《现代生物进化理论的由来》.ppt

现代生物进化 理论,关于生命起源的几个假说,神创论 “上帝造人” “女娲造人” 自生论 “腐肉生蛆” 宇宙生命论 新自生论（或化学进化说）,圣经中“创世纪”的情景,进化论,现在地球上的各种生物不是神创造的，而是由共同的祖先经过漫长的时间演变而来的，因此各种生物之间有着或远或近的亲缘关系。,拉马克的用进废退学说,历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国博物学家拉马克。他通过对植物和动物的大量观察，提出地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的；生物是由低等到高等逐渐进化的；生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。器官用的越多越发达。,1.物种是可变的 2.生物是由低等向高等进化的 3.环境的变化可以引起物种的变化 4.用进废退和获得性遗传,食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。,拉马克的用进废退学说,达尔文,查理达尔文（18091882）是英国的博物学家，是最终建立进化论的人。 达尔文曾随英国海军勘探船“贝格尔”号，做了历时五年（18311836）的环球航行考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了生物进化的观点。,到了19世纪末，达尔文的学说终于赢得了科学界绝大多数人的支持，成为流行最广、影响最大的科学思潮之一。,事实1：生物都有过度繁殖的现象,事实2：物种内 的个体总能保 持稳定,事实3：资源是 有限的,推论1：个 体间生存 斗争存在,事实4：个体 间存在差异,事实5：许 多变异是可 以遗传的,推论2： 具有有 利变异 的个体 生存并 留下后 代的机 多会,推论3： 有利变 异逐 代积累， 生物不 断进化 出新类 型。,自然选择学说的解释模型,自然选择学说的主要内容,过度繁殖 生存斗争 遗传和变异 适者生存,达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。,对长颈鹿的进化过程的解释,长颈鹿的祖先存在的个体差异，有的长颈鹿有的颈和前肢长一些，有的长颈鹿的颈和前肢短一些。,在缺乏青草的环境中，颈和前肢长一些的长颈鹿由于能够吃到高处的树叶而得以生存，而颈和前肢较短的个体则遭淘汰。,颈和前肢较长的变异，通过自然环境的定向选择而得到逐代的积累和加强，逐渐进化成现在的长颈鹿。,有关自然选择学说的几个结论,遗传和变异是生物进化的内在因素，生物的变异为生物进化提供了原始的选择材料，生物的遗传使有利的变异在后代里得到积累和加强。,生存斗争推动着生物的进化，它是生物进化的动力。自然选择是通过生存斗争来实现的。,生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的。定向的自然选择决定着生物进化的方向。,适者生存是自然选择的结果。,过度繁殖为自然选择提供了更多的材料，并且加剧了生存斗争。同时过度繁殖本身也是自然选择的结果。,人工选择,对自然选择学说的评价,意义： 能够科学的解释生物进化的原因，以及生物的多样性和适应性，被恩格斯列为19世纪自然科学的三大发现之一。 局限性： 对于遗传和变异的本质，不能做出科学的解释。 对生物进化的解释局限于个体水平。 强调渐变，不能很好地解释物种大爆发等现象。,Content,种群是生物进化的基本单位,1.种群的概念 （1）概念：生活在一定区域的（即同一地点的）同种生物的全部个体。种群是生物繁殖后代的基本单位。,说明：把种群作为生物进化的基本单位的原因是：种群是生物繁殖的基本单位。,Content,（2）理解：对于种群的概念，首先要抓住两个要素，一是“同种”，二是“全部”。如：树、鱼、鸟、蛇等都不是物种名，松树、竹子等也都不是具体的物种，而各是一类生物。一类生物可有很多种，如松树有马尾松、红松、白皮松等种。金环蛇、黑眉锦蛇、眼镜蛇是种，而蛇不是种。 种群具有时空限制，离开一定的空间和时间，种群是不存在的。如：徐州云龙湖冬季有野鸭种群，不能说什么季节都有野鸭种群。 种群不是个体的简单相加、机械地结合在一起。因为一个种群的个体相互间不是孤立存在的，而是通过种内关系组成了一个有机的整体。个体之间彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代，因此，从宏观方面看，种群是生物繁殖的基本单位，从微观方面看，生物进化的实质是种群基因频率的改变。所以，它又是进化的基本单位。,2.种群的基因库 （1）概念：一个种群中全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。 说明：一个种群的某个个体所含有的全部基因不能叫做种群的基因库。 （2）每个种群都有自己的基因库，种群中的个体有生有灭，而基因库却在前后代遗传过程中保存和发展。,3.种群的基因频率 （1）概念：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比率。 （2）计算：先分别求出某种基因的个数和全部的控制同种性状的等位基因的总数（可通过随机取样而获得），然后按下列公式计算，其比值即为某基因在该种群中的基因频率。,(3)假设条件下的计算方法 假设种群非常大，雌雄个体间都能自由交配，没有大量的迁入和迁出，没有该对等位基因决定的性状的优胜劣汰，我们就可以根据基因型频率计算基因型的频率，反之亦可。 具体算法是：已知A基因的频率是A%，a基因的频率是a%，则该种群中基因型为AA的个体占A%A%，基因型为aa的个体占a%a%，基因型为Aa的个体占A%a%2。 已知某种群中基因型为AA的个体占X%，则A基因的频率是X%，a基因的频率是1- X%；或已知基因型是aa的个体占Y%，则a基因的频率是 Y%，A基因的频率是1- Y%。,Content,选项C中，若Aa自交后代中aa失去交配能力，基因频率如何变化？,A基因频率上升，a基因频率下降。,1.已知某种群中，AA的基因型频率为30，aa的基因型频率为26，则 该群体的个体自交，中基因型为的个体所占的频率为 ( ) A. B. C. D.,B,突变和基因重组产生进化的原材料,1.可遗传变异是生物进化的原材料 （1）来源：基因突变、基因重组和染色体变异。 （2）基因突变和染色体变异统称为突变。 （3）突变能为生物进化提供原材料。 突变的普遍性：无论是低等生物，还是高等生物以及人，都可能发生基因突变。 突变的低频性：在自然状态下，基因突变的频率是很低的。但是，由于种群由许多个体组成，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代都会产生大量的突变。 突变的多害性：虽然大多数基因突变对生物是有害的，但是，突变对生物体有害或者有利并不是绝对的，它取决于生物的生存环境。,2.可遗传变异不能决定进化的方向 （1）突变和基因重组使种群的基因频率发生不定向的改变。 由于基因突变是不定向的，突变的结果可产生相应的等位基因。如前所述，假如人的23对同源染色体上都有一对等位基因，通过减数分裂和受精作用，在后代中则可产生6107个以上基因重组类型，使种群中出现大量的可遗传变异，从而使突变基因频率扩增。由于这些变异的产生是不定向的，故无法定向改变基因频率。 （2）由于突变和基因重组都是随机的、不定向的，因此它们只是提供了生物进化的原材料，不能决定生物进化的方向。,Content,【例2】年，为除去对农作物构成重大危害的兔，澳洲使用了 能引起兔产生致命疾病的病毒。如图所示为对此后六年间兔的死 亡率和病毒毒性变化进行调查的结果。生物学家从下面的结果中得 知一种事实，即兔因发生遗传性的变异而对病毒产生抗性，病毒也 因可遗传的变异而毒性减小，并以此为根据而得出结论：在较短的 期间内，兔和病毒已协同进化了。它们协同进化的原因是（ ） 隔离 自然选择 突变 定向进化 A. B. C. D.,Content,1.在例2中兔对病毒产生抗性的变异是在接触病毒之前还是接触病毒之后？,接触病毒之前。,2.从例2的图中可以看出刚使用病毒时兔的死亡率很高，而随着病毒使用时间的延长，兔的死亡率开始下降，这是什么原因造成的？,随着时间延长，兔体内抗病毒的基因频率上升。,Content,2.有关基因频率和生物的关系，以下说法正确的是 （ ） A.生物只要发生进化，基因频率就会改变 B.只有在新物种形成时，才发生基因频率的改变 C.基因频率的改变不一定引起生物的进化 D.生物在进化过程中不一定引起基因频率的改变,A,Content,自然选择决定生物进化的方向,1.生物进化的实质 生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。 说明：基因频率的大小能反映生物进化的方向，即在进化过程中某基因的频率如果逐渐增大，说明该基因控制的性状对环境的适应能力较强。,2.自然选择决定生物进化的方向 在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。,1.计算基因频率有哪些方法？,Content,1.计算基因频率有哪些方法？,Content,2.利用所学知识，尝试构建本学案三维知识体系。,哈迪-温伯格定律,1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。或者说是保持着基因平衡的。 这五个条件是：1、种群很大 2、随机交配 3、没有突变和重组 4、没有个体迁入迁出 5、没有选择,哈迪-温伯格定律,处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的频率为p，a的频率为q，则： AA的机率为p2； Aa的机率为2pq； aa的机率为q2,哈迪-温伯格定律可用数学方程