生物为什么会不断地进化生物是怎样进化的市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

生物为何会不生物为何会不停地进化停地进化?生物是怎样进生物是怎样进化化?引言:第1页拉马克学说拉马克学说（一）主要内容（一）主要内容:生物不是神造，而是由古老生物进生物不是神造，而是由古老生物进化来化来 生物是由低等到高等逐步进化生物是由低等到高等逐步进化 生物各种适应性特征形成都是因为生物各种适应性特征形成都是因为用进废退用进废退和和取得性遗传取得性遗传。（二）生物进化原因（二）生物进化原因:一是一是“用进废退用进废退”二是二是“取得性遗传取得性遗传”即环境引发或因为用进废退引发改变，是能够遗传。即环境引发或因为用进废退引发改变，是能够遗传。第2页 利用拉马克观点解释长颈鹿为何脖子长？利用拉马克观点解释长颈鹿为何脖子长？拉马克认为长颈鹿进化是因为草地退化后要吃树拉马克认为长颈鹿进化是因为草地退化后要吃树叶，当然颈长有优势，它们想要长颈，于是天天使劲叶，当然颈长有优势，它们想要长颈，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在长颈鹿。地将颈伸长，终于形成了现在长颈鹿。第3页（三）历史意义（三）历史意义:1、历史上第一个系统地提出了进化理论学者；、历史上第一个系统地提出了进化理论学者；2、反对神创论和物种不变论。、反对神创论和物种不变论。1、拉马克提出用进废退和取得性遗传观点缺乏科、拉马克提出用进废退和取得性遗传观点缺乏科学证据支持。学证据支持。2、拉马克过于强调环境改变直接造成物种改变，、拉马克过于强调环境改变直接造成物种改变，实际上环境改变假如未引发遗传物质改变，就不会实际上环境改变假如未引发遗传物质改变，就不会使生物产生可遗传变异。使生物产生可遗传变异。（四）不足（四）不足:第4页达尔文生物进化理论达尔文生物进化理论贝尔号贝尔号第5页二、达尔文自然选择学说：事实1：生物都有过分繁殖倾向事实2：物种内个体数能保持稳定事实3：资源是有限推论1：个体间存在着存在斗争事实4：个体间普遍存在差异(变异)事实5：许多变异是可能遗传推论2：含有有利变异个体，生存并留下后代机会多推论3：有利变异逐代积累，生物不停进化出新类型第6页（1 1）过分繁殖）过分繁殖选择基础选择基础 各种生物都含有很强繁殖能力，产生很多后各种生物都含有很强繁殖能力，产生很多后代。远远超出环境承受能力。代。远远超出环境承受能力。荚迷荚迷鱼鱼群群第7页（2 2）生存斗争）生存斗争选择伎俩选择伎俩：生物生存资源有限，要生存就必须与无机环生物生存资源有限，要生存就必须与无机环境、异种及同种其它个体进行斗争！境、异种及同种其它个体进行斗争！第8页（3 3）遗传变异）遗传变异进化内因进化内因：生物产生后代会发生变异，产生各种不一样生物产生后代会发生变异，产生各种不一样于亲代性状！于亲代性状！生物变异有比亲代更适应环境，有却不生物变异有比亲代更适应环境，有却不适应环境！适应环境！第9页（4 4）适者生存）适者生存选择结果选择结果第10页 结合自然选择学说解释模型，利用达尔文结合自然选择学说解释模型，利用达尔文自然选择学说观点解释长颈鹿为何脖子长？自然选择学说观点解释长颈鹿为何脖子长？第11页长颈鹿始祖长颈鹿始祖当代长颈鹿当代长颈鹿第12页第13页第14页第15页第16页第17页变异变异是是不定向不定向，而，而自然选择自然选择是是定向定向生物进化生物进化方向方向是由定向是由定向自然选择自然选择决定。决定。第18页自然选择学说科学性科学地解释科学地解释 。科学地解释生物科学地解释生物 性性和和 性性。给神创论和物种不变论给予致命打击，给神创论和物种不变论给予致命打击，为为 主义提供有力武器。主义提供有力武器。