新現(xiàn)代生物進化理論

1、第七章 生物的進化 本節(jié)聚焦本節(jié)聚焦n在達爾文之前在達爾文之前,人們是怎樣看待生物的人們是怎樣看待生物的進化的進化的?n達爾文的自然選擇學說的要點是什么達爾文的自然選擇學說的要點是什么?n達爾文的自然選擇學說有哪些局限性達爾文的自然選擇學說有哪些局限性?n現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容是什么現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容是什么?12神創(chuàng)論神創(chuàng)論(又稱特創(chuàng)論又稱特創(chuàng)論)的主要觀點的主要觀點: 1.在一個相當長的時間里,很多人認為五光十色、絢麗多彩的生物界是在某個時刻一次被創(chuàng)造的，而且一旦形成就永遠不變。 2.還有些人認為，生物是一次又一次地被連續(xù)創(chuàng)造出來的，因此地球上的物種是有變的。 圣經(jīng)中“創(chuàng)世紀”的

2、情景 進化的思想，即一個物種是另一個物種演化而來的思想。在古代就已經(jīng)有了，但那僅僅是天才的臆測。18世紀至19世紀初，法國的布豐、拉馬克和達爾文的祖父都考慮過生物進化的可能性，但都提不出另人信服的證據(jù)。直到1859年，達爾文發(fā)表物種起源，才給神創(chuàng)論以巨大的打擊，使生物學擺脫了神學的羈絆。查理士達爾文(c.darwin18091882) 1831年12月27日,22歲的達爾文以博物學家的身份蹬上了英國的軍艦貝格爾號,開始為期五年的環(huán)球航行.此時,他是一名神創(chuàng)論的擁護者.達爾文在航行中的一些發(fā)現(xiàn)達爾文在航行中的一些發(fā)現(xiàn) 在阿根廷東部海岸平原斷層中,發(fā)現(xiàn)許多巨型動物的骨化石,古代動物與現(xiàn)代動物既相似

3、又不同. 在太平洋東部的加拉帕戈斯群島, 達爾文在群島的6個島上進行考察,發(fā)現(xiàn)島上14種地雀全部是 本島的特有種,不同島上的地雀 各不相同.與南美洲大陸的種類雖有差別,有相似之處. 加拉帕戈斯群島不同島嶼的幾種地雀 事實事實1 1：生物都：生物都有過度繁殖的有過度繁殖的傾向傾向事實事實2 2：物種內(nèi)：物種內(nèi)的個體數(shù)能保的個體數(shù)能保持穩(wěn)定持穩(wěn)定事實事實3 3：資：資源是有限源是有限的的推論推論1 1：個：個體間存在著體間存在著生存斗爭生存斗爭事實事實4 4：個體：個體間普遍存在差間普遍存在差異（變異）異（變異）事實事實5 5：許多：許多變異是可以變異是可以遺傳的遺傳的推論推論2 2：具：具有有利

4、變異有有利變異的個體，生的個體，生存并留下后存并留下后代的機會多代的機會多推論推論3 3：有：有利變異逐代利變異逐代積累，生物積累，生物不斷進化出不斷進化出新類型新類型達爾文自然選擇學說的解釋模型達爾文自然選擇學說的解釋模型達爾文把適者生存，不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。達爾文把適者生存，不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。一、種群基因頻率的改變與生物進化 閱讀課閱讀課本本p114p114右右側(cè)的內(nèi)容，側(cè)的內(nèi)容，并填寫表并填寫表格的內(nèi)容格的內(nèi)容時空條件組成和數(shù)量生殖和遺傳組成一個自一個自然保護然保護區(qū)區(qū) 一片草一片草地地 一定自一定自然區(qū)域然區(qū)域 種群種群基因庫基因庫全部的全部的獼猴獼猴所有蒲所

5、有蒲公英公英同種生同種生物個體物個體相互交配，相互交配，交流基因交流基因相互交配，相互交配，交流基因交流基因群體共有群體共有全部基因全部基因1.種群 例如:從某個種群中隨即抽出100個個體,測知基因型為aa,aa,aa的個體分別是30個,60個和10個.求在這個種群中a和a的基因頻率?基因庫a a的基因頻率的基因頻率+a+a的基因頻率的基因頻率=1=1n某植物種群，aa基因型個體占30%，aa基因型個體占20%，則： 1.該植物的a、a基因頻率分別是 。2.若該植物自交，后代中aa、aa基因型個體分別占 這時，a、a的基因頻率分別是 。a 55%，a 45%aa 42.5% aa 32.5%a

