生物：7.1《现代生物进化理论的由来》课件

1、第一节第一节 现代生物进化理论的由现代生物进化理论的由来来第七章第七章 现代生物进化理论现代生物进化理论关于生命起源的几个假说 神创论神创论 “上帝造人上帝造人” ” “女娲造人女娲造人” 自生论自生论 “腐肉生蛆腐肉生蛆” 宇宙生命论宇宙生命论 新自生论（或化学进化说）新自生论（或化学进化说） 现代生命原始生命 化学 进化非生命物质生物 进化H H2 2 H H2 2O CHO CH4 4 H H2 2S HCNS HCN无机小分子物质无机小分子物质氨基酸氨基酸 核苷酸核苷酸 单糖单糖有机小分子物质有机小分子物质宇宙射线宇宙射线 紫外紫外线线 闪电闪电 生生成成 原始蛋白质原始蛋白质 核酸分

2、子核酸分子有机高分子物质有机高分子物质长期积累长期积累 缩合缩合 聚合聚合形形成成多分子体系多分子体系浓缩浓缩 凝聚凝聚组组成成原始生命原始生命演演变变长期演变长期演变 相互作用相互作用有原始界膜有原始界膜 原始物质交换原始物质交换原始新陈代谢原始新陈代谢 繁殖繁殖 生物为什么会生物为什么会不断地进化不断地进化? ? 生物是怎样进生物是怎样进化的化的? ?拉马克学说拉马克学说 拉马克进化学说的主拉马克进化学说的主要内容要内容 : : 生物不是神造的，生物不是神造的，而是由更古老的生物而是由更古老的生物进化进化来的来的 生物是生物是由低等到高由低等到高等逐渐进化等逐渐进化的的 生物各种适应性特生

3、物各种适应性特征的形成都是由于征的形成都是由于用用进废退进废退和和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可以遗传的指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的食蚁兽食蚁兽 拉马克认为，器官用得越多就越发达，如食蚁兽的拉马克认为，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。舌头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果。鼹鼠鼹鼠 拉马克认为，器官废而不用，就会造成形拉马克认为，器官废而不用，就会造成形态上的退化。如鼹鼠长期生活在地下，眼态上的退化。如鼹鼠长期生活在地下，眼睛就萎缩、退化。睛就萎缩、退化。用拉马克进化学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？用

4、拉马克进化学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？ 拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树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，于是叶，当然颈长的有优势，它们想要长颈，于是天天天天使劲地将颈伸长使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿，终于形成了现在的长颈鹿。2.2.局限性局限性 用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据用进废退和获得性遗传的观点缺少科学证据的支持的支持 过于强调环境的变化直接导致物种的改变。过于强调环境的变化直接导致物种的改变。实际上环境的变化如果未引起遗传物质的变实际上环境的变化如果未引起遗传物质的变化，就不会使生物发生可遗传的变异化，就

5、不会使生物发生可遗传的变异3.3.意义意义 第一次提出比较完整的进化学说第一次提出比较完整的进化学说 反对神创论和物种不变论反对神创论和物种不变论达尔文的生物进化理论达尔文的生物进化理论达尔文简介达尔文简介 英国博物学家，进化论的奠基人。英国博物学家，进化论的奠基人。18091882年，他以年，他以博物学家的身份，参加了英国派遣的环球航行，做了五年的博物学家的身份，参加了英国派遣的环球航行，做了五年的科学考察。在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集，科学考察。在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集，经过综合探讨，形成了生物进化的概念。经过综合探讨，形成了生物进化的概念。1859年出版了震动

6、年出版了震动当时学术界的物种起源。书中用大量资料证明了形形色当时学术界的物种起源。书中用大量资料证明了形形色色的生物都不是上帝创造的，而是在遗传、变异、生存斗争色的生物都不是上帝创造的，而是在遗传、变异、生存斗争中和自然选择中，由简单到复杂由低等到高等，不断发展变中和自然选择中，由简单到复杂由低等到高等，不断发展变化的，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造化的，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。论和物种不变论。 恩格斯将恩格斯将“进化论进化论”列为列为19世纪自然科学的三大发现世纪自然科学的三大发现之一之一 （其他两个是细胞学说，能量守恒和转化定律（其他两

