6.4生物进化理论的发展(共34张PPT)

(共34张PPT)
第四节　生物进化理论的发展
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
课标定位
1.以批判性思维方式认识早期生物进化思想。
2.讨论达尔文自然选择学说对生物进化原因和适应性形成的解释。
3.阐述现代生物进化理论的主要内容。
素养阐释
1.结合实例,用进化与适应观,阐明现代生物进化理论以自然选择学说为核心,为地球上的生命进化史提供了科学的解释。
2.关注生物进化理论对人类社会的影响,增强社会责任。
自主预习 新知导学
一、早期生物进化思想提出生物进化是一种自然现象
1.神创论
(1)主要观点
①地球及万物是上帝创造出来的。
②地球上的生命没有发生任何变化。
(2)主要代表人物:瑞典生物分类学家林奈。
2.拉马克进化学说
(1)主要观点:环境条件的改变导致了生物的进化;用进废退与获得性遗传既是生物产生变异的原因,又是适应环境的过程。
(2)进步意义:第一个提出生物随着时间推移在不断变化,生物进化是一种自然现象,而非神灵干预的结果。
二、达尔文提出自然选择学说
1.主要内容
(1)过度繁殖:绝大多数物种繁殖的后代数量,都远远超过自然环境的承受能力,但这些个体中的多数不能存活。
(2)生存斗争:生物之间必然因资源、栖息地和配偶等展开竞争,生物也必须适应环境。
(3)遗传变异:同种生物个体之间既有很多共同特征,也有很多差异。
(4)适者生存:对生物体自身有利的变异使一些生物更具有竞争优势,利于生存和繁衍后代。
2.主要贡献:自然选择学说第一次揭示出了生物的变异性与进化的关系,提出生存斗争是进化的动力,适应是进化的结果。
3.不足之处:对于遗传变异的本质还不能作出科学解释,对进化也仅仅关注个体水平,强调物种形成是渐变的。
4.影响:反映了自然的本来面貌,总结了生命历史发展的客观规律,不仅是科学研究的卓越成就,而且也是人类思想解放的助推剂。进化论不仅推动了现代生物学的发展,也对哲学思想产生了巨大的影响,被恩格斯列为19世纪自然科学的三大发现之一。
三、现代生物进化理论为地球生命史提供了科学解释
1.形成:生物学家将达尔文的生物进化理论与孟德尔的遗传学结合形成了综合进化论。
2.进步之处:综合进化论阐明了生物进化的遗传学原理,认为物种形成和生物进化的单位是种群,生物进化是种群在世代延续过程中所发生的等位基因频率的改变。
3.主要内容
(1)种群内存在着因随机突变和重组而产生的遗传变异,自然选择决定着进化的方向。
(2)进化的实质是种群内等位基因频率的改变。
(3)突变、重组和隔离是物种形成与生物进化的机制,物种形成导致了生物的多样性。
4.意义:现代生物进化理论以自然选择学说为核心,为地球上的生命进化史提供了科学的解释。使进化论再度跨入现代科学的行列,为人类的生产实践提供了新的理论指导。
四、其他进化理论
1.分子进化中性学说:多数或绝大多数基因突变是中性的,无所谓有利或不利,对生物体既没有好处也没有害处。生物的进化主要是中性突变在自然群体中进行随机遗传漂变的结果,即突变在种群中被随机地固定或消失,而不是通过自然选择才被保留或淘汰。
2.间断平衡理论
(1)内容:在连续的地层中,新物种往往在较短时间内突然出现,且保持长期的停滞状态。
(2)贡献:是对达尔文自然选择学说的补充和发展,说明在丰富多彩的生命世界中,进化形式并非是唯一的,既有渐变过程,也有间断平衡形式。
【预习检测】
1.判断正误。
(1)达尔文自然选择学说的局限性主要表现为不能解释遗传变异的本质,对进化也仅仅关注个体水平。(　　)
(2)达尔文认为,具有有利变异的个体生存并留下后代的机会多。(　　)
(3)综合进化论认为突变和隔离是物种形成与生物进化的机制。(　　)
(4)间断平衡理论否定了传统的渐进式进化的观点。(　　)
(5)分子中性进化学说和间断平衡理论都有一定的意义。(　　)
