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1、第六章第六章生物的进化生物的进化第第4 4节节 协同进化与生物多样性的协同进化与生物多样性的形成形成 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。问题探讨某种兰花和专门给它传粉的蛾u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。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？n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
2、，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。1、达尔文作出上述推测的理由是什么？一、协同进化资资料料1 1：自自然然选选择择有有利利于于羚羚羊羊种种群群中中肌肌肉肉发发达达、动动作作敏敏捷捷的的个个体体，也也有有利利于于猎猎豹豹种种群群中中跑跑得得快快的的个个体体。这这两两个个物物种种的的进进化化过过程程宛宛如如一一场场漫漫长长的的“军军备竞赛备竞赛”。生物与生物之间协同进化一、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。
3、美国生态学家斯坦利称之为“收割理论”。收割理论u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。生物不是孤立进化的。生物不是孤立进化的。大大豆豆和和根根瘤瘤菌菌的的共共生生关关系系一、协同进化一、协同进化一、协同进化思考4：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？资资料料2 2：地地球球上上的的原原始始大大气气中中是是没没有有氧氧气气的的，因因此此，最最早早出出现现的的生生物物都都是是厌厌氧氧(进进行行无无氧氧呼呼吸吸)的的；最最早早的的光光合合生生物物的的出出现现，使使得得原原始始大大气气中中有有了了氧氧气气
4、，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。这就为好氧生物的出现创造了前提条件。生物与无机环境之间协同进化。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。协同进化概念：一、协同进化一、协同进化不同物种之间不同物种之间的协同进化的协同进化种间斗争种间斗争丛林狼捕食老弱兔子，客观上促进了物丛林狼捕食老弱兔子，客观上促进了物种的发展种的发展种间互助种间互助长舌蝠取食长筒花的花蜜，同时为长筒花长舌蝠取食长筒花的花蜜，同时为长筒花传粉传粉一、协同进化一、协同进化地球上的原始大气中是没有氧气的，因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此，最早出现的生物都是厌氧厌氧
5、（进行无（进行无氧呼吸）的；氧呼吸）的；最早的光合生物的出现，使得原始大气最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为中有了氧气，这就为好氧好氧生物的出现创生物的出现创造了前提条件。造了前提条件。原始地球原始地球生物与无机环境之间生物与无机环境之间的协同进化的协同进化厌氧厌氧光合光合好氧好氧一、协同进化一、协同进化协同进化意义：协同进化意义：通过漫长的通过漫长的协同进化协同进化过程，地球上不仅出现了过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种千姿百态的物种，丰富多彩的丰富多彩的基因库基因库，而且形成了，而且形成了多种多样的生态系统多种多样的生态系统，也就是，也就是形成形成了生物的多样性。了生物
6、的多样性。湿地生态系统湿地生态系统森林生态系统森林生态系统冻原生态系统冻原生态系统协同进化的结果：形成了生物多样性协同进化的结果：形成了生物多样性2 2、生物多样性、生物多样性主要包括三个层次的内容：主要包括三个层次的内容：协同进化协同进化1 1、生物多样性、生物多样性形成原因：形成原因：二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成遗传遗传多样性（多样性（基因基因多样性）多样性）生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。物种物种多样性多样性 动物，植物和微生物等生物种类的丰富性。动物，植物和微生物等生物种类的丰富性。生态系统生态系统多样性多样性 生物圈
