9.2生物进化理论.ppt

生物进化理论 生物进化 生物进化是生物与其生存环境相互作用过程中 其遗传系统随时间而发生的一系列不可逆的改变 并导致相应的表型的改变 生物从共同祖先由低级到高级 由简单到复杂逐步分化演变的过程叫进化 evolution 在大多数情况下 进化导致生物总体对其生存环境的相对适应 进化含有连续变化的意思 而这种变化又带有定向的成分 进化即朝一定方向变化的趋势 1 特创论 2 灾变论 3 获得性遗传学说 4 自然选择学说 达尔文主义 一 生物进化理论 18世纪瑞典植物学家林奈 Linne 1707 1778 创立了现代生物分类学的基础 1 特创论 但他按照旧约创世纪的记载 认为人是上帝创造的 上帝一开始创造了多少不同的形式 现在就有多少物种 一 生物进化理论 他把生物化石的变化与环境的灾变联系在一起 认为生物的改变是突然发生的 是整体地消灭和整体地重新被创造的 他反对一个物种从另一个物种演变而来的思想 实际上 居维叶是以上帝的多次创造代替一次创造而已 2 灾变论 居维叶 Curier 1769 1832 他证明了从两栖类到人类的四肢骨骼都相似 一 生物进化理论 3 获得性遗传学说 法国拉马克 Lamarck 1744 1829 科学进化论的创始者 他认为生命是连续的 物种是变化的 环境改变是物种变化的原因 一 生物进化理论 主要思想 用进废退 和 获得性遗传学说 即生物在环境的直接影响下 经常使用的器官逐渐发达 不使用的器官逐渐退化 这种后天获得的性状可以遗传下去 环境条件的变化决定了变异的方向 因此称作 定向变异 同时定向变异又是生物对环境的一种适应 即变异 适应 称为 一步适应 3 获得性遗传学说 一 生物进化理论 英国博物学家华莱士 Wallace 1858年提出了生物进化的见解 和达尔文结论如出一辙 4 自然选择学说 达尔文主义 英国人达尔文 CharlesDarwin 1859年出版了 一书 一 生物进化理论 二 达尔文的自然选择学说 4 适者生存 3 遗传与变异 2 生存斗争 1 繁殖过剩 过度繁殖 有限的生活条件 生存斗争 适者生存 生物新类型出现 自然选择 有利变异的保存 有害变异被淘汰的过程 实例 达尔文对长颈鹿进化过程的解释 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 遗传积累 现代长颈鹿 变异 长颈鹿 个体差异 生存斗争适者生存 过度繁殖 有限的生活条件 导致 生存斗争 变异 导致 适者生存 有利性状遗传 导致 生物新类型出现 在长期的自然选择过程中 微小的有利变异得到积累变为显著变异 从而产生了适应特定环境的生物新类型 生物进化原因 二 达尔文的自然选择学说 4 适者生存 3 遗传与变异 2 生存斗争 1 繁殖过剩 进化的必要条件 进化的内在条件 进化的动力 自然选择的结果 生物的变异是不定向的 自然选择是定向的 达尔文学说的中心论点 达尔文学说的评述 意义能科学地解释生物进化的原因 生物的多样性 适应性 局限性局限于科学发展水平 不能阐明遗传和变异的本质 对自然选择学说的思考变异遗传 繁殖过剩 生存斗争 适者生存 为什么生物会有变异和遗传 如果没有繁殖过剩 就没有进化了吗 生存斗争实际上改变了什么 个体的适者生存等于形成新物种吗 四 现代进化理论 现代综合进化理论认为 突变 自然选择和隔离是生物进化和物种形成过程中的三个基本环节 种群是生物进化的基本单位 1 种群是生物进化的基本单位 生活在同一个湖泊中所有的鱼 生活在同一个湖泊中所有的鲤鱼 校园里所有的鸟 校园里所有的白头翁 比较 种群 种群 生活在同一区域内同种生物个体的总和 是生物的繁殖单位 四 现代进化理论 为什么进化的基本单位是种群而不是个体 在自然界中 没有哪一个体是长生不死的 个体的基因型也会随着个体的死亡而消失 但决定表现型的基因却可以通过有性生殖传给后代 因此研究生物的进化仅仅研究个体的表现型是否与环境适应是不够的 还需要研究群体的基因组成变化 1 种群是生物进化的基本单位 四 现代进化理论 基因库 一个种群中能进行生殖的生物个体所含有的全部基因 包括全部等位基因 的总和 基因频率 某一基因在它的全部等位基因中所占的比率 1 种群是生物进化的基本单位 四 现代进化理论 从某种种群中随机抽出100个个体测知基因型为AA Aa aa的个体分别为30 60和10 其中A基因频率为多少 a基因频率为多少 A基因的数量为2 30 60 120 基因频率为60 a基因的数量为2 10 60 80 基因频率为40 1 种群是生物进化的基本单位 四 现代进化理论 2 突变为生物进化提供原材料 自然界中生物的自然突变频率很低 果蝇有104对基因 假设每个基因的突变都是10 5 如果种群中有108个个体 则每一代出现的基因突变数为多少 四 现代进化理论 基因突变可产生新基因 等位基因 是基因频率改变的基础 由于突变是随机的 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 2 突变为生物进化提供原材料 