现代生物进化理论的由来上课.ppt

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1、现代生物进化理论的由来,枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与你所做的解释有矛盾吗？如果有，又怎样解释？,这是拟态现象，使枯叶蝶不易被天敌发现。,枯叶蝶的祖先种群中出现翅似枯叶的变异个体后，由于这种变异是可遗传的有利变异这种变异的个体生存和留下后代的机会多，久而久之，使这类蝴蝶具有翅似枯叶的适应性特征。,这与对枯叶蝶适应性的解释看似矛盾。其实，翅色鲜艳的蝴蝶可能具有其它防御敌害的适应性特征，如翅上有类似猛禽眼睛的眼斑，等等。,在达尔文之前，人们是怎样看待生物的进化的?,在西方国家，当时神创论和物种不灭论占据着统治地位，

2、人们普遍认为所有的物种都是上帝创造的，自古以来既没有物种的绝灭，也没有新的物种产生。不同物种之间没有亲亲缘关系!,拉马克学说,拉马克进化学说的主要内容:生物不是神造的，而是由古老生物进化来的 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。,拉马克认为生物进化原因:一是“用进废退”；二是“获得性遗传”,指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的,食蚁兽,拉马克认为，器官用得越多就越发达，如食蚁兽的舌头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果。,鼹鼠,拉马克认为，器官废而不用，就会造成形态上的退化。如鼹鼠长期生活在地下，眼睛就萎缩、退化。,用拉马克进化学说解释

3、一下长颈鹿为什么脖子长？,拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶，当然颈长的有优势，它们想要长颈，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。,达尔文的生物进化理论,拉马克的用进废退学说虽有一定道理，但事实上由于使用而发达起来的器官特征并不能遗传给后代。达尔文通过几十年的观察分析，终于在1859年出版了物种起源一书，提出了自然选择学说为基础的生物进化理论。,达尔文自然选择学说的解释模型,事实1：生物都有过渡繁殖的倾向,事实2：物种内个体数能保持稳定,事实3：资源是有限的,推理1：个体间存在着生存斗争,事实4：个体间存在差异（变异）,事实5：许多变异是可以遗传的,推论2：具有有利变异

4、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,达尔文自然选择学说的主要内容,1、过度繁殖2、生存斗争3、遗传变异4、适者生存,（1）过度繁殖生物生存的条件：各种生物都具有很强的繁殖能力，产生很多的后代。远远超过环境的承受能力。,生物的生存资源有限，要生存就必须与无机环境、异种及同种的其他个体进行斗争！,一个物种要生存下去，就必须不停地与环境中的各种因素进行斗争！,（2）生存斗争生物生存的手段、动力：,生物产生的后代会发生变异，产生各种不同于亲代的性状！,生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境！,（3）遗传变异生物生存进化的内因：,（4）适者生存生物生

5、存的结果,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么脖子长？,达尔文对长颈鹿进化的解释,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（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；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（适者生存）。达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程，叫做自然选择。,达尔文的生物进化理论的意义,1、从丰富的事实出发，论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。2、它揭示了生命现象的

6、统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样性和适应性是进化的结果；生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各分支学科的发展。3、它给予神创论和物种不变论以致命的打击。,（1）接受了拉马克关于器官“用进废退”和“获得性遗传的观点”，承认变异是可以遗传的；他改变了拉马克过分强调“生物内在的自我改进的力量”的观点，在解释适应性的形成时强调“自然选择”的作用（2）肯定：较好的解释了生物的多样性和适应性；相对系统地解释了生物进化的原因。局限：未能对遗传和变异的本质作出科学的解释。对生物进化的解释局限于个体水平；（课本P112）认为物种的形成都是渐变的结果，骤变不可能形成新物种

7、。,三、达尔文以后进化理论的发展,性状水平,深入,基因（分子）水平,以生物个体为单位,以种群为基本单位,形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论,认识到了遗传和变异的本质获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。,用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，药效明显下降，其主要原因是农药使这些害虫产生了抗药性吗？不是！主要是害虫本来就存在抗药性变异的个体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了后代。农药对害虫的抗药性变异起了定向选择作用，抗药性变异经过遗传逐代积累，最后就形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起作用。,导学提示,拉马克的进用进废退学说,达

8、尔文的自然选择学说,达尔文以后进化理论的发展,主要内容,意义,主要内容,意义,例题、各种各样抗生素对治疗细菌感染引起的疾病发挥着重要作用。一种抗生素使用一段时间后，杀菌效果主会下降，原因是细菌产生了抗药性。用达尔文的自然选择学说解释细菌产生抗药性的原因（）,A、细菌接触了抗生素后，慢慢产生了抗药性,B、细菌为了适应环境，产生了抗药性变异,C、抗生素对细菌的抗药性变异进行了定向选择,D、后来抗生素用量减少，细菌产生了抗药性变异,C,5、现代生物进化理论与达尔文进化论比较,相同点：,能解释生物进化的原因和生物多样性,不同点：,现代进化理论对遗传变异的研究已从性状水平深入到基因水平。,现代生物进化理

