高中生物多媒體同步授課課件：第五章第一節(jié)生物進(jìn)化理論的發(fā)展(蘇教必修)

1、1第五章第五章 生物的進(jìn)化生物的進(jìn)化第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化理論的發(fā)展生物進(jìn)化理論的發(fā)展21.1.說(shuō)明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。說(shuō)明現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容。2.2.探討生物進(jìn)化的觀(guān)點(diǎn)對(duì)人們思想觀(guān)念的影響。探討生物進(jìn)化的觀(guān)點(diǎn)對(duì)人們思想觀(guān)念的影響。3英國(guó)博物學(xué)家達(dá)爾文英國(guó)博物學(xué)家達(dá)爾文 18591859年達(dá)爾文發(fā)表了年達(dá)爾文發(fā)表了物物種起源種起源一書(shū)，成為進(jìn)化論的一書(shū)，成為進(jìn)化論的創(chuàng)立者。進(jìn)化論從根本上否定創(chuàng)立者。進(jìn)化論從根本上否定了了“神創(chuàng)論神創(chuàng)論”“”“物種不變論物種不變論”的傳統(tǒng)觀(guān)念，在哲學(xué)、社會(huì)學(xué)、的傳統(tǒng)觀(guān)念，在哲學(xué)、社會(huì)學(xué)、倫理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生了倫理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響

2、。恩格斯將達(dá)爾文的巨大影響。恩格斯將達(dá)爾文的進(jìn)化理論稱(chēng)為進(jìn)化理論稱(chēng)為1919世紀(jì)自然科學(xué)世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一。的三大發(fā)現(xiàn)之一。4生物學(xué)家杜布贊斯基生物學(xué)家杜布贊斯基 俄國(guó)出生的美國(guó)生物學(xué)俄國(guó)出生的美國(guó)生物學(xué)家，現(xiàn)代綜合進(jìn)化論的奠基家，現(xiàn)代綜合進(jìn)化論的奠基人之一。杜布贊斯基在科學(xué)人之一。杜布贊斯基在科學(xué)上的最重要貢獻(xiàn)，是在上的最重要貢獻(xiàn)，是在遺遺傳學(xué)與物種起源傳學(xué)與物種起源（19371937、19511951、19531953）一書(shū)中實(shí)現(xiàn)了）一書(shū)中實(shí)現(xiàn)了遺傳學(xué)與自然選擇學(xué)說(shuō)的綜遺傳學(xué)與自然選擇學(xué)說(shuō)的綜合，繼承和發(fā)展了達(dá)爾文主合，繼承和發(fā)展了達(dá)爾文主義。義。 5日本學(xué)者木村資生日本學(xué)者木村資

3、生 他認(rèn)為，分子水平上的進(jìn)化是他認(rèn)為，分子水平上的進(jìn)化是由選擇中性或近中性突變基因的隨由選擇中性或近中性突變基因的隨機(jī)固定而實(shí)現(xiàn)的。而只有當(dāng)分子進(jìn)機(jī)固定而實(shí)現(xiàn)的。而只有當(dāng)分子進(jìn)化導(dǎo)致生物在形態(tài)和生理上發(fā)生差化導(dǎo)致生物在形態(tài)和生理上發(fā)生差異后，自然選擇才能發(fā)揮作用。這異后，自然選擇才能發(fā)揮作用。這一理論被稱(chēng)為一理論被稱(chēng)為“中性突變中性突變”進(jìn)化理進(jìn)化理論，論，它揭示了分子水平的進(jìn)化規(guī)律，它揭示了分子水平的進(jìn)化規(guī)律，和達(dá)爾文的理論相互補(bǔ)充，更好地和達(dá)爾文的理論相互補(bǔ)充，更好地揭示了生物進(jìn)化的本質(zhì)。揭示了生物進(jìn)化的本質(zhì)。6一、現(xiàn)代達(dá)爾文主義一、現(xiàn)代達(dá)爾文主義1. 1. 達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)

4、科學(xué)性科學(xué)性（1 1）能科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因；）能科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原因；（2 2）能科學(xué)地解釋生物的多樣性和適應(yīng)性。）能科學(xué)地解釋生物的多樣性和適應(yīng)性。 局限性局限性不能科學(xué)地解釋遺傳和變異的本質(zhì)，以及自然選擇如何不能科學(xué)地解釋遺傳和變異的本質(zhì)，以及自然選擇如何對(duì)可遺傳的變異起作用等問(wèn)題。對(duì)可遺傳的變異起作用等問(wèn)題。72. 2. 現(xiàn)代達(dá)爾文主義現(xiàn)代達(dá)爾文主義 現(xiàn)代綜合進(jìn)化論也稱(chēng)為現(xiàn)代達(dá)爾文主義，其代表人物是美現(xiàn)代綜合進(jìn)化論也稱(chēng)為現(xiàn)代達(dá)爾文主義，其代表人物是美籍俄國(guó)學(xué)者杜布贊斯基。籍俄國(guó)學(xué)者杜布贊斯基。 種群是生物進(jìn)化的基本單位。種群是生物進(jìn)化的基本單位。 進(jìn)化的實(shí)質(zhì)進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因

