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第16章 生命起源和生物进化
第三节 生物进化的学说
生物进化过程的规律
遵循从单细胞到多细胞,从低等到高等、从简单到复杂、从水生到陆生的发展规律,生物不断地进化。
1.为什么总会有一些物种灭亡, 新的物种又是怎么形成的?
2.推动生物进化的原因是什么?
一、学习目标
1、概述生物进化的自然选择学说及其意义
2、说出加帕戈斯群岛上地雀进化的原因及其意义
2、自学检测、
1.在探究生物进化奥秘的过程中,英国学者 的工作最为杰出,他提出了生物进化的 学说,被恩格斯赞誉为“ ”之一。他认为,自然界中的生物一般具有很强的__ 能力,但是由于__和__ 等条件有一定的限度,因而生物会为争夺必需的食物和生活空间等进行生存斗争,通过激烈的__ ,适者___ ,不适者__ _ 的自然选择,导致了____。
2.在生存竞争中通过激烈的竞争,适者 ,不适者被 的过程,称为自然选择。
3.生物进化是 的结果。
4.除了达尔文的观点外,许多科学家又提出了其他生物进化的观点,着重从 探讨生物是如何进化的。
达尔文
自然选择
19世纪自然科学三大发现
生殖
食物
生活空间
竞争
生存
被淘汰
生物进化
生存
被淘汰
自然选择
分子水平
在人类探究生物进化奥秘的历史上,19世纪英国最伟大的生物学家达尔文,在1859年出版巨著《物种起源》,提出了生物进化学说——自然选择学说。使当时生物学各领域已形成的概念和观念发生了根本改变。被恩格斯赞誉为“19世纪自然科学三大发现”之一。
北美洲
大西洋
南美洲
欧洲
亚洲
太平洋
印度洋
非洲
大洋州
1.达尔文乘“贝格尔号”考察路线
达尔文的生物进化学说
自然选择学说
一、提出者:英国博物学家达尔文,1859年在《物种起源》一书中提出
二、自然选择学说的主要内容:
1、过度繁殖
2、生存斗争
3、遗传和变异
4、适者生存
(1)过度繁殖:
达尔文的理论认为,地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力,且都有依照几何比率增长的倾向。达尔文指出,象是一种繁殖很慢的动物,但是如果每一头雌象一生(30~90岁)产仔6头,每头活到100岁,而且都能够进行繁殖的话,那么到750年以后,一对象的后代就可达到1 900万头。因此,按照理论上的计算,就是繁殖不是很快的动、植物,也会在不太长的时期内产生大量的后代而占满整个地球。如果没有过度繁殖,自然选择就不会进行。任何生物都不可能无限增加个体。
过度繁殖
达尔文的自然选择学说
2、生存斗争
(1)概念:
生物个体(同种或异种)之间的相互斗争,以及生物与无机自然条件(如干旱、寒冷)之间的斗争,以维持个体生存并繁衍种族的自然现象。
(2)原因:
①生物的过度繁殖。
②生物赖以生存的生活条件(如食物和空间)有一定的限度。
(3)结果:
大量生物个体死亡,少量生物个体生存。
种内斗争
生存斗争——狮子和大象争夺水源
种间斗争
(3)遗传和变异
①具有普遍性。
②变异有的对生物生存有利,有的则不利,变异具有不定向性。但具有有利变异的个体(即其性状适应环境的),易在生存斗争中获胜而生存下去,并留下后代。
③有利变异可以传给下一代。
长颈鹿的进化示意图
长颈鹿祖先过度繁殖,
后代中发生变异
有长颈长前肢的,
也有短颈短前肢的
长颈长前肢生存
逐代遗传
缺乏青草的环境下
现代长颈鹿
过度繁殖
生存斗争
适者生存
遗传变异
自然选择
尝试用自然选择学说解释长颈鹿的进化过程。
4、适者生存
(1)概念:
在生存斗争中生存下来的生物都是对环境能适应的,被淘汰的生物是对环境不适应的。
(2)举例:
A、同一环境下的植物,长得快的会比长得慢的占有广大的地盘,因此发育就好、开花结实就多。
B、跑得快的动物比跑得慢的更易得到食物并逃避敌害。
自然选择的结果—
使生存下来的生物对环境产生适应性,生物进化。
生物适应环境的现象举例
冬天的雷鸟
夏天的雷鸟
a.保护色
适者生存——秘鲁叶状螳螂的拟态
生物进化是
自然选择的结果!
