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第第7章章现代生物进化理论现代生物进化理论第第1节节现代生物进化理论的由来现代生物进化理论的由来拉马克学说拉马克学说（一）主要内容（一）主要内容:生物不是神造的，而是由古老生生物不是神造的，而是由古老生物进化来的物进化来的 生物是由低等到高等逐渐进化的生物是由低等到高等逐渐进化的 生物各种适应性特征的形成都是生物各种适应性特征的形成都是由于由于用进废退用进废退和和获得性遗传获得性遗传。（二）生物进化原因（二）生物进化原因:一是一是“用进废退用进废退”二是二是“获得性遗传获得性遗传”即环境引起或由于用进废退引起的变化，是可以遗传的。即环境引起或由于用进废退引起的变化，是可以遗传的。（三）历史意义（三）历史意义:1、历史上第一个系统地提出了进化理论的学者；、历史上第一个系统地提出了进化理论的学者；2、反对神创论和物种不变论。、反对神创论和物种不变论。1、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点、拉马克提出的用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持。缺少科学证据的支持。2、拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的、拉马克过于强调环境的变化直接导致物种的改变，实际上环境的变化如果未引起遗传物质改变，实际上环境的变化如果未引起遗传物质的改变，就不会使生物产生可遗传的变异。的改变，就不会使生物产生可遗传的变异。（四）不足（四）不足:1.1.达尔文的自然选择学说的解释模型：达尔文的自然选择学说的解释模型：达尔文的自然选择学说的解释模型：达尔文的自然选择学说的解释模型：事实1：生物都有过度繁殖的倾向事实2：物种内的个体数能保持稳定事实3：资源是有限的推论1：个体间存在着存在斗争事实4：个体间普遍存在差异(变异)事实5：许多变异是可能遗传的推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型二、达尔文的自然选择学说二、达尔文的自然选择学说归纳：原始物种过渡繁殖原始物种过渡繁殖 有限的生活资源有限的生活资源（条件）（条件）导致导致生存斗争生存斗争遗传变异遗传变异（外在动力）（外在动力）（内在基础）（内在基础）导致导致适者适者生存生存选择者：自然环境选择者：自然环境新物种、新性状新物种、新性状产生，生物进化产生，生物进化（结果）（结果）（意义）（意义）结合自然选择学说的解释模型，利用达结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？么脖子长？变异是不定向变异是不定向个体差异个体差异适者生存，适者生存，不适者淘汰不适者淘汰适应环境新类型适应环境新类型内因内因动力动力生存斗争生存斗争逐代遗传积累逐代遗传积累内因内因长颈鹿祖先发生变异长颈鹿祖先发生变异个体有长颈长前肢的也个体有长颈长前肢的也有短颈短前肢的有短颈短前肢的长颈长前肢生存长颈长前肢生存逐代选择逐代选择现代长颈鹿现代长颈鹿缺乏青草的环境下缺乏青草的环境下自自自自然然然然选选选选择择择择实例实例生物进化过程生物进化过程2、历史意义：（课本、历史意义：（课本P111-112）（1）论证了生物是不断进化的，并）论证了生物是不断进化的，并解释了解释了生物进化生物进化的原因的原因（2）所有生物都有共同的祖先，解释了生物的）所有生物都有共同的祖先，解释了生物的多样性和适应性多样性和适应性。（3）反对神创论和物种不变论，为辩证唯物主义世界）反对神创论和物种不变论，为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。观提供了有力的武器。3、不足：、不足：（课本课本P112）（1）对于遗传和变异的）对于遗传和变异的本质本质，未能作出科学的解释。，未能作出科学的解释。（2）对生物进化的解释也）对生物进化的解释也局限于个体水平局限于个体水平。（3）强调物种的形成是渐变的结果，不能解释物种）强调物种的形成是渐变的结果，不能解释物种 大爆发现象。大爆发现象。三、达尔文以后进化理论的发展三、达尔文以后进化理论的发展现代进化论：现代进化论：1、达尔文的自然选择学说为现代进化论的发展打下坚、达尔文的自然选择学说为现代进化论的发展打下坚实的基础，生物科学的研究和发展，不断完善生物的实的基础，生物科学的研究和发展，不断完善生物的进化理论。进化理论。2、现代进化论对遗传变异的研究已、现代进化论对遗传变异的研究已从性状水平深入从性状水平深入到基因水平。到基因水平。3、现代进化理论对自然选择作用的研究已、现代进化理论对自然选择作用的研究已从个体水从个体水平上升到群体水平。平上升到群体水平。4、现代进化论的、现代进化论的核心核心仍是自然选择学说。仍是自然选择学说。达尔文的自然选择学说指出，在一达尔文的自然选择学说指出，在一种生物的群体中，出现有利变异的个体种生物的群体中，出现有利变异的个体能存活，并且有机会留下自己的后代。能存活，并且有机会留下自己的后代。