7、个是细胞学说，能量守恒和转化定律）。）。达尔文简介 达尔文进化论的主要内容达尔文进化论的主要内容达尔文进化论主要包括四个子学说：达尔文进化论主要包括四个子学说：一，一般进化论：物种是可变的，现有的物种是从别的物种变来的，一个物种可以变成新的物种。一，一般进化论：物种是可变的，现有的物种是从别的物种变来的，一个物种可以变成新的物种。这一点，早已被生物地理学、比较解剖学、比较胚胎学、古生物学和分子生物学等学科的观察、实验这一点，早已被生物地理学、比较解剖学、比较胚胎学、古生物学和分子生物学等学科的观察、实验所证实，甚至在实验室、野外都可以直接观察到新物种的产生。所以，这是一个科学事实，其可靠程所证

8、实，甚至在实验室、野外都可以直接观察到新物种的产生。所以，这是一个科学事实，其可靠程度跟度跟“地球是圆的地球是圆的”、“物质由原子组成物质由原子组成”一样。在今天，除了极其个别的由于宗教信仰偏见而无视一样。在今天，除了极其个别的由于宗教信仰偏见而无视事实的人，实际上已无生物学家否认生物进化的事实。事实的人，实际上已无生物学家否认生物进化的事实。二，共同祖先学说：所有的生物都来自共同的祖先。分子生物学发现了所有的生物都使用同一套二，共同祖先学说：所有的生物都来自共同的祖先。分子生物学发现了所有的生物都使用同一套遗传密码，生物化学揭示了所有生物在分子水平上有高度的一致性，最终证实了达尔文这一远见卓

9、识。遗传密码，生物化学揭示了所有生物在分子水平上有高度的一致性，最终证实了达尔文这一远见卓识。所以，这也是一个被普遍接受的科学事实。所以，这也是一个被普遍接受的科学事实。三，自然选择学说：自然选择是进化的主要机制。自然选择的存在，是已被无数观察和实验所证三，自然选择学说：自然选择是进化的主要机制。自然选择的存在，是已被无数观察和实验所证实的，所以，这也是一个科学事实。但是，现在学术界一般认为，自然选择的使用范围并不象达尔文实的，所以，这也是一个科学事实。但是，现在学术界一般认为，自然选择的使用范围并不象达尔文设想的那么广泛。自然选择是适应性进化（即生物体对环境的适应）的机制，对于非适应性的进化

10、，设想的那么广泛。自然选择是适应性进化（即生物体对环境的适应）的机制，对于非适应性的进化，有基因漂移等其他机制。也就是说，不能用自然选择来解释所有的进化现象。考虑到适应性进化是生有基因漂移等其他机制。也就是说，不能用自然选择来解释所有的进化现象。考虑到适应性进化是生物进化的核心现象，说自然选择是进化的主要机制，也是成立的。物进化的核心现象，说自然选择是进化的主要机制，也是成立的。四，渐变论：生物进化的步调是渐变式的，是一个在自然选择作用下累积微小的优势变异的逐渐四，渐变论：生物进化的步调是渐变式的，是一个在自然选择作用下累积微小的优势变异的逐渐改进的过程，而不是跃变式的。这是达尔文进化论中较有

11、争议的部分。在达尔文在世时以及死后相当改进的过程，而不是跃变式的。这是达尔文进化论中较有争议的部分。在达尔文在世时以及死后相当长一段时间，大部分生物学家，特别是古生物学家，都相信生物进化是能够出现跃变的，认为新的形长一段时间，大部分生物学家，特别是古生物学家，都相信生物进化是能够出现跃变的，认为新的形态和器官是源自大的跃变，而不是微小的变异在自然选择的作用下缓慢而逐渐地累积下来的。包括赫态和器官是源自大的跃变，而不是微小的变异在自然选择的作用下缓慢而逐渐地累积下来的。包括赫胥黎在内的一些古生物学家由于强调生物化石的不连续性，而持这种观点。在遗传学诞生之后的一段胥黎在内的一些古生物学家由于强调生