9、论对自然选择作用的研究已从个体水平上升到群体水平。,现代进化论的核心仍然是自然选择,一、隔离导致物种形成,1、什么是隔离？物种？生殖隔离？地理隔离？,2、物种形成过程,种群,地理隔离,小种群,自然选择,（突变、重组产生变异）,基因频率改变,生殖隔离,新物种,生殖隔离,第2节 现代生物进化理论的主要内容,（一）种群是生物进化的基本单位,、种群的概念：种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。,生活在这里的每一种动物、植物和微生物都构成一个种群。生物个体通过繁殖将自己的基因传递给后代。,二、容易引起混淆的几个知识点,种群和物

10、种,种群：指生活在同一地点的同种生物的一群个体。,物种：指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交流和繁殖，并能产生出可育后代的一群生物个体。,同一物种不同种群的个体，如果消除了隔离，可以互相交流。不同物种的各种群，即使是在同一地区之内也不能杂交。,同一物种的种群之间存在着地理隔离，不同物种的种群之间存在着生殖隔离。,以下描述是种群吗？,1.一片草地上的全部蛇。2.我国长江流域的全部白暨豚。3.海南岛上四季常有的红树林。4.此时此刻我们所在教室内的全 部学生和老师。,思考？,一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？,一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此

11、种群是生物繁殖的基本单位,（一）种群是生物进化的基本单位,、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。,这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。,思考并回答？,1、试用达尔文自然选择学说解释桦尺蠖体色变黑的过程？,2、试用现代进化理论解释群岛上几种地雀的形成过程？,3、对比一下这两者的形成有何不同？,物种形成与生物进化的关系如何？生物进化一定导致新物种形成吗？有新物种的形成则说明生物进化了吗？,有关基因频率的计算,1常染色体遗传方面的基因频率计算通过基因型计算基因

12、频率基因频率=种群中该基因的总数种群中该等位基因的总数。例3：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中，A基因有230+60=120个，a基因有210+60=80个。于是，在这个种群中，A基因的频率为：120200=60%a基因的频率为：80200=40%,通过基因型频率计算基因频率一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率例4：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因

13、型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是()A.24%72%B.36%64%C.57%43%D.60%40%【解析】根据题意，按方法一计算：在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占4个，即在200个基因中，A的基因有22472=120个，基因频率为120200=60%，a的基因频率为40%。（答案为D）按基因型频率计算：A=AA1/2Aa=24%1/2 72%=60%a=aa 1/2Aa=4%1/2 72%=40%,有关基因频率的计算,运用遗传平衡公式：例5：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分

14、别为：、0.24、0.36【解析】第一步已知隐性性状者即aa的基因型频率为16%，那么a基因的频率为0.4、A的基因频率为1-0.4=0.6。第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：AA%=A%A%=0.60.6=0.36；Aa%=2A%a%=20.60.4=0.48答案为A,有关基因频率的计算,2.伴X遗传方面的基因频率计算这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘以2，这样就能够得出正确的结果。,有关基因频率的计算,例7：(2003年2月南京调研卷)对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者2

15、3人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%【解析】色盲是伴X染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是：XbXb，女性携带者的基因型是：XBXb，男性色盲患者的基因型是：Xb Y。(男性无携带者)根据题意，780名女生中有患者23人、携带者52人，因此女性中Xb占：23252=98；820名男生中有患者65人，因此男性中Xb占：65Xb基因总数：9865163这样，该校学生中的X染色体总数是：78028202380，这样该群体中色盲基因的频率就是：163/2380=6.8%。答案选C(容易会误算成(780820

16、)23200，结果得出5.1%这一错误结论，而选B),有关基因频率的计算,例2、在一个种群随机抽取400个体，其中125个个体基因型为aa，145个个体基因型为AA，则该种群中，A、a的基因频率分别是（）,A.31.25%68.75%B.36.25%63.75%,C.32.5%67.5%D.52.5%47.5%,D,练习3、抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和20位携带者，男性中有15位色盲患者，则该地色盲基因的频率约是多少？,练习4、在一个足够大的种群中，A的频率是0.4，a的频率是0.6，若各种条件稳定不变，则该种群中AA、Aa、aa的基因型频率各是。该种群中

