第五章 生物的进化
第三节 探索生物进化的历史
微网虫化石 该化石是生物进化的证据之一。生活在5.3亿年前的微网虫化石是“20世纪最惊人的发现”之一。
化石:生物的遗体、遗物、生活痕迹，由于种种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的复杂变化而形成的。
美国科罗拉多州大峡谷国家公园
地层：一般来说, 构成地球表面的岩石,从地面垂直向下可分几层,越向下的地层,年代越古老。
资料分析1:
越简单、越低等的生物化石总是出现在越古老的地层中。
越复杂、越高等的生物化石则出现在越晚近的地层中。
不同地质年代的地层里的生物化石,真实的记录了生物进化的历程。
科学家在比较不同地层的化石发现,鱼类化石在较古老的地层出现,两栖类、爬行类和哺乳类依次在越来越晚的地层出现。
证明进化历程：
哺乳类
爬行类
鱼类
两栖类
始祖鸟化石和复原图
资料分析2:
始祖鸟
像鸟：有羽毛、翅膀、嘴外形像鸟喙
像爬行动物：有牙齿、爪、尾椎骨
通过比较,推测鸟类是由爬行动物进化而来.
鸟、始祖鸟和爬行动物形态比较
鸟
始祖鸟
爬行动物
相似点
被覆羽毛，有翅膀，有喙
嘴里有牙齿有爪
黑猩猩 猕猴 马 果蝇 向日葵
与组成人的细胞色素C的差异 0 1 12 27 38
生物名称
比较生物的蛋白质差异
差异越小亲缘关系越近
资料分析3:
生物进化的大致历程
哺乳类
两栖类
被子植物
进化树
（1）植物进化的历程：
原始苔藓植物
蕨类植物
原始藻类植物
原始种子植物
原始裸子植物
被子植物
（2）动物进化的历程
原始单细胞动物
原始无脊椎动物
腔肠动物
扁形动物
线形动物
软体动物
环节动物
原始节肢动物
古代鱼类
原始两栖类
原始爬行类
原始鸟类和哺乳类
原始单细胞动物
一般来说,生物进化的总体趋势,是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生。
生物的进化历程小结
（1）由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生。
（2）在进化过程中，有新物种产生，也有一些物种绝灭。
（3）各种生物在进化过程中形成适应环境的形态结构和生活习性。
（4）目前还有很多问题没弄清楚。
1.如图表示未受破坏的沉积岩层的顺序，图中表明其
中一层含有物种A的化石，而另一层含有物种B的化石，
根据图示可说明（ ）
A.物种A比物种B简单低等 —————————
B.物种B比物种A简单低等 —————————
C.物种A生活在物种B以前 ——————————
D.物种B生活在物种A以前
物种B
浅
深
B、D
物种A
课堂小结
2.地球上最先从水中登陆的动物类群是( )
A．节肢动物 B．爬行类 C.两栖类 D. 鸟类
3.原始生命分化为原始藻类和原始单细胞动物的根本原因是( )
A．运动方式不同 B．细胞结构不同
C．营养方式不同 D．对外界刺激的反应不同
A
C
4.始祖鸟的身体结构特征说明鸟类是由什么进化而来的（ ）
A．爬行动物??????????B．古代的爬行动物
C．两栖动物??????? D．古代的两栖动物
B
生物进化过程的十大奇迹
进化过程非常神奇，其中的奥秘值得探索。
在漫长的岁月里，地球上的生命从肉眼看不见的单细胞生物进化成今天的藻类菌类植物、动物甚至人类，这期间经历了一次又一次奇迹般的重大突破。科学家们认为，在生物的 进化过程中，有十个环节特别值得研究和关注。这一报道发表在最新一期的英国《新科学家》杂志上。
1.多细胞生物 2.眼睛
3.大脑 4.语言
5.光合作用 6.性别
7.死亡 8.寄生
9.分工合作 10.共生
第五章 生物的进化
第一节 生物的多样性、统一性和进化
走近加拉帕戈斯群岛
看生物的多样性、统一性和进化
加拉帕戈斯群岛由19个小岛组成，这些小岛彼此独立,互不相连,因此这里的生物是在与外界隔绝的情况下进化的，所以有着丰富的物种，被人称为“活的生物进化博物馆”。
在西班牙语中“加拉帕戈斯”是“巨龟”的意思。
加拉帕戈斯象龟
加拉帕戈斯鬣蜥
A:加拉帕戈斯象龟
Ｂ:加拉帕戈斯海鬣蜥
Ｃ:加拉帕戈斯陆鬣蜥
E:加拉帕戈斯企鹅
G:蓝脚鲣鸟
H:红脚鲣鸟
D:熔岩蜥蜴
F:丽色军舰鸟
I:加拉帕戈斯绿海龟
1.什么是物种？
2. 是否同一物种的判断标准 ？
——能够自然状态下相互交配并且产生可育后代的
一群生物，是生物分类的基本单位。
——是否存在生殖隔离
生殖隔离：
①不同物种的个体之间一般不能相互交配
②即使可交配，但不能产生可育后代。
探究讨论：
马和驴是一个物种吗？为什么？
马有64条染色体 ，驴有62条 .
