新现代生物进化理论

1、第七章 生物的进化 本节聚焦本节聚焦n在达尔文之前在达尔文之前,人们是怎样看待生物的人们是怎样看待生物的进化的进化的?n达尔文的自然选择学说的要点是什么达尔文的自然选择学说的要点是什么?n达尔文的自然选择学说有哪些局限性达尔文的自然选择学说有哪些局限性?n现代生物进化理论的主要内容是什么现代生物进化理论的主要内容是什么?12神创论神创论(又称特创论又称特创论)的主要观点的主要观点: 1.在一个相当长的时间里,很多人认为五光十色、绚丽多彩的生物界是在某个时刻一次被创造的，而且一旦形成就永远不变。 2.还有些人认为，生物是一次又一次地被连续创造出来的，因此地球上的物种是有变的。 圣经中“创世纪”的

2、情景 进化的思想，即一个物种是另一个物种演化而来的思想。在古代就已经有了，但那仅仅是天才的臆测。18世纪至19世纪初，法国的布丰、拉马克和达尔文的祖父都考虑过生物进化的可能性，但都提不出另人信服的证据。直到1859年，达尔文发表物种起源，才给神创论以巨大的打击，使生物学摆脱了神学的羁绊。查理士达尔文(c.darwin18091882) 1831年12月27日,22岁的达尔文以博物学家的身份蹬上了英国的军舰贝格尔号,开始为期五年的环球航行.此时,他是一名神创论的拥护者.达尔文在航行中的一些发现达尔文在航行中的一些发现 在阿根廷东部海岸平原断层中,发现许多巨型动物的骨化石,古代动物与现代动物既相似

3、又不同. 在太平洋东部的加拉帕戈斯群岛, 达尔文在群岛的6个岛上进行考察,发现岛上14种地雀全部是 本岛的特有种,不同岛上的地雀 各不相同.与南美洲大陆的种类虽有差别,有相似之处. 加拉帕戈斯群岛不同岛屿的几种地雀 事实事实1 1：生物都：生物都有过度繁殖的有过度繁殖的倾向倾向事实事实2 2：物种内：物种内的个体数能保的个体数能保持稳定持稳定事实事实3 3：资：资源是有限源是有限的的推论推论1 1：个：个体间存在着体间存在着生存斗争生存斗争事实事实4 4：个体：个体间普遍存在差间普遍存在差异（变异）异（变异）事实事实5 5：许多：许多变异是可以变异是可以遗传的遗传的推论推论2 2：具：具有有利

4、变异有有利变异的个体，生的个体，生存并留下后存并留下后代的机会多代的机会多推论推论3 3：有：有利变异逐代利变异逐代积累，生物积累，生物不断进化出不断进化出新类型新类型达尔文自然选择学说的解释模型达尔文自然选择学说的解释模型达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。一、种群基因频率的改变与生物进化 阅读课阅读课本本p114p114右右侧的内容，侧的内容，并填写表并填写表格的内容格的内容时空条件组成和数量生殖和遗传组成一个自一个自然保护然保护区区 一片草一片草地地 一定自一定自然区域然区域 种群种群基因库基因库全部的全部的猕猴猕猴所有蒲所

5、有蒲公英公英同种生同种生物个体物个体相互交配，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体共有群体共有全部基因全部基因1.种群 例如:从某个种群中随即抽出100个个体,测知基因型为aa,aa,aa的个体分别是30个,60个和10个.求在这个种群中a和a的基因频率?基因库a a的基因频率的基因频率+a+a的基因频率的基因频率=1=1n某植物种群，aa基因型个体占30%，aa基因型个体占20%，则： 1.该植物的a、a基因频率分别是 。2.若该植物自交，后代中aa、aa基因型个体分别占 这时，a、a的基因频率分别是 。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种群的基因频率会同子一代一样吗？如后种群的基因频率会同子一代一样吗？如果一样，建立在什么样的条件下？果一样，建立在什么样的条件下？ 该种群非常大该种群非常大 所有的雌雄个体都能自由交配所有的雌雄个体都能自由交配 没有迁入和迁出没有迁入和迁出 自然选择对不同表现型的生物自然选择对不同表现型的生物个体没有作用个体没有作用 这对基因不发生突变和携带这这对基因不发生突变和携带这对基因的染色体不发生异常。对基因的染色体不发生异常。 （二）（二）突变突变与基因重组产生进化的与基因重组产生进化的原材料原材料思考分析：思考