“如果在灰色翅（基因型为如果在灰色翅（基因型为aa）昆虫的群体中偶然出）昆虫的群体中偶然出现一支黑褐色翅（基因型为现一支黑褐色翅（基因型为Aa）的变异个体，且黑褐）的变异个体，且黑褐色比灰色更不容易被捕食。那么，昆虫的翅色将怎样色比灰色更不容易被捕食。那么，昆虫的翅色将怎样变化？变化？”问问:按达尔文观点该黑褐色个体能永远生存下来吗？按达尔文观点该黑褐色个体能永远生存下来吗？它体内的它体内的A基因怎样才能传递给子代基因怎样才能传递给子代?即使即使Aa个体能繁个体能繁殖，后代都是黑褐色个体？殖，后代都是黑褐色个体？（一）种群是生物进化的基本单位（一）种群是生物进化的基本单位1 1、种群概念：、种群概念：生活在生活在一定区域一定区域的的同种同种生物生物的的全部个体全部个体。2、种群的特点：、种群的特点：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此是彼此可以交配可以交配，并，并通过繁殖将各自的基因通过繁殖将各自的基因传给后代传给后代。注意：自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，注意：自然界的物种实际上是以一个个种群存在的，种群是物种繁衍、进化的基本单位。种群是物种繁衍、进化的基本单位。它为研究生物与它为研究生物与环境的关系和物种的变化带来了方便。环境的关系和物种的变化带来了方便。3 3、基因库：、基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。4 4、基因频率：、基因频率：在一个在一个种群基因库种群基因库中，中，某个基因某个基因占全部占全部等位基因等位基因数的比率。数的比率。基因频率基因频率该基因的总数该基因的总数该等位基因的总数该等位基因的总数某工厂有男女职工各某工厂有男女职工各200200名，对他们进行调查时名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为发现，女性色盲基因携带者为1515人，女性患者人，女性患者1 1人，男性患者人，男性患者1414人，这个群体中人，这个群体中色盲基因色盲基因的频的频率应为（率应为（）。）。A A、15%B15%B、3.88%C3.88%C、5.17%D5.17%D、10.3%10.3%色盲（色盲（b b）基因频率）基因频率1521420022005.17C C 100%100%已知人眼中的褐色（已知人眼中的褐色（A）对蓝色）对蓝色(a)是显性。在一个是显性。在一个有有30000人的人群中，蓝眼人有人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有人，褐眼的有26400人，其中纯合体有人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群人。那么，在这个人群中中A和和a基因频率分布为（基因频率分布为（）A.0.64和和0.36 B.0.36和和0.64 C.0.50和和0.50 D.0.82和和0.18 在在某某一一种种群群中中，已已调调查查得得知知，隐隐性性性性状状者者（等等位位基基因因用用A A、a a表表示示）占占16%，那那么么该该性性状状的的AA、Aa基基因因型个体出现的频率分别为（型个体出现的频率分别为（）A.0.36、0.48 B.0.36、0.24 C.0.16、0.48 D.0.48、0.36AA新代基因型新代基因型的频率的频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)配子的比率配子的比率A()A()a()a()子代基因型子代基因型频率频率AA()Aa()aa()子代基因频率子代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%p+q=1(p+q)2=p2+2pq+q2=1AA=p2 Aa=2pq aa=q2p表示基因A的频率，q表示基因a的频率亲代亲代子一代子一代子二代子二代子三代子三代基因型基因型频率频率AA30%Aa60%aa10%基因基因频率频率A60%a40%36%48%40%在讨论题在讨论题2中的群体中的群体满足五个条件满足五个条件的情况下的情况下,计算计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率子二代、子三代的基因频率与基因型频率;分析一下分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？各代基因频率与基因型频率相同吗？16%60%36%48%40%16%60%36%48%40%16%60%由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和由此可见，如果满足上述五个条件，则亲代和子代子代每一种基因的频率都不会改变每一种基因的频率都不会改变，到再下一代也，到再下一代也是如此，也就是说是如此，也就是说基因频率可以代代保持稳定不变基因频率可以代代保持稳定不变。这就是这就是哈代温伯格平衡哈代温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。