第二节 生物进化理论
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生物进化
第2节 生物进化理论
拉马克的进化学说：
拉马克最早提出“进化论”的概念(《动物学的哲学》, 1809)。拉马克认为：生物是进化的，生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退与获得性遗传。
意义:反对神创论和物种不变论，对于 当时是有进步意义的。
局限性:用进废退和获得性遗传如果 没有引起遗传物质的改变，生物是不能进化的 。
早期学习神学。
热衷于收集矿石和生物标本，在课余结识了一批优秀的博物学家，从那里接受了科学训练。
1831年～1836年随贝格尔号绕地球一圈，沿途考察地质和动植物。
达尔文
自然选择学说的基本内容
2、繁殖过度: 进化的必要条件
3、生存斗争:
1、遗传变异:
4、适者生存:
可遗传的变异是进化的内在条件，
是自然选择发生作用的基础。
保存有利变异和淘汰有害变异的过程称为自然选择，或适者生存。
进化的动力
例：长颈鹿的进化过程
长颈鹿的始祖
现代长颈鹿
长颈鹿
始祖
颈、腿较短
颈、腿较长
被淘汰
被保留
颈、腿较短
颈、腿较长
被保留
实例：达尔文对长颈鹿进化过程的解释
长颈鹿的祖先
过度繁殖
后代个体间的差异
生存斗争
长颈、长前肢个体
（遗传积累）
适者生存
自然选择
现代长颈鹿
（变异）
长颈鹿
个体差异
生存斗争
适者生存
变异是不定向
个体差异
适者生存，不适者淘汰
适应环境新类型
内因
动力
生存斗争
逐代遗传积累
内因
长颈鹿祖先发生变异
个体有长颈长前肢的也有短颈短前肢的
长颈长前肢生存
逐代选择
现代长颈鹿
缺乏青草的环境下
自然选择
实例
生物进化过程
自然选择学说
实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多
为什么会有这一种现象？
现代进化理论
达尔文的自然选择学说很好地解释了生物的适应性。但限于当时的科技水平无法解释遗传变异的原因，现代生物学家吸取了达尔文自然选择学说的精华部分,并作了修正和补充.
现代生物进化理论的主要内容
种群是生物进化的基本单位
突变为生物进化提供原材料
自然选择主导着生物进化的方向
隔离是新物种形成的必要条件
判断下列是否属于种群
（1）一个池塘中的全部鱼
（2）一个池塘中的全部鲤鱼
（3）两个池塘内的全部鲤鱼
（4）一片草地上的全部草
（5）一片草地上的成年梅花鹿
（6）一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜
否
是
否
否
否
是
（一）种群是生物进化的基本单位
１、种群的概念： 种群是生活在同一区域的同种生物的全部个体，是生物繁殖的基本单位。
２、基因库: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。
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。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。
（一）种群是生物进化的基本单位
自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？
果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是10－5，一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？
2×104×10－5×109＝2×108
（二）突变为生物进化提供原材料
在自然界，由于突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率和基因型频率总是在不断变化的。因此，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
2、突变的有害和有利并不是绝对的，
它取决于生物的生存环境。
3、突变只产生生物进化的原材料，
不能决定生物进化的方向。
1、种群是由许多个体组成的，每个个体的每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
（二）突变为生物进化提供原材料
19世纪，桦尺蛾种群中黑色
基因（S）频率为5%，浅灰色
基因（s）频率为95%
20世纪，桦尺蛾种群中黑
色基因（S）频率为95%，
浅灰色基因（s）频率为5%
（三）自然选择主导着进化的方向。
原因是：
结果是：
结论：自然选择决定生物进化的方向
（三）自然选择主导着进化的方向
淘汰不利变异基因、积累有利变异基因
使基因频率定向改变
（四）隔离是新物种形成的必要条件
能够在自然状态下能互相交配，并且产生出可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。
人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。
同样，所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。
全世界的人都是一个物种吗？
马跟驴是一个物种吗？
隔离：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。
地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流的现象。
（四）隔离是新物种形成的必要条件
如麻鸭(上)和孚鸭(下)都是大雁的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，现在即使人为让它们交配，也不能产生可育的后代了。也就是说，它们形成两个不同的物种了。
五、灭绝：指物种的全部个体在地球上不复存在。
