生物进化

关于生命起源的几个假说•神创论–“上帝造人”–“女娲造人”•宇宙生命论•新自生论（或化学进化说）•进化论–拉马克的用进废退学说–达尔文的自然选择学说–现代生物进化理论一、拉马克关于进化的用进废退学说拉马克(L.B.Lamarck)1809意义：否定了神创论和物种不变论，奠定了科学的生物进化论的基础。①生物不是神造的，而是由古老生物进化来的②生物是由低等到高等逐渐进化的③进化的原因：用进废退和获得性遗传用进废退：用进废退是指一种动物由于若干世代中经常使用某器官，就会使该器官得到发展；或者历代少用甚至不用某器官，就会使该器官退化以致完全丧失。获得性遗传：由于环境影响或用进废退所获得的变异性状，可以通过繁殖遗传给后代。拉马克认为生物进化原因:①是“用进废退”；②是“获得性遗传”实例：用达尔文的进化论解释长颈鹿进化过程长颈鹿的祖先过度繁殖生存斗争长颈、长肢个体适者生存现代长颈鹿（变异）长颈、长肢个体短颈、短肢个体自然选择（遗传积累）二、达尔文的自然选择学说过度繁殖生存斗争遗传变异适者生存变异的产生是不定向的自然选择是定向的，决定生物进化的方向进化的外因和基础进化的内因，进化的动力和手段进化的结果二、达尔文的自然选择学说在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程，就是自然选择。食物、水、空间、配偶等用达尔文进化论的观点来判断下列叙述，其中正确的是：A、长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长B、北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体就产生了定向的白色变异C、野兔的保护色和鹰锐利的目光，是它们长期相互选择的结果D、在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生了抗药性√达尔文自然选择学说的评价积极意义：局限性：1.解释生物进化的原因2.揭示生物统一性、多样性的原因3.解释生物适应性的形成（拟态、保护色、警戒色）1.对于遗传和变异的本质不能作出科学解释2.对生物进化的解释局限于个体水平3.强调物种形成都是渐变的结果，无法解释物种大爆发现象现代生物进化理论自然选择学说现代生物进化理论发展完善以个体为单位性状水平以种群为单位分子水平(基因)共同点：都能解释生物进化的原因、生物的多样性和适应性突变和基因重组（可遗传的变异）产生进化的原材料自然选择使种群的基因频率定向改变，并决定进化的方向隔离是新物种形成的必要条件现代生物进化理论生物多样性的形成是共同进化的结果种群是生物进化的基本单位现代生物进化理论•种群是生物进化的基本单位种群概念：生活在同一地点的同种生物组成的一个群体种群也是生物繁殖的基本单位。种群基因库：一个种群中所含有的全部基因下列是一个种群的是A.一个池塘中的全部的鱼B.几个养鱼池中全部的鲤鱼C.一片森林中全部的水杉D.松树林中的红松和油松基因频率：基因型频率：某个基因占全部等位基因数的比率某基因型个体数/该种群个体总数关于种群基因频率的计算1、利用基因的个体数量计算某基因频率=全部等位基因的总数某基因的数目例2、对某学校的学生进行色盲遗传病调查得知，780名女生中有患者23人，携带者52人，820名男生中有755人正常，则该群体中色盲基因的频率为6.8%例1、某一种群中,调查得知基因型为AA、Aa、aa的频率分别为30%、60%、10%，则A、a基因的频率为60%、40%例、某一种群中,调查得知基因型为AA、Aa、aa的频率分别为30%、60%、10%，则A、a基因的频率为2、利用基因型频率计算基因频率某基因频率=它的纯合子频率+1/2杂合子频率60%、40%关于种群基因频率的计算注意：只适用于常染色体3、利用遗传平衡定律计算（2）前提条件：种群大、随机交配、无突变发生、无迁移、无自然选择常染色体上：若A%=p，a%=q↔则AA=P2，aa=q2，Aa=2pq关于种群基因频率的计算X染色体上：若A%=p，a%=q↔则男性中：XAY=p，XaY=q；女性中：XAXA=p2,XAXa=2pq,XaXa=q2（1）特点：（3）引起基因频率改变的原因：出现非平衡群体的原因？