生物进化理论课件-优质课件培训资料

1、第一部分、现代第一部分、现代(xindi)生物进化理生物进化理论的由来论的由来第第24讲、现代生物进化理论讲、现代生物进化理论(lln)的主要内容的主要内容第一页，共37页。在达尔文之前，人们是怎样(znyng)看待生物的进化的?l在西方国家，当时神创论在西方国家，当时神创论和物种不灭论占据着统治和物种不灭论占据着统治地位，人们普遍认为所有地位，人们普遍认为所有的物种都是上帝创造的物种都是上帝创造(chungzo)(chungzo)的，自古以来的，自古以来既没有物种的绝灭，也没既没有物种的绝灭，也没有新的物种产生。不同物有新的物种产生。不同物种之间没有亲缘关系种之间没有亲缘关系! !第二页，共

2、37页。拉马克学说(xu shu)l拉马克进化学说拉马克进化学说(xu (xu shu)shu)的主要内容的主要内容 : :l生物不是神造的，生物不是神造的，而是由古老生物进化而是由古老生物进化来的来的 生物是由生物是由低等到高等逐渐进化低等到高等逐渐进化的的 生物各种适生物各种适应性特征的形成都是应性特征的形成都是由于用进废退和获得由于用进废退和获得性遗传。性遗传。 拉马克认为生物进化原拉马克认为生物进化原因因(yunyn):(yunyn): 一是一是“用进废退用进废退”； 二是二是“获得性遗传获得性遗传” ” 指环境引起或由于用进废退引起的变化是指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传

3、的可以遗传的第三页，共37页。食蚁兽食蚁兽l拉马克认为拉马克认为(rnwi)，器官用得越多就越发达，如食蚁兽的舌，器官用得越多就越发达，如食蚁兽的舌头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果。头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果。第四页，共37页。鼹鼠鼹鼠(yn sh)l拉马克认为，器官废而不用，就会造成(zo chn)形态上的退化。如鼹鼠长期生活在地下，眼睛就萎缩、退化。第五页，共37页。用拉马克进化(jnhu)学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？l拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要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，吃树叶，当然颈长的有优势，它们

4、想要长颈，于是天天使劲于是天天使劲(sh jn)地将颈伸长，终于形成了地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。现在的长颈鹿。第六页，共37页。达尔文的生物进化理论(lln)l拉马克的用进废退学说拉马克的用进废退学说虽有一定道理，但事实虽有一定道理，但事实上由于使用而发达起来上由于使用而发达起来的器官特征并不能遗传的器官特征并不能遗传给后代。达尔文通过几给后代。达尔文通过几十年的观察分析，终于十年的观察分析，终于在在18591859年出版了年出版了物种物种起源起源(qyun)(qyun)一书，一书，提出了自然选择学说为提出了自然选择学说为基础的生物进化理论。基础的生物进化理论。第七页，共37页。l1

5、 1、过度、过度(gud)(gud)繁殖繁殖l2 2、生存斗争、生存斗争l3 3、遗传变异、遗传变异l4 4、适者生存、适者生存第八页，共37页。 结合自然选择学说的解释模型，结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的自然选择学说的观点利用达尔文的自然选择学说的观点(gundin)解释长颈鹿为什么脖子长？解释长颈鹿为什么脖子长？第九页，共37页。达尔文对长颈鹿进化达尔文对长颈鹿进化(jnhu)的解释的解释l达尔文认为长颈鹿的进化原因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是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃们都要吃树叶

6、而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，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短的却因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。死了（适者生存）。l达尔文把这种在生存斗争中，达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、不适适者生存、不适(bsh)者被淘者被淘汰的过程，叫做自然选择。汰的过程，叫做自然选择。第十页，共37页。达尔文的生物进化理论(lln)的意义l1 1、从丰富的事实出发，论证了生物是不断、从丰富的事实出发，论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理进化的，并且对生物进

7、化的原因提出了合理的解释。使生物学第一次摆脱了神学的束缚，的解释。使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道走上了科学的轨道(gudo)(gudo)。l2 2、它揭示了生命现象的统一性是由于所有、它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样性和适的生物都有共同的祖先，生物的多样性和适应性是进化的结果；生物界千差万别的种类应性是进化的结果；生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各分支学科的发展。物学各分支学科的发展。l3 3、它给予神创论和物种不变论以致命的打、它给予神创论和物种不变论以致命的打击。击。第十

8、一页，共37页。达尔文进化论的局限达尔文进化论的局限(jxin)l1、 不能解释遗传和变异的本质；l达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点。l2、对进化的解释局限于个体水平；l如果个体出现可遗传的变异，相应基因必须在群体里扩散并取代原有的基因，这样(zhyng)新的生物类型才可能形成。第十二页，共37页。l请同学们用达尔文的自然选择学说的四个请同学们用达尔文的自然选择学说的四个要点填空：要点填空：l自然选择的基础自然选择的基础(jch)是：是：l自然选择的内因是：自然选择的内因是：l自然选择的手段是：自然选择的手段是：l自然选择的结果是：自然选择的结果是：生存斗争生存斗争(shn