6、 55%，a 45%想一想想一想：子二代、子三代以及若干代以子二代、子三代以及若干代以后種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？如后種群的基因頻率會同子一代一樣嗎？如果一樣，建立在什么樣的條件下？果一樣，建立在什么樣的條件下？ 該種群非常大該種群非常大 所有的雌雄個體都能自由交配所有的雌雄個體都能自由交配 沒有遷入和遷出沒有遷入和遷出 自然選擇對不同表現(xiàn)型的生物自然選擇對不同表現(xiàn)型的生物個體沒有作用個體沒有作用 這對基因不發(fā)生突變和攜帶這這對基因不發(fā)生突變和攜帶這對基因的染色體不發(fā)生異常。對基因的染色體不發(fā)生異常。 （二）（二）突變突變與基因重組產(chǎn)生進化的與基因重組產(chǎn)生進化的原材料原材料思考分析：思考

7、分析：1.1.可遺傳的變異有哪幾種？可遺傳的變異有哪幾種？2.2.基因突變有哪些特點？等位基因基因突變有哪些特點？等位基因來源于來源于? ?3.3.討論分析討論分析: :海島上某昆蟲的變異海島上某昆蟲的變異的特點的特點, ,有利與有害性有利與有害性, ,與何因素有與何因素有關關? ?4.4.基因突變和基因重組能決定生物基因突變和基因重組能決定生物進化的方向嗎？進化的方向嗎？5.5.基因發(fā)生突變后會造成種群基基因發(fā)生突變后會造成種群基因頻率發(fā)生改變嗎？因頻率發(fā)生改變嗎？. . 基因突變和染色體變異基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變統(tǒng)稱為突變探究探究:自然選擇對種群基因頻率變化的影響自然選擇對種群基因

8、頻率變化的影響閱讀課本閱讀課本p61p61頁頁, ,分析回答分析回答: :1. 1.樹干變黑會影響樺尺蠖種群中淺色個體的出生率嗎樹干變黑會影響樺尺蠖種群中淺色個體的出生率嗎? ?2.2.在自然選擇的過程中在自然選擇的過程中, ,直接接受選擇的是基因型還是直接接受選擇的是基因型還是表現(xiàn)型表現(xiàn)型? 3.? 3.解釋基因頻率變化的原因解釋基因頻率變化的原因. .1919世紀中世紀中葉以前，葉以前，樺尺蠖種樺尺蠖種群中群中黑色黑色基因（基因（s s）頻率為頻率為5%5%，淺淺灰灰色基因色基因（s s）頻率）頻率為為95%95%2020世紀世紀 ，樺尺蠖種樺尺蠖種群中群中黑色黑色基因（基因（s s）頻率

9、為頻率為95%95%，淺淺灰灰色基因色基因（s s）頻率）頻率為為5%5%不利變異不利變異不斷淘汰不斷淘汰有利變異有利變異積累加強積累加強自然選擇自然選擇種群基種群基因頻率因頻率改變改變生物生物定向定向進化進化變異是不定向的變異是不定向的（三）（三）自然選擇決定生物進化的方向自然選擇決定生物進化的方向知識要點 1. 1.達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容。達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容。 2.2.種群、種群基因庫、基因頻率的概念。種群、種群基因庫、基因頻率的概念。 3.3.基因頻率的計算方法?；蝾l率的計算方法。 4.4.自然選擇在生物進化中的作用。自然選擇在生物進化中的作用。 5.5.現(xiàn)代生物進化理

10、論的基本觀點?，F(xiàn)代生物進化理論的基本觀點。歸納 現(xiàn)代生物進化理論的主要觀點：現(xiàn)代生物進化理論的主要觀點：（1 1） 是生物進化的基本單位，生是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)物進化的實質(zhì) 。（2 2） 產(chǎn)生進化的原材料。產(chǎn)生進化的原材料。（3 3） 決定生物進化的方向。決定生物進化的方向。（4 4）隔離導致物種形成。）隔離導致物種形成。種群種群基因頻率的改變突變和基因重組自然選擇練習練習（2005江蘇高考）濫用抗生素往往會導致細菌江蘇高考）濫用抗生素往往會導致細菌耐藥性的產(chǎn)生。耐藥性的產(chǎn)生。（1）細菌抗藥性變異的來源屬于）細菌抗藥性變異的來源屬于 。（2）盡管在細菌菌群中天然存在抗藥性基因，