5、頻率的改變。是種群基因頻率的改變。 可遺傳的變異可遺傳的變異提供進(jìn)化的原材料提供進(jìn)化的原材料。 自然選擇自然選擇決定生物進(jìn)化的方向決定生物進(jìn)化的方向。 突變、選擇和隔離是突變、選擇和隔離是物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制。8現(xiàn)代達(dá)爾文主義認(rèn)為：現(xiàn)代達(dá)爾文主義認(rèn)為：種群是生物進(jìn)化的基本單位種群是生物進(jìn)化的基本單位種群內(nèi)基因種群內(nèi)基因頻率的改變頻率的改變生物類(lèi)型的生物類(lèi)型的逐漸演變逐漸演變進(jìn)化的實(shí)質(zhì)進(jìn)化的實(shí)質(zhì)個(gè)體個(gè)體交配交配后代后代基因保留基因保留并發(fā)展并發(fā)展個(gè)體個(gè)體山地或池塘的山地或池塘的同種生物的總同種生物的總和構(gòu)成種群和構(gòu)成種群9基因突變使紅眼果蠅產(chǎn)生基因突變使紅眼果蠅產(chǎn)生白

6、眼變異白眼變異 基因重組使貓產(chǎn)生毛色變異基因重組使貓產(chǎn)生毛色變異 可遺傳的變異主要來(lái)源于基因突變、基因重組和染色體變異。可遺傳的變異主要來(lái)源于基因突變、基因重組和染色體變異。 10種群內(nèi)全部個(gè)體所含有的全部基因，稱(chēng)為該種群的基因庫(kù)。種群內(nèi)全部個(gè)體所含有的全部基因，稱(chēng)為該種群的基因庫(kù)。可遺傳的變異可遺傳的變異基因突變基因突變基因重組基因重組 染色體變異染色體變異種群的基因頻率和基因型種群的基因頻率和基因型頻率總是不斷變化頻率總是不斷變化生物進(jìn)化生物進(jìn)化自然選擇自然選擇11積極思維積極思維基因頻率和基因型頻率的關(guān)系基因頻率和基因型頻率的關(guān)系事實(shí)：事實(shí)：對(duì)人類(lèi)一個(gè)群體的對(duì)人類(lèi)一個(gè)群體的MNMN血型（

7、控制血型（控制MNMN血型的等位基因血型的等位基因用用L LM M和和L LN N表示）進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計(jì)了表示）進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計(jì)了100100個(gè)個(gè)體，其中個(gè)個(gè)體，其中M M血型血型（基因型是（基因型是L LM ML LM M）有）有3030個(gè)，個(gè)，MNMN血型（基因型是血型（基因型是L LM ML LN N）有）有6060個(gè)，個(gè)，N N血型（基因型是血型（基因型是L LN NL LN N）有）有1010個(gè)。該群體的基因型頻率、基個(gè)。該群體的基因型頻率、基因頻率及其關(guān)系如下表。因頻率及其關(guān)系如下表。12計(jì)算該群體中各基因型頻率和各基因頻率，并填入表中。計(jì)算該群體中各基因型頻率和各基因頻率，并填入表中

8、。130.30.3120/200 = 0.6120/200 = 0.61.01.00.10.10.60.680/200 = 0.480/200 = 0.414在基因型頻率不變的條件下，由在基因型頻率不變的條件下，由10001000個(gè)個(gè)體（和由個(gè)個(gè)體（和由1000010000個(gè)個(gè)個(gè)個(gè)體）組成的群體中體）組成的群體中,M,M、MNMN、N 3N 3種血型人數(shù)變化的趨勢(shì)如下：種血型人數(shù)變化的趨勢(shì)如下：該群體中各基因型頻率該群體中各基因型頻率 LMLM（300） LMLN（600） LNLN（100） LMLM（3000） LMLN（6000） LNLN（1000） 該群體中基因頻率該群體中基因頻率L