12、物化石的不连续性，而持这种观点。在遗传学诞生之后的一段时间内，早期遗传学家们由于强调遗传性状的不连续性，也普遍接受跃变论。在时间内，早期遗传学家们由于强调遗传性状的不连续性，也普遍接受跃变论。在20世纪世纪40年代，年代，“现现代综合代综合”学说将遗传学和自然选择学说成功地结合起来，渐变论逐渐占了优势。但是近二、三十年来，学说将遗传学和自然选择学说成功地结合起来，渐变论逐渐占了优势。但是近二、三十年来，古生物学和进化发育生物学的研究表明，生物进化过程很可能是渐变和跃变两种模式都存在的，跃变古生物学和进化发育生物学的研究表明，生物进化过程很可能是渐变和跃变两种模式都存在的，跃变论又有抬头的趋势。

13、不过，进化论所说的跃变，除了某些非常特殊的情形（例如植物经杂交出现新论又有抬头的趋势。不过，进化论所说的跃变，除了某些非常特殊的情形（例如植物经杂交出现新种），并非是指在一代或数代之间发生的进化，而可能经历了数千年、数万年乃至数百万年，只不过种），并非是指在一代或数代之间发生的进化，而可能经历了数千年、数万年乃至数百万年，只不过以地质年代来衡量显得很短暂而已。以地质年代来衡量显得很短暂而已。过度繁殖过度繁殖：地球上的各种生物普遍具有很强的地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力，能产生很多后代。繁殖能力，能产生很多后代。 一对家蝇繁殖一年，每代如产1000个卵，每世代如为10天，如果后代均不死亡

14、，这一对家蝇一年所产生的后代可以把整个地球覆盖2.45cm之厚。再如鲫鱼，每条雌鱼一年所产的卵中大约有3000个可以受精并孵化成鱼。一年后小鲫鱼成熟，再产生出下一代。按照这个数目计算，经过三年，一对鲫鱼繁殖出的后代数目可达6750000000条。因此，如果按照理论上的计算，即使繁殖最慢的生物，也会在不太长的时期内产生出大量的后代占满整个地球。事实上，自然界各种生物的数量在一定时期内都保持相对稳定。 生存斗争：生存斗争：生物个体（同种或异种的）之间的相生物个体（同种或异种的）之间的相互斗争，以及生物与无机自然条件（如干旱、寒冷）互斗争，以及生物与无机自然条件（如干旱、寒冷）之间的斗争，赖以维持个

15、体生存并繁衍种族的自然之间的斗争，赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象，就叫生存斗争现象，就叫生存斗争 生物过度繁殖使后代的数目急剧增加，而在自过度繁殖使后代的数目急剧增加，而在自然界中，生物赖以生存的生活条件（包括食物和然界中，生物赖以生存的生活条件（包括食物和空间等）是有一定限度的。因此，任何生物要生空间等）是有一定限度的。因此，任何生物要生存下去，都要在争夺有限的生活条件时，进行斗存下去，都要在争夺有限的生活条件时，进行斗争。由于生存斗争，导致生物大量死亡，结果只争。由于生存斗争，导致生物大量死亡，结果只有少量个体生存下来。有少量个体生存下来。遗传变异遗传变异 生物界普遍存在着遗传和变异

16、现象。生物每一代都有变异，亲代与子代之间、同一亲本产生的各子女之间都存在着差异。生物的变异，有的对生物的生存有利有利变异；有的对生物的生存不利不利变异。具有有利变异的个体，即其性状适应环境的变异个体，就容易在生存斗争中获胜而生存下去。反之，具有不利变异的个体，即其性状不适应环境的变异个体，则容易在生存斗争中失败而死亡。因此变异是不定向的。适者生存适者生存 达尔文指出，物种之所以不会数量大增，乃是由于生存斗争。所有生物都永远处于生存斗争之中，或者与同种的个体斗争（种内斗争），或者与其他种生物斗争（种间斗争），或者与物理的生活条件斗争。总之，生存斗争是时刻在进行着的，并且是十分错综复杂的。通过生存

17、斗争，有些生物活下来了，有许多生物被淘汰或消灭了。凡是生存下来的生物都是适应环境的，而被淘汰的生物都是不适应环境的，这就是适者生存。达尔文把这种适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。 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事实事实1 1：生物都有生物都有过度繁殖过度繁殖的倾向的倾向事实事实2 2：物种内个物种内个体数能保体数能保持稳定持稳定事实事实3 3：资源是有资源是有限的限的推理推理1 1：个体间存个体间存在着生存在着生存斗争斗争事实事实4 4：个体间普个体间普遍存在差遍存在差异（变异）异（变异）事实事实5 5：许多变异许多变异是可以遗是可以遗传的传的推论推论2 2：