生物进化原因生物进化原因统一统一多样多样辨证唯物辨证唯物三大发觉比较第19页自然选择学说不足1、对、对 本质不能做出科学解释本质不能做出科学解释2、对生物进化解释局限于、对生物进化解释局限于 ；3、强调物种形成都是、强调物种形成都是 过程，不能很好过程，不能很好解释解释 等现象等现象个体水平个体水平遗传变异遗传变异渐变渐变物种大暴发物种大暴发第20页1使用某种农药防治某种农业害虫，开始效使用某种农药防治某种农业害虫，开始效果很显著，长久使用后，效果越来越差。原果很显著，长久使用后，效果越来越差。原因是（因是（）A害虫对农药进行了定向选择害虫对农药进行了定向选择 B害虫对农药逐步适应害虫对农药逐步适应C农药刺激害虫产生了变异农药刺激害虫产生了变异 D农药对害虫变异进行了定向选择农药对害虫变异进行了定向选择第21页v2埃及斑蚊是传输某种传染病媒介。某地域在喷埃及斑蚊是传输某种传染病媒介。某地域在喷洒杀虫剂后，此蚊种群数量降低了洒杀虫剂后，此蚊种群数量降低了99%，但一年后，但一年后，该种群又恢复到原来数量，此时再度喷洒相同杀虫该种群又恢复到原来数量，此时再度喷洒相同杀虫剂后，仅杀死了剂后，仅杀死了40%斑蚊。对此现象正确解释是斑蚊。对此现象正确解释是A杀虫剂造成斑蚊基因突变产生抗药性基因杀虫剂造成斑蚊基因突变产生抗药性基因B斑蚊体内累积杀虫剂增加了本身抗药性斑蚊体内累积杀虫剂增加了本身抗药性C原来原来斑蚊种群中少数个体有抗药性基因斑蚊种群中少数个体有抗药性基因 D第一年斑蚊种群没有基因突变第一年斑蚊种群没有基因突变第22页当代生物进化理论主当代生物进化理论主要内容要内容第23页请判断以下几个情况是否属于种群请判断以下几个情况是否属于种群一个池塘中全部鱼一个池塘中全部鱼 一个池塘中全部鲤鱼一个池塘中全部鲤鱼两个池塘内全部鲤鱼两个池塘内全部鲤鱼否否是是否否（一）种群是生物进化基本单位，（一）种群是生物进化基本单位，第24页2 2、基因库：、基因库：3 3、基因频率：、基因频率：基因频率基因频率该基因该基因总数总数该全部等位基因该全部等位基因总总数数 100%【例【例1 1】某昆虫种群】某昆虫种群100100个体中，绿色翅基因为个体中，绿色翅基因为A,A,褐色翅基因褐色翅基因为为a a，调查发觉，调查发觉AAAA、AaAa、aaaa个体分别占个体分别占3030、6060、10,10,那么那么A A、a a基因频率是多少？基因频率是多少？4、基因型频率概念：、基因型频率概念：指在一个群体中，指在一个群体中，个体在种群中出现频个体在种群中出现频率。率。某种基因型某种基因型基因型频率基因型频率=-=-该基因型该基因型个体数个体数该种群总个体数该种群总个体数 100%100%第25页【例【例2 2】AAAA、AaAa、aaaa个体分别占个体分别占24%24%、72%72%、4%4%那那么么 A A、a a基因频率是多少？基因频率是多少？（）A.36%A.36%和和64%B.57%64%B.57%和和43%43%C.24%C.24%和和72%D.60%72%D.60%和和40%40%DA=24%A=24%+1/2 X+1/2 X 72%72%=60%=60%假如该种群个体能够自由交配，若干代后，种假如该种群个体能够自由交配，若干代后，种群基因频率和基因型频率会不会发生改变？群基因频率和基因型频率会不会发生改变？第26页v亲代基因型v 频率AA(3AA(30%)0%)Aa(60%)Aa(60%)aa(1aa(10%)0%)AA(30%)AA(30%)Aa(60%)Aa(60%)aa(10%)aa(10%)AAAAAA、AaAaAA、AaAA、Aa、aaAA、aaAaAa、aaaa自由交配自由交配第27页v亲代基因型v 频率AA(30%)Aa(60%)aa(10%)v配子比率A()A()a()a()子一代基因型 频率AA()Aa()aa()子一代基因频率A()a()子二代基因型 频率子二代基因频率A()a()30%30%30%10%36%48%16%60%40%36%48%16%AAAaaa60%40%P115A60%a40%第28页遗传平衡定律：遗传平衡定律：假如满足假如满足 条件，则种群基因库中每一个条件，则种群基因库中每一个基基因频率和基因型频率因频率和基因型频率能够代代保持能够代代保持稳定不变。稳定不变。