意义：在生物进化史中，灭绝与物种形成一 样重要，每次灭绝发生后往往会跟随一次大辐射进化的到来。
灭绝的（内在）原因：物种本身对原有环境高度适应，导致基因库变小，当环境突变，对变化后新环境的适应度为零，导致灭绝。
现代生物进化理论的基本观点是：
生物进化的基本单位是种群。
生物进化的实质是种群基因频率的改变。
物种形成的基本环节是：
突变——提供进化的原材料；
自然选择——基因频率定向改变，决定进化的方向；
隔离——物种形成的必要条件
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______。
变异
原材料
选择
方向
定向
如果只通过地理隔离，2个种群的基因库各自发展，互不影响，出现一定差异，但不会形成新的物种，最多也就是形成不同的亚种－－－量变。
如东北虎和华南虎就是两个亚种。
生殖隔离则是由于2个种群之间的遗传物质基础（基因库）出现较大的差异使其个体之间不能交配或杂交后代不育。
2、隔离在物种形成中的作用
四、隔离导致物种形成
生殖隔离是新物种形成的标志－－质变
地理隔离：由于高山、河流、沙漠等地理上的 障碍，使彼此间不能相遇而不能交配。 生殖隔离：不能进行杂交或杂交不育
如麻鸭(上)和孚鸭(下)都是大雁的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，现在即使人为让它们交配，也不能产生可育的后代了。也就是说，它们形成两个不同的物种了。
在一定的环境条件下，具有不同性状的生物个体的适应能力是不同的。不适应环境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少（频率降低）；反之，适应环境的基因其频率会升高。
如某海岛上的昆虫，普通能飞的个体会因被风吹到海中淹死而导致基因频率降低，残翅和无翅的基因频率却相对提高了。
（二）变异是进化的前提,自然选择决定生物进化的方向
1.新物种的形成：
物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。 如大雁的后代形成麻鸭和孚鸭。
１、种群的概念： 种群是生活在某一区域内的同种生物的全部个体.如生活在这个山谷里的所有的狼是一个种群,所有的兔子也是一个种群.
种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，所以种群内个体有基本相同的遗传基因,又因为变异而存在个体差异.
①经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形
成新物种。
②多倍体的形成不需经地理隔离。
原种
变
异
1
变
异
2
变异
类型1
变异
类型2
新种1
新种2
生殖
隔离
自然
选择1
自然
选择2
基因频率
定向改变
地 理
隔 离
2、隔离在物种形成中的作用
四、隔离导致物种形成
种
群
1
种
群
2
1、下列关于隔离的叙述，错误的是：
A、阻止了种群间基因的交流
B、物种的形成都必定先经过长期的地理隔离
C、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因
D、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离
B
2、新物种的形成的标志：
A、具有一定的形态结构
B、具有一定的生理功能
C、产生了生殖隔离
D、改变了基因频率
C
3、关于物种的叙述，错误的是：
A、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
B、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
C、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离
D、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流
D
4、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A和B两个种群。如果A种群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B种群的地区没有变化，则种群A进化的速率很可能是（ ）
A、比B慢 B、比B快
C、与B相同 D、开始比B慢，后来比B快
5、_______是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群_________的改变。物种形成需要三个基本还节：其中______和_________产生生物进化的原材料，___ __使种群的基因频率发生_______改变并决定生物进化的方向，________是新物种形成的必要条件。
B
种群
基因频率
基因重组
突变
自然选择
定向
隔离
三、共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化
捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？
三 共同进化与生物多样性的形成
(一)共同进化
1、实例：
2、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的过程。
3、结果：
出现了物种的多样性,而且形成了生态系统的多样性。
(二)生物多样性的形成
1、内容：
基因多样性→物种多样性→生态系统多样性（3层次）
2、形成生物多样性的原因：
长期自然选择、共同进化达到结果
3、研究生物进化的主要依据：
化石
三 共同进化与生物多样性的形成
4、生物进化的历程：
三 共同进化与生物多样性的形成
思考：
①原核生物常见的有哪些？它们进行的是什么生殖？
②真核生物出现后生物的进化为什么明显加快了？（例如寒武纪大爆发）
③真核生物出现后生态系统的组成发生了什么变化？
④最先登陆的是植物还是动物？分别是什么生物最先登陆？
