第4節協同進化與生物多樣性的形成課標要求概述現代生物進化理論以自然選擇學說為核心，為地球上的生命進化史供應了科學的說明。核心素養1．舉例說明協同進化。(生命觀念)2．概述生物多樣性及其形成的過程。(生命觀念、科學思維)3．舉例說明現代生物進化理論的發展。(生命觀念)一、協同進化基礎學問·雙基夯實1．含義：指_不同物種__之間、_生物與無機環境__之間在相互影響中不斷進化和發展。2．不同物種之間的協同進化3．生物與環境之間的協同進化4．協同進化的緣由：不同物種之間的相互選擇和生物與無機環境之間的相互影響。5．結果：通過漫長的_協同進化__過程，地球上不僅出現了千姿百態的_物種__，豐富多彩的基因庫，而且形成了多種多樣的_生態系統__。活|學|巧|練1.協同進化僅僅只發生在生物和生物之間。(×)2．協同進化都是通過物種之間的生存斗爭實現的。(×)3．協同進化的現象再一次體現了生物和環境之間存在相互影響的關系。(√)合|作|探|究資料1動物學家對非洲大草原奧蘭治河兩岸的羚羊進行了長期探討。他發覺，東岸羚羊種群的繁殖實力比西岸的強，奔跑速度也比西岸的快。為何兩岸的羚羊差異如此之大？經過視察探討，動物學家推想東岸羚羊種群表現得更強健，是因為它們旁邊有捕食者種群。資料2地球上的原始大氣中是沒有氧氣的，因此，最早出現的生物都是厭氧(進行無氧呼吸)的；最早的光合生物的出現，使得原始大氣中有了氧氣，這就為好氧生物的出現創建了前提條件。氧氣的產生也促使臭氧及臭氧層的形成，臭氧層汲取了大量紫外線，為陸生生物的出現創建了條件。閱讀上述兩則資料，回答問題：(1)資料1中，在東岸羚羊種群中生存下來的是什么類型的個體？為什么？(2)資料1中，捕食者的存在是否對羚羊有害無益？為什么？(3)資料1中，捕食者是不是就“高枕無憂”呢？為什么？(4)資料2中，生物的進化與無機環境的變更是否也有關系呢？提示：(1)東岸羚羊種群中生存下來的是肌肉發達、動作靈敏的個體，因為動作靈敏、跑得快的羚羊不簡單被捕食而存活下來。(2)不是，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到了促進種群發展的作用。(3)不是，一般來說，只有動作靈敏、跑得快的捕食者個體才能獲得食物，從而生存下來，繁育更多的后代。(4)是的，生物與無機環境之間也存在協同進化。歸|納|提|升1.對協同進化概念的理解(1)生物與生物之間的協同進化發生在不同物種之間，同種生物之間不存在協同進化。(2)無機環境的選擇作用可定向變更種群的基因頻率，導致生物朝著肯定的方向進化；生物的進化反過來又會影響無機環境。學問鏈接“收割理論”(1)捕食者往往捕食個體數量多的物種。(2)避開出現一種或少數幾種生物在生態系統中占肯定優勢的局面，為其他物種的形成騰出空間。捕食者的存在有利于增加物種多樣性。2．協同進化的意義：生物多樣性是協同進化的結果。典例1下列屬于協同進化實例的有(C)①通過捕食關系，獵豹跑得越來越快，羚羊跑得也越來越快②某種蘭花和特地給它傳粉的蛾③隨著光合生物的出現地球上的原始大氣中有了氧氣，這為好氧生物的出現供應了條件A．1個 B．2個C．3個 D．都不是解析：不同物種之間、生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展，這就是協同進化，①②③均屬于協同進化的實例。變式訓練?無花果的隱頭花序花托的頂端有一個很小的開孔，專有的、高度特化的榕小蜂雌蜂進入小孔后在花上產卵，雌蜂在花序上爬行時能進行傳粉，無花果隱頭花序是榕小蜂幼體唯一的棲息場所和食物來源。相關分析正確的是(B)A．榕小蜂特別的生殖行為確定了無花果的變異方向B．兩者的依存關系是相互選擇協同進化的結果C．