结论:马和驴不属于同一物种，
理由:因为马和驴交配后产生的后代骡不具有可育能力，所以马和驴之间有生殖隔离。
骡子共有63条染色体,它的减数分裂不能正常进行,不能产生正常的生殖细胞,故它不可育 。
种群 物种
概念
范围
判断标准
相互联系
指生活在同一地点的同种生物的一群个体。
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配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体
同一地点
一定自然区域，同一地点或不同地点
种群具备“三同”，即同一时间，同一地点同一物种
形态特征和能否自由交配产生可育后代
一个物种可以包括许多种群
据调查，在加拉帕戈斯群岛上
植物有800多种，其中约300种是群岛特产；
大型动物有635种,其中1/3为本岛独有。
岛上的58种鸟类中28种举世无双，
24种爬行动物全部是独一无二的物种。
在整个生物界，已知现存物种的总数在
生物界的生物在类型上具有巨大的——
多样性
问题是：这么多的物种是怎么形成的呢？
200万以上
中国上古神话传说之一，创世女神女娲化生万物，每天至少能创造出七十样东西?，开世造物，因此被称为大地之母。她是古老相传的大母神。
1、所有生物物种都是上帝创造的
2、它们是天生完美的，一经创造出来就不会发生改变
3、不同物种之间没有亲缘关系
特创论(神创论)
法国拉马克为第一位提出物种演化的科学家之一
法国布丰提出宇宙的主人不是上帝而是人。
达尔文在1858年发表了《物种起源》一书
原始地雀
加拉帕戈斯群岛13种地雀
☆进化论
(1)随着时间的推移，一个物种在自然选择等因素的作用下能演变成另一个物种。
(2)同一物种的不同种群生活在不同的环境中，可以发生不同的变化来适应各自的环境。
(3)种群之间发生性状的分歧，一个物种可以发展出多个物种，一种类型可以发展出多种类型。
生物界在模式上具有高度的——
统一性
⑴生物体层次
①人猿超科里的生物存在着的特有的结构与功能上的统一模式。
②所有脊椎动物之间存在着统一性。
⑵细胞层次
③动物、植物、真菌和原生生物之间存在着统一性。
即所有真核生物之间存在着统一性。
⑶分子层次
④组成生物体的生物大分子的结构和功能是大体相同的。
⑤所有的生物共用一套遗传密码
股骨
髋骨
坐骨
尾骨
腰椎
解剖学上的证据
①人猿超科里的生物存在着特有的结构与功能上的统一模式。
肱骨
肱骨
肱骨
肱骨
肱骨
指骨
指骨
指骨
指骨
指骨
桡骨
桡骨
桡骨
桡骨
桡骨
尺骨
尺骨
尺骨
尺骨
尺骨
腕骨
腕骨
腕骨
腕骨
腕骨
鸟的翅膀
人上肢
狗的前肢
蝙蝠的翼
鲸的鳍
鸟的翅膀
人上肢
狗的前肢
蝙蝠的翼
鲸的鳍
②所有脊椎动物之间存在着模式上的统一性。
动物细胞
植物细胞
②细胞层次上：各生物具有统一的细胞模式
酵母菌
真核细胞和原核细胞之间细胞结构已经有了显著差别：
③在分子层次上：组成生物体的生物大分子的结构和功能是大体相同的。
水母荧光基因在小鼠细胞内能成功表达说明了什么？
不同的生物共用一套遗传密码
分子生物学角度
彼此不同而又相似的物种，由一个祖先发展而来，遗传的力量使它们保持某种结构和功能的统一模式。
⑴生物体层次
⑵细胞层次
⑶分子层次
①人猿超科里的生物存在着的特有的结构与功能上的统一模式。
②所有脊椎动物之间存在着统一性。
④整个生物界都具有高度的统一性。
③所有真核生物之间存在着统一性。
生物界在模式上具有高度的——
统一性
所有生物都来自共同的祖先：共同由来
生物进化历程
从低等到高等；
从简单到复杂；
从水生到陆生；
从原核生物到真核单细胞
生物再到真核多细胞生物；
从异养生物到自养生物；
从厌氧生物到需氧生物。
“孤独的乔治”
被认为是平塔岛象龟中已知的最后一个个体。该亚种属于生活在加拉帕戈斯群岛的加拉帕戈斯象龟的11个亚种之一。
乔治最早由美国软体动物学家约瑟夫于1971年在平塔岛上发现。当时，岛上的植被已经被外来的野生山羊所破坏，在岛上生活的平塔岛龟也仅剩一只。
出于保护它的目的，他被安置到了达尔文研究站中，与两只其他亚种的雌龟一同饲养以繁殖后代。然而，尽管两只雌龟先后为它产下3窝蛋，但都没有能成功孵化。