√
√
×
×
√
2.下列关于生物进化的叙述,不符合达尔文自然选择学说的基本观点的是
(　　)。
A.生存斗争是进化的动力
B.变异一般是不定向的,而选择是定向的
C.长颈鹿因长期吃高处的树叶而长有长的颈和前肢
D.有利的遗传变异经过长期的自然选择和积累就可能产生新的生物类型
答案:C
合作探究 释疑解惑
知识点一
达尔文提出自然选择学说
问题引领
结合图Z6-4-1,试着用达尔文的自然选择学说回答下列问题。
图Z6-4-1
(1)长颈鹿个体之间为什么会出现生存斗争
提示:一是长颈鹿通过过度繁殖产生大量的个体;二是生存资源是有限的。
(2)是什么原因导致长颈鹿个体在生存斗争中存在优势和劣势
提示:长颈鹿个体间有颈长和颈短的差异。
(3)长颈鹿中颈长的个体能吃到树叶而生存下来,而颈短的个体因吃不到树叶而死亡。对这种选择的结果,达尔文是如何描述的
提示:适者生存,不适者被淘汰。
归纳提升
1.对达尔文自然选择学说的理解
(1)内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存。
(2)关系图解
2.达尔文的自然选择学说与拉马克的进化学说的比较
比较项目 达尔文的自然选择学说 拉马克的进化学说
区别 变异 变异是不定向的,本来就有的,环境和生物的意愿都不能决定生物变异的方向 变异是定向的,环境和生物的意愿可决定变异的方向
适应 环境 有利变异→适者生存;不利变异→不适者被淘汰 环境和生物的意愿决定的变异都适应环境
进化 方向 由自然选择决定 由生物自身决定
联系 生物由更古老的生物进化而来,即由简单到复杂、由低等到高等进化而来,且都是“渐变”的结果
典型例题
青霉素是一种抗生素。几十年来,青霉素的反复使用致使某些细菌对青霉素的抗性越来越强。请利用达尔文自然选择学说回答下列问题。
(1)青霉素使用之前,细菌对青霉素的抗性存在着　　　　　;患者使用青霉素后,体内绝大多数细菌被杀死,这叫作　　　　　　　　　　　　　　;极少数抗药性强的细菌活了下来并繁殖后代,这叫作　　　　　　　　。青霉素的使用对细菌起了　　　　　　　　,这种作用是通过细菌与青霉素之间的　　　　　　　　实现的。青霉素的反复使用会使细菌的抗药性状逐代　　　　并加强。从这个过程可以看出,虽然生物的　　　　是不定向的,但　　　　　在很大程度上是定向的。
(2)自然选择是把自然界中早已存在的　　　　变异选择出来,并使之逐代积累、加强,最终形成生物新品种。
(3)上述过程表明自然选择是一个　　　　　　　　　　　　的过程。
答案:(1)差异　不适者被淘汰　适者生存　选择作用 生存斗争　积累　变异　自然选择
(2)有利
(3)适者生存、不适者被淘汰
解析:(1)青霉素在此过程中相当于达尔文自然选择学说中的自然环境,对生物体具有选择作用,而细菌个体之间具有一定的差异,这种差异是通过变异获得的,它为生物进化提供了原材料。由于差异的存在,抗药性强的个体得到保留,抗药性弱的个体因不适应环境而被淘汰,从而使细菌定向地进化。
(2)自然选择保留了有利于生物生存的性状,并通过繁衍而逐代积累、加强。
(3)自然选择的过程既淘汰了不适应环境的个体,同时又保留了适应环境的个体。
【变式训练】
用达尔文进化学说的观点进行判断,下列叙述正确的是(　　)。
A.生物的适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传
B.北极熊生活在冰天雪地的环境里,它们的身体就产生了定向的白色变异
C.野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们长期相互选择的结果
D.在长期有毒农药的作用下,农田害虫产生抗药性
答案:C
解析:用进废退和获得性遗传是拉马克进化学说的观点,A项错误。变异是不定向的,自然选择是定向的,B项错误。即使无农药,害虫也可以产生抗药性的变异,这一性状变异并非农药引起的,D项错误。