花序的特化是無花果新物種形成的必要條件D．兩種生物所發生的可遺傳的變異確定了進化的方向解析：變異是不定向的，榕小蜂特別的生殖行為只是起了選擇作用，A錯誤；榕小蜂和無花果之間的依存關系是相互選擇協同進化的結果，B正確；花序的特化并未產生生殖隔離，故不是新物種形成的必要條件，C錯誤；自然選擇確定生物進化的方向，D錯誤。二、生物多樣性的形成基礎學問·雙基夯實1．生物多樣性的形成(1)主要內容：_遺傳多樣性__(基因多樣性)、物種多樣性和_生態系統多樣性__。生物多樣性的形成經驗了漫長的_進化歷程__。(2)探討生物進化歷程的主要依據：_化石__。(3)生物進化歷程中的關鍵事務a．最初地球上的生物主要是海洋中種數不多的原核生物——細菌(包括藍細菌)。這一時期的生態系統是只有_生產者和分解者__的兩極生態系統。b．有性生殖的出現，生物實現了_基因重組__，增加了其變異的_多樣性__，生物進化的速度明顯_加快__，多細胞植物和動物的種類不斷_增多__。c．寒武紀大爆發：海洋中有大量的無脊椎動物物種爆發式地快速形成。大量的動物構成了生態系統的第三極——_消費者__，使生態系統具有更加困難的結構。d．生物的登陸變更著陸地環境，陸地上困難的環境又為生物的進化供應了廣袤的舞臺。e．在進化過程中，很多物種由于_不適應環境__的變更而絕滅。例如恐龍絕滅。恐龍的絕滅為_哺乳類__的興盛騰出了空間，使生物進化翻開了嶄新的一頁。2．生物進化理論在發展(1)以自然選擇學說為核心的現代生物進化理論對自然界的生命史作出了科學的說明：_適應__是自然選擇的結果；_種群__是生物進化的基本單位；_突變和基因重組__供應進化的原材料，_自然選擇__導致種群基因頻率的_定向__變更，進而通過_隔離__形成新的物種；生物進化的過程事實上是_生物與生物__、_生物與無機環境__協同進化的過程；_生物多樣性__是協同進化的結果。(2)中性突變學說：大量的基因突變是_中性的__，自然選擇對這些基因突變不起作用，因此有人主見，確定生物進化方向的是_中性突變__的漸漸積累，而不是_自然選擇__。(3)間斷平衡學說：依據很多物種是在短時間內快速形成的現象，有人提出物種形成并不都是_漸變__的過程，而是物種_長期穩定__與_快速形成新種__交替出現的過程。活|學|巧|練1.捕食者的存在有利于增加物種多樣性。(√)2．生物多樣性的根本緣由是物種多樣性。(×)3．生物多樣性包括遺傳多樣性、種群多樣性和生態系統多樣性三個層次。(×)4．現代生物進化理論是科學的，所以達爾文的自然選擇學說已經過時了。(×)5．現代生物進化理論認為變異是不定向的，由自然選擇導致種群基因頻率的定向變更。(√)6．中性突變理論認為確定生物進化方向的是中性突變的漸漸積累。(√)合|作|探|究細致視察課本P120～P121的圖6－13生物進化的歷程示意圖。回答下列問題：1．最早出現的是哪一類生物？它們生活在什么環境中？提示：最早出現的生物是厭氧的單細胞生物，它們生活在原始海洋中。2．陸生植物和陸生動物的出現誰先誰后？前者為后者供應了什么條件？提示：植物先登陸；前者為后者供應氧氣、食物條件。3．寒武紀時地球上的生態系統有什么特點？提示：海洋中大量無脊椎動物物種爆發式地快速形成，大量動物構成了生態系統的第三極——消費者，使生態系統具有更加困難的結構。4．恐龍大約是什么時候絕滅的？物種絕滅對生物多樣性會產生怎樣的影響？提示：恐龍是在白堊紀末全部絕滅的。物種絕滅對生物多樣性的影響是困難的，恐龍的絕滅有利于哺乳動物的興盛。歸|納|提|升1.生物多樣性的形成(1)內容：生物多樣性主要包括遺傳多樣性(基因多樣性)、物種多樣性和生態系統多樣性。(2)形成緣由：生物的進化。(3)三個層次之間的聯系2．