OK 生物的进化-现代生物进化理论简介

1、 我们从哪里来我们从哪里来? 我们是谁我们是谁? 我们往哪里去我们往哪里去?高更（法国）神创论v 大约在大约在4040亿年前，地球上出现亿年前，地球上出现了原始的生命。经过漫长的生物进了原始的生命。经过漫长的生物进化历程，生物由简单、低等逐步向化历程，生物由简单、低等逐步向复杂、高等发展，下面我们来学习复杂、高等发展，下面我们来学习生物是如何进化的。生物是如何进化的。拉马克进化学说主要内容拉马克进化学说主要内容? ?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”进化论的奠基人进化论的奠基人拉马拉马克克用拉马克进用拉马克进化学说解释化学说解释一下长颈鹿一下长颈鹿为什么脖子为什么脖子

2、长？长？拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶，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。将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。远去了远去了“贝格尔贝格尔”的帆影的帆影无涯是进化论的航程无涯是进化论的航程拨开那亿万年的迷雾拨开那亿万年的迷雾寻觅着生命史的真容寻觅着生命史的真容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 2、生存斗争

3、、生存斗争（）为何会发生生存斗争？（）为何会发生生存斗争？生物的过度繁殖生物的过度繁殖生物赖以生存的生活条件（如食生物赖以生存的生活条件（如食物和空间）有一定的限度物和空间）有一定的限度（）生存斗争的概念：（）生存斗争的概念：生物个体之间生物个体之间的相互斗争，以及生物与无机自然条件之的相互斗争，以及生物与无机自然条件之间的斗争的现象。间的斗争的现象。生存斗争包括生存斗争包括种内斗争、种间斗争、生物种内斗争、种间斗争、生物与非生物之间的斗争与非生物之间的斗争。3 3、遗传和变异、遗传和变异（1）具有普遍性具有普遍性（2 2）变异有的对生物生存有利，有的则不）变异有的对生物生存有利，有的则不利，

4、但具有有利变异的个体（即其性状适利，但具有有利变异的个体（即其性状适应环境的），易在生存斗争中获胜而生存应环境的），易在生存斗争中获胜而生存下去，并留下后代。下去，并留下后代。、适者生存、适者生存（1 1）概念：）概念：在生存斗争中生存下来的生物都在生存斗争中生存下来的生物都是对环境能适应的，被淘汰的生是对环境能适应的，被淘汰的生物是对环境不适应的。物是对环境不适应的。（2 2）例：）例：A A、同一环境下的植物，长得快的、同一环境下的植物，长得快的会比长得慢的占有广大的地盘，因会比长得慢的占有广大的地盘，因此发育就好、开花结实就多。此发育就好、开花结实就多。B B、跑得快的动物比跑得慢的更、

5、跑得快的动物比跑得慢的更易得到食物并逃避敌害。易得到食物并逃避敌害。过度繁殖过度繁殖物种稳定物种稳定资源有限资源有限生存斗争生存斗争个体差异（个体差异（变异变异）变异的变异的遗传遗传适者生存适者生存新类型新类型有利变异代代积累有利变异代代积累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用达尔文自然选择学说解释一用达尔文自然选择学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？下长颈鹿为什么脖子长？达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿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（产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖过度繁殖）；）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（它们都要吃树叶而树叶不够吃

6、（生存斗争生存斗争）；）；它们有颈长和颈短的差异（它们有颈长和颈短的差异（遗传变异遗传变异）；颈长）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树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（叶而最终饿死了（适者生存适者生存）。）。你如何评价达尔文的自然选择学说？你如何评价达尔文的自然选择学说？ 肯定：肯定：（1）较好的解释了生物的多样性和适应性）较好的解释了生物的多样性和适应性（2）相对系统地解释了生物进化的原因）相对系统地解释了生物进化的原因局限：局限：（1）未能对遗传和变异的本质作出科学的解释）未能对遗传和变异的本质作出科学的解释（2）对生物进化的解释局限于个体水平）对生物进化

7、的解释局限于个体水平基本观点：基本观点：生物变异不定向，选择定向生物变异不定向，选择定向遗传和变异是生物进化的内因遗传和变异是生物进化的内因生存斗争是生物进化的动力生存斗争是生物进化的动力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生物进化的实质是生物个体有利变异生物进化的实质是生物个体有利变异积累的结果积累的结果达尔文的观点达尔文的观点达尔文以后进化理论的发展达尔文以后进化理论的发展1. 遗传和变异的研究已从遗传和变异的研究已从性状水平性状水平深入深入分子水分子水平平，人们逐渐认识到遗传和变异的本质，人们逐渐认识到遗传和变异的本质2. 研究对象有生物研究对象有生物个体个体为单位，发展