三 共同进化与生物多样性的形成
2、过度繁殖
3、生存竞争
1、遗传变异
4、适者生存
生存斗争
生物同无机环境之间
种间斗争. 不同种生物之间
种内斗争：同种生物之间
长满地衣的树干上的桦尺蠖
浅色个体占多数
黑褐色树干上的桦尺蠖
深色个体占多数
播放视频：分析生物进化的原因
生物进化
第2节 生物进化理论
拉马克的进化学说：
拉马克最早提出“进化论”的概念(《动物学的哲学》, 1809)。拉马克认为：生物是进化的，生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退与获得性遗传。
意义:反对神创论和物种不变论，对于 当时是有进步意义的。
局限性:用进废退和获得性遗传如果 没有引起遗传物质的改变，生物是不能进化的 。
早期学习神学。
热衷于收集矿石和生物标本，在课余结识了一批优秀的博物学家，从那里接受了科学训练。
1831年～1836年随贝格尔号绕地球一圈，沿途考察地质和动植物。
达尔文
自然选择学说的基本内容
2、繁殖过度: 进化的必要条件
3、生存斗争:
1、遗传变异:
4、适者生存:
可遗传的变异是进化的内在条件，
是自然选择发生作用的基础。
保存有利变异和淘汰有害变异的过程称为自然选择，或适者生存。
进化的动力
例：长颈鹿的进化过程
长颈鹿的始祖
现代长颈鹿
长颈鹿
始祖
颈、腿较短
颈、腿较长
被淘汰
被保留
颈、腿较短
颈、腿较长
被保留
实例：达尔文对长颈鹿进化过程的解释
长颈鹿的祖先
过度繁殖
后代个体间的差异
生存斗争
长颈、长前肢个体
（遗传积累）
适者生存
自然选择
现代长颈鹿
（变异）
长颈鹿
个体差异
生存斗争
适者生存
变异是不定向
个体差异
适者生存，不适者淘汰
适应环境新类型
内因
动力
生存斗争
逐代遗传积累
内因
长颈鹿祖先发生变异
个体有长颈长前肢的也有短颈短前肢的
长颈长前肢生存
逐代选择
现代长颈鹿
缺乏青草的环境下
自然选择
实例
生物进化过程
自然选择学说
实例：在经常刮大风的海岛上，无翅或残翅的昆虫特别多
为什么会有这一种现象？
现代进化理论
达尔文的自然选择学说很好地解释了生物的适应性。但限于当时的科技水平无法解释遗传变异的原因，现代生物学家吸取了达尔文自然选择学说的精华部分,并作了修正和补充.
现代生物进化理论的主要内容
种群是生物进化的基本单位
突变为生物进化提供原材料
自然选择主导着生物进化的方向
隔离是新物种形成的必要条件
判断下列是否属于种群
（1）一个池塘中的全部鱼
（2）一个池塘中的全部鲤鱼
（3）两个池塘内的全部鲤鱼
（4）一片草地上的全部草
（5）一片草地上的成年梅花鹿
（6）一块稻田里的全部幼蚜、有翅、无翅的成蚜
否
是
否
否
否
是
（一）种群是生物进化的基本单位
１、种群的概念： 种群是生活在同一区域的同种生物的全部个体，是生物繁殖的基本单位。
２、基因库: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。
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。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。
（一）种群是生物进化的基本单位
自然界，生物自发突变的频率很低，而且突变大多数是有害的，为什么还能够作为生物进化的原材料的呢？
果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变率是10－5，一个约有109个果蝇的种群每一代出现的基因突变率是？
2×104×10－5×109＝2×108
（二）突变为生物进化提供原材料
在自然界，由于突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率和基因型频率总是在不断变化的。因此，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。
2、突变的有害和有利并不是绝对的，
它取决于生物的生存环境。
3、突变只产生生物进化的原材料，
不能决定生物进化的方向。
1、种群是由许多个体组成的，每个个体的每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
（二）突变为生物进化提供原材料
19世纪，桦尺蛾种群中黑色
基因（S）频率为5%，浅灰色
基因（s）频率为95%
20世纪，桦尺蛾种群中黑
色基因（S）频率为95%，
浅灰色基因（s）频率为5%
（三）自然选择主导着进化的方向。
原因是：
结果是：
结论：自然选择决定生物进化的方向
（三）自然选择主导着进化的方向
淘汰不利变异基因、积累有利变异基因
使基因频率定向改变
（四）隔离是新物种形成的必要条件
能够在自然状态下能互相交配，并且产生出可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。
人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。
同样，所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。
全世界的人都是一个物种吗？
马跟驴是一个物种吗？
隔离：指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
生殖隔离：不同物种之间一般是不能交配，即使交配成功，也不能产生可育后代。
地理隔离：同一物种由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流的现象。
（四）隔离是新物种形成的必要条件
如麻鸭(上)和孚鸭(下)都是大雁的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，现在即使人为让它们交配，也不能产生可育的后代了。也就是说，它们形成两个不同的物种了。
五、灭绝：指物种的全部个体在地球上不复存在。