突变、自然选择、迁移、遗传漂变非随机交配不引起基因频率的改变，但引起基因型频率的变化其随机交配产生的子代的基因型频率、基因频率均保持不变种群基因频率的改变是进化的实质例：某植物种群，AA基因型个体占16％，aa基因型个体占36％，则：1、该植物的A、a基因频率分别是_________、__________2、若该植物自交1代，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_________、__________。3、若该植物随机交配1代，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_________、__________。4、依现代进化理论，这种生物在两年中是否发生进化？原因是_________________________________________。40％60％28％48％40％60％没有该生物种群中A、a基因频率没有发生变化16％36％40％60％•原料：突变（基因突变和染色体变异）和基因重组•原理：突变产生等位基因，通过基因重组产生多种基因型，从而使种群出现大量可遗传的变异。•注意：1.种群中突变的特点：突变数很大、随机、不定向2.种群基因重组的结果：产生更多可遗传变异、不定向3.突变的有利和有害的不是绝对的，而是与生物的生存环境有关•突变和基因重组（可遗传的变异）产生进化的原材料•解释：种群产生变异(不定向)不利变异淘汰有利变异积累种群基因频率定向改变生物朝一定方向进化自然选择•自然选择使种群的基因频率定向改变，并决定进化的方向自然选择直接选择的是生物的表现型，间接选择的是基因型，根本上选择的是基因。某海岛上生活着一种昆虫，经调查翅的长度和个体数的关系（纵坐标为个体数量，横坐标为翅的长度）。后来该小岛上经常刮大风，若干年后再进行调查，你认为最能代表此时情况的曲线是()选择并解释ABCDD物种：自然状态下能够相互交配并且产生可育后代的一群生物。隔离：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。由于地理上的障碍使得彼此之间无法相遇，不能交配，导致基因不能交流的现象直接原因：动物求偶方式、繁殖期不同，植物开花季节、花的形态不同而引起不能交配，或由于细胞内无同源染色体，减数分裂联会紊乱，不能产生可育的配子地理隔离：生殖隔离：根本原因：种群基因库的差异隔离是新物种形成的必要条件不同种群一旦出现生殖隔离，就属于两个物种了由于个体不能自由交配，或者交配后不能产生可育的后代，导致基因不能交流的现象四倍体相对于二倍体为一新物种，三倍体不是一个物种种群物种判断标准种群是同一地点的同种生物，通过个体间的交配保持着一个共同的基因库主要是能否自由交配并产生可育后代。不同物种间存在生殖隔离相互联系①一个物种可以包括许多种群(如同种鲫鱼可以生活在不同的池塘、湖泊等，形成一个个彼此被陆地隔离的种群)②同一个物种的多个种群之间存在着地理隔离，长期发展下去可成为不同亚种，进而可能形成多个新物种种群和物种通过下图理解：自然选择突变和基因重组地理隔离原始地雀不同群体不同变异类型种群基因库出现明显差异生殖隔离新物种加拉帕戈斯群岛上地雀的形成•①最常见的方式：由长期的地理隔离达到生殖隔离物种的形成②不经过地理隔离直接达到生殖隔离例如四倍体西瓜的产生生物进化和物种形成的比较内容物种形成生物进化标志出现生殖隔离基因频率改变变化后生物与原生物关系形成新物种，出现了生殖隔离，不一定产生新物种二者联系①进化不一定产生新物种，新物种产生一定存在进化②只有不同种群的基因库产生了明显差异，出现生殖隔离才形成新物种；②共同进化的类型共同进化类型包含类型举例不同物种之间互利共生捕食寄生竞争生物与无机环境之间生物影响环境、环境影响生物地球最早无氧环境→厌氧生物→光合生物出现→空气中有了氧气→出现好氧生物（1）①共同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。