7、分析：1.1.可遗传的变异有哪几种？可遗传的变异有哪几种？2.2.基因突变有哪些特点？等位基因基因突变有哪些特点？等位基因来源于来源于? ?3.3.讨论分析讨论分析: :海岛上某昆虫的变异海岛上某昆虫的变异的特点的特点, ,有利与有害性有利与有害性, ,与何因素有与何因素有关关? ?4.4.基因突变和基因重组能决定生物基因突变和基因重组能决定生物进化的方向吗？进化的方向吗？5.5.基因发生突变后会造成种群基基因发生突变后会造成种群基因频率发生改变吗？因频率发生改变吗？. . 基因突变和染色体变异基因突变和染色体变异统称为突变统称为突变探究探究:自然选择对种群基因频率变化的影响自然选择对种群基因

8、频率变化的影响阅读课本阅读课本p61p61页页, ,分析回答分析回答: :1. 1.树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗树干变黑会影响桦尺蠖种群中浅色个体的出生率吗? ?2.2.在自然选择的过程中在自然选择的过程中, ,直接接受选择的是基因型还是直接接受选择的是基因型还是表现型表现型? 3.? 3.解释基因频率变化的原因解释基因频率变化的原因. .1919世纪中世纪中叶以前，叶以前，桦尺蠖种桦尺蠖种群中群中黑色黑色基因（基因（s s）频率为频率为5%5%，浅浅灰灰色基因色基因（s s）频率）频率为为95%95%2020世纪世纪 ，桦尺蠖种桦尺蠖种群中群中黑色黑色基因（基因（s s）频率

9、为频率为95%95%，浅浅灰灰色基因色基因（s s）频率）频率为为5%5%不利变异不利变异不断淘汰不断淘汰有利变异有利变异积累加强积累加强自然选择自然选择种群基种群基因频率因频率改变改变生物生物定向定向进化进化变异是不定向的变异是不定向的（三）（三）自然选择决定生物进化的方向自然选择决定生物进化的方向知识要点 1. 1.达尔文自然选择学说的主要内容。达尔文自然选择学说的主要内容。 2.2.种群、种群基因库、基因频率的概念。种群、种群基因库、基因频率的概念。 3.3.基因频率的计算方法。基因频率的计算方法。 4.4.自然选择在生物进化中的作用。自然选择在生物进化中的作用。 5.5.现代生物进化理

10、论的基本观点。现代生物进化理论的基本观点。归纳 现代生物进化理论的主要观点：现代生物进化理论的主要观点：（1 1） 是生物进化的基本单位，生是生物进化的基本单位，生物进化的实质物进化的实质 。（2 2） 产生进化的原材料。产生进化的原材料。（3 3） 决定生物进化的方向。决定生物进化的方向。（4 4）隔离导致物种形成。）隔离导致物种形成。种群种群基因频率的改变突变和基因重组自然选择练习练习（2005江苏高考）滥用抗生素往往会导致细菌江苏高考）滥用抗生素往往会导致细菌耐药性的产生。耐药性的产生。（1）细菌抗药性变异的来源属于）细菌抗药性变异的来源属于 。（2）尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因，

11、）尽管在细菌菌群中天然存在抗药性基因，但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染，但是使用抗生素仍可治疗由细菌引起的感染，原因在于菌群中原因在于菌群中 。（3）细菌耐药性的形成是抗菌素对细菌进行）细菌耐药性的形成是抗菌素对细菌进行 的结果，其内在实质是的结果，其内在实质是 。 （4）在抗生素的作用下，细菌往往只要一到）在抗生素的作用下，细菌往往只要一到两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生两代就可以得到抗性纯系。而有性生殖的生物，淘汰一个原来频率较低的隐性基因，形物，淘汰一个原来频率较低的隐性基因，形成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多成显性纯合子组成的种群的过程却需要很多代，原因是代，原因是

12、。 基因突变抗药性基因的个体占少数定向选择菌群中抗药性基因频率增加隐性基因可通过杂合子保存下来对长颈鹿的进化过程的解释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，有的长颈鹿的颈和鹿有的颈和前肢长一些，有的长颈鹿的颈和前肢短一些。前肢短一些。在缺乏青草的环境中，颈和前肢长一些的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，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。而颈和前肢较短的个体则遭淘汰。颈和前肢较长的变异，通过自然环境的定颈和前肢较长的变异，通过自然环境的定向

13、选择而得到逐代的积累和加强，逐渐进化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。成现在的长颈鹿。（一）（一）种群种群是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位n1.种群种群n概念概念一定时间内，生活在一定时间内，生活在同一地点同一地点的的同种生物同种生物的的全部全部个体。个体。 n判断判断下列例子是否属于种群：下列例子是否属于种群：1.一个池塘中所有的鱼一个池塘中所有的鱼2.一个池塘中所有的鲫鱼一个池塘中所有的鲫鱼3.48中学中所有的玉兰花中学中所有的玉兰花4.迎泽公园里所有的乔木迎泽公园里所有的乔木5.一个花盆里所有的鼠妇一个花盆里所有的鼠妇6.北京植物园北京植物园1905年时的玉兰

