3-生物進(jìn)化省公開課一等獎(jiǎng)全國示范課微課金獎(jiǎng)?wù)n件

1、從化石形成條件化石不完備性

2、從化石形成過程分析化石不完備性

3、寒武紀(jì)生物大暴發(fā)原因探討？課前１０分鐘討論第1頁第三章

生物進(jìn)化一生物進(jìn)化證據(jù)二生物進(jìn)化主要學(xué)說三物種形成原因和方式四生物演化方式和規(guī)律第2頁生物進(jìn)化含義進(jìn)化

泛指事物從低級(jí)到高級(jí)、從簡單到復(fù)雜形式轉(zhuǎn)變。生物進(jìn)化

指生物與其環(huán)境之間相互作用造成部分或整體生物種群遺傳組成一系列不可逆改變。第3頁生物進(jìn)化含義是指在生物與其生存環(huán)境相互作用過程中，其遺傳系統(tǒng)隨時(shí)間而發(fā)生一系列不可逆改變，并造成對(duì)應(yīng)表型改變。在大多數(shù)情況下，這種改變?cè)斐缮锟傮w對(duì)其生存環(huán)境相對(duì)適應(yīng)。第4頁一生物進(jìn)化證據(jù)古生物學(xué)證據(jù)胚胎學(xué)證據(jù)比較解剖學(xué)證據(jù)生物地理學(xué)證據(jù)第5頁１古生物學(xué)證據(jù)

古生物不一樣種類出現(xiàn)次序反應(yīng)了生物進(jìn)化次序，主要表現(xiàn)在：生物不停從低級(jí)到高級(jí)、水生到陸生、簡單到復(fù)雜方向發(fā)展。資料表明，在生物發(fā)展中有大量過渡步驟存在。生物進(jìn)化與環(huán)境親密相關(guān)。第6頁古生物學(xué)證據(jù)圖解(1)第7頁古生物學(xué)

證據(jù)圖解(2)第8頁２胚胎學(xué)證據(jù)在胚胎發(fā)育中，共性特征先出現(xiàn)，特殊性狀后出現(xiàn)。不一樣動(dòng)物胚胎發(fā)育早期經(jīng)過相同階段，以后才愈來愈分歧。高等動(dòng)物胚胎發(fā)育經(jīng)過了低等動(dòng)物胚胎發(fā)育階段。生物重演律。第9頁胚胎學(xué)證據(jù)圖解第10頁重演律個(gè)體發(fā)育生物個(gè)體終生發(fā)育過程系統(tǒng)發(fā)生生物種族發(fā)展史重演律個(gè)體發(fā)育是系統(tǒng)發(fā)生快速重演

第11頁重演律圖解

重演律只是一個(gè)簡單、快速過程；可推測進(jìn)化過程中原始性狀，可繪出系統(tǒng)發(fā)育樹人類胚胎發(fā)育與其它脊椎動(dòng)物系統(tǒng)發(fā)育比較第12頁３比較解剖學(xué)證據(jù)

