现代生物进化理论说课

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,一、现代生物进化理论的由来,1,1,、关于生命起源的几个假说,神创论,“上帝造人”,“女娲造人”,自生论,“腐肉生蛆”,宇宙生命论,新自生论（或化学进化说）,圣经中“创世纪”的情景,2,2,、进化论,现在地球上的各种生物不是神创造的，而是由共同的祖先经过漫长的时间演变而来的，因此各种,生物之间有着或远或近的亲缘关系。,3,3,、拉马克的用进废退学说,历史上,第一个提出比较完整的进化学说,的是法国博物学家拉马克。他通过对植物和动物的大量观察，提出地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的；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由于用进废退和获得性遗传。器官用的越多越发达。,1.,物种是可变的,2.,生物是由低等向高等进化的,3.,环境的变化可以引起物种的变化,4.,用进废退和获得性遗传,4,食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。,拉马克的用进废退学说,5,？,长颈鹿是怎么来的呢？,拉马克认为：,长颈鹿的祖先短颈鹿（就这么叫吧）不小心把草都吃光了，为了不饿死就得吃树叶，于是颈和腿越伸越长（用进）。而这种长颈长腿的性状又可以直接遗传给后代（获得性遗传），经逐代积累就成了今天这样。,6,4,、达尔文,查理,达尔文（,1809,1882,）是英国的博物学家，是最终建立进化论的人。,达尔文曾随英国海军勘探船,“,贝格尔,”,号，做了历时五年（,1831,1836,）的环球航行考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了生物进化的观点。,7,物种起源,老年的达尔文,物种起源,中文译本,1859,年底，达尔文的,物种起源,一书终于出版了。它像一块巨石落水，引起了社会各界的激烈争论。 反对者蜂拥而起，但也有许多科学家坚定地支持达尔文，特别是英国生物学家赫胥黎（,1825-1895,），他不仅热情宣传、勇敢捍卫进化论，而且发展了进化论。,8,事实,1,：生物都有过度繁殖的现象,事实,2,：物种内,的个体总能保,持稳定,事实,3,：资源是,有限的,推论,1,：个,体间生存,斗争存在,事实,4,：个体,间存在差异,事实,5,：许,多变异是可,以遗传的,推论,2,：,具有有,利变异,的个体,生存并,留下后,代的机,多会,推论,3,：,有利变,异逐,代积累，,生物不,断进化,出新类,型。,自然选择学说的解释模型,9,自然选择学说的主要内容,过度繁殖,生存斗争,遗传和变异,适者生存,达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。,生物的繁殖能力总是大大地超过环境的承载能力,生物个体之间的相互斗争，以及生物与无机自然条件之间的斗争的现象。,生物的变异有的是有利于生存的，有的是不利于生存的。变异可以遗传。,经生存斗争，凡是生存下来的生物个体都是对环境能适应的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的。,10,有关自然选择学说的几个结论,遗传和变异是生物进化的内在因素，,生物的变异为,生物进化提供了,原始的选择材料,，生物的遗传使有利的变异在后代里得到积累和加强。,生存斗争,推动着生物的进化，它,是生物进化的动力,。自然选择是通过生存斗争来实现的。,生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的。,定向的自然选择决定着生物进化的方向,。,适者生存是自然选择的结果,。,过度繁殖为自然选择提供了更多的材料，并且加剧了生存斗争。同时过度繁殖本身也是自然选择的结果。,11,在某一个时期，食物充足，到处可见狼的踪影。一只狼一胎生了十只狼仔，冬天很冷，有,2,只狼仔被冻死了，后来，,2,只跑得较慢的被狮子吃掉了，再后来，食物渐渐短缺，狼仔为了争夺食物而发生打斗，二只较强壮的狼仔把其它较弱小的狼咬死吃掉了。最后剩下的二只狼都是很强壮，很狡猾的。,实例一,12,长颈鹿的祖先存在的个体差异，有的长颈鹿有的颈和前肢长一些，有的长颈鹿的颈和前肢短一些。,在缺乏青草的环境中，颈和前肢长一些的长颈鹿由于能够吃到高处的树叶而得以生存，而颈和前肢较短的个体则遭淘汰。,颈和前肢较长的变异，通过自然环境的定向选择而得到逐代的积累和加强，逐渐进化成现在的长颈鹿。