现代生物进化理论的由来上课

现代生物进化理论的由来枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与你所做的解释有矛盾吗？如果有，又怎样解释？这是拟态现象，使枯叶蝶不易被天敌发现。枯叶蝶的祖先种群中出现翅似枯叶的变异个体后，由于这种变异是可遗传的有利变异这种变异的个体生存和留下后代的机会多，久而久之，使这类蝴蝶具有翅似枯叶的适应性特征。这与对枯叶蝶适应性的解释看似矛盾。其实，翅色鲜艳的蝴蝶可能具有其它防御敌害的适应性特征，如翅上有类似猛禽眼睛的眼斑，等等。在达尔文之前，人们是怎样看待生物的进化的?在西方国家，当时神创论和物种不灭论占据着统治地位，人们普遍认为所有的物种都是上帝创造的，自古以来既没有物种的绝灭，也没有新的物种产生。不同物种之间没有亲亲缘关系!拉马克学说拉马克进化学说的主要内容: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生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。拉马克认为生物进化原因:一是“用进废退”；二是“获得性遗传”指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的食蚁兽拉马克认为，器官用得越多就越发达，如食蚁兽的舌头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果。鼹鼠拉马克认为，器官废而不用，就会造成形态上的退化。如鼹鼠长期生活在地下，眼睛就萎缩、退化。用拉马克进化学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶，当然颈长的有优势，它们想要长颈，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。达尔文的生物进化理论拉马克的用进废退学说虽有一定道理，但事实上由于使用而发达起来的器官特征并不能遗传给后代。达尔文通过几十年的观察分析，终于在1859年出版了《物种起源》一书，提出了自然选择学说为基础的生物进化理论。达尔文自然选择学说的解释模型事实1：生物都有过渡繁殖的倾向事实2：物种内个体数能保持稳定事实3：资源是有限的推理1：个体间存在着生存斗争事实4：个体间存在差异（变异）事实5：许多变异是可以遗传的推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型达尔文自然选择学说的主要内容1、过度繁殖2、生存斗争3、遗传变异4、适者生存（1）过度繁殖——生物生存的条件：各种生物都具有很强的繁殖能力，产生很多的后代。远远超过环境的承受能力。荚迷鱼群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个子女，平均30年传递一代计算，每隔50年人口就将增加一倍。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！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，只要很短时间就会超出环境的承受能力！生物的生存资源有限，要生存就必须与无机环境、异种及同种的其他个体进行斗争！一个物种要生存下去，就必须不停地与环境中的各种因素进行斗争！（2）生存斗争——生物生存的手段、动力：生物产生的后代会发生变异，产生各种不同于亲代的性状！生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境！（3）遗传变异——生物生存进化的内因：（4）适者生存——生物生存的结果结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？达尔文对长颈鹿进化的解释达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程，叫做自然选择。达尔文的生物进化理论的意义1、从丰富的事实出发，论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。2、它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样性和适应性是进化的结果；生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各分支学科的发展。3、它给予神创论和物种不变论以致命的打击。（1）①接受了拉马克关于器官“用进废退”和“获得性遗传的观点”，承认变异是可以遗传的；②他改变了拉马克过分强调“生物内在的自我改进的力量”的观点，在解释适应性的形成时强调“自然选择”的作用（2）肯定：①较好的解释了生物的多样性和适应性；②相对系统地解释了生物进化的原因。局限：①未能对遗传和变异的本质作出科学的解释。②对生物进化的解释局限于个体水平；（课本P112）③认为物种的形成都是渐变的结果，骤变不可能形成新物种。三、达尔文以后进化理论的发展性状水平深入基因（分子）水平以生物个体为单位以种群为基本单位形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论认识到了遗传和变异的本质获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。用农药消灭害虫，开始时，效果显著，但过一段时间后，药效明显下降，其主要原因是农药使这些害虫产生了抗药性吗？不是！主要是害虫本来就存在抗药性变异的个体，农药杀死的是不具抗药性的个体，具有抗药性的个体保留了下来，并把抗药性遗传给了后代。