8、到以为单位，发展到以种种群群为基本单位为基本单位现代生物进化理现代生物进化理论的主要内容论的主要内容一片草地里的蒲公英一片草地里的蒲公英（一）种群是生物进化的基本单位：（一）种群是生物进化的基本单位：1 1、种群概念：、种群概念：生活在生活在同一区域同一区域的的同种生物同种生物的的全部个体全部个体。卧龙自然保护区卧龙自然保护区 猕猴猕猴例：判断下列是否属于种群例：判断下列是否属于种群（1 1）一个池塘中的全部鲤鱼）一个池塘中的全部鲤鱼（2 2）一个池塘中的全部鱼）一个池塘中的全部鱼（3 3）一片草地上的全部植物）一片草地上的全部植物（4 4）一片草地上的全部蒲公英）一片草地上的全部蒲公英2 2

9、、种群的特点：、种群的特点： 种群中的个体并不是机械地集合在种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此一起，而是彼此可以交配可以交配，并，并通过繁殖通过繁殖将各自的基因传给后代将各自的基因传给后代。种群是生物繁殖的基本单位种群是生物繁殖的基本单位3 3、基因库：、基因库：一个种群一个种群中中全部个体全部个体所含有的所含有的全部基因全部基因。5 5、基因频率：、基因频率：4 4、基因型频率、基因型频率 是指某种特定是指某种特定基因型基因型的个体占群体内全的个体占群体内全部个体的比例部个体的比例 在一个种群基因库中，某个基因占全部在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数等位基因数的比率。的比

10、率。例例: :从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型个个体，测知基因型为为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那个。那么么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少? ?解解: :AAAA的基因型频率为的基因型频率为: :AaAa、aaaa的基因型频率为：的基因型频率为：AA%=100%100%30306010= 30%= 30%基因型频率基因型频率= =某基因型的数目某基因型的数目该种群的个体总数该种群的个体总数 100% 100%例例: :从种群中随机抽出从种群中随机抽出100100个个体，测知基因型个个体，

11、测知基因型为为AAAA、AaAa和和aaaa的个体分别是的个体分别是3030、6060和和1010个。那个。那么么A A和和a a的基因频率是多少的基因频率是多少? ?解解: :A A基因的基因频率为基因的基因频率为: :a a基因的基因频率为：基因的基因频率为：= 40%= 40%A%=100%100%230602(306010)a%= 60%= 60%210602(306010)100%100%基因频率基因频率= =该该基因的数目基因的数目该基因的等位基因的总数该基因的等位基因的总数 100% 100%种群内基因种群内基因频率的改变频率的改变生物的进化生物的进化6.6.生物进化的实质生物进

12、化的实质什么因素会导致基因频率发生改变？什么因素会导致基因频率发生改变？基因基因突变突变染色染色体异体异变变 基基 因因重重 组组突变突变可遗传的变异可遗传的变异基因频率改变的因素基因频率改变的因素( (二二) )突变和基因重组产生进化的原材料突变和基因重组产生进化的原材料 自然界中生物的自然突变频率很低，而自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。为什么还能够改且一般对生物体是有害的。为什么还能够改变种群中的基因频率呢？变种群中的基因频率呢？种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。 例如：果蝇约有例如：果蝇约有104对

13、基因，假定每个基因的突变对基因，假定每个基因的突变率都是率都是105，若有一个中等数量的果蝇种群（约有，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？ 2 104 105个体个体 108种群种群=2 107此外，突变的有害还是有利也不是绝对此外，突变的有害还是有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。的，这往往取决于生物的生存环境。结论：突变和基因重组产生进化的原材料结论：突变和基因重组产生进化的原材料思考：突变和基因重组能不能思考：突变和基因重组能不能决定生物进化的方向呢？决定生物进化的方向呢？不能，因为变异

