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第4节 协同进化与生物多样性的形成
第六章 生物的进化
人教版必修2
情景视频1：长距彗星兰——长喙天蛾
达尔文由储存着花蜜的细长兰花花距
一定存在具有同样细长口器的昆虫，可以吸到花蜜。
推测
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？
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（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。
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。
问题探讨
特定昆虫给特定植物传粉，可提高传粉效率，且昆虫也可得到较多食物或保护。
（1）在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见，昆虫传粉的专门化有什么意义？
1. 不同物种之间的协同进化
（2）虫媒花进化与传粉昆虫进化有什么关系？能举出类似实例？
虫媒花与传粉昆虫在相互影响中不断进化和发展（种间互助）
情景视频2：猎豹追捕羚羊
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。
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？
动作敏捷的捕食者才能获得食物，从而生存、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。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。由此可见：任何一个物种都不是单独进化的。
没有我，你跑不了这么快!
没有我，你也跑不了这么快!
1.不同物种之间的协同进化
捕食者是否可以高枕无忧？
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的多样性。
收割理论
捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
“精明的捕食者”策略
1.不同物种之间的协同进化
早期地球没有氧气，因此最早出现的生物进行无氧呼吸，放氧型光合生物的出现改造了原始大气，为好氧生物的出现创造了前提条件。
氧气的产生也促使臭氧及臭氧层的形成，臭氧层吸收了大量的紫外线，为陆生生物的出现创造了条件。
生物与无机环境之间在相互影响中也会不断进化和发展。
2. 生物与无机环境之间的协同进化
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。
（1）概念
（2）实例
猎豹捕食羚羊（不同物种之间）
光合生物的出现，使原始大气出现氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件。（生物与环境之间）
（3）意义
形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性。
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
协同进化
1. 主要包括三个层次的内容：
①遗传多样性（基因多样性）
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。
2. 形成原因：
②物种多样性
③生态系统多样性
长期自然选择、协同进化的结果
35亿年前 ：
35-15亿年前 ：
15亿年前 ：
5.4-5亿年前 ：
4亿年前 ：
随后变化：
古细菌
主要是细菌（包括蓝细菌）
海洋中有大量无脊椎动物
真核生物出现
原始陆生植物、原始两栖类
裸子植物、被子植物、鸟类、哺乳类
1. 最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中
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。
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？
先出现植物，后出现动物，否则动物登陆后就会饿死。
3. 同今天你所看到的地球相比，寒武纪时地球上的生态系统有什么特点？
当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
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？
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。
古细菌化石（距今35亿年）
①最早的生物化石——古细菌（距今35亿年）
在此之后大约20亿年中，地球上的生物主要是海洋中的种类不多的蓝细菌和细菌，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。
真核生物出现后，新的繁殖方式有性生殖出现，实现了基因重组，增加了生物变异的多样性，所以加快了生物进化速度。多细胞植物和动物种类不断增多。
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。
寒武纪的海洋生物类群想象图
生产者、消费者、分解者三极生态系统
②早古生代生物（寒武纪大爆发，至5.0亿年前）
大约四亿年前，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，形成原始的陆地植物主要是蕨类植物。
随后出现适应陆地生活的原始两栖类。生物的登陆改变了陆地的环境。
裸子、被子植物先后扮演生产者中的主角，鸟类和哺乳类成为优势动物类群。
复杂多样的陆地生态系统逐渐形成。
4亿年前陆地景观想象图
③晚古生代生物 （至2.45亿年前）
造山运动：地球地壳因板块运动而发生大规模变形、隆升，形成山脉的地质过程。通常伴随强烈的构造挤压、岩浆活动、变质作用和地震等地质现象。
爬行动物繁盛，脊椎动物得到进一步发展；
昆虫类也开始繁盛；
白垩纪末期也是恐龙的灭绝时期，恐龙的绝灭为哺乳动物的兴盛腾出了空间，使生物进化翻开了崭新的一页。
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。
④中生代生物（至6600万年前）
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。