,实例二,13,达尔文,认为长颈鹿的进化原因是：,长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（ ）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（ ）； 它们有颈长和颈短的差异（ ）； 颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（ ）。,达尔文的自然选择学说,解释模型：,过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存,14,对自然选择学说的评价,意义：达尔文自然选择学说，,给予神创论和物种不变论以致命的打击,，为,辩证唯物主义世界观,提供了有力的武器；能够科学的,解释生物进化的原因,，以及,生物的多样性和适应性,，揭示了,生命现象的统一性,。被恩格斯列为,19,世纪,自然科学的三大发现之一。,局限性：,对于,遗传和变异的本质,，不能做出科学的解释。,对生物进化的解释局限于,个体水平,。,强调渐变，不能很好地解释,物种大爆发等,现象。,15,达尔文以后进化理论的发展,1,、关于遗传和变异的研究，已经从,性状水平,深,入到,基因,水平。,2,、关于自然选择的作用等问题的研究， 已经,从以,_,为单位，发展到以,_,为,基因单位。这样就形成了以,_,为,核心的现代生物进化理论，从而极大地丰富和,发展了达尔文的自然选择学说。,生物个体,种群,自然选择学说,16,第二节 现代生物进化理论的主要内容,一 种群基因频率的改变和生物进化,17,一,.,种群是生物进化的基本单位,生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群,1.,种群的概念,18,1.,什么叫做种群？,生活在,一定区域,的,同种,生物的,全部,个体叫做种群,.,种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代,.,19,一,.,种群是生物进化的基本单位,例，以下属于种群范畴的是：,A,、一座山上所有的马尾松,B,、一块草地上所有的昆虫,C,、甲池塘和乙池塘内所有的鲤鱼,D,、一个公园里所有的树木,(A),20,一,.,种群是生物进化的基本单位,2,.,基因库的概念,一个种群中全部个体所含有的全部基因，,叫做这个种群的基因库,3.,基因频率的概念,在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率，叫做基因频率,21,4.,基因频率的计算,某昆虫种群中，绿色翅的基因为,A,褐色翅的基因位,a,，调查发现,AA,、,Aa,、,aa,的个体分别占,30,、,60,、,10,那么,A,、,a,的基因频率是多少？,A=,30,2+60,_,200,=,60,%,200,a=,10,2+60,_,=,40,%,A+a=1,此种基因的个数,种群中该对等位基因的总数,此种基因的个数,=,纯合子个体数,X 2,杂合子个体数,种群中该对等位基因的总数,=,个体总数,X 2,通过基因型个体数量计算基因频率,某种基因的,基因频率,=,22,巩固练习：,在一个种群中随机抽取一定数量的个体，其中基因型为,AA,的个体占,18%,，基因型为,Aa,的个体占,78%,，,aa,的个体占,4%,，那么基因,A,和,a,的频率分别是多少？,基因型频率：,是指某种特定基因型的个体占群体内全部个体的比例。,23,在有性生殖过程中，如果符合遗传平衡，产生的雌雄配子：,A 60%,A 60%,a 40%,a 40%,36%,24%,16%,AA,Aa,Aa,24%,aa,卵子,精子,p+q = 1,(p+q ),2,=p,2,+2pq+q,2,= 1,遗传平衡定律,AA= p,2,Aa= 2pq aa=q,2,24,思考,:,如果该种群随机交配，子代的基因频率又会,如何变化呢？,30%,30%,30%,10%,36%,48%,16%,60%,40%,25,1,种群中突变的特点： 突变数很大、不定向,2,种群基因重组的结果：产生更多变异、不定向,结论：,提供进化的原材料,。,基因突变,染色体变 异,基 因重 组,突变,可遗传的变异,基因频率改变的因素,突变和基因重组产生进化的原材料,26,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群中的基因频率呢？,基因突变可产生新基因,(,等位基因,),，基因突变是可遗传变异的根本来源。是基因频率改变的基础。,例如：果蝇约有,10,4,对基因，假定每个基因的突变率都是,10,5,，若有一个中等数量的果蝇种群（约有,10,8,个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？