1、第6章 生物的进化第第4 4节节 协同进化与生物多样性的形成协同进化与生物多样性的形成问问题题探探讨讨某种兰花和专门给它传粉的蛾达尔文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。问问题题探探讨讨某种兰花和专门给它传粉的蛾达尔文讨论讨论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），适应的传
2、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。这种兰花就难以完成传粉受精。这个物种也就不存在了。问问题题探探讨讨某种兰花和专门给它传粉的蛾达尔文讨论讨论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？如果后来未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是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，不等于这样的蛾类昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文等于这样的蛾类昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。的推测一定是错误的
3、。在自然界，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形并不少见 昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？虫媒花的进化与传粉昆虫的进化有怎样的关系？协同进化协同进化猎豹追捕羚羊协同进化协同进化没有我，你跑不了这么快！没有我，你也跑不了这么快！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？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，客观上起到促进种群发展促进种群发展的作用“收割理论收割理论”（美国生态学家斯坦利（美国生态学家斯坦利 SMstanleySMstanley）捕食者往往捕
4、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3030多亿年前多亿年前5.415.412.522.52不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与 的变化也是相互影响的无机环境无机环境地球上原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是 （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 生物的出现创造了前提条件厌氧厌氧好氧好氧协同进化协同进化 之间、之间在 中不断进化和发展。通过漫长的协同进化过程,地球上不仅出现了千姿百态的 ,丰富多彩的 ，而且形成了多种多样的 。不同物种不
5、同物种生物与无机环境生物与无机环境相互影响相互影响物种物种生态系统生态系统基因库基因库生物多样性的形成生物多样性的形成生物多样性主要包括三个生物多样性主要包括三个层次层次的内容的内容 （）多样性、多样性、多样性生物多样性的形成经历了漫长的进化历程基因基因物种物种生态系统生态系统遗传遗传思考思考 讨论讨论分析生物多样性的形成分析生物多样性的形成讨论讨论1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什么环境中？厌氧的单细胞生物厌氧的单细胞生物原始海洋原始海洋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？植物先登陆，否则动物登陆后就会饿死植物先登陆，否则动物登陆后就会饿死3.同今天你所
6、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繁盛响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物繁盛时期时期生物类型生物类型意义意义3535亿年前亿年前古细菌古细菌大约大约3535亿亿1515亿年前亿年前出现了生产者和分解者大约大约1515亿年亿年前前出现了有性生殖，实现了 ，增强生物变异的多样性，生物进化的速度明
7、显加快，多细胞植物和动物的种类不断增多5.75.7亿亿5.05.0亿亿年前年前海洋中无脊椎动无脊椎动物物物种爆发式地迅速形成出现了 ，出现消费者消费者，使生态系统具有更复杂的结构，陆地几乎没有生物大约大约4 4亿年前亿年前陆生植物：主要是 。陆生动物：原始的 。生物登陆改变陆地环境，陆地上复杂的环境又为生物的进化提供了广阔的舞台至今至今主要的生产者：。占优势的动物类群：。复杂多样的陆地生态系统逐渐形成蓝细菌和细菌蓝细菌和细菌（原核生物）（原核生物）真核生物真核生物基因重组基因重组寒武纪大爆发寒武纪大爆发蕨类植物蕨类植物两栖类两栖类裸子植物裸子植物被子植物被子植物鸟类鸟类 哺乳类哺乳类图6-15
8、 寒武纪的海洋生物类群想象图图6-16 4亿年前陆地景观想象图在进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而绝灭绝灭了中生代“统治”地球达1亿年之久的各种恐龙，由于目前尚未定论的原因，在白垩纪末全部绝灭恐龙的绝灭为哺乳类的兴盛腾出了空间，使生物进化翻开了崭新的一页与社会的联系与社会的联系人类也是进化的产物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生物进化理论在发展生物进化理论在发展以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生以自然选择学说为核心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命史作出了
9、科学的解释 是自然选择的结果 是生物进化的基本单位 提供进化的原材料自然选择导致种群基因频率的 ，进而通过 形成新的物种生物进化的过程实际上是生物与 、生物与 协同进化的过程生物多样性是 的结果适应适应种群种群突变和基因重组突变和基因重组定向改变定向改变隔离隔离生物生物无机环境无机环境协同进化协同进化有关生物进化的争论和疑点：有关生物进化的争论和疑点：基因突变对生物适应性的影响并不是非益即害的，大量的基因突变是中性中性的，自然选择对这些基因突变不起作用，这些基因突变经过长期积累，会导致种群间遗传物质出现较大差别。决定生物进化方向的是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择基因突变并不都是中性的，有些
