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第4节
第6章　生物的进化
人教版高中生物 必修2
协同进化与生物多样性的形成
学习目标
1.概述协同进化的概念和意义(重点)。
2.概述生物多样性的层次和形成过程(难点)。
3.举例说明生物进化理论的发展。
情境导入
情境导入
协同进化
一
生物多样性的形成
二
生物进化理论在发展
三
目录
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 种间互助
② 种间斗争
1.概念：
2.类型：
(1)
不同物种之间
(2)
生物与无机环境之间
协同进化
一
——种间互助
世界上已知的榕树有800种，98%的榕树种类中，一种榕树只让一种榕小蜂传粉，而一种传粉榕小蜂也仅给一种榕树传粉，它们有着严格的一对一的关系。在漫长的岁月里，榕树和传粉榕小蜂为了彼此的种群繁衍，在结构、行为等方面做出适应性改变。
榕果
传粉榕小蜂
雄
雌
(1)
不同物种之间的协同进化
协同进化
一
小丑鱼和海葵
根瘤菌和豆科植物
——种间互助
(1)
不同物种之间的协同进化
协同进化
一
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？
猎豹追捕羚羊
——种间斗争
(1)
不同物种之间的协同进化
协同进化
一
协同进化
任务一
如图为猎豹追捕羚羊的镜头，请据图回答相关问题：
（1）捕食者的存在促进被捕食者种群发展的理由是什么？
捕食者所吃掉的大多数是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。
协同进化
任务一
（2）根据生态学家斯坦利的“收割理论”，食性广的捕食者的存在有利于增加物种多样性，在这个过程中，捕食者使物种多样性增加的方式是什么？
捕食者的存在有利于增加物种多样性。
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。
进化与适应观
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。
原始地球
(2)
生物与无机环境之间的协同进化
协同进化
一
地球形成时，原始大气中没有氧气，最早出现的生物是厌氧的，但随着光合生物的出现，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。
导练
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，下列不属于协同进化实例的是
A.猎豹捕食斑马
B.同学之间的竞争使大家学习都大幅度进步
C.某种长有细长花距的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾
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
√
导练
猎豹捕食斑马是二者相互选择的结果，属于协同进化，A不符合题意；
同学之间的竞争是同一物种内部的竞争，不属于协同进化，B符合题意；
某种长有细长花距的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾是通过长期的协同进化形成的，C不符合题意；
昆虫的保护色越来越逼真，能够避免被天敌捕食，而它们天敌的视觉也越来越发达，以便捕食昆虫，这是双方在相互选择中协同进化，D不符合题意。
导练
2.某种兰花有细长的花距(如图)，花距底部储存着花蜜，这种兰花的传粉需借助具有细长口器的蛾在吸食花蜜的过程中完成。
下列叙述正确的是
A.蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长
B.花距变长是兰花新物种形成的必要条件
C.蛾口器的特征决定兰花花距变异的方向
D.口器与花距的相互适应是协同进化的结果
√
导练
该种兰花的花距和蛾口器的变异属于协同进化，不是蛾吸食花蜜的结果，单纯地说蛾口器的特征决定兰花花距变异的方向或蛾的口器会因吸食花蜜而越变越长均属于片面的结论，A、C错误，D正确；
新物种形成的必要条件是隔离，花距变长不是兰花新物种形成的必要条件，B错误。
协同进化
一
生物多样性的形成
二
生物进化理论在发展
三
目录
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，也就是形成了生物的多样性。
生物多样性的形成
二
古细菌化石
（单细胞生物，约35亿年前）
海绵
（原始多细胞生物，约6亿年前）
异养厌氧
自养需氧
光和细菌出现
结构上的进化
1
代谢上的进化
2
生物多样性的形成
二
有丝分裂
融合
合子
减数分裂
有丝分裂
大肠杆菌的二分裂
（无性繁殖）
甲藻的生活史
（有性繁殖）
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。
生殖方式的进化
3
生物多样性的形成
二
两极生态系统
（生产者、分解者）
三极生态系统
（生产者、消费者、分解者）
寒武纪，海洋中大量无脊椎动物物种爆发式迅速形成，使生态系统具有更复杂的结构
生态系统结构的进化
4
生物多样性的形成
二
水生→陆生
造山运动使海洋缩小，一些海洋植物开始适应陆地生活，形成原始陆生植物，主要是蕨类植物，随后出现了适应陆地生活的动物——原始的两栖类。
生活方式的进化
5
生物多样性的形成
二
包括人类在内的所有生物都是在相互依存、相互制约中生存和发展的，人类的生存和发展始终受益于生物多样性，保护生物多样性就是保护人类自己。
生物多样性的形成
二
生物多样性形成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
协同进化的结果
生物多样性的形成
二
生物圈中生态环境、生物群落和生态过程的多样性。
地球上生物物种的多样性。
指遗传信息的总和，包括地球上所有动植物、微生物个体的基因。
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）
②物种多样性
③生态系统多样性
生物多样性的形成
二
生物多样性形成的原因：长期自然选择、协同进化的结果。
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