17、所有成熟个体自由交配一次，产生的后代个体中A的频率是，a的频率是。,0.16 0.48 0.36,0.4 0.6,（二）突变和基因重组产生进化的原材料,基因突变产生新的等位基因，这就可能使种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？,例如：果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？,2 104 105,个体,108,种群,=2 107,实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多,突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于生

18、物的生存环境,因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力,马和驴是不是一个物种？,物种：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为一个物种,东北虎,华南虎,什么叫隔离？隔离分类？,两个不同虎亚种,（马和驴杂交产骡）,生殖隔离,注：不同种群之间一旦产生殖隔离，就不会有基因交流了。,地理隔离,地理隔离,突变、基因重组、自然选择,生殖隔离,新物种,物种的形成：,加拉帕戈斯群岛一的几种地雀,南 美 洲 地 雀,因地理隔离导致生殖隔离比较常见,新物种形成的标志：,生殖隔离,因地理隔离导致生殖隔离比较常见,亚 洲 虎,南 美 洲 地 雀,地理隔离,突变、重组、自然选择,生殖隔离,新物种,物种的形成一

19、定经过地理隔离吗？生殖隔离和地理隔离二者的关系如何？,1、如果仅有地理隔离，一旦发生某种地质变化，两个分开的小种群重新相遇，可以再融合在一起。,2、地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变阶段。,3、只有地理隔离而不形成生殖隔离，能产生生物新类型或亚种，绝不可能产生新的物种，可见生殖隔离是物种形成的关键，是物种间的真正的界限。,4、生殖隔离保持物种间的不可交配性，从而也保证了物种的相对稳定性。,例题、下列哪项形成了新物种（）,A、二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜,B、桦尺蠖体色的基因频率由S（灰色）95%变为黑色95%,C、马与驴交配产生了骡,D、克隆多莉羊,A,题解：,

20、A、四倍体西瓜自交能产生可育后代，说明它是一个物种。四倍体西瓜与二倍体西瓜杂交产生的三倍体西瓜高度不育说明两者存在生殖隔离，则四倍体西瓜是一个新物种,例题、下列哪项形成了新物种（）,A、二倍体的西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜,B、桦尺蠖体色的基因频率由S（灰色）95%变为黑色95%,C、马与驴交配产生了骡,D、克隆多莉羊,A,题解：,B项中，基因频率发生了改变，说明生物进化了，但未突破种的界限，仍属于同一物种,C项中骡子不育，不是一个物种,D项中多莉羊是无性繁殖产生的，其遗传物质基本不变，属于原物种,四、共同进化与生物多样性,1、对概念的理解：,生物的不同物种之间,生物与无机环境之间,相互影

21、响，不断进化和发展,共同进化,不同物种之间的影响既包括_又包括_。,种间互助,种间竞争,无机环境的选择作用可定向改变种群的_,导致生物朝着_进化;生物的进化反过来又会影响无机环境。,基因频率,一定方向,概念：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,一、共同进化,举例：.兰花和专门给它传粉的蛾,2.捕食者和被捕食者之间的关系,斑马和猎豹相互选择共同进化,1.内容：基因的多样性物种的多样性生态系统的多样性,二、生物多样性的形成,一种兔基因多样性,草原生态系统中物种多样性,横惯于整个区域景观的群落及生态系统多样性,基因多样性,物种多样性,生态系统多样性,基因是遗传的信息，基因控制

22、性状遗传，基因的变异等决定遗传的多样性,种群是进化的单位，基因突变、基因重组和自然选择使种群的基因库在代代相传过程中保持和发展导致物种的多样性,种群、群落和生态系统，生态系统的类型和生态系统的结构成分的多样性均表现出生态系统的多样性,2、生物多样性,3、生物进化的方向为：,简单,复杂,水生,陆生,低等,高等,生物进化的几个关键点：,（1）真核生物出现以后有性生殖方式的出现：生物进化速度明显加快。,（2）寒武纪大爆发：形成生态系统的第三极，对植物的进化产生重要影响。,（3）原始两栖类的出现：生物的登陆改变着陆地环境，陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件。,地理隔离,【例】地球上出现需氧型生物，自养型生物，真核生物的先后顺序依次为()A需氧型生物，自养型生物，真核生物B自养型生物，需氧型生物，真核生物C自养型生物，真核生物，需氧型生物D需氧型生物，真核生物，自养型生物,【解析】原始生命诞生后，逐步进化成原始的异养厌氧型的原核生物，当这些生物消耗掉大部分有机物后，经突变和自然选择，逐步分化出了自养型生物，自养型生物光合放氧，为需氧型生物的产生创造了条件，在距今十多亿年前，地球上才出现了真核生物。,答案：B,