知识点二
现代生物进化理论为地球生命史提供了科学解释
问题引领
在20世纪上半叶,随着遗传学和细胞学的发展,生物学家杜布赞斯基将达尔文的生物进化理论与孟德尔的遗传学结合形成了综合进化论,这也为现代生物进化理论的后续发展奠定了基础。请思考分析综合进化论与达尔文自然选择学说相比,哪些方面更科学
提示:(1)综合进化论是在达尔文的生物进化理论和孟德尔遗传学的基础上发展的,认识到遗传和变异的本质,阐明了生物进化的遗传学原理;
(2)综合进化论不再从个体水平研究生物的进化,而是从种群层次研究生物的进化,认为生物进化的单位是种群;
(3)综合进化论能很好地解释自然选择的机理,认为自然选择使种群等位基因频率定向改变,决定着进化的方向;
(4)综合进化论认为突变、重组和隔离是物种形成的机制,能很好地解释物种形成的渐变式和骤变式。
归纳提升
1.对综合进化论的几点理解
(1)综合进化论的基础是达尔文的生物进化理论和孟德尔的遗传学,其核心是自然选择学说。
(2)综合进化论阐明了自然选择的机理,自然选择使种群等位基因频率定向改变,表面上选择的是表型,实质上选择的是基因型,根本上选择的是有利的变异基因。
(3)生殖隔离是物种形成的标志,不论是渐变式物种形成,还是骤变式物种形成,只要产生生殖隔离,就形成新物种。
(4)综合进化论各要点间的关系图解:
2.与进化理论有关的几个易错点
(1)突变与基因突变:突变包括基因突变与染色体变异。
(2)变异先于选择,例如害虫抗药性的产生是在农药使用之前,农药仅起到选择作用。
(3)自然选择是定向的,但不仅仅有一个方向。例如,常刮大风的海岛上昆虫就向无翅和翅异常发达两个方向进化。
(4)生物进化与物种形成:生物进化的实质是种群等位基因频率的改变,新物种形成的标志是产生生殖隔离。较小幅度的等位基因频率改变不会产生生殖隔离,例如,打一次农药后,存活下来的具有一定抗药性的害虫与不抗药的害虫之间不存在生殖隔离。
3.达尔文自然选择学说与综合进化论的异同点
比较项目 达尔文自然选择学说 综合进化论
不同点 研究层次 个体 分子
进化单位 个体 种群
进化材料 变异 突变和基因重组
进化原因 自然选择(个体) 自然选择(使基因频率
发生定向改变)
物种形成 有利变异积累 隔离(基因不能交流)
共同点 ①变异是不定向的,生物进化方向由自然选择决定 ②能解释生物的多样性和适应性
典型例题
综合进化论对达尔文自然选择学说的完善和发展表现在(　　)。
①突变和基因重组产生进化的原材料　②种群是生物进化的基本单位　③自然选择是通过生存斗争实现的　④自然选择决定生物进化的方向　⑤生物进化的实质是种群内等位基因频率的改变　⑥隔离导致物种的形成　⑦适者生存,不适者被淘汰
A.②④⑤⑥⑦
B.②③④⑥
C.①②⑤⑥
D.①②③⑤⑦
答案:C
解析:突变和基因重组产生进化的原材料,这是综合进化论对达尔文自然选择学说的完善和发展,①正确;达尔文自然选择学说是从个体水平上进行解释的,而综合进化论认为种群是生物进化的基本单位,②正确;自然选择是通过生存斗争实现的,这是达尔文自然选择学说的主要内容之一,③错误;自然选择决定生物进化的方向,这是达尔文自然选择学说的内容,④错误;生物进化的实质是等位基因频率的改变,这是综合进化论对达尔文自然选择学说的完善和发展,⑤正确;隔离导致物种的形成,这是综合进化论对达尔文自然选择学说的完善和发展,⑥正确;适者生存,不适者被淘汰,这是达尔文自然选择学说的主要内容之一,⑦错误。
【变式训练】
下列属于综合进化论与达尔文自然选择学说的不同点的是(　　)。
A.可遗传的变异是生物进化的原材料
B.自然选择决定生物进化的方向
C.种群等位基因频率的改变是生物进化的实质
D.自然选择是环境对生物的选择
答案:C
解析:自然选择学说没有揭示遗传和变异的实质;自然选择是环境对生物个体的表型直接选择。
课堂小结
本 课 结 束