2012年6月24日，乔治生活所在的加拉巴戈斯国家公园发表声明，孤独的乔治已经死亡，标志着平塔岛象龟至此从地球上永远消失。
乔治死后，当地的达尔文大道上的一块黑板上写着，“我们亲眼目睹了灭绝”。
世界生物多样性受威胁现状
世界物种数量急剧减少
近200-300年来，物种消亡速率正在加快。美国德克萨斯大学的一份研究报告预测，地球上30-70%的植物将在今后100年内消失。
生态环境的破坏令人吃惊
生物多样性降低的最大威胁是由于生态环境的严重破坏。
生物群落学研究表明，1种植物与10-30种其他生物（如动物、真菌）共存，1种植物灭绝就会引起10-30种其他生物丢失。
第五章 生物的进化
第二节 进化性变化是怎样发生的
达尔文
乘“贝格尔”号环球考察
在加拉帕戈斯群岛上的发现……
人们根据自己需要
培育出新品种
挑选合乎要求的变异个体，淘汰其他
经数代选择，所需变异被保存
家养生物普遍存在变异（变异具有多方向性）
人工选择
一、选择是进化的动力
人工培育的新品种
过度繁殖
适者生存，不适者被淘汰
进化，新物种产生
所需变异被保存
生物普遍存在变异（变异是不定向）
生存斗争
经数代选择
自然选择
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
适者生存
长期自然选择
现代长颈鹿
（变异）
实例：达尔文对长颈鹿进化过程的解释
列表比较自然选择和人工选择的区别
自然选择 人工选择
选择对象
选择次数
结果
有利于生存、繁殖的变异
人们需要的性状
数代选择，所需变异被保存积累
产生新物种
产生新品种
思考：长颈鹿得以进化的前提、原材料各是什么？生物进化的动力是什么？
可遗传变异是进化的原材料
基因突变
新的等位基因
多种多样的基因型
种群出现大量的可遗传变异
变异是不定向的
形成了进化的原材料
经过
自然选择
有利变异逐渐积累
选择是进化的动力
基因重组
个体总是要死的，而种群则继续保留。故个体是谈不上进化的，生物的进化是以群体或种群为单位来进行的。每个个体基因型的改变会影响群体中基因型的结构变化。
当一个个体发生变异而使性状改变并能在一定环境中生存时，该个体会进化吗？
y
Y
r
R
基因座位
一个特定基因在染色体上的位置
一对相对性状：
两对相对性状：
那么n对相对性状:
有3种基因型，2种表现型
有9种基因型，4种表现型
有3n种基因型,2n种表现型
二、种群的变异性
×
问：亲代传给子代的是基因型还是基因？
生活在一定区域的同种生物的全部个体。
2.一个种群全部等位基因的总和称为什么？
基因库
三、种群基因频率的平衡和变化
3.基因频率：
种群中，某一等位基因的数目占这个基因可能出现的所有等位基因总数的比例。
种群中一对等位基因的频率之和等于1。
基因频率
=
×100%
某种基因的数目
控制同种性状的等位基因的总数
1.种群：
例1：从种群中随机抽出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，那么A和a的基因频率分别是多少？
a=1-A=40%
A =
30×2+60
100×2
×100% = 60%，
例2：某工厂有男女职工各200名，经调查，女性中色盲基因的携带者15人，患者5人，男性中患者11人，那么这个群体中色盲基因的频率为多大？
Xb =
15+5×2 +11
200×2+200
×100% = 6%
4.基因型频率：
每种基因型个体数占种群总个体数的比例。
例3： 豚鼠黑色对白色为显性，由一对等位基因（B、b）控制，基因B的频率为p，基因b的频率为q，现有100只豚鼠，其中BB、Bb、bb的个体数分别为81，18，1。
求：1.基因B、b的频率（即p 和q）；
2.基因型Bb的频率。
特定基因型的个数
基因型频率
×100%
=
总的个数
①突变
②基因迁移
③遗传漂变
④非随机交配
⑤自然选择
5.影响遗传平衡的因素：
四、自然选择导致适应
浅色＞深色
栖息环境浅色
栖息环境深色
s基因频率95%
S基因频率95%
浅色＜深色
适应：生命的结构及功能、行为、生活方式有助于该生物
在一定环境条件下生存和延续，称为适应。