自然选择→生物进化→生物多样性
5、自然选择学说的意义
意义:
(1)说明物种是可变的,是进化的。
(2)正确解释了生物的适应性和多样性。
生物进化是自然选择的结果。
不足:
对遗传和变异未能做出本质的阐明。
6、结论:对生物进化的解释
1、选择材料——
过度繁殖
2、内在因素——
遗传和变异
3、进化方向 -——
由自然选择决定
4、进化动力——
生存斗争
生物进化的过程和原因
取食昆虫
喙不变
喙尖而长
喙粗而尖
喙凿状
取食昆虫
取食仙人掌
取食种子
取食果实
达尔文地雀的进化
达尔文在乘“贝格尔号”舰环球考察时曾登上加拉帕戈斯群岛,发现每个岛屿上的食物和栖息条件不相同,生物也有明显的差异。例如,由于分别取食不同类型的食物,不同岛屿上的地雀在喙的形态和大小方面存在差异(如图所示)。后来,人们便把加拉帕戈斯群岛上的地雀称为达尔文地雀。
1、4种地雀主要的差异是什么?其它方面都类似,你能推测出什么?
2、4种地雀喙具体有何不同?与各自所取食物类型相适应吗?
3、推测4种地雀所生活岛屿的环境相同吗?
4、若人为将4种地雀互换生活环境,会有何种后果?
5、试想第一批到达群岛的地雀哪些能够存活下来?尝试说明4种达尔文地雀是如何从同一种取食昆虫的地雀进化而来的?
思考问题:
思考问题:
1、4种地雀主要的差异是什么?其它方面都类似,你能推测出什么?
喙
它们有着共同的祖先
思考问题:
2、4种地雀喙具体有何不同?与各自所取食物类型相适应吗?
相适应
3、推测4种地雀所生活岛屿的环境相同吗?
4、若人为将4种地雀互换生活环境,会有何种后果?
思考问题:
不同
岛的低洼地带,布满荆棘刺状的灌丛,大岛的高地,生长着茂密的森林。
大多数死亡,少数能够取食其它食物的地雀存活下来(变异)。
5、试想第一批到达群岛的地雀哪些能够存活下来?尝试说明4种达尔文地雀是如何从同一种取食昆虫的地雀进化而来的?
思考问题:
能存活的大致有两类:一类是身强体壮能抢夺到虫子吃的地雀;一类是因变异能够取食其它食物的地雀。
存活下来的地雀在各自的生存环境中繁殖,将这些特殊的变异遗传下去,若出现不适应环境的地雀会因缺乏食物而死亡,这样逐代累积,这些变异也就得到强化,逐渐进化成不同种的地雀。
环境条件的改变(如食物类型的不同),对地雀喙的形态和大小具有选择作用。
1.达尔文地雀的变化表明,自然界的生物普遍存在着遗传和变异的现象。
2.有利变异的个体容易在生存斗争中获胜,不利变异的个体则被淘汰。
达尔文地雀的变化说明了什么 ?
自然选择==优胜劣汰
自然选择→生物进化→生物多样性
地雀祖先过度繁殖,
后代中发生变异
各种类型的喙
身强体壮的、具有变异喙的地雀生存下来
逐代遗传
虫子不足的环境下
不同种地雀
尝试用自然选择学说解释加拉帕格斯群岛地雀的进化过程。
过度繁殖
生存斗争
适者生存
遗传变异
自然选择
过度繁殖,后代中有
不定向变异
适者生存,
不适者淘汰
适应环境新类型
生存斗争
逐代遗传积累
自然选择
原类型生物
简而言之:
生物普遍存在不定向的变异,而环境在定向地选择,从而筛选出有利变异的个体,这些个体相互繁殖,将有利变异遗传下去,逐代累积,由此产生新物种。
生物的遗传变异
环境因素
的共同作用,
导致了生物的进化。
和
内因
外在动力
生物为什么会进化?
