第九章-生物的进化课件(一轮).ppt

神创论 特创论 由 神 一次性创造出各种生物 一旦形成再也不变 各种生物之间没有任何亲缘关系 进化论 由共同祖先经过漫长的时间演变而来的 各种生物之间有着或远或近的关系 现存生物的比较研究 古生物化石的观察分析 生物是如何来的 一 生物进化的证据 古生物化石证据 胚胎学上的证据 比较解剖学上的证据 历史 第九章生物的进化 生物化学证据 1 胚胎学上的证据 胚胎比较 图中的胚胎有何特点 在发育初期都有鳃裂 尾 肢芽 到了发育晚期 除鱼以外 其他动物和人的鳃裂都消失了 人的尾也消失了 鱼蝾螈龟鸡猪牛兔人 胚胎学上的证据 结论 这些特点说明了什么 这些脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来的 它们之间存在着或远或近的亲缘关系 古代的原始祖先生活在水中 人是从有尾动物进化而来的 图中各动物的器官有何异同 形态和功能不同 但它们在发生上有共同来源的器官称为 同源器官 2 比较解剖学上的证据 马铃薯的块茎 植物的同源器官 洋葱的鳞茎 慈姑的球茎 葡萄的卷须 皂荚枝的刺 痕迹器官 是指生物体内某些功能已基本消失但仍然存在的器官 又如 人的盲肠和阑尾等 3 生物化学上的证据 细胞色素C是一种非常重要的蛋白质 它是由104个氨基酸组成的 人们分析了人到细菌20多种生物的细胞色素C的结构 其中有35 的氨基酸是绝对不能变的 变了就不成为其细胞色素C了 而其他的有些氨基酸作些变化对功能影响不大的 分析的结果以我们人为标准 与我们人的差异多少来列表如下 请比较表9 18种生物的与人的细胞色素C的氨基酸组成差异 你可以得到怎样的结论 表9 18种生物的与人的细胞色素C的氨基酸组成差异 结论 生物亲缘关系越近 细胞色素C的氨基酸组成越相似 反之亲缘关系越远 氨基酸组成的差异越大 古生物学上的主要证据是化石 化石是生物进化最可靠的证据之一 云南的昌门龙体长11米 高4米多 从来没有人见过恐龙 怎么会知道得这么清楚呢 4 古生物学上的证据 化石 古生物学上的证据 马的进化 此图说明了什么 现代马是由始祖马 经过漫长的地质年代逐渐进化而来的 各阶段的马有何特点 它在地质层中的分布有何规律 化石 就是地层中的古代生物的遗体 遗迹或遗物 在越早形成的地层里 成为化石的生物越简单 越低等 在越晚形成的地层里 成为化石的生物越复杂 越高等 低等鱼类 软体动物 三叶虫等 鱼类 两栖类 昆虫类 爬行类 人类 哺乳类 鸟类 早期形成地层 晚期形成地层 大部分化石由动植物的坚硬部分在适宜条件下经过 石化 过程形成 需要漫长的时间和特定的条件 大体是 古生物体的全部或部分 在自然环境中一般经高压 缺氧 发生缓慢的化学变化 与周围环境的矿物质相互融合 以生物为原型 产生了与其相似的化石 此外 也可以由生物的遗物 马齿 恐龙蛋等 遗迹 粪便 足印 叶痕等 形成 化石是如何形成的 植物印痕化石 琥珀中的蚊子 古生物学上的证据 化石的意义 这种分布规律说明了什么 证实了现代的各种生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的 揭示了生物由简单到复杂 由低等到高等 由水生到陆生的进化顺序 古生物学上的证据 化石 始祖鸟 1861年 德国考古人员发现了一种奇特的生物化石 这种化石残留有翅膀 嘴里有牙齿 翅膀前段有爪 并有像蜥蜴一样的 由多节尾椎骨组成的长尾 人们称它为始祖鸟 应用练习1 始祖鸟化石 始祖鸟复原图 爬行类无翅膀但有爪 嘴里有牙齿 今在国外发现始祖鸟化石 有翅膀 但翅尖有爪 嘴里也有牙齿 这说明什么问题 鸟类是从古代爬行类进化而来 又有国内辽宁发现的孔子鸟 与始祖鸟的区别是嘴里没有牙齿 试分析孔子鸟与始祖鸟谁要更进化一些 孔子鸟化石 孔子鸟复原图 孔子鸟 应用练习2 种子植物的特征是有种子 而蕨类植物则无 今发现有种子蕨化石 蕨类植物却有种子着生 说明什么问题 种子蕨化石证明了种子植物和蕨类植物在进化上有着密切的亲缘关系 古生物的进化过程 6亿年前 7亿年前 分5个历史时期 1 6亿年前 海洋中一些低等生物 各藻类植物 各无脊椎动物 2 5亿年前 海洋中出现了最早的脊椎动物 古代鱼类 甲胄鱼 3 4亿年前 由于地壳的剧烈运动 海水面积缩小 陆地面积扩大 原来生存在海洋中的藻类脱离海进化为原始的蕨类植物 海水减退 使陆地上的湖泊沼泽地增多 在干旱季节一些生活在湖泊沼泽中的鱼类为寻找食物爬上陆地 使古代鱼类进化产生原始两栖类 4 2亿年前 陆地面积进一步扩大 干燥地候带也扩大 古代两栖类进化为适应陆地生活环境的原始爬行动物 5 7千万年前 地球开始出现季节寒暑变化 出现了适应季节气候变化的鸟类和哺乳类 种子植物也繁盛起来 二 生物进化历程 进化树 被子植物 两栖类 