自然选择使种群的基因频率定向改变、决定生物进化的方向、是一种适应性的进化。选择保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累。
选择保留有利变异、淘汰不利变异，且使有利变异积累。
青霉素起初杀死绝大多数细菌
存活下来的细菌进行繁殖并将其抗性基因传给后代，最后青霉素对它们不再起作用
变异是不定向的
不利变异被淘汰，有利变异逐渐积累
经过自然选择
种群的基因频率发生定向改变
生物朝一定方向缓慢进化
自然选择
表现型
基因型
基因频率
直接
间
接
例1：植物中常见的白化苗，是由基因突变引起的，白化苗由于缺乏叶绿素，不能成活。假定有一株小麦苗表现正常但携带有白化基因，该株小麦自花授粉共结出第一代种子100粒，全部种植后自花授粉获得第二代种子。请分析回答下列问题：
⑴第一代种子发育的幼苗中，白化苗的株数约为_____,
白化基因频率______。
⑵第二代种子发育的幼苗中，白化苗的比例为______，
白化基因频率为______。
25
0.5
1/6
1/3
在世代传递中发生一次选择，就会使白化基因频率由1/2下降为1/3，如果一直选择下去，白化基因频率还会继续下降。
A.a点种群中存在很多种变异类型，这是变异不定向的原因
B.a b的变化是生物与无机环境斗争的结果
C.b c是抗药性逐代积累的结果
D.农药对害虫的抗药性变异进行定向选择，使害虫产生定向抗药性变异
例2：如图表示长期使用同一种农药后，害虫种群密度的变化情况，下列有关叙述中不正确的是 ( )
种群密度
使用农药
T
a
b
c
D
地雀进化图示
在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来山洪爆发，在山谷中形成了一条汹涌的大河。将整个鼠种群分成了两个部分，一半在河这边，一半在河那边。就这样过了几千年。
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，它们为什么会大不相同？它们还能算是同一个物种吗？
异地物种的形成：经长期的地理隔离而达到生殖隔离
异地物种的形成的过程示意图
五、异地的和同地的物种形成
种群
地理隔离
小种群
自然选择
生殖隔离
新物种
发生改变
基因频率
产生可遗传的变异
物种形成的关键
华南虎
东北虎
同地物种的
形成：
经染色体数目
加倍而达到生
殖隔离
1.下列关于基因库的叙述正确的是( )
A.一个种群中一个个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库
B.一个种群中全部个体所含有的显性基因叫这个种群的基因库
C.一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这个种群的基因库
D.一个种群的基因库会随着种群中一代代的死亡而消减和灭亡
C
课堂练习
2.抗流感的疫苗，每过几年就要更换新的种类，因为流感病毒已对旧的疫苗产生了高度的抗药性，对这种抗药性解释最好的是（ ）
A.病毒因疫苗刺激而产生突变
B.病毒的特性很顽强
C.由于生殖隔离造成
D.由于选择作用，使对疫苗有抗药性的病毒被保留下来并扩大繁殖
【解析】选D。流感病毒普遍存在变异，而变异是不定向的，既存在抗药性强的个体也存在抗药性弱的个体，由于药物的选择作用，选择了抗药性强的个体，结果表现为抗药性越来越强，因此，抗流感的疫苗，每过几年就要更换新的种类。
【答案】D
3.某一个种群中某种可遗传的变异性状出现的频率增加，
这很可能是( )
A.那个性状对环境有很大的适应性
B.该种群的全体成员都是那个性状的纯合子
C.那个变异性状是由环境引起的
D.控制那个性状的基因是隐性的
A
4.根据达尔文的进化学说，长颈鹿的颈和腿之所以特别
长，是由于( )
A.为了摄食树叶，颈和腿不断伸长，代代相传，愈伸愈长
B.长颈、长腿者比短颈、短腿者有较佳的生存机会
C.长颈、长腿者影响了遗传基因
D.基因控制的性状在表达时受到环境的影响
B
5.某海岛上生活着一种昆虫，经调查翅
的长度和个体数量的关系如图所示。
后来该小岛上经常刮大风，若
干年后再进行调查，你认为最能代
表此时情况的曲线图是（ ）
D