条件：条件：该种群数量非常大；该种群数量非常大；全部雌雄个体都能自由交配；全部雌雄个体都能自由交配；没有迁入和迁出；没有迁入和迁出；自然选择对翅色没有作用；自然选择对翅色没有作用；基因基因A A和和a a不发生基因突变和携带这对基因不发生基因突变和携带这对基因染色体不发生变异。染色体不发生变异。第29页可遗传变异是生物进化原材料可遗传变异是生物进化原材料 突变突变可遗传变异可遗传变异基因突变基因突变染色体变异染色体变异基因重组基因重组（二）突变和基因重组产生进化原材料（二）突变和基因重组产生进化原材料 第30页 比如：一个果蝇约有比如：一个果蝇约有10104 4对基因，假定每个基对基因，假定每个基因突变率都是因突变率都是10105 5，若有一个中等数量果蝇种群，若有一个中等数量果蝇种群（约有（约有10108 8个个体），那么每一代出现基因突变数个个体），那么每一代出现基因突变数是多少呢？是多少呢？2 104 105个体个体 108种群种群=2 107问题问题1 1：生物自发突变频率很低，它为何还能作为生生物自发突变频率很低，它为何还能作为生物进化原材料呢物进化原材料呢?第31页问题问题2 2：基因突变多数对生物是有害，：基因突变多数对生物是有害，对进化还有意义吗？对进化还有意义吗？例：一个有大风大浪岛屿上，昆虫翅，要例：一个有大风大浪岛屿上，昆虫翅，要么尤其发达，要么无或残翅，为何？么尤其发达，要么无或残翅，为何？突变有利有害不是绝正确，这往往取决于生突变有利有害不是绝正确，这往往取决于生物物生存环境生存环境。第32页基因重组基因重组基因突变基因突变新等位基因新等位基因各种多样基因型各种多样基因型大量可遗传变异大量可遗传变异不能决定生物进化方向不能决定生物进化方向突变和基因重组是产生进化原材料突变和基因重组是产生进化原材料第33页 英国曼彻斯特地域有一个桦尺蠖，它们夜间活英国曼彻斯特地域有一个桦尺蠖，它们夜间活动，白天栖息在树干上。动，白天栖息在树干上。它体色受一对等位基因它体色受一对等位基因S S和和s s控制，黑色控制，黑色S S对浅对浅色色s s是显性。是显性。1919世纪中叶世纪中叶2020世纪中叶世纪中叶S S95%95%S95%S95%几乎都是浅色型几乎都是浅色型黑色为常见类型黑色为常见类型什么原因使桦尺蠖种群中什么原因使桦尺蠖种群中s s基因（决定浅色基因（决定浅色性状）频率越来越低？性状）频率越来越低？第34页1919世纪中叶世纪中叶2020世纪中叶世纪中叶S S95%95%S95%S95%几乎都是浅色型几乎都是浅色型黑色为常见类型黑色为常见类型资料：在资料：在1919世纪中叶以前，树干长满了地衣。世纪中叶以前，树干长满了地衣。伴随工业发展，工厂排出煤烟使地衣不能生存，结果树伴随工业发展，工厂排出煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露，被熏呈黑褐色。皮裸露，被熏呈黑褐色。第35页探究自然选择对种群基因频率影响探究自然选择对种群基因频率影响问题：问题：桦尺蠖种群中桦尺蠖种群中s s基因（决定浅色性状）频率为基因（决定浅色性状）频率为 什么越来越低？什么越来越低？假设：假设：树干变黑不利于浅色桦尺蠖生存，使得种群中灰色树干变黑不利于浅色桦尺蠖生存，使得种群中灰色个体数目每年降低，个体数目每年降低，s s基因传递下去机会少了，造基因传递下去机会少了，造成成s s基因频率越来越低基因频率越来越低。第36页第第1年年第第2年年第第3年年第第4年年基基因因型型频频率率SS黑黑1010%11 11.5%12.113%13.314.6%Ss黑黑2020%2222.9%24.226%26.629.3%ss浅浅7070%6365.6%56.761%5156.1%总总数数100969390.9基基因因频频率率S20%23%26%29.3%s80%77%74%70.7%P117P117增加增加降低降低 若若18701870年，桦尺蛾种群基因型频率以下：年，桦尺蛾种群基因型频率以下：因为树干变黑，黑色个体每年增加因为树干变黑，黑色个体每年增加10%10%，浅色个体每，浅色个体每年降低年降低10%10%，自然选择使基因频率定向改变。