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(共46张PPT)
第6章 生物的进化
第4节　协同进化与生物多样性的形成
课时目标 1.运用生物进化观阐明协同进化的概念。(生命观念)
2．运用归纳的方法，总结生物多样性形成的原因。(科学思维)
3．认同人类应当尊重自然、顺应自然、保护自然，与大自然和谐相处。(社会责任)
一、协同进化
1．概念
2．方式
(1)不同物种之间
①某种兰花具有细长的花距与某种蛾类具有细长的吸管似的口器。
②羚羊的奔跑速度加快与猎豹的奔跑速度加快。
(2)生物与无机环境之间
地球上的原始大气中是没有氧气的，最早出现的生物是厌氧(进行
呼吸)的；最早的 的出现，使得原始大气中有了氧气，为
的出现创造了前提条件。
3．结果：形成生物的多样性。
无氧
光合生物
好氧生物
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
(1)适应是 的结果。
(2) 是生物进化的基本单位。
自然选择
种群
(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生物与生物、生物与无机环境 的过程。
(5) 是协同进化的结果。
2．中性突变学说：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 。
突变和基因重组
自然选择
隔离
协同进化
生物多样性
中性的
中性突变
自然选择
3．间断平衡学说：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。
长期稳定
迅速形成新种
◆名师点睛
1．物种多样性与生态系统多样性主要是生物的不定向变异与定向选择在进化过程中共同作用的结果。
2．即使无机环境没有改变，生物也会进化。一种生物的进化不一定会促使其他生物发生进化。
3．进化历程
(1)结构上：单细胞→多细胞。
(2)呼吸方式：厌氧型→需氧型。
(3)生殖方式：无性生殖→有性生殖。
(4)生活环境：水生→陆生。
(5)生态系统：两极生态系统→三极生态系统。
◆基础速判(对的画“√”，错的画“×”)
×
√
×
×
◆思维启迪
1．捕食者的存在促进被捕食者种群发展的理由是什么？
提示：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。
2．根据生态学家斯坦利的“收割理论”，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？
提示：捕食者往往捕食个体数量多的物种，为其他物种的形成腾出空间。
任务一 协同进化
1．动物学家对非洲大草原某河流两岸的羚羊群进行过研究，发现由于东岸羚羊附近生活着一个狼群，东岸羚羊群的繁殖能力比西岸的强，奔跑速度也比西岸的快。狼的存在对羚羊有什么意义？
答案：狼吃掉的多是年老、病弱或年幼个体，客观上促进羚羊种群发展。
2．在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形并不少见，昆虫传粉的专一性对植物繁衍后代有什么意义？
答案：协同进化的双方共同获得生存优势，繁殖媒介专门化可提高传粉效率，避免无谓消耗。
3．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吗？
答案：不是。物种之间的协同进化有通过种间互助实现的，如某种兰花和专门给它传粉的蛾。
　对协同进化的理解
(1)不同物种之间的影响既包括种间互助，也包括种间竞争。任何一个物种都不是单独进化的。
(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。
(3)协同进化是千姿百态的物种和多种多样的生态系统的形成原因。
协同进化中的两个易错点
(1)生物与生物之间的协同进化仅发生在不同物种之间，同种生物之间不属于协同进化。
(2)生物与无机环境之间的协同进化表现在生物能够适应一定的环境，也能影响环境。
B
解析：
该事实说明不同生物之间在进化上密切相关，因此体现的方式是协同进化。
C
解析：
猎豹捕食斑马是两者相互选择的结果，属于协同进化，A不符合题意；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，B不符合题意；草原上狼的灭绝造成鹿的数量剧增不属于协同进化，在这种情况下鹿群由于缺乏捕食者的选择作用，很可能会退化，C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，以方便捕食昆虫，这是双方在相互选择中协同进化，D不符合题意。
