福建省建甌市XX中學(xué)高中生物《第七章第2節(jié)-現(xiàn)代生物進(jìn)化理論》課件-新人教版必修2

如此多彩的生命由何而來？中第七章現(xiàn)代生物進(jìn)化理論關(guān)于生命起源的幾個假說特創(chuàng)論“上帝造人”

“女媧造人”宇宙生命論化學(xué)進(jìn)化說神創(chuàng)論《創(chuàng)世紀(jì)》局部米開朗基羅繪生命起源基督教，上帝創(chuàng)造世界女媧石中國上古神話的創(chuàng)世女神，傳說女媧用黃土仿照自己造成了人，創(chuàng)造了人類社會。又替人類建立了婚姻制度，是青年男女相互婚配，繁衍后代，因此被傳為婚姻女神生物為什么會進(jìn)化？生物進(jìn)化的實質(zhì)是什么？生物進(jìn)化有什么規(guī)律？第一節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來拉馬克：法國博物學(xué)家，最先提出生物進(jìn)化的學(xué)說，是進(jìn)化論的倡導(dǎo)者和先驅(qū)。他一生勤奮好學(xué)，堅持真理，與當(dāng)時占統(tǒng)治地位的物種不變論者進(jìn)行了激烈的斗爭，受到了他們的打擊和迫害。一生是在貧窮與冷漠中度過，晚年雙目失明，病痛折磨著他，但他仍頑強(qiáng)地工作，借助幼女筆錄，堅持寫作，把畢生精力貢獻(xiàn)于生物科學(xué)的研究上。z..x..x..k拉馬克(L.B.Lamarck)1744—1829一、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說

1、內(nèi)容：①生物不是神造的，而是由古老生物進(jìn)化來的②生物是由低等到高等逐漸進(jìn)化的③生物各種適應(yīng)性特征的形成都是由于用進(jìn)廢退和獲得性遺傳

核心要點:①是“用進(jìn)廢退”；②是“獲得性遺傳”

用進(jìn)廢退：

用進(jìn)廢退是指一種動物由于若干世代中經(jīng)常使用某器官，就會使該器官得到發(fā)展；或者歷代少用甚至不用某器官，就會使該器官退化以致完全喪失。獲得性遺傳：

由于環(huán)境影響或用進(jìn)廢退所獲得的變異性狀，可以通過繁殖遺傳給后代。實例解說：器官用得越多就越發(fā)達(dá)，比如食蟻獸的舌頭之所以細(xì)長，是由于長期舔食螞蟻的結(jié)果。器官廢而不用，就會造成形態(tài)上的退化，比如鼴鼠長期生活在地下，眼睛就萎縮、退化。這些因用進(jìn)廢退而獲得的性狀是可以遺傳給后代的。這是生物不斷進(jìn)化的主要原因。問:食蟻獸的舌頭細(xì)長，鼴鼠的眼睛萎縮退化，是何原因？環(huán)境變化→鹿的祖先需要變化→因此習(xí)性改變→頸的形態(tài)構(gòu)造、機(jī)能發(fā)生改變→由此長頸鹿進(jìn)化形成(用進(jìn)廢退、獲得性狀遺傳、定向變異)實例解說：2、歷史貢獻(xiàn)與局限性：反對神創(chuàng)論和物種不變論。拉馬克的進(jìn)化學(xué)說，在人們信奉神創(chuàng)論的時代是有進(jìn)步意義的。后天獲得的性狀是如何遺傳的，沒有科學(xué)的解釋。生物進(jìn)化的原因--①用進(jìn)廢退和②獲得性遺傳（缺乏事實依據(jù)，主觀推測）二、自然選擇學(xué)說1、學(xué)說的核心內(nèi)容（1）過度繁殖（2）生存競爭（3）遺傳變異（4）適者生存他把一生都奉獻(xiàn)給了他喜愛的科學(xué)，這位19世紀(jì)偉大的博物學(xué)家、生物學(xué)家逝世時73歲鱈魚的年產(chǎn)卵量是500萬粒。有人計算過,如果鱈魚所產(chǎn)的卵全部能孵化長大成魚,那么不出6年,整個大西洋就會被鱈魚塞滿。

1、各種生物都有極強(qiáng)大的生殖力。但是自然界中各種生物的數(shù)量在一定時期內(nèi)都會保持相對穩(wěn)定。

一對家蠅繁殖一年，若每代1000個卵，如果后代不死亡，后代可以把整個地球覆蓋2.54cm之厚。

人可能是繁殖能力最小的！一對夫妻最多的能產(chǎn)生十幾個子女。若以每對夫妻平均生三個子女，平均30年傳遞一代計算，每隔50年人口就將增加一倍。只需數(shù)百年時間世界人口就將達(dá)到幾萬億人，顯然，這是不可能的！

