生物进化(高二)

(共93张PPT)
第7章
现代生物进化理论
第1节
现代生物进化理论的由来
原始地球条件下，生命能够
存在吗？为什么？
生命怎样产生？
地球上现存的有记载的生物大约200多万种，没有发现的生物数目可能要比已经发现的多10倍，已经绝灭的生物比现存的还要多得多。据估计，曾在地球上生活过的生物种数可能多达5亿～10亿。
一、拉马克的进化学说
主要观点？
拉马克(L.B.Lamarck) 1744 — 1829
①不是神造，而是进化来的
②由低等到高等逐渐进化
③用进废退和获得性遗传
拉马克：
法国博物学家，最先提出生物进化的学说，是进化论的倡导者和先驱。
他一生勤奋好学，坚持真理，与当时占统治地位的物种不变论者进行了激烈的斗争，受到了他们的打击和迫害。一生是在贫穷与冷漠中度过，晚年双目失明，病痛折磨着他，但他仍顽强地工作，借助幼女笔录，坚持写作，把毕生精力贡献于生物科学的研究上。
鼹鼠
例4
我的脖子为什么这么长？
(用进废退、获得性状遗传、定向变异)
一、拉马克的进化学说
主要观点？
①不是神造，而是进化来的
②由低等到高等逐渐进化
③用进废退和获得性遗传
意义及不足？
首次提出进化学说，否定了 神创论和物种不变论；
获得的性状不一定能遗传
过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存
一、达尔文的自然选择学说
1、主要内容：
■ 达尔文 (1809-1882)， 1809年2月12日，达尔文出生在英国的施鲁斯伯里。祖父和父亲都是当地的名医，家里希望他将来继承祖业，16岁时便被父亲送到爱丁堡大学学医。 ■但达尔文从小就热爱大自然，尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。进到医学院后，他仍然经常到野外采集动植物标本。父亲认为他“游手好闲”、“不务正业”，一怒之下，于1828年又送他到剑桥大学，改学神学，希望他将来成为一个“尊贵的牧师”。达尔文对神学院的神创论等谬说十分厌烦，他仍然把大部分时间用在听自然科学讲座，自学大量的自然科学书籍。热心于收集甲虫等动植物标本，对神秘的大自然充满了浓厚的兴趣。
1828年的一天，在伦敦郊外的一片树林里，一位大学生围着一棵老树转悠。突然，他发现在将要脱落的树皮下，有虫子在里边蠕动，便急忙剥开树皮，发现两只奇特的甲虫，正急速地向前爬去。这位大学生马上左右开弓抓在手里，兴奋地观看起来。正在这时，树皮里又跳出一只甲虫，大学生措手不及，迅即把手里的甲虫藏到嘴里，伸手又把第三只甲虫抓到。看着这些奇怪的甲虫，大学生真有点爱不释手，只顾得意地欣赏手中的甲虫，早把嘴里的哪只给忘记了。嘴里的那只甲虫憋得受不了啦，便放出一股辛辣的毒汁，把这大学生的舌头蜇得又麻又痛。他这才想起口中的甲虫，张口把它吐到手里。然后，不顾口中的疼痛，得意洋洋地向市内的剑桥大学走去。这个大学生就是查理·达尔文。后来，人们为了纪念他首先发现的这种甲虫，就把它命为“达尔文”。
达尔文趣事
■英国政府组织了“贝格尔号”军舰的环球考察，达尔文经人推荐自费搭船，开始他著名的5年航海旅程，于1836年10月回到英国。 ■在历时5年的环球考察中，达尔文积累了大量的资料。回国之后，他一面整理这些资料，一面又深入实践，同时，查阅大量书籍，为他的生物进化理论寻找根据。1842年，他第一次写出《物种起源》的简要提纲。1859年11月达尔文经过20多年研究而写成的科学巨著《物种起源》终于出版了。在这部书里，达尔文旗帜鲜明地提出了“进化论”的思想，说明物种是在不断的变化之中，是由低级到高级、由简单到复杂的演变过程。 ■这部著作的问世，第一次把生物学建立在完全科学的基础上，以全新的生物进化思想，推翻了“神创论”和物种不变的理论。《物种起源》是达尔文进化论的代表作，标志着进化论的正式确立。
适者生存
　 过度繁殖
生存斗争
遗传变异
优良性状
不良性状
胜利
失败
生存
淘汰
生物新类型
积累有利变异
自然选择
注意：选择在先还是变异在先？环境进行选择还是诱导？
人工选择与自然选择
为什么现在的长颈鹿都是长颈长腿？
用自然选择学说解释长颈鹿进化历程
过度繁殖
遗传变异
适者生存
适应环境新类型
内因
动力
生存斗争
逐代遗传积累
长颈鹿祖先产生大量后代
有长颈长腿，也有短颈短腿
长颈、长前肢生存
逐代选择
现代长颈鹿
缺乏青草，吃树叶
自然选择
实例
生物进化过程
材料
结果
决定进化方向，是定向的
用自然选择学说解释现在的兔子奔跑速度的进化;解释害虫产生抗药性的原因。
及时巩固：
2.从进化角度，解释这种适应是怎样形成的
1.枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义