它，也叫遗传平衡定律。它是指在一个是指在一个极大的随机交配极大的随机交配的种群中，在的种群中，在没有突变没有突变、选择和迁移选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传率可以世代相传不发生变化，保持平衡不发生变化，保持平衡。如果该种群出现新的突变型，也就是产如果该种群出现新的突变型，也就是产生新的等位基因（生新的等位基因（A2），种群的基因频率会），种群的基因频率会变化吗？基因变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？的频率可能会怎样变化？突变产生的新基因突变产生的新基因会使种群的基会使种群的基因频率发生变化。因频率发生变化。基因基因A A2 2的频率是增加还是减少，的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这往往取决于生物生存的环境。这往往取决于生物生存的环境。影响种群基因频率变化的根本原因是什么？影响种群基因频率变化的根本原因是什么？变异变异变异的类型有那些？变异的类型有那些？不能遗传的变异不能遗传的变异可遗传的变异可遗传的变异基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异（来源）生物进化的实质：生物进化的实质：种群的进化过程就是种群基因频种群的进化过程就是种群基因频率发生变化的过程。率发生变化的过程。通过讨论基因频率的变化可以认通过讨论基因频率的变化可以认识到，自然界中种群的基因频率一定识到，自然界中种群的基因频率一定会发生变化，也就是说种群的进化是会发生变化，也就是说种群的进化是必然的。必然的。2.2.种群基因重组的结果：种群基因重组的结果：产生更多变异产生更多变异(基因型基因型)、不定向、不定向（二）（二）突变突变和和基因重组基因重组产生生物进化的原材料产生生物进化的原材料 1.1.基因突变的特点：基因突变的特点：普遍性普遍性 ，随机性，低频性，随机性，低频性，多害少利性，不定向性多害少利性，不定向性3.3.基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变和染色体变异统称为突变。基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变在自然界是普遍存在的，因此基因突变产生新的等位基因基因突变产生新的等位基因，这就可能使种，这就可能使种群的基因频率发生变化。群的基因频率发生变化。自然界中生物的自然突变频率很低，而且自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？群中的基因频率呢？种群是由许多个体组成的，每个个体种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。样，每一代就会产生大量的突变。此外，突变的有此外，突变的有害还是有利也不是绝害还是有利也不是绝对的，这往往取决于对的，这往往取决于生物的生存环境。生物的生存环境。例如：一个果蝇约有例如：一个果蝇约有10104 4对基因，假定每个基对基因，假定每个基因的突变率都是因的突变率都是10105 5，若有一个中等数量的果蝇种，若有一个中等数量的果蝇种群（约有群（约有10108 8个个体），那么每一代出现基因突变个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？数是多少呢？2104105个体个体108种群种群=21071 1种群中突变的特点：种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向突变数很大、随机、不定向2 2种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向结论：结论：突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料基因基因 重组重组突变突变新的等位基因新的等位基因多种多样多种多样的基因型的基因型种群中出现大量种群中出现大量可遗传的变异可遗传的变异变异是变异是不定向不定向的的形成了形成了进化的原材料进化的原材料,不能决定生物进化的方向不能决定生物进化的方向（三）自然选择决定了生物进化的方向（三）自然选择决定了生物进化的方向突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。定的方向不断进化。原因：自然选择原因：自然选择原因：自然选择原因：自然选择 的作用下，淘汰不利变异基因，积累的作用下，淘汰不利变异基因，积累的作用下，淘汰不利变异基因，积累的作用下，淘汰不利变异基因，积累有利变异基因。有利变异基因。有利变异基因。有利变异基因。结果：使基因频率定向改变。结果：使基因频率定向改变。结果：使基因频率定向改变。结果：使基因频率定向改变。