自然选择使基因频率定向改变。推论：推论：第37页v 从20世纪50年代起，英、美都经过反污染法案，工厂烟囱不再冒黑烟，树干上煤烟消失了，其结果：v 灰斑蛾数量回升，黑蛾数量下降。v 比如,在美国密歇根州和宾州，黑蛾所占百分比在已降到只有6。第38页 剑桥大学遗传学教授麦克马杰鲁斯,从到年用了7年时间,天天天不亮就起床，花上几个小时用望远镜观察、统计鸟类在他家花园捕食桦尺蠖情况。观察结果：由于剑桥没有被污染，黑蛾确比灰斑蛾更容易被鸟类捕食。观察验证：观察验证：自然选择自然选择能够使基因频率发生能够使基因频率发生定向定向改变改变结论：结论：第39页生物向生物向一定一定方向不停地进化方向不停地进化自然选择自然选择种群基因频率发生种群基因频率发生定向定向改变改变第40页小结：当代生物进化理论主要内容小结：当代生物进化理论主要内容一、种群基因频率改变和生物进化一、种群基因频率改变和生物进化1.种群是生物进化基本单位种群是生物进化基本单位2.突变和基因重组产生进化原材料突变和基因重组产生进化原材料3.自然选择决定生物进化方向自然选择决定生物进化方向12进化实质是进化实质是种群基因频率改变种群基因频率改变 第41页 曼彻斯特地域桦尺蠖，即使基因频率发生曼彻斯特地域桦尺蠖，即使基因频率发生了很大改变，不过并没有形成新物种。基因频了很大改变，不过并没有形成新物种。基因频率改变到达多大程度才能说形成新物种呢？率改变到达多大程度才能说形成新物种呢？第42页物种（物种（简称简称“种种”）能够在自然状态下相互交配而且产生能够在自然状态下相互交配而且产生可育后代可育后代一群一群生物称为一个物种，。生物称为一个物种，。第43页因为马与驴交配产生后代骡没有生殖能力因为马与驴交配产生后代骡没有生殖能力马和驴是不是一个物种？马和驴是不是一个物种？第44页隔离隔离地理隔离地理隔离生殖隔离生殖隔离隔离隔离：不一样种群间个体，在自然条件下基因：不一样种群间个体，在自然条件下基因不能自由交流现象。不能自由交流现象。第45页东东北北虎虎华华南南虎虎 两个不一样虎亚种两个不一样虎亚种 （马和驴杂交产骡）马和驴杂交产骡）生殖隔离生殖隔离注：不一样种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有注：不一样种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流了。基因交流了。地理隔离地理隔离第46页隔离在物种形成中作用隔离在物种形成中作用地理隔离地理隔离突变、基因重突变、基因重组、自然选择组、自然选择生殖隔离生殖隔离新物种新物种第47页物种形成过程：物种形成过程：原种群原种群地理隔离地理隔离变异变异1变异变异2自然选择自然选择1变异变异类型类型1自然选择自然选择2变异变异类型类型2基因频率定向改变基因频率定向改变新种新种1新种新种2生殖生殖 隔离隔离注意：注意：物种大多是经过长久地理隔离，物种大多是经过长久地理隔离，最终出现生殖隔离而形成最终出现生殖隔离而形成第48页当代生物进化理论主要观点当代生物进化理论主要观点(1)(1)是生物进化基本单位是生物进化基本单位.进化实质是进化实质是 (2)(2)产生进化原材料产生进化原材料.(3)(3)决定进化方向决定进化方向.(4)(4)造成物种形成造成物种形成.种群种群种群基因频率改变种群基因频率改变突变和基因重组突变和基因重组自然选择自然选择隔离隔离第49页1 1、共同进化指是：在、共同进化指是：在 之之间、间、与与 之之间在相互影响中不停进化和发展。间在相互影响中不停进化和发展。2 2、生物多样性、生物多样性（1 1）主要包含）主要包含 、,和和 三个层次内容。三个层次内容。不一样物种不一样物种生物生物无机环境无机环境基因多样性基因多样性物种多样性物种多样性生态系统多样性生态系统多样性三、共同进化与生物多样性形成三、共同进化与生物多样性形成第50页