經(jīng)過不一樣類別動(dòng)物解剖，比較各種器官結(jié)構(gòu)，確定生物進(jìn)化同源器官起源相同、結(jié)構(gòu)和部位相同，而形態(tài)、功效不一樣器官（如哺乳動(dòng)物手、肢、鰭）同功器官生物形態(tài)、功效相同而起源不一樣器官（如鳥和昆蟲翅膀）痕跡器官對(duì)于生物體已基本無作用但仍存在器官（如人類毛發(fā)），可追溯起源第13頁比較解剖學(xué)證據(jù)圖解同源器官第14頁比較解剖學(xué)證據(jù)圖解同源器官第15頁比較解剖學(xué)證據(jù)圖解同功器官第16頁生物地理學(xué)是研究地球上生物分布及其規(guī)律學(xué)科。氣候、地貌及其它地理原因控制著生物發(fā)展和分布。４生物地理學(xué)證據(jù)第17頁動(dòng)物地理特征與生物演化澳洲：原始哺乳動(dòng)物發(fā)育，如有袋類等。原因?yàn)榘闹薮箨懺谥猩c其它大陸分離，當(dāng)初地球上只有原始哺乳動(dòng)物第18頁動(dòng)物地理特征與生物演化南美洲：發(fā)育特有貧齒類，也有有袋類及當(dāng)代哺乳動(dòng)物。原因：為古近紀(jì)以前南美洲和其它大陸相連，故有古近紀(jì)以前共有動(dòng)物，如有袋類等；古近紀(jì)早期到新近紀(jì)南美洲和其它大陸分離，從而形成特有動(dòng)物，如貧齒類；上新世以后大陸橋形成，北美一些動(dòng)物經(jīng)過大陸橋向南遷移，后代保留至今。第19頁二生物進(jìn)化主要學(xué)說進(jìn)化學(xué)說形成主要進(jìn)化學(xué)說達(dá)爾文學(xué)說以后進(jìn)化理論發(fā)展第20頁1進(jìn)化學(xué)說形成

任何進(jìn)化學(xué)說得以成立前提是:：認(rèn)可物種可變認(rèn)可原有和變異特征都是經(jīng)過從親代取得并傳給后代必須排除超自然原因情況下，解釋生物進(jìn)化原因和適應(yīng)起源第21頁2主要進(jìn)化學(xué)說進(jìn)化論萌芽及早期思想達(dá)爾文進(jìn)化論提出及其主要思想達(dá)爾文學(xué)說以后進(jìn)化理論與發(fā)展第22頁早期進(jìn)化論地位第23頁1）進(jìn)化論萌芽和早期思想（1）布豐，法國人，認(rèn)為物種是可變，尤其強(qiáng)調(diào)環(huán)境對(duì)生物影響，其進(jìn)化中心思想是：生存環(huán)境改變，尤其是氣候和食物改變能夠引發(fā)生物機(jī)體改變。但以后經(jīng)不起宗教勢力壓迫，公開發(fā)表申明，并放棄進(jìn)化學(xué)說。第24頁林奈，偉大生物家，是當(dāng)代絕大多數(shù)物種和生物命名建立者。一個(gè)長久認(rèn)為物種不變論者，以后在事實(shí)面前思想發(fā)生了重大改變。當(dāng)他將人、猿和猴歸到哺乳綱同一個(gè)屬時(shí)，無奈嘆到，“這些下賤畜生是多么像我們呀”1）進(jìn)化論萌芽和早期思想（2）第25頁拉馬克，法國博物學(xué)家，是生物進(jìn)化論先驅(qū)，他進(jìn)化學(xué)說比達(dá)爾文還早半個(gè)世紀(jì)。18他將整個(gè)動(dòng)物界分為脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物。第26頁拉馬克理論觀點(diǎn)為：傳衍理論（環(huán)境影響、用進(jìn)廢退，取得性遺傳）進(jìn)化等級(jí)（認(rèn)可生物從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展，但不認(rèn)可物種絕滅）1）進(jìn)化論萌芽和早期思想（3）第27頁達(dá)爾文，1809-1882，英國人第28頁2）達(dá)爾文進(jìn)化論主要思想變異與遺傳（變異穩(wěn)定與可變性）自然選擇（物竟天擇，適者生存）性狀分歧，物種形成與絕滅（新種不停產(chǎn)生，舊種不停絕滅，性狀變異自然選擇適者生存新種形成絕滅）第29頁自然選擇特點(diǎn)保留有利性狀，淘汰不利性狀自然選擇經(jīng)過生存斗爭實(shí)現(xiàn)自然選擇能使適應(yīng)環(huán)境生物得以衍生，不適應(yīng)者淘汰第30頁第31頁Anearlytreeoflifedrawnin1874bytheGermanbiology,ErnstHaeckel.