11、）盡管在細菌菌群中天然存在抗藥性基因，但是使用抗生素仍可治療由細菌引起的感染，但是使用抗生素仍可治療由細菌引起的感染，原因在于菌群中原因在于菌群中 。（3）細菌耐藥性的形成是抗菌素對細菌進行）細菌耐藥性的形成是抗菌素對細菌進行 的結(jié)果，其內(nèi)在實質(zhì)是的結(jié)果，其內(nèi)在實質(zhì)是 。 （4）在抗生素的作用下，細菌往往只要一到）在抗生素的作用下，細菌往往只要一到兩代就可以得到抗性純系。而有性生殖的生兩代就可以得到抗性純系。而有性生殖的生物，淘汰一個原來頻率較低的隱性基因，形物，淘汰一個原來頻率較低的隱性基因，形成顯性純合子組成的種群的過程卻需要很多成顯性純合子組成的種群的過程卻需要很多代，原因是代，原因是

12、。 基因突變抗藥性基因的個體占少數(shù)定向選擇菌群中抗藥性基因頻率增加隱性基因可通過雜合子保存下來對長頸鹿的進化過程的解釋對長頸鹿的進化過程的解釋長頸鹿的祖先存在的個體差異，有的長頸長頸鹿的祖先存在的個體差異，有的長頸鹿有的頸和前肢長一些，有的長頸鹿的頸和鹿有的頸和前肢長一些，有的長頸鹿的頸和前肢短一些。前肢短一些。在缺乏青草的環(huán)境中，頸和前肢長一些的在缺乏青草的環(huán)境中，頸和前肢長一些的長頸鹿由于能夠吃到高處的樹葉而得以生存，長頸鹿由于能夠吃到高處的樹葉而得以生存，而頸和前肢較短的個體則遭淘汰。而頸和前肢較短的個體則遭淘汰。頸和前肢較長的變異，通過自然環(huán)境的定頸和前肢較長的變異，通過自然環(huán)境的定向

13、選擇而得到逐代的積累和加強，逐漸進化向選擇而得到逐代的積累和加強，逐漸進化成現(xiàn)在的長頸鹿。成現(xiàn)在的長頸鹿。（一）（一）種群種群是生物進化的基本單位是生物進化的基本單位n1.種群種群n概念概念一定時間內(nèi)，生活在一定時間內(nèi)，生活在同一地點同一地點的的同種生物同種生物的的全部全部個體。個體。 n判斷判斷下列例子是否屬于種群：下列例子是否屬于種群：1.一個池塘中所有的魚一個池塘中所有的魚2.一個池塘中所有的鯽魚一個池塘中所有的鯽魚3.48中學中所有的玉蘭花中學中所有的玉蘭花4.迎澤公園里所有的喬木迎澤公園里所有的喬木5.一個花盆里所有的鼠婦一個花盆里所有的鼠婦6.北京植物園北京植物園1905年時的玉蘭

14、花和年時的玉蘭花和2006年時的玉蘭花年時的玉蘭花12達爾文提出自然選擇學說，科學地解釋了達爾文提出自然選擇學說，科學地解釋了:生生物進化的原因、生物多樣性和適應性的產(chǎn)生。物進化的原因、生物多樣性和適應性的產(chǎn)生。但受到當時科學水平的限制，自然選擇學說不但受到當時科學水平的限制，自然選擇學說不能解釋能解釋: 遺傳和變異的本質(zhì)遺傳和變異的本質(zhì),自然選擇學說對生自然選擇學說對生物進化的解釋也局限于個體水平。物進化的解釋也局限于個體水平。隨著遺傳學的發(fā)展，人們對生物進化理論的研隨著遺傳學的發(fā)展，人們對生物進化理論的研究不斷深入，形成了以自然選擇學說為基礎的究不斷深入，形成了以自然選擇學說為基礎的現(xiàn)代生

15、物進化理論?，F(xiàn)代生物進化理論。達爾文的主要研究成果1.,共5卷.2.3.1837年7月第一本筆記281頁.4.5.6.7.1838-1839年連續(xù)寫出了的第二,三,四本筆記.基本清晰研究出物種起源的理論.(30歲)8.1846-1854年,用8年的時間研究節(jié)肢動物門甲克綱的蔓足動物,出版了4部專著.達爾文的主要研究成果:專著 9.1859年出版. 10.1868年出版共2卷28章 11.1871年出版 12.1872年出版 13.1875年出版 14.1876年出版 15.1877年出版 16.1880年共12章附圖196副. 17.1881年出版的自然選擇學說的主要內(nèi)容過度繁殖過度繁殖生存斗