,2 10,4, 10,5,个体, 10,8,种群,=2,10,7,27,一 种群基因频率的改变与生物进化,是生物进化的基本单位,产生进化的原材料,决定生物进化的方向,种群,突变和基因重组,自然选择,28,6.,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。这些变产生的原因是,( ),A,灰尺蛾迁离，黑尺蛾迁入,B,工业煤烟使灰尺蛾变成黑尺蛾,C,自然选择作用,D,人工选择的作用,7.,用现代生物进化理论分析解释狼的进化过程。,(1),狼群中存在不同类型的个体，如有跑得快的，有跑得慢的。它说明生物具有,_,的特性，而这种特性是生物进化的,。,(2),随着环境的改变，食物稀少，跑得快、凶猛的狼才能获得食物生存下去。这样，食物、环境对狼起了,_,作用，而这种作用是,_,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,原材料,选择,方向,定向的,29,随堂练习,1.,现代许多学者认为,生物进化的基本单位是,A,生物个体,B,同种生物的全部个体,C,种群,D,生活在一起的全部生物,(C),30,2.,根据现代生物进化理论,下列符合种群概念的是,A,太平洋里的全部的鱼,B,中国国土上的所有人,C,稻田里全部的蛇,D,草原上的灰仓鼠,(B),31,3.,下列关于种群基因库的叙述,不正确的是,A,一个种群的基因库包括这个种群所含有的全部基因,B,生物的个体总是要死亡的,但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传,C,种群中每个个体含有种群基因库的全部基因,D,基因突变可以改变基因库的组成,(C),32,4.,已知人眼的褐色,(A),对蓝眼,(a),是显性,在一个有,30000,人的群体中,蓝眼的有,3600,人,褐眼的有,26400,人,其中杂合子个体有,14400,人,那么,在这一个人群中,A,和,a,基因频率分别为,A 0.64,和,0.36 B 0.36,和,0.64,C 0.50,和,0.50 D 0.82,和,0.18,(A),33,第二节 隔离与物种的形成,物种的概念,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，简称“种”。,34,隔离,不同物种之间一般是,不能相互交配,的，即使交配成功，也,不能产生可育,的后代，这种现象叫做生殖隔离。,同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。,生殖隔离,地理隔离,二 隔离与物种的形成,35,下图是一个假想的情境，可以帮助你想象和思考。,在一个山谷中，有一个鼠种群在“快乐”地生活着。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来山洪爆发了，山谷中形成了一条汹涌的大河。鼠种群的个体，一半在河这边，一半在河那边。就这样过了几千年。,36,下图是一个假想的情境，可以帮助你想象和思考。,后来，河流干涸了，两个鼠种群又会合在一起。它们发现彼此大不相同。它们之间还能自由交配吗？,37,下图是一个假想的情境，可以帮助你想象和思考。,几千年后，它们发现彼此大不相同。 它们之间还能自由交配吗？,？,38,资料分析,22,岁那年，达尔文以博物学者的身份登上“贝格尔”号远航考察船，随船进行为期五年的环球科学考察。,39,资料分析,40,41,1.,设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？,资料分析,由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。,42,不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？,不一样。因为突变是随机发生的。,资料分析,43,对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？,不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。,资料分析,44,如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？,不会。因为个体间有基因的交流。,资料分析,45,二 隔离与物种的形成,2.,隔离在物种形成中的作用,地雀,甲岛地雀,乙岛地雀,丙岛地雀,丁岛地雀,突变和基因重组,自然选择,甲岛地雀,1,乙岛地雀,2,丙岛地雀,3,丁岛地雀,4,种群基因库改变,46,二 隔离与物种的形成,2.,隔离在物种形成中的作用,隔离是物种形成的,条件,自然界中物种形成的方式有多种，经过长期的,地理隔离,而达到,生殖隔离,是比较常见的一种方式。