14、是不定向的！不能，因为变异是不定向的！（三）自然选择决定生物进化的方向（三）自然选择决定生物进化的方向 1919世纪，桦尺蠖世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（种群中黑色基因（S S）频率为频率为5%5%，浅灰色基，浅灰色基因（因（s s）频率为）频率为95%95%2020世纪，桦尺蠖种世纪，桦尺蠖种群中黑色基因（群中黑色基因（S S）频率为频率为95%95%，浅灰色，浅灰色基因（基因（s s）频率为）频率为5%5% 黑褐色的生活环境不利于浅色桦尺蠖的生黑褐色的生活环境不利于浅色桦尺蠖的生存，而有利于黑色桦尺蠖生存，存，而有利于黑色桦尺蠖生存，自然选择自然选择可以可以使种群的基因频率发生使种群的基因频

15、率发生定向改变定向改变，导致生物朝，导致生物朝着着一定一定的方向不断进化的方向不断进化自然选择自然选择决定生物进化的方向决定生物进化的方向.原因原因结论结论（四）隔离导致物种形成（四）隔离导致物种形成1、物种的概念：、物种的概念：能够在自然状态下能够在自然状态下相互交配相互交配并且产生并且产生可育后代可育后代的一群生物。的一群生物。如：全世界的人都是一个物种，无论白人黑人黄如：全世界的人都是一个物种，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。再如：所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。再如：所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但马和驴不

16、是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。没有生殖能力。2、隔离：、隔离：指不同种群间的个体，在自然条件下基因指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。不能自由交流的现象。分布在不同自然区域的种群，由于高山、分布在不同自然区域的种群，由于高山、河流、沙漠等的障碍，使彼此间河流、沙漠等的障碍，使彼此间无法相无法相遇而不能交配遇而不能交配。地理隔离：地理隔离：生殖隔离：生殖隔离：种群间的个体种群间的个体不能自由交配不能自由交配，或者或者交配后交配后不能产生出可育后代。不能产生出可育后代。东北虎东北虎华南虎华南虎3、物种的形成：

17、、物种的形成： 经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形经过长期的地理隔离而达成生殖隔离，从而形 成新物种。成新物种。原种原种变变异异 1变变异异 2变异变异类型类型1变异变异类型类型2新种新种1新种新种2生殖生殖隔离隔离自然自然选择选择1自然自然选择选择2基因频率基因频率定向改变定向改变地地 理理隔隔 离离是否新物种的形成都必须经过地理隔离和生殖隔离是否新物种的形成都必须经过地理隔离和生殖隔离?三三.新物种产生的过程新物种产生的过程一般过程一般过程：原始物种(地理隔离) 不同种群（突变和基因重组）不同变异类型（自然选择不同，导致不同种群基因频率的定向改变，逐渐达到生殖隔离）形成新物种特殊过程

18、：特殊过程：多倍体的形成四四.现代生物进化理论的基本观点现代生物进化理论的基本观点1.以自然选择学说为核心2.种群是生物进化的基本单位3.生物进化的实质在于种群基因频率的改变4突变和基因重组产生了生物进化的原材料5.自然选择使种群的基因频率产生定向改变并决定了生物的 进化方向6.隔离是新物种形成的必要条件问题讨论问题讨论1、一种植物专、一种植物专门由一种昆虫来门由一种昆虫来传粉传粉 的协调是怎的协调是怎样进化产生的？样进化产生的？2、猎豹和斑马的、猎豹和斑马的奔跑能力是怎样进奔跑能力是怎样进化的？化的？3、生物进化与无、生物进化与无机环境的变化是相机环境的变化是相互影响的吗？互影响的吗？结结

19、论论不同物种之间、生物与无机环境之间在相互不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是影响中不断进化和发展，这就是共同进化共同进化不断共同进化不断共同进化生物多样性生物多样性问题讨论问题讨论1、最早出现的生物是哪一类？它们生活、最早出现的生物是哪一类？它们生活在什么环境中？在什么环境中？2、多数生物大约在什么时期出现的？它、多数生物大约在什么时期出现的？它们生活在什么环境中？们生活在什么环境中？3、最早登陆的生物是植物还是动物？为、最早登陆的生物是植物还是动物？为什么？什么？4、同现在的地球相比寒武纪的生态系统、同现在的地球相比寒武纪的生态系统有什么特点？有什么特点？5、恐龙是什么时候灭绝？物种的灭绝对、恐龙是什么时候灭绝？物种的灭绝对生物多样性会产生怎样的影响？生物多样性会产生怎样的影响？1、最早出现的生物是哪一类？它们生活、最早出现的生物