3.同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与你刚才所做的解释矛盾吗 如果有，又该如何解释
2、意义和局限性
①对生物进化的原因提出了合理解释;
②揭示了生物统一性和多样性的原因。
不足：
①对遗传和变异未能做出科学的解释；
②局限于个体水平;
③强调物种形成都是渐变的结果，不能解释物种大爆发现象
意义：
三、达尔文以后进化理论的发展
性状水平
基因（分子）水平
以个体为单位
以种群为单位
自然选择
现代生物进化理论
基础、核心
修正、发展
小结
拉马克的进用进废退学说
达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
练习：《赢在课堂》
P148例2，触类旁通2
下图是某农地长期使用一种农药的甲虫群体密度变化曲线。则下列叙述中，不符合达尔文进化论观点的是（ ） A、a和c时期的甲虫群体对 该农药有同样强的抗药性 B、甲虫抗药性形成的原因是 农药使其产生抗药性基因 C、甲虫群体中本来没有 抗药性的个体 D、从开始使用农药起， 甲虫群体抗药性就逐渐加强
虫体密度
用药时间
A
B
C
a b c
第2节
现代生物进化理论的主要内容
２、基因库:
3、基因频率
(1)概念
(2)计算方法
什么是基因型频率？
（一）种群是生物进化的基本单位
１、种群：
一定区域、同种生物。能繁殖。
种群全部个体所含的全部基因.
(二)突变和基因重组产生进化的原材料
例如：果蝇每一代出现基因突变数是多少？
2× 104 × 10－5
个体
× 108
种群
=2 ×107
突变的有利和有害并不是绝对的，它取决于
生物的生存环境
突
变
产生
新的等位基因
基因
重组
多种基因型
种群出现大量的可遗传变异
形成了进化的原材料
(二)突变和基因重组产生进化的原材料
黑褐色树干上的
桦尺蠖
长满地衣的树干上的
桦尺蠖
探究：自然选择对基因频率变化的影响
时间 19世纪中期（农业生态环境好） 20世纪中期（英国工业的发展）
环境 树干长满地衣，呈浅色 工厂排除的煤烟使地衣死亡、树干熏成黑色
体色 浅色 黑色 浅色 黑色
基因频率
95%
5%
5%
95%
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因频率 S 20% 23%
s 80% 77%
70.7%
26%
29.2%
14.7%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
（三）自然选择决定生物进化的方向
1. 常见浅色型变为常见黑色型的外因和内因？
3、自然选择从宏观上看选择的是什么？微观上呢？
变异
基因频率变化
自然选择
（定向）
进化
（定向）
（不定向）
（定向）
2、S是通过什么变异方式产生的？变异是否定向？S、s基因的频率为什么会变化？怎样变化？是否是定向变化？定向的原因？
进化的实质
（四）隔离导致物种形成
1、物种（种）：
能交配；后代可育
马
驴
骡
不育
×
虎
狮虎兽
狮
生殖隔离：
地理隔离：
（四）隔离导致物种形成
1、物种：
2、隔离
能交配；后代可育
（1）隔离的概念
（2）隔离的类型
地理隔离
生殖隔离
——新物种产生的标志
3、隔离在物种形成中的作用
加拉帕戈斯群岛
原
种
地理
隔离
种群1
种群2
自然
选择1
自然
选择2
变异类型1
变异类型2
新物种1
新物种2
基因频率定向改变
生 殖隔 离
突变和基因重组1
突变和基因重组1
突变和基因重组1
突变和基因重组2
新物种形成的基本环节？必要条件？
是否都必须经过地理隔离才能产生生殖隔离
(五)共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化
在自然界，昆虫传粉的专门化对植物繁衍后代有什么意义？
什么样的捕食者和被捕食者能存留下来？捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？捕食者对进化有何作用？
不同物种间共同进化
解释老鹰视力与蛇保护色的形成
原始大气无氧气，光合细菌→氧气→好氧生物
生物与无机环境共同进化（发展）
2、生物多样性的形成
（1）生物多样性的内容：
物种多样性
基因多样性
生态系多样性
化石——埋藏在地层中的古代生物的遗体、遗迹和遗物，石化后形成的。
是研究生物进化最直接的证据
（2）生物多样性形成的进化历程
不同地层化石模式图
13亿年前真核生物的红藻化石
前寒武纪生物
最早的生物化石：古细菌
前寒武纪地层中的水母化石









　早古生代生物 （寒武纪）
进入早古生代，一些大型的古生物相继出现，如三叶虫、鹦鹉螺等。出现了生命演化史上的第一次繁荣景象。在中国云南澄江发现的寒武纪古生物是最有代表性的寒武纪生物群.