四 现代进化理论 种群中产生的变异是不定向的 经过长期的自然选择 其中的不利变异被淘汰 有利变异则逐渐积累 从而使种群的基因频率发生定向改变 导致生物朝着一定的方向进化 3 自然选择主导着进化的方向 四 现代进化理论 物种 分布在一定的自然区域内 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 4 隔离是新物种形成的必要条件 四 现代进化理论 新物种是怎样产生的 加拉帕戈斯群岛 加拉帕戈斯群岛之间的水域起了什么作用 地理隔离一个种群由于地理环境原因被分割成了许多个小的种群 生殖隔离进行有性生殖的生物彼此之间不能杂交或杂交不育 4 隔离是新物种形成的必要条件 四 现代进化理论 麻鸭 左 和孚鸭 右 都是大雁的后代 由于长期地理隔离而没有相互交配 没有基因交流 形成了生殖隔离 现在即使人为让它们交配 也不能产生可育的后代了 也就是说 它们形成两个不同的物种了 四 现代进化理论 总之 生殖隔离一旦形成 原来一个物种的种群就变成两个物种的种群了 受精前 交配前 生殖隔离 受精后 交配后 生殖隔离 4 隔离是新物种形成的必要条件 四 现代进化理论 交配季节不同 求偶行为不同 精子不能在雌性体内存活等 已受精但受精卵不能发育 胚胎不能发育至成熟 能生长成成熟杂种但杂种不育等 小结 生物进化的主要环节 四 现代进化理论 指该物种的全部个体在地球上不复存在 五 灭绝 1 历史上共发生过几次大规模的生物灭绝事件 2 奥陶纪末哪些生物得到了辐射发展 3 恐龙的大灭绝发生在什么时期 4 哺乳动物的大发展是从什么时期开始的 5 你认为导致物种灭绝的内在原因是什么 至少5次 鱼类等脊椎动物 白垩纪末期 第三纪早期 基因库变小 对新环境不适应 五 灭绝 人类正面临第六次物种大灭绝 现在的物种灭绝速度 比六千万年以前平均要快1000到10000倍 纵观地质史 新物种的进化多是快于现存物种的消亡 从而延续着丰富着这个星球上的生物多样性 现如今 进化速度慢了下来 甚至是落后了 今天 已知有将近5500种动物面临灭绝危险 国际自然与自然资源保护联合会 IUCN 2003年世界动植物调查报告的红名单显示 在今后几十年内 每四种哺乳动物中有一种 每八种鸟类中有一种 将面临灭绝威胁 美国地球政策研究所珍妮特 拉森2004年3月2日 五 灭绝 你认为导致物种灭绝的原因是什么 当今人类应该从历史事件中汲取什么教训 讨论 五 灭绝 OVER 多样适应 C 2 达尔文在北大西洋东部的马德拉群岛上发现有550种昆虫 其中200种翅退化 不会飞 下面四种解释符合辩证唯物主义观点的是 A 航海者的活动造成多方面影响B 针对暴风的生存斗争中 产生定向变异并积累变异C 针对暴风的生存斗争中 变异是不定向的 自然选择是定向的D 大自然的赐予是不定向的 1 达尔文自然选择学说能正确地解释生物界的自然现象是 性和 性 C B 3 生物进化的内因是 A 过度繁殖B 生存斗争C 遗传变异D 适者生存 4 一只雌蛙能产卵4000 5000枚 卵受精后只有5 左右能发育成成体 用达尔文自然选择学说来解释 这种现象属于 A 过度繁殖B 生存斗争C 遗传变异D 适者生存 C D 5 长期使用某种杀虫剂 开始时效果好 若干年后逐渐失效 害虫产生抗药性的原因是 A 害虫对杀虫剂选择的结果B 害虫定向变异的结果C 杀虫剂对害虫选择的结果D 药量太小或药物失效 6 公鹿往往用鹿角作为争夺配偶的武器 按照达尔文的观点 现代的公鹿角发达的原因是 A 代代经常使用的结果B 变异朝着有利于生殖的方向发展的结果C 繁衍后代的需要D 自然选择的结果 谢谢 情景如果在灰色翅 基因型为aa 昆虫的群体中偶然出现一只绿色翅 Aa 的变异个体 且绿色比灰色更不容易被敌害发现 1 根据达尔文 适者生存 不适者淘汰 的观点 该绿色个体能被选择下来吗 2 如果该绿色个体能很好的生活下来 它体内的A基因怎样才能传递给后代 多指为显性基因 A 控制的遗传病 而绝大多数人表现为正常 aa 白化病是隐性基因 b 控制的遗传病 但绝大多数人表现正常 BB或Bb 思考 以上事实说明了什么 英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾 它们夜间活动 白天栖息在树干上 杂交实验表明 桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制 黑色 S 对浅色 s 是显性 在19世纪中叶以前 桦尺蛾的体色几乎都是浅色型的 该种群中S基因的频率很低 在5 以下 到了20世纪中叶 黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型 S基因的频率上升到95 以上 这是为什么呢 19世纪时 曼彻斯特地区的树干上长满了地衣 后来 随着工业的发展 工厂排出的煤烟使地衣不能生存 结果树皮裸露 并被熏成黑褐色 长满地衣的树干上的桦尺蛾 黑褐色树干上的桦尺蛾 1 1850年以前该地区的桦尺蛾为什么以浅色为主 黑色个体很少