9、M：（3002600）/2000=0.6 LN：（6001002）/2000=0.4 LM：（300026000）/20000=0.6 LN：（600010002）/20000=0.4 15大群體大群體隨機(jī)交配隨機(jī)交配沒(méi)有個(gè)體遷移沒(méi)有個(gè)體遷移沒(méi)有基因突變沒(méi)有基因突變沒(méi)有自然選擇沒(méi)有自然選擇基因頻率不變基因頻率不變基因型頻率不變基因型頻率不變嚴(yán)格地講，在自然界中嚴(yán)格地講，在自然界中這樣的群體是不存在的這樣的群體是不存在的小群體小群體遺傳漂變效應(yīng)明顯遺傳漂變效應(yīng)明顯當(dāng)種群太小時(shí)引起的基因頻當(dāng)種群太小時(shí)引起的基因頻率隨機(jī)增減甚至丟失的現(xiàn)象率隨機(jī)增減甚至丟失的現(xiàn)象16現(xiàn)代達(dá)爾文主義認(rèn)為：現(xiàn)代達(dá)爾文主義

10、認(rèn)為：自然選擇決定進(jìn)化方向自然選擇決定進(jìn)化方向積極思維積極思維樺尺蛾與自然選擇樺尺蛾與自然選擇事實(shí)：事實(shí)：1.1.英國(guó)曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾，夜間活動(dòng)，白天棲息英國(guó)曼徹斯特地區(qū)有一種樺尺蛾，夜間活動(dòng)，白天棲息在樹(shù)干上，是當(dāng)?shù)馗鞣N食蟲(chóng)鳥(niǎo)的天然食物。在樹(shù)干上，是當(dāng)?shù)馗鞣N食蟲(chóng)鳥(niǎo)的天然食物。 在自然條件下，在自然條件下，樺尺蛾的體色受一對(duì)等位基因樺尺蛾的體色受一對(duì)等位基因S S和和s s控制，黑色（控制，黑色（S S）對(duì)灰色）對(duì)灰色（s s）是顯性。）是顯性。 1919世紀(jì)中葉以前，樺尺蛾種群中世紀(jì)中葉以前，樺尺蛾種群中S S基因的頻率很低，約基因的頻率很低，約為為5 5以下。隨著英國(guó)工業(yè)的發(fā)展，工

11、廠(chǎng)排出的煤煙使當(dāng)?shù)匾韵?。隨著英國(guó)工業(yè)的發(fā)展，工廠(chǎng)排出的煤煙使當(dāng)?shù)氐牡匾虏荒苌?，?dǎo)致樹(shù)皮裸露并被煤煙熏成褐色。調(diào)查的地衣不能生存，導(dǎo)致樹(shù)皮裸露并被煤煙熏成褐色。調(diào)查表明，表明，2020世紀(jì)樺尺蛾中世紀(jì)樺尺蛾中S S基因的頻率上升到基因的頻率上升到9595以上。以上。17未污染區(qū)的樺尺蛾未污染區(qū)的樺尺蛾污染區(qū)的樺尺蛾污染區(qū)的樺尺蛾18(1)(1)由以上研究結(jié)果你能得出一些什么樣的結(jié)論？由以上研究結(jié)果你能得出一些什么樣的結(jié)論？(2)(2)嘗試用現(xiàn)代達(dá)爾文主義解釋樺尺蛾在污染區(qū)的黑嘗試用現(xiàn)代達(dá)爾文主義解釋樺尺蛾在污染區(qū)的黑化現(xiàn)象。化現(xiàn)象。分析：分析：2.2.一位科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了研究，并對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行

12、了比較一位科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了研究，并對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行了比較19 現(xiàn)代達(dá)爾文主義認(rèn)為：在自然界中，隔離是物種形成的現(xiàn)代達(dá)爾文主義認(rèn)為：在自然界中，隔離是物種形成的重要條件。重要條件。物種物種 是指分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生是指分布在一定的自然地域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能特征，而且在自然狀態(tài)能夠相互交配并能繁殖出可育理功能特征，而且在自然狀態(tài)能夠相互交配并能繁殖出可育后代的一群生物個(gè)體后代的一群生物個(gè)體。隔離隔離會(huì)阻斷基因交流，擴(kuò)大差異，最終可能形成新的物種。會(huì)阻斷基因交流，擴(kuò)大差異，最終可能形成新的物種。隔離主要包括地理隔離和生殖隔離。隔離主要包括地理隔離和生殖隔離。20生殖