,必要,47,鉴定牧场的马和由国外曾送返回原产地放养的野马是两个物种的主要依据是（）野马比牧马更善于奔跑,野马比牧马存在地理隔离,野马比牧马存在生殖隔离,野马比牧马更适应野生环境,练一练,48,下列关于隔离的叙述，不正确的是（）,阻止种群间的基因交流,对所有的物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离,种群基因库的差异是产生生殖隔离的根本原因,不同的物种之间必然存在着生殖隔离,对生物进化方向起决定作用的是（）,基因重组基因突变,染色体变异自然选择,练一练,49,4.,下列说法正确的是（ ）,A.,一片森林中的全部蛇是一个种群,B.,在自然条件下，种群的基因频率可以保持永久稳定,C.,当生物体的体细胞出现基因突变时，这个生物体就成为了新物种的个体了,D.,生殖隔离一旦形成，新的物种也就产生了,练一练,50,5.,下列不属于生殖隔离的是,(,),A.,鸟类和青蛙,B.,马和驴杂交后代不育,C.,东北虎和华南虎,D.,山羊和绵羊杂交后杂种不活,练一练,51,6,、达尔文在加拉帕戈斯群岛上的不同地雀，用现代进化理论解释错误的是,(,),A,、经过长期的地理隔离达到生殖隔离，导致原始地雀物种形成现在条件的地雀物种,B,、生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进化形成不同的物种,C,、这些地雀原先属于同一雀种，从南美大陆迁来后，逐渐分布在不同的群岛，出现不同的突变和基因重组,D,、自然选择对不同种群的基因的频率的改变所起的作用有所差别，最终导致种群的基因库很不相同，并逐渐出现生殖隔离。,练一练,52,马,驴,骡,（,63,条染色体,）,（,62,条染色体,）,（,64,条染色体,）,53,54,两个鱼塘,如果这两个鱼塘的鱼都是鲤鱼，它们属于一个种群还是两个种群？两个鱼塘的鱼能够发生基因交流吗？为什么？,属于两个种群。不能够发生基因交流，因为它们不能生活在一起。,55,东北虎,华南虎,56,突变和基因重组,种群基因频率,改变,积累,基因库的差别,种群间生殖隔离,标志着,地理隔离,时间,扩大,自然选择,物种形成,导致,导致,57,第三节、,共同进化与生物多样性的形成,在自然界，一种植物,专门由一种昆虫传粉,的情形很常见，昆虫,传粉的专门化对植物,繁衍后代有什么意义？,58,59,捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？,捕食者所捕食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,的作用。,“,精明的捕食者”策略,：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。,“,收割理论”,：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,。,60,捕食者的存在是否对被捕食者有害无益,61,共同进化的含义,1,：不同物种间的共同进化,62,地球形成时原始大气中是没有氧气的，但是随着蓝藻的出现，使得大气中有了氧气。,共同进化的含义,2,：,生物和无机环境之间也存在着共同进化。,63,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,共同进化,通过漫长的共同进化过程，地球上不仅出现了,千姿百态的物种，而且形成了多种多样的生态,系统，也就是形成了,生物的多样性,综上所述：,64,二、生物多样性的形成,1,、生物多样性的内容：,基因多样性,物种多样性,生态系统多样性,2,、了解进化历程的主要依据：,化石,65,66,67,古细菌,68,69,70,71,72,73,74,寒武纪,75,76,77,中生代陆地和海洋中的情况,78,新生代少女化石和复原图,79,80,地球形成,原始生命：,古细菌,（厌氧异养）,原核生物：蓝藻 细菌（自养）,真核生物：出现了有性生物,植物：,厥类植物,裸子植物,被子植物,动物：,两栖类动物,鸟类,哺乳类动物,古生代（,寒武纪,）,中生代,新生代,81,三、生物进化理论在发展,中性进化理论：,新种交替出现理论：,82,小结： 三 共同进化与生物多样性的形成,1,、共同进化,含义 不同物种间的共同进化,生物与无机环境之间的相互影响和共同演变,2,、生物多样性的形成,基因多样性,（,1,）生物多样性的内容 物种多样性,生态系多样性,（,2,）生物多样性的形成的进化历程,生物的进化历程可概括为：,从原核生物到真核生物，,从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，,由水生到陆生，由低等到高等。,3,、生物进化理论在发展,83,