動物、植物和微生物的繁殖能力比人強(qiáng)很多很多倍！若全部后代都能成活下來，只要很短時間就會超出環(huán)境的承受能力！

2、生物個體之間進(jìn)行的相互斗爭，以及生物與無機(jī)自然環(huán)境之間的斗爭，賴以維持個體生存并繁衍種族的自然現(xiàn)象。生物為爭奪有限的生活條件★產(chǎn)生生存斗爭的原因生物大量死亡，少量存活。對生物個體往往有害，但對生物物種是有利的?！锷娑窢幃a(chǎn)生的結(jié)果①種內(nèi)斗爭②種間斗爭③生物與非生物之間的斗爭★生存斗爭范疇（食物、水、空間、配偶、陽光等）3、遺傳和變異具有普遍性,變異具有不定向性

有遺傳物種才能穩(wěn)定存在；有變異生物界才會絢麗多彩，即世界上沒有兩個生物個體是完全相同的。這種變異是隨機(jī)產(chǎn)生的，而非按需要向一定的方向發(fā)生。如生物變異產(chǎn)生的后代，有的比親代更適應(yīng)環(huán)境，有的卻不適應(yīng)環(huán)境！生物進(jìn)化理論區(qū)別：喙的形狀和大小原因：適應(yīng)不同的食物(如大小不同的種子、仙人掌和昆蟲)。4、適者生存

生物體普遍存在著遺傳和變異，其中有利變異得到保存，對生存不利的變異遭受淘汰，出現(xiàn)適者生存。由此可見，變異是隨機(jī)的，是沒有方向的只有通過定向的自然選擇，才能保存有利變異，以適應(yīng)環(huán)境。即：不定向變異→定向自然選擇→適應(yīng)環(huán)境冬天的雷鳥保護(hù)色:動物外表顏色與周圍環(huán)境相類似夏天的雷鳥多彩的生物適應(yīng)現(xiàn)象你能找出我在哪兒？警戒色：是指某些有惡臭和毒刺的動物所具有的鮮艷色彩和斑紋?？梢允箶澈σ子谧R別，避免自身遭到攻擊。

箭毒蛙枯葉蝶擬態(tài)：是指一種生物在形態(tài)、行為等特征上模擬另一種生物，從而使一方或雙方受益的生態(tài)適應(yīng)現(xiàn)象。

竹節(jié)蟲我像樹葉嗎？這是花嗎？我在哪兒？是枯葉嗎？考考大家的眼力達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的解釋模型事實1：生物都有過度繁殖的傾向事實2：物種內(nèi)個體數(shù)能保持穩(wěn)定事實3：資源是有限的推理1：個體間存在著生存斗爭事實4：個體間存在差異（變異）事實5：許多變異是可以遺傳的推論2：具有有利變異的個體，生存并留下后代的機(jī)會多推論3：有利變異逐代積累，生物不斷進(jìn)化出新類型總結(jié)：1、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容①過度繁殖---選擇的條件②生存斗爭---選擇的手段、動力③遺傳變異---進(jìn)化的內(nèi)因、基礎(chǔ)④適者生存---選擇的結(jié)果自然選擇：適者生存，不適者被淘汰的過程生物進(jìn)化的原因：長期的自然選擇使有利變異逐代積累，生物不斷進(jìn)化出新類型變異是不定向的，自然選擇是定向的。定向的自然選擇決定了生物進(jìn)化的方向。用達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說怎樣解釋長頸鹿為什么脖子長？長頸鹿祖先發(fā)生變異個體有長頸長前肢的也有短頸短前肢的長頸長前肢生存逐代選擇現(xiàn)代長頸鹿缺乏青草的環(huán)境下變異是不定向個體差異適者生存，不適者淘汰適應(yīng)環(huán)境新類型生存斗爭逐代遺傳積累自然選擇實例生物進(jìn)化過程2、局限性：（1）對于遺傳和變異的本質(zhì)，不能做出解釋（2）對生物進(jìn)化的解釋局限于個體水平三、達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展自學(xué)第二節(jié)，了解現(xiàn)代生物進(jìn)化理論三、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論自然選擇學(xué)說現(xiàn)代生物進(jìn)化理論發(fā)展完善以個體為單位性狀水平以種群為單位分子水平(基因)意義：都能解釋生物進(jìn)化的原因、生物的多樣性和適應(yīng)性（共同點）局限：沒有闡明遺傳和變異的本質(zhì)和自然選擇的作用機(jī)理物種漸變形成現(xiàn)代生物進(jìn)化理論