接著很快，進(jìn)化論擁護(hù)者、德國E.Haeckel首次提出了一個(gè)完整動(dòng)物演化樹。第32頁3達(dá)爾文學(xué)說以后進(jìn)化理論發(fā)展第一次修正--新達(dá)爾文主義第二次修正--當(dāng)代綜合論第三次修正--當(dāng)代達(dá)爾文主義相關(guān)進(jìn)化論爭論第33頁1）新達(dá)爾文主義--魏斯曼

修正了進(jìn)化論中除自然選擇以外內(nèi)容，如取得性遺傳，外界對(duì)進(jìn)化直接影響等，將自然選擇強(qiáng)調(diào)為進(jìn)化主要原因。第34頁2）當(dāng)代綜合論--孟德爾伴隨遺傳學(xué)成熟，人們對(duì)進(jìn)化原因有了新認(rèn)識(shí)，綜合論主要修改了“自然選擇”理論，用“繁殖或基因傳遞相對(duì)差異”代替了生存斗爭、適者生存概念。第35頁3）當(dāng)代達(dá)爾文主義—當(dāng)代古生物學(xué)家貢獻(xiàn)新資料證實(shí)，進(jìn)化過程并非勻速，而是快速進(jìn)化和進(jìn)化停滯并存，如寒武紀(jì)生命大暴發(fā)。進(jìn)化有隨機(jī)性；自然選擇并非進(jìn)化主原因遺傳學(xué)研究證實(shí)，遺傳本身含有某種進(jìn)化功效，進(jìn)化過程中可能有內(nèi)因驅(qū)動(dòng)和導(dǎo)向性。第36頁幾個(gè)相關(guān)進(jìn)化圖解第37頁相關(guān)進(jìn)化論爭論進(jìn)化動(dòng)力是什么？進(jìn)化是否有一定方向？進(jìn)化速度是否恒定，是漸進(jìn)還是跳躍？第38頁三物種形成原因和方式物種是進(jìn)化單元，也是繁殖后代單元。進(jìn)化過程是物種不停演變過程，新種不停出現(xiàn)，舊種不停絕滅。一物種形成路徑物種形成就是指新種形成。物種形成是經(jīng)過遺傳、變異、隔離和自然選擇等路徑來實(shí)現(xiàn)。1遺傳（Heredity)：在生物演化過程中，能使生物性狀穩(wěn)定并保留下來現(xiàn)象稱為遺傳。遺傳物質(zhì)是基因。每個(gè)物種含有一個(gè)基因庫，并保持一定穩(wěn)定性，所以物種特征能世代相傳。這就是所謂“種瓜得瓜，種豆得豆”。第39頁三物種形成原因和方式

一物種形成路徑

2變異（Variability）：是指同種生物之間差異（不包含年紀(jì)差異和性別差異）。個(gè)體發(fā)生變異主要原因是基因突變和重組。特征：（1）變異是相關(guān)，有機(jī)體一部分發(fā)生變異，也會(huì)引發(fā)其它部分發(fā)生變異，如長頸鹿。（2）變異有遺傳，也有不遺傳，只有遺傳變異才能對(duì)進(jìn)化起作用。（3）變異不但表現(xiàn)在外部形態(tài)上，而且表現(xiàn)在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上。第40頁三物種形成原因和方式