　晚古生代生物　
晚古生代泥盆纪生物登陆，蕨类植物、总鳍鱼；石炭纪裸子植物，到处是绿色的世界，是煤炭形成的主要地质年代；二叠纪以生物大量灭绝为特征，可能是由于环境的变迁。
中生代生物
中生代三叠纪生物复苏,开始出现水生爬行动物，如鱼龙、蛇颈龙等；侏罗纪是恐龙的天下，发现始祖鸟、中华龙鸟等，昆虫类也开始繁盛；白垩纪末期也是生物的灭绝时期，但开始出现被子植物
中生代陆地和海洋中的情况
始祖鸟
新生代少女化石和复原图
在进化过程中，许多物种由于不适应环境的变化而灭绝了。例如，在中生代“统治”地球达1亿年之久的各种恐龙，在白垩纪全部绝灭。恐龙的绝灭为哺乳动物的兴盛腾出了空间，使生物进化翻开了崭新的一页。
生物进化的大致过程
30多亿年前古细菌
20多亿年前原核生物（蓝藻自养型）
10多亿年前真核生物
6亿年前藻类和低等无脊椎生物
4亿年前原始蕨类植物、原始两栖类
3亿年前蕨类植物、两栖类
2亿年前裸子植物、爬行类动物、哺乳类
四五百万年前人类
地球形成
原始生命：古细菌（厌氧异养）
原核生物：蓝藻 细菌（自养）
真核生物：出现了有性生物
植物：
厥类植物
裸子植物
被子植物
动物：
两栖类动物
鸟类
哺乳类动物
古生代（寒武纪）
中生代
新生代
生物多样性的形成的进化历程
生物的进化历程可概括为：
从原核生物到真核生物
从无性生殖到有性生殖
由简单到复杂，
由水生到陆生，
由低等到高等。
3、生物进化理论在发展
中性进化理论：
“间断平衡学”理论：
……
生物进化理论在发展
1、什么是中性突变？
2、你认为中性突变（学说）与达尔文的进化论对立矛盾吗？为什么？
3、物种的形成都是渐变式吗？
4、以自然选择学说为核心的理论的地位如何？还需要发展吗？
【例】真核生物的出现在生物进化历史上具有重要的意义，这主要表现在( )
①结构和功能更加完善②出现有丝分裂，为有性生殖的产生奠定基础③通过有性生殖实现了基因重组，推动了生物进化
A? ①②B? ①③C? ②③D? ①②③
【解析】真核生物在生物进化历史上具有重要意义，这主要表现在以下两个方面，一是与原核细胞相比，真核细胞的结构和功能复杂得多；一是真核细胞通过有丝分裂增殖，这是减数分裂(特殊有丝分裂)的进化出现前提，即为有性生殖奠定了基础。通过有性生殖出现了基因重组，推动了生物进化。
答案：D
课堂反馈
【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
小结： 三 共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化
含义 不同物种间的共同进化
生物与无机环境之间的相互影响和共同演变
2、生物多样性的形成
基因多样性
（1）生物多样性的内容 物种多样性
生态系多样性
（2）生物多样性的形成的进化历程
生物的进化历程可概括为：从原核生物到真核生物，
从无性生殖到有性生殖，由简单到复杂，
由水生到陆生，由低等到高等。
3、生物进化理论在发展
总结
突变和基因重组产生生物进化的原材料
自然选择 决定生物进化方向
隔离是新物种形成的必要条件
现代生物进化理论的基本观点：
种群是生物进化的基本单位
生物进化的实质在于种群基因频率的改变
物种形成过程的三个基本环节：
现代生物进化理论的基本观点
进化的基本单位是
进化的实质是
　物种形成的基本环节是（3个）：
1. ——不定向，提供进化的原材料
种群
种群基因频率的改变
2. ——种群的基因频率定向改变决定进化
的方向
3. ——物种形成的必要条件
突变和基因重组
自然选择
隔离
练习：
1、隔离是进化的必要条件。
2、生物的变异是定向的。
3、种群的进化是定向的。
4、进化的实质是形成新物种。
5、自然选择是定向的
6、基因频率的改变是不定向的
7.只有隔离生物才会进化
8.只有隔离才能形成新物种
9、有隔离一定会形成新物种
10、必须经过地理隔离才能形成新物种。
11、害虫的抗药性是因为喷洒农药导致的。
荚迷
鱼群
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