9、gcnduzhng)遗传变异遗传变异适者生存，适者生存，不适者被淘汰不适者被淘汰过度繁殖过度繁殖第十三页，共37页。第二部分第二部分(b fen)、现代生物进化理论的主要内容、现代生物进化理论的主要内容第十四页，共37页。种群(zhn qn)、基因库、基因频率 一个种群的全部个体所含有的全部基因一个种群的全部个体所含有的全部基因(jyn)，叫做这个种群的基因，叫做这个种群的基因(jyn)库。库。 一定时间内，生活在一定区域的同种生物的一定时间内，生活在一定区域的同种生物的全部个体，叫做种群。种群是生物繁殖全部个体，叫做种群。种群是生物繁殖(fnzh)的的基本单位。基本单位。 某种基因在某个种群

10、中出现的比例，叫做某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。基因频率。第十五页，共37页。种群是生物进化的基本(jbn)单位 每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体(gt)一代一代地死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。所以，生物进化的单位不是个体(gt)，而是种群。第十六页，共37页。基因频率(pnl)的计算例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐褐色翅的基因位色翅的基因位a，调查发现，调查发现AA、Aa、aa的个体的个体(gt)分别占分别占30%、60%、10%、那么、那么A、a的基因频率是多少？的基因频率是多少？A=60%a=40%第十七页

11、，共37页。哈迪-温伯格定律(dngl)1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格年，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。说是保持着基因平衡的。这五个条件是：这五个条件是：1、种群很大、种群很大 2、随机交配、随机交配 3、没有突变、没有突变(tb

12、in)和重组和重组 4、没有个体迁入迁出、没有个体迁入迁出 5、没有选择、没有选择第十八页，共37页。哈迪-温伯格定律(dngl) 处于平衡状态的种群，一对处于平衡状态的种群，一对(y du)等位基因等位基因Aa，A的频率为的频率为p，a的频率为的频率为q，则：，则： AA的机率为的机率为p2； Aa的机率为的机率为2pq； aa的机率为的机率为q2哈迪哈迪- -温伯格定律温伯格定律(dngl)(dngl)可用数学方程式可用数学方程式表示为：表示为：(p+q)2=p2+2pq+q2(p+q)2=p2+2pq+q2第十九页，共37页。生物进化的实质是基因(jyn)频率的改变 表面看，自然选择是对

13、一个个生物表面看，自然选择是对一个个生物(shngw)个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。中不同基因的基因频率。 所以，生所以，生物进化的过物进化的过程的实质是程的实质是种群基因频种群基因频率发生变化率发生变化的过程。的过程。第二十页，共37页。自然选择决定了进化(jnhu)的方向第第1 1年年第第2 2年年第第3 3年年第第4 4年年基因基因型频型频率率SS

14、10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%56.1%基因基因频率频率S20%23%26.1%29.3%升高升高s80%77%73.9%70.7%降低降低P117第二十一页，共37页。物种(wzhng)的概念 在遗传学和进化论中，把能够在自然状态在遗传学和进化论中，把能够在自然状态下相互交配，并能够产生出可育后代的一群生下相互交配，并能够产生出可育后代的一群生物称为一个物种，简称物称为一个物种，简称“种种”。 即：不同物种之间有生殖隔离（动物即：不同物种之间有生殖隔离（动物(dngw)(dngw)因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因求偶方

15、式不同、繁殖期不同，植物因开花季节、花的形态不同，而造成的不能交因开花季节、花的形态不同，而造成的不能交配等都属于生殖隔离配等都属于生殖隔离 ）第二十二页，共37页。隔离(gl)概念：不同种群间的个体，在自然条件概念：不同种群间的个体，在自然条件(tiojin)(tiojin)下基因不能自由交流下基因不能自由交流的现象。的现象。隔离隔离(gl)(gl)的类型的类型生殖隔离生殖隔离地理隔离地理隔离第二十三页，共37页。隔离导致(dozh)物种的形成 物种的物种的形成往往形成往往是经过长是经过长期期(chngq)的地理隔的地理隔离将不同离将不同种群间的种群间的差异不断差异不断积累，最积累，最后达到

16、生后达到生殖隔离，殖隔离，形成新物形成新物种。种。第二十四页，共37页。有时(yush)无需地理隔离也能形成新物种 在自然界里还存在自然界里还存在另一种物种形成方在另一种物种形成方式，它往往只需要几式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，代甚至一代就完成了，而且不需经过地理隔而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植离。例如，多倍体植物的形成就是如此。物的形成就是如此。自然界里几乎将近自然界里几乎将近(jingjn)一半的被子一半的被子植物和某些栽培作物植物和某些栽培作物就是这样形成的。就是这样形成的。AABBCC（普通小麦）（普通小麦）DD（黑麦）（黑麦）ABC配子D配子ABCD（不育）AABBCC

17、DD（八倍体小黑麦）（八倍体小黑麦）（可育）秋水仙素处理例：八倍体小黑麦的培育第二十五页，共37页。总结(zngji)种群种群(zhn qn)是生物进化的基本单位是生物进化的基本单位突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节成过程的三个基本环节(hunji)（突变和基（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件）。方向，隔离是新物种形成的必要条件）。生物进化的实质在于种群基因频率的改变。生物进