（一）物種形成路徑

遺傳與變異關(guān)系：在生物進(jìn)化過程中，變異是一個(gè)創(chuàng)造性原因，遺傳是一個(gè)穩(wěn)定性原因。沒有變異，生物只能產(chǎn)生相同物種，進(jìn)化無法進(jìn)行；沒有遺傳，生物沒有相對(duì)穩(wěn)定性，不能成其種類，也不可能有進(jìn)化，所以，遺傳和變異之間相互作用是是生物進(jìn)化基本動(dòng)力。第41頁（一）物種形成路徑3隔離（Isolation）：主要包含地理隔離和生殖隔離地理隔離：是指因?yàn)楹Ｑ?、沙漠、山脈阻擋或遙遠(yuǎn)地理距離等原因造成隔離。同種生物因?yàn)殚L時(shí)期受到地理隔離，居群中個(gè)體間無法雜交，失去基因交流機(jī)會(huì)，從而朝不一樣方向變異，逐步形成地理亞種。如華南虎和東北虎在體型大小、毛色深淺和毛長短等方面都產(chǎn)生了顯著差異，已形成了兩個(gè)地理亞種。生殖隔離：是指居群間因?yàn)榛蛐筒町愂沟没蚪涣鞑荒苓M(jìn)行，最終會(huì)造成形成不一樣亞種、新種。另外，隔離還有生態(tài)、季節(jié)、機(jī)械、雜交不育、雜交不活等隔離。第42頁4自然選擇（Naturalselection):實(shí)質(zhì)是使種內(nèi)居群遺傳物質(zhì)朝著更有利于適應(yīng)外界環(huán)境方向變異。其結(jié)果是：適者生存，不適者淘汰。

原理：生物個(gè)體間變異有些對(duì)生存有利，有些對(duì)生存不利。在生存競爭（爭奪食物、生存空間和配偶）中，含有有利變異個(gè)體得到保留，具不利變異個(gè)體受到淘汰。達(dá)爾文把這種自然界淘劣留良作用稱為自然選擇。（一）物種形成路徑第43頁（二）物種形成方式：2種觀點(diǎn)1漸變模式／漸變論：為達(dá)爾文觀點(diǎn)，認(rèn)為成種作用是漸變，即一個(gè)原始物種在自然選擇作用下，性狀逐步分化，使得遺傳變異逐步積累，最終形成新種，而且新種與舊種之間有過渡類型。強(qiáng)調(diào)線系變異。但過渡類型在化石中不多見。第44頁2突變模式／突變論：以點(diǎn)斷平衡論為代表。由埃爾德雷奇和古爾德在1972年提出理論。認(rèn)為一個(gè)生物譜系進(jìn)化是由物種形成形態(tài)快速改變時(shí)期和形態(tài)無多大改變靜態(tài)平衡時(shí)期所組成。即一個(gè)生物譜系不時(shí)被物種形成快速演變時(shí)期所“點(diǎn)斷”，新種能夠在忽略不計(jì)地質(zhì)時(shí)期內(nèi)形成，認(rèn)為生物演化是突變（間斷）與漸變（平衡）辯證統(tǒng)一。成種過程是突然發(fā)生。認(rèn)為新種與舊種之間無過渡類型。當(dāng)前這種觀點(diǎn)較為流行。（二）物種形成方式：2種觀點(diǎn)第45頁四生物演化方式和規(guī)律1演化方式（模式）2演化規(guī)律3生物演化總貌第46頁（一）生物演化方式1）進(jìn)化

生物體由低級(jí)向高級(jí)進(jìn)化水平提升2）分化生物對(duì)不一樣環(huán)境適應(yīng)而向多方向演化，生物進(jìn)化水平?jīng)]有提升，分為趨異和趨同

趨異分類位置相近生物，因?yàn)檫m應(yīng)不一樣環(huán)境而發(fā)生形態(tài)分化，也稱為輻射

趨同分類位置較遠(yuǎn)生物，因?yàn)檫m應(yīng)相同或相同環(huán)境，而使形態(tài)相同起來。第47頁趨異（輻射發(fā)展）恐龍輻射演化第48頁趨同第49頁3）特化生物對(duì)某種條件特殊適應(yīng)，使其形態(tài)、生理上發(fā)生局部改變，但生物整體進(jìn)化水平?jīng)]有提升。如哺乳動(dòng)物前肢（鰭狀、翼狀、蹄狀），都是特化結(jié)果。4）退化生物體形態(tài)及生理簡單化，但進(jìn)化水平?jīng)]有退步。（一）生物演化方式第50頁特化--脊椎動(dòng)物肢骨對(duì)環(huán)境適應(yīng)特化第51頁5）平行演化：不一樣類群而親緣較近生物，當(dāng)其從共同祖先產(chǎn)生后，因?yàn)檫M(jìn)入不一樣生活環(huán)境而發(fā)生了分歧。以后又發(fā)展到非常相同環(huán)境中，它們對(duì)等器官，因適應(yīng)相同環(huán)境而產(chǎn)生了相同性狀。