任务二 生物多样性的形成
世界自然基金会发表报告指出，在1998—2008年10年间，新几内亚岛上发现了1 000多种新物种，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，大大地增加了当地生物的多样性。
[问题探究]
1．生物多样性形成的直接原因和根本原因是什么？运用进化论的观点分析生物多样性形成的原因。
答案：生物多样性的直接原因是蛋白质多样性，根本原因是基因(遗传物质)多样性。生物多样性的形成是多种多样的环境对生物的不定向变异进行定向选择的结果。
2．生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。三种生物多样性之间的关系是怎样的？
答案：遗传多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础，物种多样性和生态系统多样性又可影响遗传多样性。
1．生物多样性的原因
(1)根本原因：遗传(DNA分子结构)的多样性。不同DNA分子中脱氧核苷酸的数目、排列顺序不同决定了DNA分子结构的多样性。
(2)直接原因：蛋白质的多样性。组成蛋白质的氨基酸种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构四个因素决定了蛋白质的多样性。
(3)从生物进化的角度看，生物多样性是多种多样的环境对生物的不定向变异进行定向选择的结果。
2．生物多样性的内涵
(1)遗传多样性：生物存在各种各样的变异，并且变异是不定向的，进而出现了遗传多样性，遗传多样性是形成物种多样性的根本原因。
(2)物种多样性：遗传多样性决定了蛋白质的多样性，蛋白质多样性是形成物种多样性的直接原因。
(3)生态系统多样性：生态系统是由生物和无机环境共同组成的，所以，物种的多样性和无机环境的多样性共同组成了生态系统的多样性。
生物多样性的两个易错点
(1)生物多样性包括同一种群基因库的遗传多样性，不形成新物种也能增加生物多样性。
(2)一个物种的遗传多样性越丰富，它对环境的适应性就越强，物种进化的潜力就越大，越有可能保存下来形成新物种。
D
解析：
人类如果保护的是适应能力低下的濒危动植物，则有可能干扰自然界正常的自然选择，A错误；家养动物的变异多，可能产生较多的新基因，能增加生物的多样性，B错误；人类活动将野生生物栖息地“碎片化”，有可能影响其生存，使生物多样性减少，C错误；抗生素对病菌进行自然选择，长期使用抗生素使细菌抗药性基因频率不断增加，D正确。
B
解析：
“收割理论”指出，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，因此捕食者的存在有利于增加物种的多样性，A正确；协同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，因此物种之间的生存斗争只是其中一种影响，B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，生物进化的速度明显加快，C正确；捕食者的存在对被捕食者起到了选择作用，促进了生物进化，故捕食者的存在有利于增强物种多样性，D正确。
生物进化与生物多样性——生命观念
非洲大草原不仅草木茂盛，而且还生活着多种食草动物(如羚羊、大象、犀牛等)和食肉动物(如狮子、猎豹等)，这些动物都具有自己生存的技能，如羚羊通过快速奔跑躲避猎豹的捕食，而猎豹以更快的奔跑速度进行捕猎。该草原上的植物具有很强的再生能力，且能够分泌多种有毒物质进行自我防卫。
设计1：考查进化与适应观
(1)羚羊奔跑速度的提高能够使猎豹种群____________________，从而使猎豹种群发生定向进化，猎豹种群进化的结果________(填“会”或“不会”)引起羚羊种群的进化。
设计2：考查对现象的推理分析等科学思维
(2)在生物进化的过程中，有性生殖作为一种新的繁殖方式出现后，生物进化的速度明显加快，原因是__________________________________
______________。初级消费者的出现________(填“增强”或“减弱”)了植物种群间的竞争，增加了植物的多样性。
设计3：考查问题解决能力与生命观念