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。
⑤新生代生物 （至今）
（1）生物的结构：
（2）生物的等级：
（3）细胞的结构：
（4）生物的细胞组成：
（5）生殖方式：
（6）呼吸方式：
（7）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
生物进化的趋势
澄江动物群部分生物化石
自1984年开始，在我国云南省澄江县，陆续发现了大量寒武纪早期(约5.3亿年前)的化石，其中包括藻类、海绵动物、腔肠动物以及大量现已绝灭的无脊椎动物类群。这些发现不但证实了“寒武纪大爆发”事件，而且为研究生物进化提出了不少新课题。
（1）核心：_______________________
（2）适应是_________________________的结果。
（3）________________是生物进化的基本单位。
（4）_____________________提供进化的原材料。
（5）___________导致种群基因频率的定向改变，进而通过_______形成
新的物种。
（6）生物进化的过程实际上是_______________与__________________、
_______________与___________________间__________________的过程。
（7）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
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。
中性突变理论
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。
间断平衡学说
2. 发展
协同进化
生物多样性
协同进化的实例
生物多样性的三个层次
进化理论在发展
生物进化的历程（即生物多样性形成的过程）
协同进化的概念
现代生物进化理论
间断平衡理论
协同进化与生物多样性的形成
中性突变理论
1. 关于生物进化理论发展的叙述，不正确的是（ ）
A．大多数情况下生物的进化导致生物对环境的相对适应
B．寒武纪生物大爆发支持达尔文进化渐进观点
C．生物进化是通过传代过程中基因频率的变化而实现的
D．中性的分子进化属于既无利也无害的基因突变
2. 下列有关生物进化和物种形成的叙述，正确的是（ ）
A. 形成新物种是生物进化的实质
B. 生殖隔离一旦形成，就标志着新物种的产生
C. 环境条件保持稳定，种群的基因频率不会发生变化
D. 协同进化仅指生物与无机环境之间的不断进化和发展
3. 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．某种长有细长花矩的兰花和生有细长口器专门为它传粉的蛾
C．草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增
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
4. 世界自然基金会发表报告指出，1998～2008年这10年间，在新几内亚岛上发现了1060种新物种，其中有12种为哺乳动物，如居住在火山里的羊毛鼠、惹人喜爱的扁鳍海豚等。下列关于协同进化与生物多样性形成的叙述中，正确的是(　　)
A．物种之间的协同进化都是通过物种之间的生存斗争实现的
B．生物多样性的形成过程也就是新的物种不断形成的过程
C．一个物种的形成或灭绝会影响到其他若干物种的进化
D．不同物种之间在相互影响中不断进化和发展，这就是协同进化
5. 1973年，科学家提出了进化的“红皇后假说”，在物理环境条件相对稳定的情况下，一个物种的任何进化可能构成对其他物种的竞争压力，物种之间的关系构成了驱动进化的动力，在通常的环境下物种之间的进化保持着一种动态的平衡。下列说法正确的是（ ）
A．自然条件下，无机环境不变则生物不会进化
B．共同进化就是指不同物种在相互影响中不断进化和发展
C．物种间相互进化和发展不一定导致物种多样性的产生
D．精明捕食者策略通过捕食数量较多的物种而为其他物种腾出空间，增加物种多样性
6. 下列关于现代生物进化理论的叙述，错误的是（　　）
A．长期自然选择或持续的人工选择都可能使种群基因频率发生变化
B．捕食者往往捕食个体数较多的种群，这有利于被捕食者的进化
C．物种多样性的形成过程是环境不断变化导致不同变异出现的结果
D．地理隔离能阻止同一物种不同种群间的基因交流，但不一定形成新的物种
课本P124 练习与应用
一、概念检测
1.生物多样性是协同进化的结果。判断下列与进化和生物多样性有关的表述是否正确。
(1)一个物种的形成或绝灭，会影响到若干其他物种的进化。（ ）
(2)物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争实现的。（ ）
(3)地球上的生态系统从古至今都是由生产者、消费者和分解者组成的。（ ）
(4)生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程。（ ）
√
×
×
×
2.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
二、拓展应用
1. 用一位学者的话说，协同进化就是“生态的舞台，进化的表演”(The ecological theater andevolutionary play)。根据本节所学内容，谈谈你对这句话的理解。
生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。生物进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。
课本P124 练习与应用
3. 我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞。这对保护生物多样性有什么意义 这种做法适合在其他地区推广吗 请综合运用本章各节所学知识，从基因、物种和生态系统三个方面来论证。感兴趣的话，你还可以从经济和社会等角度提出自己的看法。
修建铁路和高速公路时，如果没有修建高架桥和涵洞，就会影响动物的迁移，缩小动物觅食、繁殖等活动的范围，影响植物种子的传播，人为阻断种群中个体间的基因交流，影响生态系统的整体性和生物的协同进化。我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞，体现了我国政府和相关企业对保护生物多样性的重视。
本课结束

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