生物多样性的形成
二
1.生物多样性各层次间的关系
遗传(基因)多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，反过来物种多样性和生态系统多样性又影响遗传(基因)多样性。
2.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 海洋→陆地 陆地复杂的环境为生物进化提供了广阔的舞台
导练
3.下列有关生物多样性的叙述，错误的是
A.生物多样性是指在一定时空中所有物种及其基因和所在生态系统的总称
B.生物多样性的形成是生物与生物之间、生物与无机环境之间协同进化的结果
C.昆虫多以植物为食，它们的存在对植物的物种多样性只能是一种威胁
D.生物界的丰富多彩，起控制作用的是基因多样性
√
昆虫多以植物为食，但对植物的传粉等有重要作用，故昆虫的存在对植物的多样性不只是一种威胁，有时也是一种保护，C错误。
导练
4.下列关于生物进化的叙述，正确的是
A.进化过程中霉菌比细菌出现得早
B.进化过程中蓝细菌比好氧细菌出现得早
C.有性生殖生物比无性生殖生物进化得慢
D.哺乳动物必定生活在陆地上
√
霉菌是真核生物，细菌是原核生物，真核生物的出现晚于原核生物，A错误；
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，推动了生物进化，故有性生殖生物比无性生殖生物进化得快，C错误；哺乳动物不一定生活在陆地上，如鲸是哺乳动物，但生活在水中，D错误。
协同进化
一
生物多样性的形成
二
生物进化理论在发展
三
目录
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 的结果。
（2） 是生物进化的基本单位。
（3） 提供进化的原材料， 导致种群基因频率的定向改变，进而通过 形成新的物种。
（4）生物进化的过程实际上是 、 间 的过程。
（6）生物多样性是 的结果。
自然选择
种群
突变和基因重组
自然选择
隔离
生物与生物
生物与无机环境
协同进化
协同进化
解释
生物进化理论在发展
三
发展
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。
生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。
生物进化理论在发展
三
导练
5.下列有关生物进化的说法，错误的是
A.达尔文自然选择学说指出可遗传变异是生物进化的原材料，包括突变
和基因重组
B.适应的形成是由于具有有利变异的个体更容易生存并留下后代，是自
然选择的结果
C.现代生物进化理论在分子水平和种群水平对达尔文自然选择学说进行
了补充与丰富
D.中性突变学说认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不
是自然选择
√
导练
达尔文的自然选择学说认为，可遗传的变异提供了生物进化的原材料，但由于受到当时科学发展水平的限制，对于遗传和变异的本质，达尔文还不能作出科学的解释，A错误；
自然选择学说指出，生物都有遗传和变异的特性，具有有利变异的个体容易在生存斗争中获胜，并将这些变异遗传下去，经过长期的自然选择，微小的变异不断积累，形成适应特定环境的新类型，B正确；
中性突变学说认为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，会导致种群间遗传物质出现较大的差别，因此认为决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择，D正确。
导练
6.到20世纪30年代，关于生物进化过程中遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到分子水平，逐渐形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论，从而极大丰富和发展了达尔文的自然选择学说。下列关于现代生物进化理论的叙述，正确的是
A.种群是生物进化的基本单位
B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变
C.新物种的形成一定经过地理隔离
D.可遗传和不可遗传的变异均是生物进化的原材料
√
导练
生物进化的实质是种群基因频率的改变，B错误；
新物种形成的标志是形成生殖隔离，生殖隔离的形成不一定经过地理隔离，如植物多倍体的形成，C错误；
只有可遗传变异是生物进化的原材料，D错误。
课堂小结
五分钟查落实
【要语必背】
1.协同进化的原因：生物与生物之间的相互选择和生物与无机环境之间的相互影响。
2.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的主要内容：
(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。
【长句表达】
1.什么是协同进化？
_______________________________________________________________________________。
2.美国生态学家斯坦利提出的“收割理论”如何解释捕食者在进化中的作用？
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_____________________________________。
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
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，所以捕食者的存在有利于增加物种多样性
3.为什么说有性生殖的出现加快了生物进化的速度？
____________________________________________________________________________________________。
真核生物通过有性生殖，实现了基因重组，这就增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显加快

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