生物進化歷程(1)探討生物進化歷程的主要依據：化石。(2)進化歷程eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(結構上：單細胞→多細胞,呼吸方式：厭氧型→好氧型,生殖方式：無性生殖→有性生殖,生態系統：兩極生態系統→三極生態系統,生活環境：水生→陸生))典例2生物多樣性是協同進化的結果。下列與進化和生物多樣性有關的表述正確的是(A)A．一個物種的形成或絕滅會影響到若干其他物種的進化B．物種之間的協同進化都是通過物種之間的競爭實現的C．地球上的生態系統從古至今都是由生產者、消費者和分解者組成的D．生物多樣性的形成是指新的物種不斷形成的過程解析：一個物種的形成或絕滅會影響到若干其他物種的進化，A正確；物種之間的協同進化是通過物種之間的生存斗爭或種間互助實現的，B錯誤；真核生物出現之前的漫長歲月中，生態系統是只有生產者和分解者的兩極生態系統，C錯誤；生物多樣性主要包括基因多樣性、物種多樣性、生態系統多樣性，D錯誤。變式訓練?下列關于協同進化與生物多樣性的敘述中不正確的是(D)A．協同進化導致了生物多樣性的形成B．捕食者的存在對被捕食者種群是有益的C．野兔的愛護色和鷹鋒利的目光是它們協同進化的結果D．生物多樣性的形成即新物種的形成解析：協同進化導致了生物多樣性的形成，A正確；捕食者的存在對被捕食者種群是有益的，因為捕食者把被捕食群體中的老、弱、病、幼體捕獲了，留下來的是種群內更加優良的個體，從而有利于被捕食者種群的繁衍，B正確；野兔與鷹之間是捕食關系，二者在相互選擇中實現了協同進化，據此可知，野兔的愛護色和鷹鋒利的目光是它們協同進化的結果，C正確；生物多樣性包括三個層次的內容，基因多樣性、物種多樣性和生態系統多樣性，因此生物多樣性的形成不單指新物種的形成，D錯誤。協同進化的類型協同進化的類型包含類型舉例不同物種之間互利共生豆科植物與根瘤菌捕食獵豹和斑馬寄生黏液瘤病毒和兔子競爭作物與雜草生物與無機環境之間生物影響環境、環境影響生物地球最早是無氧環境→厭氧生物→光合生物出現→空氣中有了氧氣→出現好氧生物典例3協同進化不會發生在(B)A．獵豹和斑馬之間B．淺色樺尺蛾和深色樺尺蛾之間C．好氧型生物和環境之間D．雜草和水稻之間解析：協同進化發生在不同物種之間、生物與無機環境之間，A、C、D三項不符合題意，淺色樺尺蛾和深色樺尺蛾屬于同一物種，故選B項。1．協同進化是生物進化中一種常見的現象，下列敘述錯誤的是(D)A．有瘦長花距的蘭花和有瘦長的吸管似口器的蛾，兩者相互選擇協同進化B．獵豹與羚羊的“軍備競賽”是協同進化的結果C．物種之間的協同進化主要通過生存斗爭實現D．協同進化就是生物與無機環境之間在相互影響中不斷進化和發展解析：協同進化包括生物與生物之間、生物與無機環境之間的相互影響。2．下列關于生物進化的敘述，正確的是(B)A．進化過程中霉菌比細菌出現得早B．進化過程中藍細菌比好氧細菌出現得早C．有性生殖生物比無性生殖生物進化得慢D．哺乳動物必定生活在陸地上解析：霉菌是真核生物，細菌是原核生物，真核生物的出現晚于原核生物，A錯誤；生物通過有性生殖，實現了基因重組，增加了生物變異的多樣性，推動了生物進化，故有性生殖生物比無性生殖生物進化得快，C錯誤；哺乳動物不肯定生活在陸地上，如鯨是哺乳動物，但生活在水中，D錯誤。3．下列關于現代生物進化理論的敘述，正確的是(B)A．生物進化的過程事實上是生物與生物之間協同進化的過程B．生物多樣性是協同進化的結果C．能為生物進化供應原材料的是有利變異D．個體是生物進化的基本單位解析：生物進化的過程事實上是生物與生物、生物與無機環境協同進化的過程，A錯誤；可遺傳變異無論是有利變異還是不利變異，都能為生物進化供應原材料，C錯誤；種群是生物進化