(3)大型食草动物的啃食活动会对植物造成严重的损害，在这种选择压力下，植物将向着_________________的方向进化，植物分泌的有毒物质，使食草动物向______________________方向进化。若该草原发生了严重的火灾，则可能会导致____________层次的生物多样性降低。
答案：(1)奔跑速度不断提升　会
(2)实现了基因重组，增强了生物变异的多样性　减弱
(3)增强营养生殖和再生能力　具有一定的抗毒和解毒能力　遗传(基因)和物种
解析：
(1)羚羊奔跑速度的提高能够使猎豹种群奔跑速度不断提升，从而使猎豹种群发生定向进化，这就是生物之间的协同进化，故猎豹种群进化的结果会引起羚羊种群的进化。(2)在生物进化的过程中，有性生殖作为一种新的繁殖方式出现后，实现了基因重组，使产生的后代具有更大的变异性和更强的适应环境的能力，生物进化的速度明显加快。初级消费者的出现，降低了一些植物的种群密度，能减弱植物种群间的竞争，增
解析：
加了植物的多样性。(3)大型食草动物的啃食活动会对植物造成严重的损害，在这种选择压力下，植物将向着增强营养生殖和再生能力的方向进化，植物分泌的有毒物质，使食草动物向具有一定的抗毒和解毒能力的方向进化。若该草原发生了严重的火灾，生物种类减少，则可能会导致遗传(基因)和物种层次的生物多样性降低。
B
解析：
双方在生存斗争中都是适者生存，不适者被淘汰，适应性都在提高，A、C错误；昆虫的保护色越来越逼真，它们的天敌的视觉也越来越发达，说明双方相互选择、协同进化，B正确；自然选择在生物进化的方向上起决定作用，D错误。
C
解析：
生物多样性包括三个方面：遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性。题干中描述了“146种水鸟”，是物种多样性的直接体现，题干中描述的“近海与海岸带湿地”“城市水域”等是生态系统多样性的直接体现。因此该调查结果直接体现了物种多样性和生态系统多样性，C正确。
B
解析：
原始大气中没有氧气，所以只有出现自养型生物后才有可能在大气中出现氧气，使需氧型生物的出现成为可能，真核生物的出现晚于原核生物，B正确。
D
解析：
狼和鹿通过捕食与被捕食的关系，鹿的能量可以传递给狼，能够发生能量传递而不是能量交流，A错误；两者是捕食关系而不是竞争关系，B错误；狼和鹿是两个不同物种，它们之间不能进行基因交流，C错误；跑得快的鹿有更多的生存和繁殖后代的机会，经过狼的逐代选择，鹿的奔跑速度加快，鹿奔跑速度加快后，只有奔跑快的狼才能获得足够的食物生存并繁殖后代，因此狼的奔跑速度也加快，所以狼和鹿通过捕食与被捕食的关系，奔跑的速度都比原来快，这是狼和鹿相互选择的结果，D正确。
C
解析：
基因突变不是形成生态系统多样性的原因，A错误；自然选择可以使种群的基因频率发生改变，但不能导致多种生态系统的出现，B错误；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，通过漫长的进化过程，地球上出现了多种物种和生态系统，C正确；地理隔离会使种群无法进行基因交流，但不一定能够产生新的物种和生态系统，D错误。
6．下图表示几种哺乳动物的起源情况，请回答问题：
(1)图示表明现存的各类哺乳动物具有共同的____________。
(2)原始哺乳动物(A)能进化成各种不同的哺乳动物，从内在原因看是
____________________________________________________________，从外部原因看是______________________________________________。
(3)本图示可以很好地体现生物的__________性和________性。
(4)如果改变图中动物的生活环境，____________________的动物能在新的环境中生存下来，而______________________的动物则被淘汰。
答案：(1)原始祖先
(2)生物的变异是不定向的　环境是多样的
(3)多样　适应
(4)适应新环境　没有适应新环境
解析：
(1)图中表明现存的哺乳动物(B～G)具有共同的原始祖先，即原始哺乳动物(A)。(2)原始哺乳动物进化为各种不同哺乳动物的内在原因是生物的变异是不定向的，而外部原因则是生存环境多样化。(3)因为生物所在的环境是多种多样的，生物适应环境的方式也是多种多样的，所以经过自然选择也就形成了物种的多样性，且经过自然选择存活下来的生物都是适应环境的，故该图可显示生物的多样性和适应性。(4)在新环境中，只有适应新环境的变异类型才能被保留下来，而不能适应新环境的变异类型则被淘汰。

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