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第六章 生物的進(jìn)化
第四節(jié) 協(xié)同進(jìn)化與生物多樣性的形成
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.說明協(xié)同進(jìn)化的概念。
2.簡述生物多樣性的形成過程。
3.明確生物進(jìn)化理論在不斷發(fā)展。
【基礎(chǔ)梳理】
一、協(xié)同進(jìn)化
1.美國生態(tài)學(xué)家斯坦利提出了“收割理論”： ，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占 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(xié)同進(jìn)化： 之間， 之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是協(xié)同進(jìn)化。
意義：通過漫長的協(xié)同進(jìn)化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種， ，而且形成了多種多樣的 。
二、生物多樣性的形成
1.生物多樣性： 。
2.生物進(jìn)化歷程中的的關(guān)鍵點(diǎn)：最早的生物化石是 億年前的古細(xì)菌化石，真核生物出現(xiàn)以后，有性生殖這種方式增強(qiáng)了生物變異的多樣性，生物進(jìn)化的速度明顯加快；寒武紀(jì)大爆發(fā)，大量的動物構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的第三極—— ，使生態(tài)系統(tǒng)具有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；大約在 年前，形成了原始的陸生植物，原始的兩棲類。生物的登陸改變著陸地的環(huán)境，陸地上復(fù)雜的環(huán)境又為生物的進(jìn)化提供了廣闊的舞臺。
3.生物進(jìn)化的總體趨勢：結(jié)構(gòu)上， ；功能上， ；生存環(huán)境上， ；生殖方式上， 。
4. 的絕滅為哺乳類的興盛騰出了空間，使生物進(jìn)化翻開了嶄新的一頁。
三、生物進(jìn)化理論在發(fā)展
1.內(nèi)容：適應(yīng)是自然選擇的 ； 是生物進(jìn)化的基本單位； 提供進(jìn)化的原材料， 導(dǎo)致種群基因頻率的定向改變，進(jìn)而通過 形成新的物種；生物進(jìn)化的過程實(shí)際上是 、 協(xié)同進(jìn)化的過程；生物多樣性是 的結(jié)果。
2.中性學(xué)說：大量的基因突變是中性的，自然選擇對這些基因突變 ，這些基因突變經(jīng)過長期積累，會導(dǎo)致種群間遺傳物質(zhì)出現(xiàn)較大的差別。因此有人主張，決定生物進(jìn)化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。
3.間斷平衡學(xué)說：物種形成并不都是 的過程，而是物種長期穩(wěn)定與迅速形成新物種交替出現(xiàn)的過程。
4.生物進(jìn)化理論不會停滯不前，而是在 。
【拓展延伸】
協(xié)同進(jìn)化的類型
協(xié)同進(jìn)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
競爭 農(nóng)作物與雜草
寄生 黏液病毒與兔子
生物與無機(jī)環(huán)境之間 生物影響環(huán)境，環(huán)境影響生物 地球最早出現(xiàn)的是無氧環(huán)境→厭氧生物→光合生物出現(xiàn)→空氣中有了氧氣→出現(xiàn)好氧生物
【課堂練習(xí)】
1.下列關(guān)于協(xié)同進(jìn)化的敘述，錯誤的是( )
A.生物的進(jìn)化與無機(jī)環(huán)境的變化是相互影響的
B.光合生物的出現(xiàn)，使得原始大氣中有了氧氣，為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件
C.獵豹與羚羊之間存在協(xié)同進(jìn)化
D.捕食者的存在不利于增加生物多樣性
2.下列有關(guān)生物多樣性和進(jìn)化的敘述中,正確的是( )
A.蜂鳥細(xì)長的喙與倒掛金鐘的筒狀花萼是它們長期共同進(jìn)化的結(jié)果
B.細(xì)菌在接觸青霉素后才會產(chǎn)生具有抗藥性的突變個體
C.現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是自然選擇使微小的有利變異不斷積累的過程
D.進(jìn)化的原材料來源于基因突變和基因重組,自然選擇能夠定向改變種群的基因頻率
3.下列現(xiàn)象不屬于協(xié)同進(jìn)化的是( )
A.一群長頸鹿相互爭奪高處的樹葉，最終脖子都變得發(fā)達(dá)
B.捕食活動導(dǎo)致野兔的保護(hù)色更逼真，同時鷹的目光更銳利
C.具有細(xì)長口器的蛾專門為有細(xì)長花矩的蘭花傳粉
D.光合生物的出現(xiàn)為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件
4.生物多樣性的形成,經(jīng)歷了漫長的進(jìn)化歷程。下列說法錯誤的是( )
A.生物多樣性是協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果
B.生物多樣性是指千姿百態(tài)的物種
C.捕食者的存在有利于增加物種多樣性
D.蟲媒花與傳粉昆蟲相適應(yīng)是相互選擇的結(jié)果
5.下列關(guān)于生物多樣性的說法，錯誤的是( )