13、隔離產(chǎn)生不可育的后代生殖隔離產(chǎn)生不可育的后代東北虎東北虎地理隔離形成虎亞種地理隔離形成虎亞種華南虎華南虎21 20 20世紀(jì)世紀(jì)6060年代以后，日本學(xué)者木年代以后，日本學(xué)者木村資生首先提出了村資生首先提出了“中性突變中性突變”進(jìn)化進(jìn)化理論，簡(jiǎn)稱(chēng)理論，簡(jiǎn)稱(chēng)“中性學(xué)說(shuō)中性學(xué)說(shuō)”“中性學(xué)說(shuō)中性學(xué)說(shuō)”認(rèn)為：認(rèn)為： 生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的生物進(jìn)化的主導(dǎo)因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機(jī)固定。每種生物的信息大分子都有一定的進(jìn)化速率。隨機(jī)固定。每種生物的信息大分子都有一定的進(jìn)化速率。二、分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)二、分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)22積極思維積極思維計(jì)算分子進(jìn)化速率計(jì)算分子進(jìn)化速率1

14、.71.7種動(dòng)物和人的血紅蛋白種動(dòng)物和人的血紅蛋白鏈氨基酸差異與分歧時(shí)間有關(guān)系鏈氨基酸差異與分歧時(shí)間有關(guān)系事實(shí)：事實(shí)：2.2.分子進(jìn)化速率是指核酸或蛋白質(zhì)等生物大分子在進(jìn)化過(guò)程分子進(jìn)化速率是指核酸或蛋白質(zhì)等生物大分子在進(jìn)化過(guò)程中堿基或氨基酸發(fā)生置換的頻率。中堿基或氨基酸發(fā)生置換的頻率。分子進(jìn)化速率的計(jì)算公式：分子進(jìn)化速率的計(jì)算公式：R Raaaa=K=Kaaaa/2T/2T（T T表示分歧年數(shù)）表示分歧年數(shù)）其中，其中，K Kaaaa= =2.32.3lg(1g(1x)(xx)(x表示表示鏈氨基酸差異比例鏈氨基酸差異比例) )。237 7種動(dòng)物和人的血紅蛋白種動(dòng)物和人的血紅蛋白鏈氨基酸差異與分

15、歧時(shí)間的關(guān)系鏈氨基酸差異與分歧時(shí)間的關(guān)系24已知人和鯊魚(yú)的分歧年數(shù)為已知人和鯊魚(yú)的分歧年數(shù)為4.24.210108 8，你能算出和木村資，你能算出和木村資生一樣的分子進(jìn)化速率嗎？生一樣的分子進(jìn)化速率嗎？分析：分析：從圖表中查出人和鯊魚(yú)血紅蛋白從圖表中查出人和鯊魚(yú)血紅蛋白鏈氨基酸差異為鏈氨基酸差異為53.253.2。根據(jù)公式：根據(jù)公式：R Raaaa=K=Kaaaa2T K2T Kaaaa=-2.3=-2.3lg g（1 1x x）計(jì)算：）計(jì)算：R Raaaa=-2.3=-2.3lg(1g(10.532)/(20.532)/(24.24.210108 8)=0.9)=0.910109 9計(jì)算結(jié)果

16、計(jì)算結(jié)果25 DNADNA分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的分子產(chǎn)生的突變大部分是中性的 中性突變積累中性突變積累 出現(xiàn)差異出現(xiàn)差異, ,形成不同物種形成不同物種自然選擇作用自然選擇作用 表現(xiàn)型進(jìn)化表現(xiàn)型進(jìn)化中性學(xué)說(shuō)認(rèn)為：中性學(xué)說(shuō)認(rèn)為：26現(xiàn)代達(dá)爾文主義現(xiàn)代達(dá)爾文主義中性學(xué)說(shuō)中性學(xué)說(shuō)相互補(bǔ)充相互補(bǔ)充側(cè)重點(diǎn)側(cè)重點(diǎn)個(gè)體、群體即個(gè)體、群體即宏觀(guān)水平宏觀(guān)水平分子即分子即微觀(guān)水平微觀(guān)水平揭示規(guī)律揭示規(guī)律表現(xiàn)型、種群進(jìn)表現(xiàn)型、種群進(jìn)化的規(guī)律化的規(guī)律分子水平的進(jìn)分子水平的進(jìn)化規(guī)律化規(guī)律二者相互補(bǔ)充，更好地解釋了生物進(jìn)化的現(xiàn)象和本質(zhì)。二者相互補(bǔ)充，更好地解釋了生物進(jìn)化的現(xiàn)象和本質(zhì)。27三、生物進(jìn)化理論發(fā)展的意義三、