如舊大陸有胎盤類和新大陸有袋類，都起源于共同哺乳類祖先，以后因?yàn)榉蛛x而產(chǎn)生平行演化結(jié)果。（一）生物演化方式第52頁平行演化-奇蹄類肢骨第53頁6）絕滅

即生物滅亡，分為真、假絕滅兩種類型。生物絕滅認(rèn)識(shí)建立是生物演化思想建立主要標(biāo)志。

資料表明，因?yàn)槿祟惛缮?，物種絕滅比形成速度快1000倍，即每小時(shí)一個(gè)物種絕滅。（一）生物演化方式第54頁生物大滅絕自從古生物學(xué)出現(xiàn)后，人類就認(rèn)識(shí)到曾有過大規(guī)模生物絕滅現(xiàn)象。多細(xì)胞生物在6億年歷史進(jìn)程中，共經(jīng)歷了五次主要大規(guī)模絕滅事件。在全部大絕滅事件中，規(guī)模最大一次發(fā)生在二疊紀(jì)末，最引人注目標(biāo)是白堊紀(jì)末恐龍絕滅第55頁二疊紀(jì)末生物大滅絕地史幾次大絕滅，二疊紀(jì)末絕滅事件是規(guī)模最大一次。造成了海洋中95%以上物種絕滅絕滅主要是海洋生物，陸生物未受太大影響化石主要保留淺水海洋生物，極少有深海生物生物絕滅原因可能包含世界范圍內(nèi)造山運(yùn)動(dòng)、海平面升降、海洋環(huán)境改變、超新星暴發(fā)、宇宙射線大量射入、氣候劇變等。二疊紀(jì)末大絕滅是古生物學(xué)中一個(gè)古老而深刻難題第56頁關(guān)于恐龍滅絕白堊紀(jì)—第三紀(jì)之交時(shí)，統(tǒng)治地位爬行動(dòng)物及二分之一以上植物和其它陸生動(dòng)物也同時(shí)大量消失哺乳動(dòng)物散布到了恐龍退出生態(tài)環(huán)境，成為統(tǒng)治者加利福尼亞大學(xué)WalterAlvarez和FrankAsaro在意大利亞平寧山脈和世界其它地方沉積巖中，看到來自太空一次巨大撞擊事件痕跡。提出外星撞擊說。第57頁關(guān)于恐龍滅絕第58頁關(guān)于恐龍滅絕外星撞擊說第59頁2生物演化規(guī)律1）不可逆性

生物不論整體還是部分（器官）都不可能返回到它們祖先已經(jīng)有過狀態(tài)，即已消失性狀不會(huì)再出現(xiàn)，已絕滅物種不會(huì)在復(fù)生。2）相關(guān)律

當(dāng)生物某一器官發(fā)生變異而產(chǎn)生新適應(yīng)，必定會(huì)引發(fā)相關(guān)器官發(fā)生變異。第60頁（二）生物演化特點(diǎn)、規(guī)律1進(jìn)步性發(fā)展自生命在地球上出現(xiàn)以來，生物界經(jīng)歷了由少到多、由低級(jí)到高級(jí)、由簡單到復(fù)雜進(jìn)化發(fā)展過程，是一個(gè)上升進(jìn)步性發(fā)展。