18、具有有利变具有有利变异的个体，异的个体，生存并留下生存并留下后代的机会后代的机会多多推论推论3 3：有利变异有利变异逐代积累，逐代积累，生物不断生物不断进化出新进化出新类型类型内在联系内在联系过度繁殖为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争。变异是不定向的，具有有利变异的个体通过遗传在后代中得到积累和加强，产生适应环境的新类型，这是生物多样性和适应性形成的原因。因此遗传和变异是生物进化的内在因素(基础)。自然选择是通过生存斗争来实现的，生存斗争是生物进化的动力。适者生存是自然选择的结果。 注意：注意： 变异是不定向的，自然选择是定向的，决变异是不定向的，自然选择是定向的，决定着生物进化的方

19、向。定着生物进化的方向。“自然选择学说”过度繁殖过度繁殖生存斗争生存斗争 遗传变异遗传变异适者生存适者生存在生存斗争中，适者生存，不适在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择。者被淘汰的过程，就是自然选择。进化的内因进化的内因 选择的手段选择的手段 选择的基础选择的基础 选择的结果选择的结果选择的基础选择的基础选择的手段选择的手段进化的内因进化的内因选择的结果选择的结果结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的自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解释长颈鹿为什么脖子长？然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？达尔文对长颈鹿进化的解释达尔文对长颈鹿进化的解释

20、 达尔文把这种在生存斗争中，适者生达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、存、 不适者被淘汰的过程，叫做不适者被淘汰的过程，叫做自自然选择然选择。 达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生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（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（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）；）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因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（吃不到树叶而最终饿死了（适者生存适者生存）。）。 结合自

21、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解释以下现象：1.1937年，有人把丹麦的白三叶草移到瑞典，这里气候寒冷，最初白三叶草的单位面积产量很低。若干年后，白三叶草的产量大大提高，为什么？2.生活在马德拉群岛上的550种昆虫。有蝶类、蝇类、蚊类等23个属共200多种昆虫因为翅膀残缺而不能飞翔 。为什么？达尔文的成功与局限达尔文的成功与局限达尔文自然选择学说，科学地解释了达尔文自然选择学说，科学地解释了1、生物进化的原因，生物进化的原因，2、生物多样性和适应性的产生。生物多样性和适应性的产生。但受到当时科学水平的限制，不能科学地解释但受到当时科学水平的限制，不能科学地解释 1、遗传和

22、变异的本质，遗传和变异的本质， 2、对生物进化的解释也局限于个体水平，对生物进化的解释也局限于个体水平， 3、不能很好地解释物种大爆发等现象。、不能很好地解释物种大爆发等现象。 随着遗传学和生态学的发展，人们对生物进化理论的研究随着遗传学和生态学的发展，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不断深入，形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论现代生物进化理论。达尔文的生物进化理论的意义达尔文的生物进化理论的意义 1 1、从丰富的事实出发，论证了、从丰富的事实出发，论证了生物是不断进化生物是不断进化的，的，并且对并且对生物进化的原因生物进化的原因提出了合理的解释。提出了

23、合理的解释。使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。学的轨道。 2 2、它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生、它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都物都有共同的祖先，有共同的祖先，生物的生物的多样性和适应性是多样性和适应性是进化的结果进化的结果；生物界千差万别的种类之间有一；生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各分支定的内在联系，从而大大促进了生物学各分支学科的发展。学科的发展。 3 3、它给予神创论和物种不变论以致命的打击。、它给予神创论和物种不变论以致命的打击。-古尔德（著名进化论者、古尔德（著名进化论者、古生物学家、科学史学家和古生物学家、科学史学家和科学散文学家）科学散文学家）达尔文故居达尔文故居两个进化学说的比较主要区别：进化原因主要区别：进化原因 拉马克拉马克用进废退，获得性遗传用进废退，获得性遗传 达尔文达尔文遗传变异是内因，自然选择进化遗传变异是内因，自然选择进化局限性 随着生物科学的发展，关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到遗传和变异的本质。获得性遗传的观点被摈弃。关于自然选择的作用等问题的研究，已经从生物个体为单位，发展到以种群为基本单位。这样就形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论，从而极大地丰