10、基因突变反映在个体的性状上，与环境相适应的程度有差异，因此，不能否认自然选择的作用根据许多物种是在短时间内迅速形成的现象，提出物种形成并不都是渐变的过程，而是物种长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程自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练习与应用练习与应用一、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
11、）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。种群是生物繁
12、殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，一个种群就是一个独特的基因库；不同物种之间、生物与一个种群就是一个独特的基因库；不同物种之间、生物与无机环境之间是在相互影响响中协同进化的；生态系统是无机环境之间是在相互影响响中协同进化的；生态系统是生物与环境相互作用形成的有机整体生物与环境相互作用形成的有机整体修建铁路和高速公路时，如果没有修建高架桥和涵洞，就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，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
13、流，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。这一做法在国政府和相关企业对保护生物多样性的重视。这一做法在其他地区也是常见的。当然，修建高架桥和涵洞的具体数其他地区也是常见的。当然，修建高架桥和涵洞的具体数量和方式，还要考虑地形、地质、经济和社会等多方面的量和方式，还要考虑地形、地质、经济和社会等多方面的因素，做到因地制宜因素，做到因地制宜1.对种
14、群的基因频率没有影响的是A.随机交配 B.基因突变 C.自然选择 D.染色体变异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复习与提高复习与提高一、选择题4.关于有性生殖在进化上的意义，下列说法错误的是 A.实现了基因重组B.提高了繁殖速率C.加快了进化的进程D.丰富了变异的原材料二、非选择题1.在下面的空白框和括号处填写适当的词语。自然选择自然选择导致导致导致导致物种形成物种形成2.在进化地
15、位上越高等的生物，适应能力越强吗？请说明你的观点和证据。不一定就比原来的物种适应能力更强。例如，海洋中的生不一定就比原来的物种适应能力更强。例如，海洋中的生物登陆后，形成了许多新物种，开辟了新的生存空间，但物登陆后，形成了许多新物种，开辟了新的生存空间，但是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。3.与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异较多（如狗的变异比狼多）。对此你如何解释？与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异往往更多，与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异往往更多，这与人类根据自身的需要，采取的杂交育种等措施有关。这与人类根据自身的
16、需要，采取的杂交育种等措施有关。4.科学家对某地一种蟹的体色深浅进行了研究，结果如下图所示。不同体色的个体数量为什么会形成这样的差别呢？请提出假说进行解释。中间体色可能与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕中间体色可能与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，相应的基因型频食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，相应的基因型频率较高。经过长期的自然选择，导致中间体色的个体较多。率较高。经过长期的自然选择，导致中间体色的个体较多。5.褐花兰和西藏兰主要分布于我国西南地区，且分布区域有一定交叉。典型的褐花兰，花是深紫色的：典型的西藏兰，花是紫红色的。此外，它们还存在花色
17、从浅红到深紫等一系列过渡类型。研究人员通过实验发现，这两种植物能够杂交并产生可育后代。请回答下列问题。（1）这两种兰花的花色存在一系列过渡类型，能否用二者在自然状态下可以杂交来解释？如果能，能否确定过渡类型就是二者杂交形成的？由于这两种兰花的分布区域有一定交叉,且二者能够杂交并产生可育后代,可以推测杂交后代由于基因重组,花色会出现与典型亲本有一定差异的情况,因此,这两种兰花 的花色存在一系列过渡类型能用二者在自然状态下可以杂交来解释。但是,这种解释只是一种合理的假说,除此之外,还可能有其他合理的解释,如这两种兰花的花色是数量性状,或者由于土壤条件等环境因素,使得它们本来就存在从浅到深的过渡类型
18、。哪种解释正确,需要通过确凿的证据来验证，如自然状态下的观察证据、基因组学证据等（2）研究人员建议将它们合并为一种。这一建议有道理吗？有道理。二者在自然状态下可以杂交并产生可育后代，说明二者之间还未形成严格的生殖隔离，因此看作一种也是可以的6.20世纪40年代，DDT开始被用作杀虫剂，起初非常有效。若干年以后，人们发现它的杀虫效果越来越差。人们的解释是昆虫产生了抗药性。请你运用本章所学知识，对昆虫产生抗药性作出进一步的解释。按照达尔文的自然选择学说，可以作如下解释：昆虫在繁按照达尔文的自然选择学说，可以作如下解释：昆虫在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用变异。在未使用DDTDDT时，抗药性强的变异不是有利变异，时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势；使用这样的个体在生存斗争中不占优势；使用DDTDDT以后，抗药以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间以后，后代，一段时间以后，DDTDDT的杀虫效果就会下降。的杀虫效果就会下降。