7、内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成 基因多样性是形成物种多样性和生态系统多样性的基础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基因多样性。反过来物种多样性和生态系统多样性又影响基因多样性。生物多样性各层次间的关系生物多样性各层次间的关系基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性变异的不定向性变异的不定向性蛋白质多样性蛋白质多样性无机环境的多样性无机环境的多样性根本根本 原因原因组组 成成导致导致直接原因直接原因组成组成直接直接 选择
8、选择决定决定1生物多样性形成的根本原因和直接原因分别是什么？生物多样性形成的根本原因和直接原因分别是什么？提提示示：根根本本原原因因：基基因因(DNA分分子子结构构)的的多多样性性。直直接接原原因因：蛋蛋白白质的的多多样性。性。二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成 就目前所掌握的证据来看，最早的生就目前所掌握的证据来看，最早的生物化石是物化石是3535亿年前的亿年前的古细菌化石古细菌化石(图图6-14)6-14)。在此之后大约在此之后大约2020亿年的漫长岁月中，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地球上的生物主要是海洋中种数不多的细细菌（包括蓝细菌）菌（包括蓝细菌），它们
9、都是，它们都是原核生物原核生物。这一时期的生态系统是只有这一时期的生态系统是只有生产者生产者和和分解分解者者的的两极生态系统两极生态系统。古细菌化石（距今古细菌化石（距今3535亿年）亿年）古细菌化石（距今古细菌化石（距今3434亿年）亿年）前寒武纪前寒武纪（至（至5.45.4亿年前）亿年前）1313亿年前真核生物的红藻化石亿年前真核生物的红藻化石 前寒武纪地层的水母化石前寒武纪地层的水母化石 约约1515亿年前，亿年前，真核生物真核生物出现了以后，出现了以后，有性生殖有性生殖作为一种新的繁殖方式作为一种新的繁殖方式出现了。生物通过有性生殖实现了出现了。生物通过有性生殖实现了基因重组基因重组，
10、这就增强了生物变异的，这就增强了生物变异的多样性，进化的速度明显加快，多样性，进化的速度明显加快，多细胞植物和动物多细胞植物和动物的种类不断增加。的种类不断增加。二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成在在5.45.4亿亿5.05.0亿年前的寒武纪，海洋中亿年前的寒武纪，海洋中有有大量的无脊椎动物大量的无脊椎动物物种爆发式地迅物种爆发式地迅速形成，这就是著名的寒武纪大爆发。速形成，这就是著名的寒武纪大爆发。大量的动物构成了生态系统的大量的动物构成了生态系统的第三极第三极消费者消费者，使生态系统由最早期的，使生态系统由最早期的只有生产者和分解者的两极生态系统只有生产者和分解者的两极生态系统具有更
11、加复杂的结构。具有更加复杂的结构。寒武纪的海洋生物类群想象图寒武纪的海洋生物类群想象图生产者、分解者两极生态系统生产者、分解者两极生态系统 生产者、消费者、分解者三级生态系统生产者、消费者、分解者三级生态系统早古生代生物早古生代生物 （寒武纪大爆发）（寒武纪大爆发）二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成大约四亿年前，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，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。主要是蕨类植物。随后出现适应陆地生活的随后
12、出现适应陆地生活的原始原始两栖类两栖类。生物的登陆改变了陆。生物的登陆改变了陆地的环境。地的环境。裸子、被子植物先后扮演生产裸子、被子植物先后扮演生产者中的主角，鸟类和哺乳类成者中的主角，鸟类和哺乳类成为优势动物类群。为优势动物类群。复杂多样的复杂多样的陆地生态系统陆地生态系统逐渐形成。逐渐形成。4 4亿年前陆地景观想象图亿年前陆地景观想象图二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成细菌（包括蓝细菌）细菌（包括蓝细菌）真核生物出现真核生物出现 裸子植物和被子植物裸子植物和被子植物 鸟类、哺乳类鸟类、哺乳类 生物多样性的形成过程生物多样性的形成过程二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成生物进化历