種群是生物進(jìn)化的單位突變和重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料自然選擇決定生物進(jìn)化的方向隔離導(dǎo)致物種形成共同進(jìn)化導(dǎo)致生物多樣性的形成種群是指生活在一定的時間和空間內(nèi)的同種生物全部個體的總和。1、種群:一、種群是生物進(jìn)化的基本單位2、種群基因庫：一個種群的全部個體所含有的全部基因3、基因頻率：在一個種群基因庫中，某基因占全部等位基因的比率叫做基因頻率。某基因的數(shù)目該基因的等位基因的總數(shù)基因頻率=×100%種群中某基因型個體數(shù)占該種群個體總數(shù)的比例。4、基因型頻率：×100%基因型頻率=某個基因的頻率=該基因純合子的頻率＋1/2雜合子的頻率基因頻率的計算例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A,褐色翅的基因位a，隨機(jī)捕捉其中的100個個體，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？A=60%a=40%5、利用遺傳平衡定律求基因型頻率和基因頻率有性生殖的自然種群中，種群非常大，隨機(jī)交配，沒有突變，沒有遷入和遷出，沒有自然選擇。這個種群的基因頻率(包括基因型頻率)就可以一代代穩(wěn)定不變,保持平衡。2）若種群中一對等位基因為A和a，設(shè)A的基因頻率=p，a的基因頻率=q，因為p＋q=1，則（p+q）2=p2+2pq+q2=1AA的基因型頻率=p2；aa的基因型頻率=q2；

Aa的基因型頻率=2pq。

1）適用條件：純合子基因型的頻率＝該基因頻率的平方雜合子基因型的頻率＝各基因頻率乘積的二倍親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲種群數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用⑤也沒有基因突變和染色體變異。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化則親代產(chǎn)生的雌雄配子各有A、a兩種且A、a兩種配子的比例為60％、40％DD=36%D=60%dd=16%Dd=24%Dd=24%D=60%d=40%d=40%♂♀親代子一代子二代子三代基因型頻率AA30%Aa60%aa10%基因頻率Aa36%48%16%60%40%36%16%48%60%60%40%40%36%48%16%60%40%若親代昆蟲中的種群滿足以下五個條件：①昆蟲種群數(shù)量足夠大，②全部的雌雄個體間都能自由交配并能產(chǎn)生后代，③沒有遷入與遷出，④自然選擇對A、a控制的翅型性狀沒有作用⑤也沒有基因突變和染色體變異。用數(shù)學(xué)方法討論基因頻率的變化例如：一個果蠅約有104對基因，假定每個基因的突變率都是10－5，若有一個中等數(shù)量的果蠅種群（約有108個個體），那么每一代出現(xiàn)基因突變數(shù)是多少呢？

2×104×10－5個體×108種群=2×1071．種群中突變的特點：突變數(shù)很大、隨機(jī)、不定向2．種群基因重組的結(jié)果：產(chǎn)生更多可遺傳變異、不定向二、突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料基因重組突變新的等位基因多種多樣的基因型種群中出現(xiàn)大量可遺傳的變異變異是不定向的形成了進(jìn)化的原材料,不能決定生物進(jìn)化的方向歸納：美麗的曼徹斯特工業(yè)革命中的英國尺蠖長滿地衣的樹干上的樺尺蠖淺色個體占多數(shù)1850年考察黑褐色樹干上的樺尺蠖深色個體占多數(shù)1950年考察這種變化的原因是什么？自然選擇對基因頻率變化的影響第1年第2年第3年第4年……基因型頻率SS10%11.5%13.1%14.7%Ss20%22.9%26%29.2%ss70%65.6%60.9%56.1%基因頻率S20%23%26.1%29.3%升高s80%77%73.9%70.7%降低P117，淺色個體每年減數(shù)10％，黑色個體每年增加10％種群產(chǎn)生變異(不定向)不利變異淘汰有利變異積累種群基因頻率定向改變生物朝一定方向進(jìn)化自然選擇三、自然選擇決定進(jìn)化的方向2、影響種群的基因頻率變化的因素：突變、基因重組、自然選擇1、生物進(jìn)化的實質(zhì)：種群基因頻率的定向改變第二節(jié)現(xiàn)代生物進(jìn)化論的主要內(nèi)容二隔離與物種的形成四、隔離與物種的形成1、物種：2、隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。東北虎和華南虎馬和驢地理隔離：生殖隔離：不同物種之間存在生殖隔離分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能在自然狀態(tài)下能夠交配繁殖并產(chǎn)生可育后代的一群生物個體。生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育的后代，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。例：馬與驢的生殖隔離馬驢騾例：虎獅獸在自然界，同一物種的個體并不都是生活在一起的。由于高山河流沙漠或其他地理上的因素障礙使每一個物種都是被分隔成一個個或大或小的群體，這些群體就是不同的種群。地理隔離：同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象，叫做地理隔離。兩個魚塘中的鯉魚

