新现代生物进化理论.ppt

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.Darwin1809－1882) 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：资源是有限的源是有限的推论推论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一个种群中一个种群中一个种群中一个种群中全部个体全部个体全部个体全部个体所含所含所含所含有的有的有的有的全部基因全部基因全部基因全部基因————————在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，在一个种群基因库中，某个基因某个基因某个基因某个基因占占占占全部全部全部全部等位基因等位基因等位基因等位基因数的比率数的比率数的比率数的比率 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?基因库基因频率基因频率 ＝特定基因型的个体＝特定基因型的个体＝特定基因型的个体＝特定基因型的个体∕ ∕总个体数总个体数总个体数总个体数 A A基因频率基因频率基因频率基因频率:AA:AA基因型频率基因型频率基因型频率基因型频率+1/2Aa+1/2Aa基因型频率基因型频率基因型频率基因型频率a a基因频率基因频率基因频率基因频率: :aaaa基因型频率基因型频率基因型频率基因型频率+1/2Aa+1/2Aa基因型频率基因型频率基因型频率基因型频率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=1基因型频率基因型频率基因型频率基因型频率n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 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？ ① ① 该种群非常大该种群非常大 ② ② 所有的雌雄个体都能自由交所有的雌雄个体都能自由交配配 ③ ③ 没有迁入和迁出没有迁入和迁出 ④ ④ 自然选择对不同表现型的生自然选择对不同表现型的生物个体没有作用物个体没有作用 ⑤ ⑤ 这对基因不发生突变和携带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这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的海岛上某昆虫的变异的特点特点, ,有利与有害性有利与有害性, ,与何因素有关与何因素有关? ?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）频率为率为5%5%，，浅灰浅灰色基色基因（因（s s））频率为频率为95%95%2020世纪世纪 ，桦尺蠖，桦尺蠖种群中种群中黑黑色色基因基因（（S S）频）频率为率为95%95%，，浅灰浅灰色色基因基因（（s s）频）频率为率为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变异异是是不不定定向向的的（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，）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 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①①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②②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③③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 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但受到当时科学水平的限制，自然选择学说不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,自然选择学说对自然选择学说对生物进化的解释也局限于个体水平生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物进化理论现代生物进化理论达尔文的主要研究成果1.<贝格尔舰航行期内的动物志>,共5卷.2.<考察日记>.3.1837年7月第一本<论物种变异>笔记281页.4.<珊瑚礁的构造和分布>5.<火山岛屿的地质考察>6.<南美洲的地质考察>7.1838-1839年连续写出了<论物种变异>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<物种起源>. 10.1868年出版<动物和植物在家养下的变异>共2卷28章 11.1871年出版<人类的由来及性选择> 12.1872年出版<人类和动物的表情> 13.1875年出版<食虫植物> 14.1876年出版<植物界的异花传粉和自花传粉的效果> 15.1877年出版<同种植物的不同花型> 16.1880年<植物的运动能力>共12章附图196副. 17.1881年出版的<植物土壤和蚯蚓>自然选择学说的主要内容①①过度繁殖过度繁殖②②生存斗争生存斗争③③遗传和变异遗传和变异④④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境总是大大地超过环境的承载能力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，以及生物生物与无机自然与无机自然条件之间的斗争的现象条件之间的斗争的现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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①①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②②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③③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自然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④④适者生存适者生存是是自然选择的结果自然选择的结果⑤⑤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）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子的染色体数是6363条条 种特点2个，不是种的可能2个----生殖隔离2种情况地理隔离隔离的作用隔离的作用12三者关系：三者关系：物种物种、、种群种群、、隔离隔离1地理隔离不一定形成不同物种,地理隔离什么情况下会形成新物种2物种1 物种2 种群1 种群2物种1物种2种群1种群2基因基因不不交流交流地地理理隔隔离离生生殖殖隔隔离离基因不交流基因不交流地理隔离是量变阶段，生殖隔离是质变阶段地理隔离是量变阶段，生殖隔离是质变阶段只有地理隔离，而没有生殖隔离，不产生新的物种。

只有地理隔离，而没有生殖隔离，不产生新的物种物种形成的物种形成的关键关键是是生殖隔离生殖隔离鸟练习生物进化的方向生物进化的方向•低等低等→高等高等•水生水生→陆生陆生•简单简单→复杂复杂全节小结总结：总结：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以以自然选择学说自然选择学说为核心为核心u生物进化的基本单位是种群生物进化的基本单位是种群u自然选择导致种群基因频率发生改变，进而可能导致生物进化自然选择导致种群基因频率发生改变，进而可能导致生物进化u突变和基因重组为进化提供原材料，由自然决定进化的方向突变和基因重组为进化提供原材料，由自然决定进化的方向u隔离是物种形成的必要条件隔离是物种形成的必要条件12总结总结物种形成与生物进化的关系物种形成与生物进化的关系生殖隔离生殖隔离→物种形成物种形成基因频率改变基因频率改变→生物进化生物进化基因频率改变可能导致生物进化，生物能进化，基因频率改变可能导致生物进化，生物能进化，其基因频率肯定发生了改变其基因频率肯定发生了改变。