意义：在生物进化史中，灭绝与物种形成一 样重要，每次灭绝发生后往往会跟随一次大辐射进化的到来。
灭绝的（内在）原因：物种本身对原有环境高度适应，导致基因库变小，当环境突变，对变化后新环境的适应度为零，导致灭绝。
现代生物进化理论的基本观点是：
生物进化的基本单位是种群。
生物进化的实质是种群基因频率的改变。
物种形成的基本环节是：
突变——提供进化的原材料；
自然选择——基因频率定向改变，决定进化的方向；
隔离——物种形成的必要条件
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______。
变异
原材料
选择
方向
定向
如果只通过地理隔离，2个种群的基因库各自发展，互不影响，出现一定差异，但不会形成新的物种，最多也就是形成不同的亚种－－－量变。
如东北虎和华南虎就是两个亚种。
生殖隔离则是由于2个种群之间的遗传物质基础（基因库）出现较大的差异使其个体之间不能交配或杂交后代不育。
2、隔离在物种形成中的作用
四、隔离导致物种形成
生殖隔离是新物种形成的标志－－质变
地理隔离：由于高山、河流、沙漠等地理上的 障碍，使彼此间不能相遇而不能交配。 生殖隔离：不能进行杂交或杂交不育
如麻鸭(上)和孚鸭(下)都是大雁的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，现在即使人为让它们交配，也不能产生可育的后代了。也就是说，它们形成两个不同的物种了。
在一定的环境条件下，具有不同性状的生物个体的适应能力是不同的。不适应环境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少（频率降低）；反之，适应环境的基因其频率会升高。
如某海岛上的昆虫，普通能飞的个体会因被风吹到海中淹死而导致基因频率降低，残翅和无翅的基因频率却相对提高了。
（二）变异是进化的前提,自然选择决定生物进化的方向
1.新物种的形成：
物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。 如大雁的后代形成麻鸭和孚鸭。
１、种群的概念： 种群是生活在某一区域内的同种生物的全部个体.如生活在这个山谷里的所有的狼是一个种群,所有的兔子也是一个种群.
种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，所以种群内个体有基本相同的遗传基因,又因为变异而存在个体差异.
①经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形
成新物种。
②多倍体的形成不需经地理隔离。
原种
变
异
1
变
异
2
变异
类型1
变异
类型2
新种1
新种2
生殖
隔离
自然
选择1
自然
选择2
基因频率
定向改变
地 理
隔 离
2、隔离在物种形成中的作用
四、隔离导致物种形成
种
群
1
种
群
2
1、下列关于隔离的叙述，错误的是：
A、阻止了种群间基因的交流
B、物种的形成都必定先经过长期的地理隔离
C、遗传组成上的差异是生产生殖隔离的根本原因
D、多倍体植物的形成不需要经过地理隔离
B
2、新物种的形成的标志：
A、具有一定的形态结构
B、具有一定的生理功能
C、产生了生殖隔离
D、改变了基因频率
C
3、关于物种的叙述，错误的是：
A、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
B、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
C、区分物种有多种依据，但最主要的是看有无生殖隔离
D、不同物种的种群若生活在同一地区，也会有基因交流
D
4、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A和B两个种群。如果A种群生活的地区发生了一系列的环境变化，而B种群的地区没有变化，则种群A进化的速率很可能是（ ）
A、比B慢 B、比B快
C、与B相同 D、开始比B慢，后来比B快
5、_______是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群_________的改变。物种形成需要三个基本还节：其中______和_________产生生物进化的原材料，___ __使种群的基因频率发生_______改变并决定生物进化的方向，________是新物种形成的必要条件。
B
种群
基因频率
基因重组
突变
自然选择
定向
隔离
三、共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化
捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？
三 共同进化与生物多样性的形成
(一)共同进化
1、实例：
2、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的过程。
3、结果：
出现了物种的多样性,而且形成了生态系统的多样性。
(二)生物多样性的形成
1、内容：
基因多样性→物种多样性→生态系统多样性（3层次）
2、形成生物多样性的原因：
长期自然选择、共同进化达到结果
3、研究生物进化的主要依据：
化石
三 共同进化与生物多样性的形成
4、生物进化的历程：
三 共同进化与生物多样性的形成
思考：
①原核生物常见的有哪些？它们进行的是什么生殖？
②真核生物出现后生物的进化为什么明显加快了？（例如寒武纪大爆发）
③真核生物出现后生态系统的组成发生了什么变化？
④最先登陆的是植物还是动物？分别是什么生物最先登陆？
三 共同进化与生物多样性的形成
2、过度繁殖
3、生存竞争
1、遗传变异
4、适者生存
生存斗争
生物同无机环境之间
种间斗争. 不同种生物之间
种内斗争：同种生物之间
长满地衣的树干上的桦尺蠖
浅色个体占多数
黑褐色树干上的桦尺蠖
深色个体占多数
播放视频：分析生物进化的原因