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第4节　协同进化与生物多样性的形成
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。
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？
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。
01　协同进化
01 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）生物与生物之间的协同进化
（2）生物与无机环境之间的协同进化
2. 实例：
01 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
01 协同进化
实际上，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。
丛林狼捕食兔子
猎豹追捕羚羊
01 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。
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
01 协同进化
（2）生物与无机环境之间的协同进化
无氧
有氧
出现好氧生物
原始大气
最初
生物为厌氧型
光合生物出现
导致
原始地球
01 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：
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。
01 协同进化
4. 协同进化的原因
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”。
3. 用草原上的狼和羊解释生物与生物之间发生的协同进化。　
草原上，狼捕食羊，速度慢的羊逐渐被狼吃掉，而速度慢的狼因不能获得足够的食物，也逐渐被饿死，这样，在狼追逐羊的过程中，狼和羊的速度都得到提升，实现了协同进化。
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
√
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
√
02　生物多样性的形成
02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
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。
地球上生物物种的多样性。
生物圈中生态环境、生物群落和生态过程的多样性。
协同进化
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：
生物多样性三个层次的关系：
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
02生物多样性的形成
3. 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
2.45亿年前
6600万年前
古生代
中生代
新生代
02生物多样性的形成
化石
34亿年前的古细胞化石
最早的生物化石——古细菌（距今35亿年）
研究生物进化最直接、最重要的证据：
（30多亿年前）
生命的起源
02生物多样性的形成
原核生物，海洋中种类不多的蓝藻和细菌，单细胞生物，简单的两极生态系统：生产者和分解者。
13亿年前真核生物的红藻化石
前寒武纪地层的水母化石
约15亿年前，真核生物出现，有性生殖出现，实现基因重组，增强变异多样性，进化明显加快，多细胞生物种类增多。
（至5.4亿年前）
前寒武纪
02生物多样性的形成
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。
（寒武纪大爆发，至5.0亿年前）
早古生代生物
02生物多样性的形成
02生物多样性的形成
1984年7月1日，当时还是中国科学院南京地质古生物研究所研究生的侯先光，在云南澄江帽天山西面山坡上发现了纳罗虫化石。纳罗虫是海底爬行泥食性无脊椎动物。随后，包括林桥利虫、云南鳃虾、日射水母贝以及帽天山虫等又陆续被发现，距今5.18亿年前的“澄江生物群”就这样首次呈现在世人面前。
澄江生物群生态复原图
纳罗虫化石及复原图
（寒武纪大爆发，至5.0亿年前）
早古生代生物
02生物多样性的形成
水生、简单、低等
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。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复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。
陆生、复杂、高等
（至2.45亿年前）
晚古生代生物
02生物多样性的形成
三叠纪生物复苏,开始出现海生爬行动物，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。
中生代板块、气候、生物演化极大，末期已现现代类型生物群的雏形。
（至6600万年前）
中生代生物
02生物多样性的形成
新生代少女露西化石及复原图
化石
复原图
（至今）
新生代生物
3. 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。
02生物多样性的形成
02生物多样性的形成
人类也是生物进化的产物。大约300万年前，森林古猿的一支离开森林，告别树栖生活，走上了向现代人类进化的漫漫长路。在自然界的生存斗争中，人类凭借非凡的大脑、灵巧的双手和群体的力量，已经拥有了其他生物无可比拟的生存优势，并且对其他物种的进化产生了重要影响，
不少物种由于人类活动的影响走向绝灭。我们须臾
不能忘记的是，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。
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。
1．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的多样性
√
2．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
√
真核生物的出现晚于原核生物
鲸是哺乳动物
03　生物进化理论在发展
03　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
1. 现代生物进化理论（核心： ）
03　生物进化理论在发展
(1)观点1：大量的基因突变是________，决定生物进化方向的是_________的逐渐积累，而不是__________。
(2)观点2：基因突变并不都是________，有些基因突变反映在个体的________上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认__________的作用。
(3)观点3：物种形成并不都是渐变的过程，而是物种___________与_________________交替出现的过程。
(4)影响广泛的观点：以________________为核心的进化理论。
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
中性的
自然选择
中性突变
中性的
性状
自然选择
长期稳定
迅速形成新种
自然选择学说
1．判断正误
(1)生物进化的原材料来自基因突变和基因重组(　　)
(2)生物进化的过程实际上是生物与生物之间协同进化的过程(　　)
×
(3)生物多样性的形成就是新物种不断产生的过程(　　)
×
×
2．以自然选择学说为核心的现代生物进化理论能否解释生物进化过程中的所有问题，这带给我们什么启示？
不能，许多物种是在短时间内迅速形成的，其原因仍在探索中。科学是一个动态过程，需在不断地怀疑、求证、争论和修正中向前发展。
1．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
√
2．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，从而极大地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．协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
√
相互影响

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