13、程中的三个关键点生物进化历程中的三个关键点(1)(1)真核生物出现以后有性生殖方式的出现真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进生物进化速度明显加快。化速度明显加快。(2)(2)寒武纪大爆发寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极形成生态系统的第三极消费消费者者，对植物的进化产生重要影响。对植物的进化产生重要影响。(3)(3)原始陆生植物和原始两栖类的出现原始陆生植物和原始两栖类的出现：生物的登陆生物的登陆改变着陆地的环境改变着陆地的环境，陆地上复杂的环境又为生物的进陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台。化提供了广阔的舞台。（1）生物）生物进化的化的总体体趋势：从从结构上看：构上看：简单
14、复复杂（原核生物（原核生物真核生物；但真核生物；但细胞生物胞生物多多细胞胞生物）生物）从功能上看：从功能上看：低等生物低等生物高等生物高等生物从生存从生存环境上看：境上看：水生生物水生生物陆生生物生生物（2）代）代谢的的进化：化：厌氧型氧型好氧型好氧型、异养型、异养型自养型自养型（3）生殖方式的）生殖方式的进化：化：无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖（4）生）生态系系统结构的构的进化：化：两极生两极生态系系统（无消（无消费者）者）三极生三极生态系系统（生（生产者、消者、消费者、分解者）者、分解者）项目项目进化历程进化历程意义意义细胞数目细胞数目细胞结构细胞结构代谢类型代谢类型生生殖殖方方式式生态
15、系统生态系统成分成分生活环境生活环境生物进化的历程生物进化的历程二、生物多样性的形成二、生物多样性的形成单细胞单细胞多细胞多细胞为功能复杂化提供结构基础为功能复杂化提供结构基础原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞结构和功能更加完善结构和功能更加完善无氧呼吸无氧呼吸有氧呼吸有氧呼吸能量供应更加充足能量供应更加充足无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖实现基因重组，增强了变异的多样性，实现基因重组，增强了变异的多样性，明显加快进化的速度明显加快进化的速度只有分解者只有分解者出现生出现生产者产者出现消费者出现消费者光合自养生物的出现改变了原始大气成分，为光合自养生物的出现改变了原始大气成分，为需氧型生物的出现
16、创造了条件需氧型生物的出现创造了条件消费者的出现使消费者的出现使生态系统结构更加复杂，对植物进化更加有利生态系统结构更加复杂，对植物进化更加有利海洋海洋陆地陆地陆地复杂的环境为生物进化提供了广阔的舞台陆地复杂的环境为生物进化提供了广阔的舞台2通过学习通过学习，你能从多个角度归纳生物进化的趋势吗？你能从多个角度归纳生物进化的趋势吗？提提示示：简单复复杂，低低等等高高等等，水水生生陆生生，异异养养自自养养，厌氧氧需需氧氧，原核生物原核生物真核真核单细胞生物胞生物多多细胞生物胞生物，无性生殖无性生殖有性生殖。有性生殖。三、生物进化理论在发展三、生物进化理论在发展以以自然选择学说为核心自然选择学说为核
17、心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出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：了科学的解释：适应适应是自然选择的结果；是自然选择的结果；种群种群是生物进化的基本单位；是生物进化的基本单位；突变和基因重组突变和基因重组提供进化的原材料，提供进化的原材料，自然选择自然选择导致种群基因频导致种群基因频率的率的定向改变定向改变，进而通过，进而通过隔离隔离形成新的物种；形成新的物种；生物进化的过程实际上是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生物与生物、生物与无机环境协同进化化的过程；的过程；生物多样性是协同进化的结果。生物多样性是协同进化的结果。现代生物进化理论现代生物进
18、化理论生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。核心：核心：自然选择学说自然选择学说 中性突变理论中性突变理论：决定生物进化的方向是：决定生物进化的方向是中性突变中性突变的逐渐的逐渐积累，而不是自然选择。积累，而不是自然选择。间断平衡学说：间断平衡学说：物种形成并不都是物种形成并不都是渐变渐变的结果，而是种的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。发展发展三、生物进化理论在发展三、生物进化理论在发展课堂小结课堂小结习题讲解教材课后习题（124页）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。（）XXX概念检测练习与应用p1242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概念检测练习与应用p124