14、花和年时的玉兰花和2006年时的玉兰花年时的玉兰花12达尔文提出自然选择学说，科学地解释了达尔文提出自然选择学说，科学地解释了:生生物进化的原因、生物多样性和适应性的产生。物进化的原因、生物多样性和适应性的产生。但受到当时科学水平的限制，自然选择学说不但受到当时科学水平的限制，自然选择学说不能解释能解释: 遗传和变异的本质遗传和变异的本质,自然选择学说对生自然选择学说对生物进化的解释也局限于个体水平。物进化的解释也局限于个体水平。随着遗传学的发展，人们对生物进化理论的研随着遗传学的发展，人们对生物进化理论的研究不断深入，形成了以自然选择学说为基础的究不断深入，形成了以自然选择学说为基础的现代生

15、物进化理论。现代生物进化理论。达尔文的主要研究成果1.,共5卷.2.3.1837年7月第一本笔记281页.4.5.6.7.1838-1839年连续写出了的第二,三,四本笔记.基本清晰研究出物种起源的理论.(30岁)8.1846-1854年,用8年的时间研究节肢动物门甲克纲的蔓足动物,出版了4部专著.达尔文的主要研究成果:专著 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章附图196副. 17.1881年出版的自然选择学说的主要内容过度繁殖过度繁殖生存斗

16、争生存斗争遗传和变异遗传和变异适者生存适者生存 达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。生物的生物的繁殖能力繁殖能力总是大大地超过环总是大大地超过环境的承载能力境的承载能力生物生物个体个体之间之间的相互斗争，以及的相互斗争，以及生生物与无机自然物与无机自然条件之间的斗争的现条件之间的斗争的现象。象。生物的生物的变异变异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。变异可以遗变异可以遗传传。经经生存斗争生存斗争，凡是，凡是生存生存下来的生物下来的生物个体都是对环境能个体都是对环境能适应适应的，而的，而被

17、淘被淘汰汰的生物都是对环境的生物都是对环境不适应不适应的。的。荚迷荚迷鱼鱼群群人可能是繁殖能力最小的！一对夫妻最多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的能产生十几个子女。若以每对夫妻平均生三个子女，平均个子女，平均3030年传递一代计算，每隔年传递一代计算，每隔5050年人年人口就将增加一倍。只需数百年时间世界人口就口就将增加一倍。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！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，只要很多很多倍！若全部后

18、代都能成活下来，只要很短时间就会超出环境的承受能力！短时间就会超出环境的承受能力！有关自然选择学说的几个结论遗传和变异遗传和变异是生物进化的是生物进化的内在内在因素，生物的变异为生因素，生物的变异为生物进化提供了物进化提供了原始的选择材料原始的选择材料，生物的遗传使有利的变，生物的遗传使有利的变异在后代里得到积累和加强。异在后代里得到积累和加强。生存斗争生存斗争推动着生物的进化，它是生物进化的推动着生物的进化，它是生物进化的动力动力。自然选择是通过生存斗争来实现的。自然选择是通过生存斗争来实现的。生物的变异生物的变异是是不定向不定向的，而的，而自然选择是定向自然选择是定向的。定向的。定向的自然

19、选择决定着生物进化的方向。的自然选择决定着生物进化的方向。适者生存适者生存是是自然选择的结果自然选择的结果。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。生存斗争。同时过度繁殖本身也是自然选择的结果。细胞细胞组织组织器官器官系统系统个体个体种群种群群落群落生态系统生态系统生物圈生物圈结构层次哪个是生物进化的基本单位自然突变有什么特点？自然突变有什么特点？n普遍性普遍性n频率低频率低n多害少利多害少利n不定向性不定向性n随机性随机性问题：问题：1.既然频率低，对种群的影响应该很小才对。既然频率低，对种群的

20、影响应该很小才对。为什么会影响？为什么会影响？2.既然突变不定向，谁来决定生物进化的方向？既然突变不定向，谁来决定生物进化的方向？1频率对种群来说，提供材料探究自然选择对基因频率的影响2计算n基因型基因型频率频率= -n基因基因频率频率= -该基因型该基因型个体个体数数总个体数总个体数该该基因数基因数控制控制同种性状的等位基因同种性状的等位基因的总数的总数现代生物进化理论主要内容（二）二、隔离与物种的形成二、隔离与物种的形成n种群与物种种群与物种n隔离：生殖隔离、地理隔离隔离：生殖隔离、地理隔离n隔离的作用隔离的作用12骡子不能生骡子骡子不能生骡子, ,只能由马和驴交配而产生只能由马和驴交配而产生 n马的染色体数是马的染色体数是6464条条n驴的染色体数是驴的染色体数是6262条条n骡子的染色体数是骡