例题：某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后例题：某岛屿上存在着尺蛾的两个变种，该地区原为森林，后建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。建设成工业区。下表为该地区不同时期的两个变种尺蛾的数量比。这些变产生的原因是这些变产生的原因是 ()()A A灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入B B工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾C C自然选择作用自然选择作用D D人工选择的作用人工选择的作用7.7.用用现代生物代生物进化理化理论分析解分析解释狼的狼的进化化过程。程。(1)(1)狼狼群群中中存存在在不不同同类类型型的的个个体体，如如有有跑跑得得快快的的，有有跑跑得得慢慢的的。它它说说 明明 生生 物物 具具 有有 _的的 特特 性性，而而 这这 种种 特特 性性 是是 生生 物物 进进 化化 的的 。(2)(2)随随着着环环境境的的改改变变，食食物物稀稀少少，跑跑得得快快、凶凶猛猛的的狼狼才才能能获获得得食食物物生生存存下下去去。这这样样，食食物物、环环境境对对狼狼起起了了_作作用用，而而这这种种作作用用是是_的，它决定着生物进化的的，它决定着生物进化的_。森林时期工业时期灰蛾 黑蛾灰蛾黑蛾99%1%1%99%C变异变异原材料原材料选择选择方向方向定向的定向的1 1、物种的概念：、物种的概念：指能够在自然状态下相互交配并且产指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简生可育后代的一群生物称为一个物种，简称称“种种”。一个生物一个生物“种种”或或“物种物种”与种群有何区别？与种群有何区别？物种物种可以分布在不同的自然界的不同区域可以分布在不同的自然界的不同区域（存在地理隔离存在地理隔离）；只有在可以发生随即交配、；只有在可以发生随即交配、繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种繁衍，使基因能够世代传递的一定区域内的同种全部个体的集合才是一个全部个体的集合才是一个种群种群。自然界的物种实际上是以一个个自然界的物种实际上是以一个个种群种群存在的，存在的，种群种群是物种繁衍、进化的基本单位。是物种繁衍、进化的基本单位。3 3、地理隔离、地理隔离:不同物种之间一般是不能够不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也相互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代不能够产生可育的后代，这种现，这种现象叫生殖隔离。象叫生殖隔离。如季节隔离；不如季节隔离；不亲合性；杂种不活；杂种不育等。亲合性；杂种不活；杂种不育等。2 2、生殖隔离：、生殖隔离：东北虎和华南虎之东北虎和华南虎之间存在什么隔离？间存在什么隔离？由于地理上的障碍使得同种由于地理上的障碍使得同种生物的不同种群间生物的不同种群间不能够发生基不能够发生基因交流因交流的现象。的现象。4 4、隔离在物种形成中的作用、隔离在物种形成中的作用隔离：隔离：不同种群间的个体，在自然条件下不能不同种群间的个体，在自然条件下不能发生发生基因交流基因交流的现象。的现象。物种形成的比较常见的方式：物种形成的比较常见的方式：地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离长期长期例题：右图表示生物新物种例题：右图表示生物新物种形成的基本环节，对图示分形成的基本环节，对图示分析正确的是析正确的是Aa表示基因突变和基因表示基因突变和基因重组，是生物进化的原材料重组，是生物进化的原材料Bb表示生殖隔离，生殖表示生殖隔离，生殖隔离是生物进化的标志隔离是生物进化的标志Cc表示新物种形成，新表示新物种形成，新物种与生活环境共同进化物种与生活环境共同进化Dd表示地理隔离，新物表示地理隔离，新物种形成一定需要地理隔离种形成一定需要地理隔离C在不同的突变在不同的突变、基因重组和不同自然选择作用下、基因重组和不同自然选择作用下基因频率向不同方向发生改变基因频率向不同方向发生改变种群的基因库出现差异种群的基因库出现差异差异进一步加大差异进一步加大生殖隔离生殖隔离新物种形成新物种形成一个种群的突变和基因重组对另一个种群的突变和基因重组对另一个种群的基因频率无影响一个种群的基因频率无影响课本课本P120资料分析资料分析阻断基因交流阻断基因交流地理地理隔离隔离地理隔离地理隔离是形成物种的是形成物种的量变量变阶段，阶段，生殖隔离生殖隔离是形成物种的是形成物种的质变质变阶段，阶段，是物种形成的是物种形成的标志。标志。隔离隔离是物种形成的是物种形成的必要条件必要条件。不同物种间都存在着生殖隔离不同物种间都存在着生殖隔离,物种的形成物种的形成必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。必须经过生殖隔离，但不一定要经过地理隔离。