18、化的实质在于种群基因频率的改变。以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是：以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是：第二十六页，共37页。第二十七页，共37页。共同(gngtng)进化w 任何一个物种都不是任何一个物种都不是(b shi)单独进化的。单独进化的。w 不同物种之间，生物与无机不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进进化和发展，这就是共同进化。化。第二十八页，共37页。 捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进年幼的个体，客观上起到促进(

19、cjn)(cjn)种群发展的作种群发展的作用。用。“精明精明(jngmng)的捕食者的捕食者”策略：捕食者一般不能策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。“收割理论收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间他物种的形成腾出空间(kngjin)有利有利于增加物种的多样性。于增加物种的多样性。捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？第二十九页，共37页。生物进化与无

20、机环境(hunjng)变化的关系例：例： 生物的新陈代生物的新陈代谢类型由原始谢类型由原始(yunsh)异养厌氧异养厌氧自养厌氧自养厌氧自养自养需氧。需氧。 第三十页，共37页。生物(shngw)多样性的形成基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性生物多样性生物多样性 地球上所有的植物、动物(dngw)和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。第三十一页，共37页。简单简单复杂复杂低等低等高等高等原核细胞原核细胞真核细胞真核细胞单细胞单细胞多细胞多细胞无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖原始异养厌氧原始异养厌氧自养厌氧自养厌氧自养需氧自

21、养需氧水生水生水陆水陆(shul)两栖两栖陆生陆生生物(shngw)多样性的形成第三十二页，共37页。分子进化与中性(zhngxng)学说 这一学说认为，生物体内绝大多数突变都是中这一学说认为，生物体内绝大多数突变都是中性突变；生物体内的大分子都是以一定的速率进化性突变；生物体内的大分子都是以一定的速率进化着，这一速率与种群的大小、物种的生殖力以及生着，这一速率与种群的大小、物种的生殖力以及生物世代的长短都无关，也不受环境因素的影响，因物世代的长短都无关，也不受环境因素的影响，因此对于这些中性突变不会发生自然选择与适者生存此对于这些中性突变不会发生自然选择与适者生存的情况。生物的进化主要是中性

22、突变在自然群体中的情况。生物的进化主要是中性突变在自然群体中进行随机进行随机(su j)的的“遗传漂变遗传漂变”的结果，而与选择的结果，而与选择无关。也就是说，遗传漂变才是分子进化的基本动无关。也就是说，遗传漂变才是分子进化的基本动力。力。 基因频率因偶然的机会基因频率因偶然的机会(j hu)，而不是由于选择，而不是由于选择，而发生变化，这种现象称为遗传漂变。而发生变化，这种现象称为遗传漂变。第三十三页，共37页。渐变(jinbin)式进化与跳跃式进化 传统的进化理论认为生物的进化是渐变式的，但传统的进化理论认为生物的进化是渐变式的，但渐变式的进化难以解释下面两个渐变式的进化难以解释下面两个(

23、lin )问题。问题。 问题一：生物化石的记录所显示的大多不是渐变问题一：生物化石的记录所显示的大多不是渐变式的进化，而是跳跃式的进化。式的进化，而是跳跃式的进化。 问题二：如果生物演变是渐进的，那么各种适应问题二：如果生物演变是渐进的，那么各种适应性的器官结构在尚未发展完善之前，即在还没有发展性的器官结构在尚未发展完善之前，即在还没有发展到有适应功能之前是怎样逃脱自然选择的压力的？到有适应功能之前是怎样逃脱自然选择的压力的？ 所以跳跃式进化理论认为，生物的进化起源于大所以跳跃式进化理论认为，生物的进化起源于大突变（特别是某些调节基因的突变）。突变（特别是某些调节基因的突变）。第三十四页，共3

24、7页。课堂练习1.1.以自然选择以自然选择(xunz)(xunz)学说为核心的现代生物进化理论认为学说为核心的现代生物进化理论认为, ,新物新物种的形成是种的形成是 A A、自然选择、自然选择(xunz)(xunz)的结果的结果B B、突变，选择、突变，选择(xunz)(xunz)和遗传的综合作用和遗传的综合作用C C、用进废退的结果、用进废退的结果D D、突变和基因重组，自然选择、突变和基因重组，自然选择(xunz)(xunz)及隔离的综合作用及隔离的综合作用2.2.下列关于隔离的叙述，不正确的是下列关于隔离的叙述，不正确的是 A A、阻止了种群间的基因交流、阻止了种群间的基因交流B B、对所有的物种来说、对所有的物种来说, ,地理隔离必然导致生殖隔离地理隔离必然导致生殖隔离C C、种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因、种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因D D、不同的物种之间必然存在着生殖隔离、不同的物种之间必然存在着生殖隔离DB第三十五页，共37页。5.人类的苯丙酮尿症是代谢人类的苯丙酮尿症是代谢(dixi)疾病，由隐性基因控制。疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是如果群体的发病率是1/10000，表现型正常的个体与苯丙酮，表现