出现后，有性生殖出现一实现了基因重组，增强了生物变异的多祥性，进化速度加快,多细胞植物和动物的种类不断增多。
13亿年前真核生物的红藻化石
寒武纪
5.4~5.0亿年前海洋中大量的无脊椎动物如三叶虫、鹦鹉螺等爆发式地迅速形成。形成生态系统的第三极——消费者，生态系统结构更加复杂稳定。
古生代
大约在4亿年前，由于造山运动使海洋缩小，陆地扩大，一些海洋植物，开始适应陆地生活，形成了原始的陆生植物，主要是蕨类。随后才出现了适应陆地生活的动物——原始的两栖类。
中生代
2.45亿~6600万年前，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。
三叠纪脊椎动物得到进一步发展；
侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；
白垩纪末期也是恐龙的灭绝时期，开始出现被子植物。
新生代
哺乳动物、鸟类、被子植物趋向繁盛。
人类出现。
人既是进化的产物，也参与进化的过程。我们和其它生物以及无机环境之间相互依存、相互制约。保护生物多样性就是保护我们自己。
二、生物多样性的形成
4、生物多样性形成的进化历程
古细菌出现
主要是细菌（包括蓝细菌）
真核生物出现
海洋中有大量的无脊椎动物
原始陆生植物、原始两栖类
裸子植物和被子植物先后成为主角、
鸟类、哺乳类等成为优势动物类群。
二、生物多样性的形成
--研究主要依据:
化石
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，
由无氧到有氧
4、生物多样性形成的进化历程
二、生物多样性的形成
归纳：生物进化的历程及意义
项目 进化历程 意义
细胞数目 单细胞→多细胞 为功能复杂化提供结构基础
细胞结构 原核细胞→真核细胞 结构和功能更加完善
代谢类型 厌氧型→需氧型 能量供应更加充足
生殖方式 无性生殖→有性生殖 实现基因重组，增强了变异的多样性，明显加快进化的速度
生态系统 两极生态系统→三极生态系统 消费者的出现使生态系统的结构更加复杂，对植物进化更加有利
生活环境 水生→陆生（海洋→陆地） 陆地复杂的环境为生物进化提供了广阔的舞台
1、判断正误
(1) 不同的生物之间的相互影响形成了生物的多样性(　　)
(2) 生物通过有性生殖，实现了基因重组，增强了生物变异的多样性(　)
×
√
(3) 生物多样性包括遗传多样性、种群多样性和生态系统多样性三个
层次(　　)
×
2、请用生物进化论的观点分析生物多样性形成的原因。
3、通过学习，你能从多个角度归纳生物进化的趋势吗？
生物多样性的形成是多种多样的环境对生物不定向变异进行选择的结果。
简单到复杂，低等到高等,水生到陆生,异养到自养,厌氧到需氧,原核生物到真核生物，单细胞生物到多细胞生物，无性生殖到有性生殖。
目标三　生物进化理论在发展
1、现代生物进化理论（核心： ）
三、生物进化理论在发展
（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
间 的过程。
（6）生物多样性是 的结果。
自然选择学说
自然选择
种群
突变和基因重组
自然选择
隔离
生物
生物
生物
无机环境
协同进化
协同进化
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：
大量的变异是中性的, 而不是非益即害或非害即益，自然选择对这些基因突变不起作用, 决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累
② 间断平衡学说
物种的形成并不是渐变过程，
物种是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
③ 生物的进化理论不会停滞不前，而是在不断发展

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