哺乳类 动物的进化顺序 植物的进化顺序 藻类植物裸蕨植物蕨类植物裸子植物被子植物 观点 整个生物进化历程可能是渐进式和爆发式交替进行的过程 适应辐射 来自共同祖先的后裔 因适应不同的生活环境而分化成不同种类的现象 三 生物的进化规律 多样化 复杂化 结论 生物进化是前进性发展的 从总的来说 是不可逆的 四 生物进化理论 一 达尔文的进化论 1 进化论的创立 拉马克是进化论的奠基者 他在18世纪初提出了用进废退的进化学说 环境的改变是导致生物进化的原因 环境改变了 生物的生活方式也要跟着变 有的器官由于经常使用而发达起来 有的器官则由于长期不使用而萎缩退化了 拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶 当然颈长的有优势 它们想要长颈 于是天天使劲地将颈伸长 终于形成了现在的长颈鹿 拉马克的用进废退学说虽有一定道理 但事实上由于使用而发达起来的器官特征并不能遗传给后代 达尔文通过几十年的观察分析 终于在1859年出版了 物种起源 一书 提出了自然选择学说 2 达尔文的自然选择学说 自然选择学说的基本内容 3 生存斗争 1 变异和遗传 2 繁殖过剩 4 适者生存 变异遗传 生物产生的后代会发生变异 产生各种不同于亲代的性状 生物的变异有的比亲代更适应环境 有的却不适应环境 荚迷 鱼群 人可能是繁殖能力最小的 一对夫妻最多的能产生十几个子女 若以每对夫妻平均生三个子女 平均30年传递一代计算 每隔50年人口就将增加一倍 只需数百年时间世界人口就将达到几万亿人 显然 这是不可能的 动物 植物和微生物的繁殖能力比人强很多很多倍 若全部后代都能成活下来 只要很短时间就会超出环境的承受能力 过度繁殖 生存斗争 生物的生存资源有限 要生存就必须与无机环境 异种及同种的其他个体进行斗争 一个物种要生存下去 就必须不停地与环境中的各种因素进行斗争 达尔文认为长颈鹿的进化原因是 长颈鹿产生的后代超过环境承受能力 过度繁殖 它们都要吃树叶而树叶不够吃 生存斗争 它们有颈长和颈短的差异 变异遗传 颈长的能吃到树叶生存下来 颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了 适者生存 适者生存 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 适者生存 不适者被淘汰的过程 达尔文的自然选择学说 1 按达尔文进化学说 下列叙述正确的是 A 生活在地穴水井中的盲螈 因长期不用眼睛而失去视觉 B 食蚁兽的长舌是因为长期甜食树缝中的蚂蚁反复不断伸长所致 C 鹿和狼在长期生存斗争中相互进行选择 结果发展了自己的特征 D 春小麦连年冬种可以变成冬小麦 这是环境影响的结果 C 小测试 2 长期使用某种农药 会发现灭虫效果越来越差 这是因为有些害虫产生了抗药性 害虫产生抗药性的原因是 A 害虫对农药进行选择的结果 B 定向变异的结果 C 遗传的结果 D 农药对害虫的抗药变异进行选择的结果 3 对达尔文自然选择学说的不正确理解是 A 变异一般是不定向的 B 选择是不定向的 C 可遗传的变异是生物进化的基础 D 生物的有利变异经过长期的自然选择和积累就可能产生出生物的新类型 D B A 达尔文自然选择学说 1 主要内容 达尔文认为遗传和变异是自然选择的基础 内因 生存斗争是生物进化的动力 外因 过度繁殖为自然选择提供了更多的选择材料 同时加剧了生存斗争 定向的自然选择决定了生物进化的方向 其要点图示如下 2 评价意义 科学地解释了生物进化的原因 以及生物的多样性 适应性 局限 对于遗传和变异的本质 自然选择如何起作用等方面存在猜想和片面 甚至错误的认识 达尔文的进化论是19世纪自然科学的重大发现 达尔文以后进化理论的发展 性状水平 基因 分子 水平 以生物个体为单位 以种群为基本单位 形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论 认识到了遗传和变异的本质获得性遗传的观点 已经被多数人摈弃 二 现代生物进化理论 达尔文的自然选择学说很好地解释了生物的适应性 但限于当时的科技水平无法解释遗传变异的原因 而且仅限于对生物进化个体的分析 因而对于生物的多样性尤其是高等生物和低等生物并存的现象无法作出圆满的解释 现代生物学家吸取了达尔文自然选择学说的精华部分 运用现代遗传学 生态学 物理 化学方法对生物的进化进行分析 提出了现代的生物进化理论 现代生物进化理论的基本内容 1 种群的概念 种群是生活在一定自然区域的同种生物的全部个体 是生物繁殖的基本单位 个体间彼此交配 通过繁殖将自己的基因传递给后代 实现基因交流 生活在这里的每一种动物 植物和微生物都构成一个种群 生物个体通过繁殖将自己的基因传递给后代 