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第4节
协同进化与生物多样性的形成
理由是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。
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。
某种兰花和专门给它传粉的蛾
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。
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？
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。
某种兰花和专门给它传粉的蛾
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。
问题探讨
一种植物专门由一种昆虫传粉有什么意义？
资料1：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”。
一、协同进化
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。
思考1：捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？
一、协同进化
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。生物的进化并非孤立进行，而是协同并进的。
思考2：捕食者是否可以高枕无忧？
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。美国生态学家斯坦利称之为“收割理论”。
收割理论
由此可见，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。
一、协同进化
一、协同进化
思考3：不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的进化是否也有关系呢？
资料2：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。
这说明生物与无机环境之间也存在协同进化。
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，这就是协同进化。
形成了生物的多样性。
一、协同进化
1.概念：
2.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，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。
3.结果：
湿地生态系统
森林生态系统
冻原生态系统
一、协同进化
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。
不同物种之间的协同进化
类型：① 种间互助
动物取食花的花蜜，
同时为植物传粉
一、协同进化
丛林狼捕食老弱兔子，客观上促进了物种的发展
② 种间斗争
一、协同进化
不同物种之间的协同进化
类型：③ 寄生
澳大利亚曾引入粘液瘤病毒控制野兔种群数量，第一年粘液瘤病毒杀死了99.8%的感染兔子，但在下一个感染季节只杀死了90%，第三次只有40%~60%的病兔死亡，最终野兔-病毒之间达到了一种平衡，粘液瘤病表现为一种低危害的流行病。
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。
生物多样性
二、生物多样性的形成
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。
生物多样性主要包括三个层次的内容：
二、生物多样性的形成
生态系统多样性
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
变异的不定向性
蛋白质多样性
无机环境的多样性
生物多样性的三个层次及相互关系：
生物多样性形成的原因：
长期自然选择、协同进化的结果。
最早的生物化石－－古细菌（距今35亿年）
生命的起源（30多亿年前）
34亿年前的古细胞化石
二、生物多样性的形成
就目前所掌握的证据来看，最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石。在此之后大约20亿年的漫长岁月中，地球上的生物主要是海洋中种数不多的蓝藻和细菌，它们都是原核生物。这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
二、生物多样性的形成
早古生代生物 （寒武纪大爆发，至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。
4亿年前陆地景观想象图
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，主要是蕨类植物，随后才出现了适应陆地生活的动物——原始的两栖类。生物的登陆改变着陆地的环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台，裸子植物和被子植物先后扮演了生产者的主角，鸟类、哺乳类等成为地球上占优势的动物类群，复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。
二、生物多样性的形成
晚古生代生物 （至2.45亿年前）
生物进化历程中的三个关键点
（1）真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。
二、生物多样性的形成
（2）寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极——消费者，对植物的进化产生
重要影响。
（3）原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆改变着陆地的环境，陆地 上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。
形成
结构上：
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）
呼吸方式：
无氧呼吸
有氧呼吸
光和细菌出现
二、生物多样性的形成
生殖方式：
大肠杆菌的二分裂
（无性繁殖）
有丝分裂
融合
合子
减数分裂
有丝分裂
甲藻的生活史
（有性繁殖）
二、生物多样性的形成
形成
生态系统结构：
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）
二、生物多样性的形成
形成
生活方式：
水生
陆生
二、生物多样性的形成
形成
二、生物多样性的形成
生物的结构：
生物的等级：
细胞的结构：
生物的细胞组成：
生殖方式：
呼吸方式：
生活环境：
简单→复杂
低等→高等
原核细胞→真核细胞
单细胞→多细胞
无性生殖→有性生殖
无氧呼吸→有氧呼吸
水生→水陆两栖→陆生
小结
分析生物多样性的形成
仔细观察图6－13，或自己搜集资料，就以下问题进行讨论。
二、生物多样性的形成
1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中
2.陆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？
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.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？
最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。
先出现植物，后出现动物，否则动物登陆后就会饿死。
当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
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。
人类与保护生物多样性
人类也是生物进化的产物，人类的进化对其他物种的进化产生了重要影响。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。
二、生物多样性的形成
三、生物进化理论在发展
1.现代生物进化理论（核心：自然选择学说）
（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
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
生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。
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。
发展
三、生物进化理论在发展
课堂小结
1．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
随堂检测
2．生态系统多样性形成的原因可以概括为（ ）
A.基因突变 B.基因重组
C.协同进化 D.地理隔离
C
随堂检测
3．下列关于生物进化的表述，错误的是（ ）
A.隔离是物种形成的必要条件
B.突变和基因重组都具有随机性
C.自然选择决定生物进化的方向
D.只有有利变异才是进化的原材料
D
随堂检测
谢谢观看！

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