（1）從異養(yǎng)到自養(yǎng)發(fā)展

異養(yǎng)——單細(xì)胞細(xì)菌（原核生物）以周圍環(huán)境有機(jī)質(zhì)為養(yǎng)料。

自養(yǎng)——原核生物演化出具葉綠素藍(lán)綠藻，能夠進(jìn)行光合作用，從無機(jī)物合成有機(jī)養(yǎng)料。第61頁1進(jìn)步性發(fā)展

（2）從二極到三極發(fā)展

二極——藍(lán)綠藻和細(xì)菌組成了早期生物界自養(yǎng)和異養(yǎng)、合成與分解兩個(gè)步驟，形成了一個(gè)菌、藻二極生態(tài)體系。

三極——伴隨真核細(xì)胞出現(xiàn)，開始了動(dòng)、植物分化，組成了一個(gè)三極生態(tài)系統(tǒng)。

綠色植物——自然界生產(chǎn)者

動(dòng)物——自然界消費(fèi)者

細(xì)菌、真菌——自然界分解者（二）生物演化特點(diǎn)、規(guī)律第62頁1進(jìn)步性發(fā)展

（3）從水到陸發(fā)展

4億年前，植物先行登陸，而后是動(dòng)物登陸，逐步形成了當(dāng)代動(dòng)植物體系。（二）生物演化特點(diǎn)、規(guī)律第63頁2不可逆性

生物不論整體還是部分（器官）都不可能返回到它們祖先已經(jīng)有過狀態(tài)，即已消失性狀不會(huì)再出現(xiàn)，已絕滅物種不會(huì)再復(fù)生。3相關(guān)律和重演率：當(dāng)生物某一器官發(fā)生變異而產(chǎn)生新適應(yīng)時(shí)，必定會(huì)引發(fā)相關(guān)器官發(fā)生變異。生物總是在其個(gè)體發(fā)生早期階段表達(dá)其祖先特征，然后才表達(dá)其本身比較進(jìn)步特征，即個(gè)體發(fā)育是系統(tǒng)發(fā)生短暫重演－重演率（二）生物演化特點(diǎn)、規(guī)律第64頁相關(guān)律—長頸鹿第65頁4生物演化總貌進(jìn)步性從低級(jí)到高級(jí)、從簡單到復(fù)雜發(fā)展分枝性從少到多發(fā)展階段性屢次絕滅，屢次復(fù)蘇。（二）生物演化特點(diǎn)、規(guī)律第66頁

一份日文雜志“Newton”形象地表示寒武大暴發(fā)事件:在短短幾百萬年一瞬間,突然快速產(chǎn)生了地球上當(dāng)前已知絕大多數(shù)動(dòng)物門類。第67頁1生物演替生物演替是生物進(jìn)化階段性一個(gè)主要表達(dá)，生物演替能夠表現(xiàn)為種系代謝和生態(tài)代替：

（1）種系代謝——在生物縱向發(fā)展史上，新種總是在舊種基礎(chǔ)上產(chǎn)生，許多舊種被新種所代替而衰退滅亡（舊種演化為新種）。也稱為假滅絕（留下后代）。

（2）生態(tài)代替——在生物橫向發(fā)展上，一些物種擴(kuò)大并占領(lǐng)了新生態(tài)空間，而使另一些物種喪失了生活領(lǐng)域以至退出了歷史舞臺(tái)，這種現(xiàn)象就是生態(tài)代替。五生物滅絕與復(fù)蘇第68頁2生物滅絕（extinction）：是指生物種系終止，不留下后代現(xiàn)象

?？煞譃楸尘敖^滅、集群絕滅

背景絕滅（backqroundextinction）

——也稱正常滅絕，其總平均絕滅率維持在一個(gè)低水平上，滅絕等級(jí)低。通常0.1—1個(gè)/Ma。

集群絕滅（大規(guī)模絕滅）（massextinction）

——在某些地史時(shí)期，有許多門類生物幾乎同時(shí)絕滅