3、生物多样性的形成是共同进化的结果注意：(1)捕食者的存在并非对被捕食者有害无益——捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，这在客观上起到了促进种群发展的作用；(2)物种的绝灭并非都对生物进化无益——有些物种绝灭可为其他生物兴盛腾出空间，从而使生物进化翻开崭新一页。如恐龙的绝灭使哺乳动物开始繁盛；(3)自然选择和人工选择：无人为参与的为自然选择，有人为参与的为人工选择。人工选择的性状是有利于人类的，否则应视为自然选择，如抗菌素和杀虫剂的选择作用应为自然选择。(2)生物多样性的内容及形成历程多样性的进化历程从营养方式看：异养→自养→异养1.真核生物出现以后,有性生殖方式的出现,使生物进化速度明显加快。进化历程中的几个关键点：2.寒武纪大爆发:形成生态系统的第三极——消费者,使生态系统具有更加复杂的结构,同时对植物的进化产生重要影响。3.生物登陆改变着陆地环境,陆地的复杂环境为生物进化提供了条件。1、种群基因频率的改变是进化的实质•突变和基因重组（可遗传的变异）产生进化的原材料•自然选择使种群的基因频率定向改变，并决定进化的方向2、隔离是新物种形成的必要条件现代生物进化理论3、生物多样性的形成是共同进化的结果•种群是生物进化的基本单位1．下列有关生物进化的描述错误的是()A．基因突变的方向和环境之间没有明确的因果关系B．自然选择的实质是选择种群的有利基因，不决定新基因的产生C．隔离是新物种形成的必要条件，隔离包括地理隔离和生殖隔离D．共同进化指生物与无机环境之间的进化，不包括生物多样性的形成解析：共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。所以通过共同进化会形成多种多样的生态系统。答案：D2．下列观点符合现代生物进化理论的是()A．环境的变化可引起种群基因型频率发生定向改变B．所有新物种的形成都要经过长期的地理隔离C．狮和虎可以交配并繁殖后代，它们之间不存在生殖隔离D．野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们在同一环境中共同进化的结果解析：环境的变化可引起种群基因频率发生定向改变，而不是基因型频率；狮和虎可以交配并繁殖后代，但后代无繁殖能力，所以它们之间仍然存在生殖隔离；多倍体的形成一般不需要经过地理隔离。答案：D3．(2011年深圳市调研)下列有关现代生物进化理论的说法不正确的是()A．关于自然选择作用原理的研究是以种群为单位进行的B．能从分子水平对遗传和变异进行研究C．生物进化的过程实质就是种群基因频率发生变化的过程D．突变、自然选择和隔离是物种形成的三个基本环节解析：现代生物进化理论的基本观点是：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节。D项叙述错误。答案：D4．(2011年杭州调研)关于生物进化与生物多样性的形成，错误的说法是()A．生物多样性的形成经历了漫长的进化历程B．消费者的出现不影响生产者的进化C．生物多样性的形成是共同进化的结果D．生物的进化与无机环境的变化是相互影响的解析：消费者的出现，一方面使生态系统具有更复杂的结构，另一方面对植物的进化产生重要的影响。如消费者对具有某些性状的某种生产者的捕食可改变该种群的基因频率，进而使该种群朝着一定的方向进化。答案：B5．科学家做了下面的实验：把家蝇分成多组，每组分为A、B两部分，用DDT处理每一组的A部分(B部分不接触DDT)，处理后选死亡率最低的一组的B部分饲养繁殖后，把后代分成多组，每组分成A、B两部分，重复上述实验。这样一代一代选择下去，就可以从B部分中选出强抗性的家蝇，上述的实验事实说明()A．家蝇的抗药性是DDT使其基因突变的结果B．家蝇的抗药性是DDT使其染色体变异的结果C．家蝇的抗药性原来已存在，不是DDT诱导的结果D．家蝇的抗药性是家蝇逐代对毒性强的DDT识别能力提高的结果解析：实验显示，家蝇在其亲代从未接触过DDT的情况下也对DDT有很强的抗性，这说明，家蝇的抗药性是早就存在的，DDT只