A.森林中的毒蛇與生物多樣性沒有直接關(guān)系
B.生物多樣性的形成經(jīng)過了漫長的共同進(jìn)化歷程
C.生物多樣性包括基因、物種和生態(tài)系統(tǒng)三個層次
D.保護(hù)生物多樣性有利于人類的生存和發(fā)展
6.某地椿象的喙長而鋒利，可刺穿無患子科植物果實(shí)的堅硬果皮，獲得食物，如圖1所示。1920年該地引入新種植物——平底金蘇雨樹，其果皮較薄，椿象也喜食，如圖2所示。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)卮幌筻沟拈L度變化如圖3。
（1）椿象通過長而鋒利的喙，刺穿無患子科植物果實(shí)的堅硬果皮獲得食物，是生物適應(yīng)環(huán)境的表現(xiàn)。適應(yīng)形成的必要條件是_____和_____。
（2）椿象的長喙與短喙為一對相對性狀。分析圖3可知，引入平底金蘇雨樹后的60年間，該地區(qū)決定椿象_____性狀的基因頻率增加，這是_____的結(jié)果，該過程中，椿象_____（填“發(fā)生”或“未發(fā)生”）進(jìn)化。
（3）椿象取食果實(shí)，對當(dāng)?shù)責(zé)o患子科植物種子的傳播非常重要，引入平底金蘇雨樹后，當(dāng)?shù)責(zé)o患子科植物種群數(shù)量會_____。無患子科植物果實(shí)的果皮也存在變異，可提供進(jìn)化的_____，果皮較薄的植株更容易延續(xù)后代。上述過程中，當(dāng)?shù)責(zé)o患子科植物、平底金蘇雨樹和椿象得以生存繁衍，這是物種間_____的結(jié)果。
答案
1.答案：D
解析：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或少數(shù)幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間，因此，捕食者的存在有利于增加物種多樣性。
2.答案：A
解析：A、不論是否接觸青霉素，細(xì)菌都有不定向的變異，青霉素起到一個定向的選擇作用，A錯誤；
B、蜂鳥細(xì)長的喙可以深入倒掛金鐘的筒狀花萼進(jìn)行采蜜，從而為其傳播花粉，因此是它們長期共同進(jìn)化的結(jié)果，B正確；
C、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的定向改變，C錯誤；
D、進(jìn)化的原材料來源于突變（基因突變和染色體變異）和基因重組，自然選擇能夠定向改變種群的基因頻率，D錯誤。
故選B。
3.答案：A
解析：共同進(jìn)化指不同物種之間、生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，而一群長頸鹿屬于同一種生物，所以不屬于共同進(jìn)化，A錯誤；捕食活動導(dǎo)致野兔的保護(hù)色更逼真，同時鷹的目光更銳利，屬于生物與生物之間的共同進(jìn)化，B正確；具有細(xì)長口器的蛾專門為有細(xì)長花矩的蘭花傳粉，屬于生物與生物之間的共同進(jìn)化，C正確；光合生物的出現(xiàn)為好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件，屬于生物與生物之間的共同進(jìn)化，D正確。
4.答案：B
解析：生物多樣性是指千姿百態(tài)的物種、豐富多彩的基因庫和多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)，即遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，B錯誤。
5.答案：A
解析：A、森林中的毒蛇豐富了物種多樣性，與生物多樣性有直接關(guān)系，A錯誤；B、生物與生物之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間的共同進(jìn)花導(dǎo)致生物多樣性的形成，生物多樣性的形成經(jīng)過了漫長的共同進(jìn)化歷程，B正確；C、由分析可知，生物多樣性包括基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性，C正確；D、無機(jī)環(huán)境是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此，保護(hù)生物多樣性意味著保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，因而有利于人類的生存和發(fā)展，D正確。故選：A。
6.答案：（1）可遺傳的有利變異；環(huán)境的定向選擇
（2）短喙；自然選擇；發(fā)生
（3）下降；原材料；協(xié)同進(jìn)化
解析：（1）適應(yīng)形成的必要條件是可遺傳的有利變異與環(huán)境的定向選擇。
（2）根據(jù)題圖可知，引入平底金蘇雨樹后的60年間，由于其果實(shí)的果皮較薄，椿象也喜食，椿象中短喙的基因頻率增加，這是自然選擇的結(jié)果；椿象種群中基因頻率發(fā)生了改變，說明椿象發(fā)生了進(jìn)化。
（3）由于平底金蘇雨樹的引入使椿象種群中長喙的個體減少，會導(dǎo)致進(jìn)食無患子科植物果實(shí)的椿象減少，進(jìn)而減少了當(dāng)?shù)責(zé)o患子科植物種子的傳播，導(dǎo)致其數(shù)量下降；無患子科植物果實(shí)的果皮存在變異，為其進(jìn)化提供了原材料。綜上所述，當(dāng)?shù)責(zé)o患子科植物、平底金蘇雨樹和椿象得以生存繁衍，這是物種間協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果。

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