1 种群是生物进化的基本单位 2 种群全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库 其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分 这些金鱼各自有自己的基因 共同构成了种群的基因库 它们各自的基因都是基因库的一部分 个体数目越多 个体间的差异越大 基因库也就越大 3 某种基因在整个种群中出现的比例叫基因频率 生物进化其实就是种群基因频率改变的过程 如 假设一群金鱼有1000条 它们有2000个颜色基因 其中纯合灰色200条 杂合的有400条 红色的有400条 则灰色基因频率为 200 2 400 2000 40 红色基因频率为 400 2 400 2000 60 人类把鲫鱼的后代培育成金鱼 实质就是通过选择改变基因频率 从图中看 显然红色基因的频率显著提高了 例1 在一个种群中随机抽出一定数量的个体 其中 基因型为AA的个体占18 基因型为Aa的个体占78 aa的个体占4 基因A和a的频率分别是 A 18 82 B 36 64 C 57 43 D 92 8 C 2 三个基本环节 生物在繁殖的过程中会产生基因重组 基因突变及染色体变异等可遗传的变异 其中基因突变和染色体变异都可称为突变 突变和基因重组使生物个体间出现可遗传的差异 由于突变和基因重组 桦尺蠖形成了不同的体色 某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型 1 基因突变和基因重组为生物进化提供原材料 基因突变 多种多样的基因型 2 基因突变和基因重组为生物进化提供原材料 生物在繁殖的过程中会产生基因重组 基因突变及染色体变异等可遗传的变异 其中基因突变和染色体变异都可称为突变 突变和基因重组使生物个体间出现可遗传的差异 由于突变和基因重组 桦尺蠖形成了不同的体色 某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型 基因突变和基因重组为生物进化提供原材料 3 自然选择主导着进化的方向 在一定的环境条件下 具有不同性状的生物个体的适应能力是不同的 不适应环境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少 频率降低 反之 适应环境的基因其频率会升高 如某海岛上的昆虫 普通能飞的个体会因被风吹到海中淹死而导致基因频率降低 残翅和无翅的基因频率却相对提高了 自然选择决定生物进化的方向 1 原因 淘汰不利变异的基因 积累有利变异的基因 2 结果 使基因频率定向改变 4 隔离是新物种形成的必要条件 物种的概念 指分布在一定的自然区域 具有一定的形态结构和生理功能 而且在自然状态下能互相交配 并产生出可育后代的一群生物个体 如全世界的人都是一个物种 所有人都生活在地球上 无论白人黑人黄种人结婚 都能产生具有生殖能力的后代 同种物种能成功交配 不能成功交配的是两个不同的物种 即使交配成功后代也不可育 骡是不育的 所以马和驴是两个物种 举例1 狮虎兽是不育的 所以虎和狮是两个物种 举例2 隔离 指同一物种不同种群间的个体 在自然条件下基因不能自由交流的现象 包括 地理隔离 由于高山 河流 沙漠等地理上的障碍 使彼此间不能相遇而不能交配 生殖隔离 种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代 如麻鸭 上 和孚鸭 下 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 物种的形成 物种形成的方式有多种 经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式 如大雁的后代形成麻鸭和孚鸭 又如达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的地雀 由于海水的隔离 这些从南美洲迁来的不能远飞的地雀 物种形成过程 种群 小种群 新物种 发生改变基因频率 经过长期的地理隔离而达到生殖隔离 分类学上把只有地理隔离的同一物种的几个种群叫亚种 例2 图为加拉帕戈斯群岛上物种演化的模型 A B C D为四个物种及其演化关系 回答 1 A物种进化为B C两个物种的两个外部因素是 2 甲岛上的B物种迁到乙岛后 不与C物种进化为同一物种的原因是 B与C间已形成生殖隔离 原因是甲 乙两岛的环境条件不同 自然选择作用不同 再加上地理隔离使它们基因频率的差别得到累积而形成了生殖隔离 自然选择 地理隔离 现代生物进化理论是达尔文自然选择学说和基因学说的综合 也就是说用现代遗传学理论来补充和完善达尔文学说的不足 如通过种群 基因库 基因频