17、生物進(jìn)化理論發(fā)展的意義1.1.從生物自身及其與環(huán)境的相互關(guān)系中，生物進(jìn)化理論揭從生物自身及其與環(huán)境的相互關(guān)系中，生物進(jìn)化理論揭示了生物產(chǎn)生、發(fā)展和一種生物向另一種生物進(jìn)化的客觀(guān)示了生物產(chǎn)生、發(fā)展和一種生物向另一種生物進(jìn)化的客觀(guān)規(guī)律，闡明了生物之間、生物與非生物之間的普遍聯(lián)系。規(guī)律，闡明了生物之間、生物與非生物之間的普遍聯(lián)系。2.2.生物進(jìn)化理論的創(chuàng)立和完善，對(duì)現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展具生物進(jìn)化理論的創(chuàng)立和完善，對(duì)現(xiàn)代生物科學(xué)的發(fā)展具有重要意義。有重要意義。3.3.生物進(jìn)化理論所揭示的原理，有助于人類(lèi)從事控制和改生物進(jìn)化理論所揭示的原理，有助于人類(lèi)從事控制和改造生物的實(shí)踐活動(dòng)。造生物的實(shí)踐活動(dòng)。 4.

18、4.為辯證唯物主義的自然觀(guān)和科學(xué)的世界觀(guān)奠定了生物學(xué)為辯證唯物主義的自然觀(guān)和科學(xué)的世界觀(guān)奠定了生物學(xué)基礎(chǔ)?；A(chǔ)。281.1.下列關(guān)于基因庫(kù)的敘述中，錯(cuò)誤的是（下列關(guān)于基因庫(kù)的敘述中，錯(cuò)誤的是（ ）A.A.一個(gè)種群所含的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)一個(gè)種群所含的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)B.B.生物個(gè)體總是要死亡的，但基因庫(kù)卻因種群個(gè)體的繁殖生物個(gè)體總是要死亡的，但基因庫(kù)卻因種群個(gè)體的繁殖而代代相傳而代代相傳C.C.種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫(kù)的全部基因種群中每個(gè)個(gè)體含有種群基因庫(kù)的全部基因D.D.基因突變可改變基因庫(kù)的組成基因突變可改變基因庫(kù)的組成解析：解析：一個(gè)生物種群中全部個(gè)體所有基因的

19、總和稱(chēng)為該種一個(gè)生物種群中全部個(gè)體所有基因的總和稱(chēng)為該種群的基因庫(kù)，種群中每個(gè)個(gè)體含有的基因種類(lèi)只是種群基群的基因庫(kù)，種群中每個(gè)個(gè)體含有的基因種類(lèi)只是種群基因庫(kù)的全部基因的一部分。因庫(kù)的全部基因的一部分。C C292.2.在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出10 00010 000個(gè)個(gè)體，其中基因型為個(gè)個(gè)體，其中基因型為AAAA、AaAa、aaaa的個(gè)體數(shù)量分別是的個(gè)體數(shù)量分別是24002400、72007200、400400，那么，那么，基因基因A A和和a a的頻率分別是（的頻率分別是（ ）A.A.2424、7272 B. 36B. 36、6464C.57C.57、4343 D. 60

20、D. 60、4040解析：解析：A:A:（240024002 272007200）/20000=12000/20000=60/20000=12000/20000=60；a:1-60a:1-60=40=40 D D303.3.由于一種真菌的傳染而使某森林所有樹(shù)干的顏色變成由于一種真菌的傳染而使某森林所有樹(shù)干的顏色變成灰白色。多年以后，不同顏色的蛾類(lèi)增長(zhǎng)率最可能的結(jié)灰白色。多年以后，不同顏色的蛾類(lèi)增長(zhǎng)率最可能的結(jié)果是（果是（ ）解析：解析：由于真菌的傳染而使某森林所有樹(shù)干的顏色變成灰由于真菌的傳染而使某森林所有樹(shù)干的顏色變成灰白色，灰白色體色成為蛾類(lèi)的保護(hù)色，由不同顏色的蛾類(lèi)白色，灰白色體色成為蛾類(lèi)的保護(hù)色，由不同顏色的蛾類(lèi)增長(zhǎng)率得最可能的結(jié)果是增長(zhǎng)率得最可能的結(jié)果是 D D。D D314.4.在人類(lèi)的在人類(lèi)的MNMN血型系統(tǒng)中，基因型血型系統(tǒng)中，基因型L LM ML LM M的個(gè)體表現(xiàn)為的個(gè)體表現(xiàn)為M M血血型；基因型型；基因型L LM ML LN N的個(gè)體表現(xiàn)為的個(gè)體表現(xiàn)為MNMN血型；基因型血型；基因型L LN N