问题:
其他生物进化学说
达尔文之后,科学家通过大量研究,进一步完善了生物进化的自然选择学说。
2.其他生物进化学说:
综合进化学说——
变异是生物进化的材料,自然选择保留适应性变异。
分子进化学说——
所有生物的基因在代代相传中积累微小的有利变异。
一、自然选择学说:自然界中的生物,通过激烈的生存竞争,适应者生存下来,不适者被淘汰,这就是自然选择。
这些学说并非是对达尔文理论的全面否定,而是更完整地、更接近本质地丰富和完善了地球生命科学的理论。自然选择学说仍是现代生物进化理论的核心思想。
生物进化学说在发展
3.我国为生物进化领域的发展做出的贡献
1984年,我国科学家在云南澄江县及其周围地区发现了保存距今大约5.3亿年的寒武纪早期泥浆中的大量栩栩如生的动物化石群。
抚仙湖虫化石
云南虫化石
澄江动物化石群发现的意义
将脊椎动物地质年代推前到寒武纪早期,使脊椎动物出现提前了6千万年。被誉为“人类重塑地球生命史的一项惊人成就”。
课堂小结
适者生存,不适者淘汰!这样的生存法则在我们人类社会同样适用。在座的同学们,如果我们自身不够强大,将来也会被社会淘汰。所以我们现在应该锻炼好自己的身体,努力学习,用知识武装自己的头脑。只有这样才能适应外界不断变化的环境,才能不被社会所淘汰!
四、课堂小结
自然选择概念:在生存斗争中通过激烈的竞争,适者生存,不适者被淘汰的过程。
自然选择内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。
其他的生物进化学说:分子进化论
1.长颈鹿的颈很长,按照达尔文观点,其原因是( )
A.变异朝着有利于生殖的方向发展的结果
B.繁衍后代的需要
C.代代经常使用,吃高处叶子的结果 D.自然选择的结果
2.自然选择学说的创始人是19世纪伟大的博物学家
__________。他在1859年出版了巨著《_________》。
3.自然界中的生物,通过激烈的____________,适应者
_______,不适者被_______的现象,这就是自然选择。
D
达尔文
物种起源
生存斗争
生存
淘汰
2.关于生物进化的原因,人们普遍接受的观点是( )
A.生存环境变化 B.自然选择
C.生物变异 D.弱肉强食
B
4.英国污染区与未污染区都生活着灰色桦尺蛾和黑色桦尺蛾,它们都喜欢栖息于树干上。(如下图)
3.枯叶蝶的体色和体形酷似枯叶,对其形成原因的正确解释是( )
A.只发生有利变异的结果 B.过度繁殖的结果
C.人工选择的结果 D.自然选择的结果
D
环 境 实 验 灰色桦尺蛾 黑色桦尺蛾
未污染区 放出只数 496 473
重新捕捉只数 62 30
重新捕捉百分比 12.5% 6.3%
污染区 放出只数 201 601
重新捕捉只数 32 205
重新捕捉百分比 15.9% 34.1%
(1)在污染区黑色桦尺蛾明显多于灰色桦尺蛾。
(2)桦尺蛾的变异会产生黑色和灰色。在污染区,黑色桦尺蛾是有利变异,在生存斗争中获胜,适者生存,并繁殖后代;灰色个体在自然选择中容易被淘汰。这样在一代代的繁殖过程中,黑色个体就会越来越多,出现了在污染区的黑化现象。
试用达尔文自然选择学说解释桦尺蛾在污染地区的黑化现象。
谢谢观看!