兩個池塘中的鯉魚地理隔離無生殖隔離例：不同“人種”世界各地的人雖然各有不同，但他們之間可以彼此通婚，并且產(chǎn)生可育的后代。因此，全世界的人在生物學(xué)上屬于同一個物種——智人。例：東北虎與華南虎東北虎和華南虎分別生活在我國的東北地區(qū)和華南地區(qū)，這兩個地區(qū)之間的遼闊地帶就起到了地理隔離的作用。經(jīng)過長期的地理隔離，這兩個種群之間產(chǎn)生了明顯的差異，成為兩個不同的虎亞種。3、隔離在物種形成中的作用(1)物種形成的三種典型模式①漸變式——如加拉帕戈斯群島上13種地雀的形成。地理隔離是形成物種的量變階段，生殖隔離是形成物種的質(zhì)變階段，是物種形成的標(biāo)志。②驟變式——異源多倍體的染色體畸變的方式③人工創(chuàng)造新物種——通過植物體細(xì)胞雜交(如番茄—馬鈴薯)、多倍體遠(yuǎn)緣雜交(如甘藍(lán)—蘿卜)、多倍體育種(如八倍體小黑麥)等方式也可以創(chuàng)造新物種。①共同進(jìn)化：生物生物無機(jī)環(huán)境②生物多樣性的三個層次：基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物的進(jìn)化歷程可概括為：從原核生物到真核生物，從無性生殖到有性生殖，由簡單到復(fù)雜，由水生到陸生，由低等到高等（化石為研究材料）五、共同進(jìn)化與生物多樣性的形成共同進(jìn)化任何一個物種都不是單獨進(jìn)化的。不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的作用。“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無法生存?！笆崭罾碚摗保翰妒痴咄妒硞€體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增加物種的多樣性。捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？生物進(jìn)化與無機(jī)環(huán)境變化的關(guān)系例：生物的新陳代謝類型由原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧。生物多樣性的形成基因多樣性物種多樣性生態(tài)系統(tǒng)多樣性生物多樣性

地球上所有的植物、動物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了生物多樣性。簡單→復(fù)雜低等→高等原核細(xì)胞→真核細(xì)胞單細(xì)胞→多細(xì)胞無性生殖→有性生殖原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧水生→水陸兩棲→陸生生物多樣性的形成生物進(jìn)化理論在發(fā)展生物的進(jìn)化如此復(fù)雜，現(xiàn)有的進(jìn)化理論所不能解釋的問題比已經(jīng)解釋的問題還要多。在這些學(xué)說中，以自然選擇為核心的進(jìn)化理論比其他學(xué)說的影響要廣泛而深遠(yuǎn)，它仍然是以后各個方面研究的一個基礎(chǔ)。進(jìn)化理論同其他科學(xué)理論一樣，它不會停滯不前，它還在發(fā)展。分子進(jìn)化與中性學(xué)說這一學(xué)說認(rèn)為，生物體內(nèi)絕大多數(shù)突變都是中性突變；生物體內(nèi)的大分子都是以一定的速率進(jìn)化著，這一速率與種群的大小、物種的生殖力以及生物世代的長短都無關(guān)，也不受環(huán)境因素的影響，因此對于這些中性突變不會發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。生物的進(jìn)化主要是中性突變在自然群體中進(jìn)行隨機(jī)的“遺傳漂變”的結(jié)果，而與選擇無關(guān)。也就是說，遺傳漂變才是分子進(jìn)化的基本動力?；蝾l率因偶然的機(jī)會，而不是由于選擇，而發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為遺傳漂變。例：不同生物的細(xì)胞色素c與人的比較生物名稱氨基酸差別生物名稱氨基酸差別黑猩猩獼猴袋鼠豹馬雞響尾蛇01101l121314金槍魚鯊魚天蠶蛾小麥鏈孢霉酵母菌212331354344從上表中可以看出，黑猩猩與人的親源關(guān)系最近，酵母菌與人的親源關(guān)系最遠(yuǎn)。漸變式進(jìn)化與跳躍式進(jìn)化傳統(tǒng)的進(jìn)化理論認(rèn)為生物的進(jìn)化是漸變式的，但漸變式的進(jìn)化難以解釋下面兩個問題。問題一：生物化石的記錄所顯示的大多不