1 1、突变和基因重组突变和基因重组产生进化的原材料产生进化的原材料2 2、自然选择自然选择决定生物进化的方向决定生物进化的方向(定向定向)3 3、隔离隔离导致物种的形成导致物种的形成习题习题:1:1、关于物种的叙述，错误的是：、关于物种的叙述，错误的是：A A、物种是形态上类似的、彼此能交配并产生可育、物种是形态上类似的、彼此能交配并产生可育后代的，要求类似环境条件的生物个体的总和后代的，要求类似环境条件的生物个体的总和B B、物种是一个具有共同基因库的，与其他类群有、物种是一个具有共同基因库的，与其他类群有生殖隔离的类群生殖隔离的类群C C、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离殖隔离D D、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流因交流D2 2、下列关于隔离的叙述，错误的是：、下列关于隔离的叙述，错误的是：A A、阻止了种群间基因的交流、阻止了种群间基因的交流B B、物种的形成都必定先经过长期的地理隔离、物种的形成都必定先经过长期的地理隔离C C、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因D D、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离B3 3、有一个老鼠的种群，最初都生活在一个地域，后来一、有一个老鼠的种群，最初都生活在一个地域，后来一条新建的高速公路将该种群分成条新建的高速公路将该种群分成A A和和B B两个种群。如果两个种群。如果A A种种群生活的地区发生了一系列的环境变化，而群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B B种群的地区种群的地区没有变化，则种群没有变化，则种群A A进化的速率很可能是（进化的速率很可能是（）A A、比、比B B慢慢 B B、比、比B B快快C C、与、与B B相同相同 D D、开始比、开始比B B慢，后来比慢，后来比B B快快 B共同进化的含义共同进化的含义1：不同物种间的共同进化不同物种间的共同进化根瘤菌：根瘤菌：与豆科植物共生，形成与豆科植物共生，形成根瘤并固定空气中的氮气供根瘤并固定空气中的氮气供植物营养的一类杆状细菌。植物营养的一类杆状细菌。地球形成地球形成时原始大气时原始大气中是没有氧中是没有氧气的，但是气的，但是随着光合细随着光合细菌的出现，菌的出现，使得大气中使得大气中有了氧气有了氧气共同进化的含义共同进化的含义2：生物和无机环境间也存在共同进化。生物和无机环境间也存在共同进化。不同物种之间，生物与无机环境之间在相互不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是影响中不断进化和发展，这就是共同进化共同进化。通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了了千姿百态的物种千姿百态的物种，而且，而且形成了多种多样的生态形成了多种多样的生态系统系统，也就是，也就是形成了生物的多样性形成了生物的多样性综上所述：综上所述：2 2、生物多样性的形成、生物多样性的形成（1 1）生物多样性的内容：）生物多样性的内容：物种多样性物种多样性 基因多样性基因多样性生态系多样性生态系多样性生物的进化历程可概括为：生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，从无性生从原核生物到真核生物，从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生殖到有性生殖，由简单到复杂，由水生到陆生，由低等到高等。到陆生，由低等到高等。（2）生物多样性的形成的进化历程）生物多样性的形成的进化历程化石化石埋藏在地层中的古代生物的遗埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。体、遗迹和遗物，石化后形成的。是研究生物进化最直接的证据是研究生物进化最直接的证据1.下图为现代生物进化理论概念图，有关分析正确的是下图为现代生物进化理论概念图，有关分析正确的是A表示生存斗争，这是生物过度繁殖与有限生存空间的表示生存斗争，这是生物过度繁殖与有限生存空间的矛盾体现矛盾体现B导致导致改变的内因是基因突变，外因是自然选择改变的内因是基因突变，外因是自然选择C代表物种形成，其形成的必要条件是存在生殖隔离代表物种形成，其形成的必要条件是存在生殖隔离D指基因、物种、生态系统的多样性，它们是共同进化指基因、物种、生态系统的多样性，它们是共同进化的结果的结果D结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End感谢聆听不足之处请大家批评指导Please Criticize And Guide The Shortcomings演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
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