16、爭生存斗爭遺傳和變異遺傳和變異適者生存適者生存 達爾文把適者生存，不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。達爾文把適者生存，不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。生物的生物的繁殖能力繁殖能力總是大大地超過環(huán)總是大大地超過環(huán)境的承載能力境的承載能力生物生物個體個體之間之間的相互斗爭，以及的相互斗爭，以及生生物與無機自然物與無機自然條件之間的斗爭的現(xiàn)條件之間的斗爭的現(xiàn)象。象。生物的生物的變異變異有的是有利于生存的，有的是有利于生存的，有的是不利于生存的。有的是不利于生存的。變異可以遺變異可以遺傳傳。經(jīng)經(jīng)生存斗爭生存斗爭，凡是，凡是生存生存下來的生物下來的生物個體都是對環(huán)境能個體都是對環(huán)境能適應適應的，而的，而被

17、淘被淘汰汰的生物都是對環(huán)境的生物都是對環(huán)境不適應不適應的。的。莢迷莢迷魚魚群群人可能是繁殖能力最小的！一對夫妻最多人可能是繁殖能力最小的！一對夫妻最多的能產(chǎn)生十幾個子女。若以每對夫妻平均生三的能產(chǎn)生十幾個子女。若以每對夫妻平均生三個子女，平均個子女，平均3030年傳遞一代計算，每隔年傳遞一代計算，每隔5050年人年人口就將增加一倍。只需數(shù)百年時間世界人口就口就將增加一倍。只需數(shù)百年時間世界人口就將達到幾萬億人，顯然，這是不可能的！將達到幾萬億人，顯然，這是不可能的！動物、植物和微生物的繁殖能力比人強很動物、植物和微生物的繁殖能力比人強很多很多倍！若全部后代都能成活下來，只要很多很多倍！若全部后

18、代都能成活下來，只要很短時間就會超出環(huán)境的承受能力！短時間就會超出環(huán)境的承受能力！有關自然選擇學說的幾個結(jié)論遺傳和變異遺傳和變異是生物進化的是生物進化的內(nèi)在內(nèi)在因素，生物的變異為生因素，生物的變異為生物進化提供了物進化提供了原始的選擇材料原始的選擇材料，生物的遺傳使有利的變，生物的遺傳使有利的變異在后代里得到積累和加強。異在后代里得到積累和加強。生存斗爭生存斗爭推動著生物的進化，它是生物進化的推動著生物的進化，它是生物進化的動力動力。自然選擇是通過生存斗爭來實現(xiàn)的。自然選擇是通過生存斗爭來實現(xiàn)的。生物的變異生物的變異是是不定向不定向的，而的，而自然選擇是定向自然選擇是定向的。定向的。定向的自然

19、選擇決定著生物進化的方向。的自然選擇決定著生物進化的方向。適者生存適者生存是是自然選擇的結(jié)果自然選擇的結(jié)果。過度繁殖為自然選擇提供了更多的材料，并且加劇了過度繁殖為自然選擇提供了更多的材料，并且加劇了生存斗爭。同時過度繁殖本身也是自然選擇的結(jié)果。生存斗爭。同時過度繁殖本身也是自然選擇的結(jié)果。細胞細胞組織組織器官器官系統(tǒng)系統(tǒng)個體個體種群種群群落群落生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng)生物圈生物圈結(jié)構層次哪個是生物進化的基本單位自然突變有什么特點？自然突變有什么特點？n普遍性普遍性n頻率低頻率低n多害少利多害少利n不定向性不定向性n隨機性隨機性問題：問題：1.既然頻率低，對種群的影響應該很小才對。既然頻率低，對種群的

20、影響應該很小才對。為什么會影響？為什么會影響？2.既然突變不定向，誰來決定生物進化的方向？既然突變不定向，誰來決定生物進化的方向？1頻率對種群來說，提供材料探究自然選擇對基因頻率的影響2計算n基因型基因型頻率頻率= -n基因基因頻率頻率= -該基因型該基因型個體個體數(shù)數(shù)總個體數(shù)總個體數(shù)該該基因數(shù)基因數(shù)控制控制同種性狀的等位基因同種性狀的等位基因的總數(shù)的總數(shù)現(xiàn)代生物進化理論主要內(nèi)容（二）二、隔離與物種的形成二、隔離與物種的形成n種群與物種種群與物種n隔離：生殖隔離、地理隔離隔離：生殖隔離、地理隔離n隔離的作用隔離的作用12騾子不能生騾子騾子不能生騾子, ,只能由馬和驢交配而產(chǎn)生只能由馬和驢交配而產(chǎn)生 n馬的染色體數(shù)是馬的染色體數(shù)是6464條條n驢的染色體數(shù)是驢的染色體數(shù)是6262條條n騾子的染色體數(shù)是騾