农药对害虫的抗药性变异起了定向选择作用，抗药性变异经过遗传逐代积累，最后就形成了具有抗药性的新品种，农药对其就不起作用。导学提示拉马克的进用进废退学说达尔文的自然选择学说达尔文以后进化理论的发展主要内容意义主要内容意义例题、各种各样抗生素对治疗细菌感染引起的疾病发挥着重要作用。一种抗生素使用一段时间后，杀菌效果主会下降，原因是细菌产生了抗药性。用达尔文的自然选择学说解释细菌产生抗药性的原因（）A、细菌接触了抗生素后，慢慢产生了抗药性B、细菌为了适应环境，产生了抗药性变异C、抗生素对细菌的抗药性变异进行了定向选择D、后来抗生素用量减少，细菌产生了抗药性变异C5、现代生物进化理论与达尔文进化论比较相同点：②能解释生物进化的原因和生物多样性不同点：①现代进化理论对遗传变异的研究已从性状水平深入到基因水平。②现代生物进化理论对自然选择作用的研究已从个体水平上升到群体水平。①现代进化论的核心仍然是自然选择一、隔离导致物种形成1、什么是隔离？物种？生殖隔离？地理隔离？2、物种形成过程种群地理隔离小种群自然选择（突变、重组产生变异）基因频率改变生殖隔离新物种生殖隔离第2节现代生物进化理论的主要内容（一）种群是生物进化的基本单位１、种群的概念：种群是生活在一定区域的同种生物的全部个体。种群是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。生活在这里的每一种动物、植物和微生物都构成一个种群。生物个体通过繁殖将自己的基因传递给后代。二、容易引起混淆的几个知识点▲种群和物种种群：指生活在同一地点的同种生物的一群个体。物种：指分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交流和繁殖，并能产生出可育后代的一群生物个体。兔子兔子兔子兔子兔子兔子兔子牛牛牛牛牛牛牛牛同一物种不同种群的个体，如果消除了隔离，可以互相交流。不同物种的各种群，即使是在同一地区之内也不能杂交。同一物种的种群之间存在着地理隔离，不同物种的种群之间存在着生殖隔离。以下描述是种群吗？1.一片草地上的全部蛇。2.我国长江流域的全部白暨豚。3.海南岛上四季常有的红树林。4.此时此刻我们所在教室内的全部学生和老师。一个种群中的个体是机械地集合在一起吗？一个种群中的个体是能自由交配、繁殖的，因此种群是生物繁殖的基本单位（一）种群是生物进化的基本单位２、一个种群中全部个体所含的全部基因叫做这个种群的基因库，其中每个个体所含的基因只是基因库的一部分。这些金鱼各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。思考并回答？1、试用达尔文自然选择学说解释桦尺蠖体色变黑的过程？2、试用现代进化理论解释群岛上几种地雀的形成过程？3、对比一下这两者的形成有何不同？物种形成与生物进化的关系如何？生物进化一定导致新物种形成吗？有新物种的形成则说明生物进化了吗？内容物种形成生物进化标志生殖隔离出现基因频率改变变化后生物与原生物关系属于不同物种仍属于一个物种二者关系①生物进化的实质是基因频率的改变，这种改这可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成②新物种形成则说明生物进化了有关基因频率的计算1．常染色体遗传方面的基因频率计算①通过基因型计算基因频率基因频率=种群中该基因的总数／种群中该等位基因的总数。例3：从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。就这对等位基因来说，每个个体可以看做含有2个基因。那么，这100个个体共有200个基因，其中，A基因有2×30+60=120个，a基因有2×10+60=80个。于是，在这个种群中，A基因的频率为：120÷200=60%a基因的频率为：80÷200=40%②通过基因型频率计算基因频率一个等位基因频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率例4：从某种生物种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占24%，基因型为Aa的个体占72%，基因型为aa的个体占4%，基因A和基因a的频率分别是()A.24%72%B.36%64%C.57%43%D.60%40%【解析】根据题意，按方法一计算：在100个个体中，AA占24个，Aa占72个，aa占4个，即在200个基因中，A的基因有2×24＋72=120个，基因频率为120÷200=60%，a的基因频率为40%。（答案为D）按基因型频率计算：A=AA＋1/2Aa=24%＋1/2×72%=60%a=aa＋1/2Aa=4%＋1/2×72%=40%有关基因频率的计算运用遗传平衡公式：例5：在某一个种群中，已调查得知，隐性性状者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该种群的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为：A.0.36、0.48B.0.36、0.24C.0.16、0.48D.0.48、0.36【解析】第一步已知隐性性状者即aa的基因型频率为16%，那么a基因的频率为0.4、A的基因频率为1-0.4=0.6。第二步将其看作在理想的状态下，运用遗传平衡公式进行计算：AA%=A%×A%=0.6×0.6=0.36；Aa%=2×A%×a%=2×0.6×0.4=0.48答案为A有关基因频率的计算2.伴X遗传方面的基因频率计算这类题目的特殊点是：X染色体总数的正确计算，因为男性中只有一个X染色体，所以计算男性X染色体总数时不需要乘以2，这样就能够得出正确的结果。有关基因频率的计算例7：(2003年2月南京调研卷)对某校学生进行色盲遗传病调查研究后发现：780名女生中有患者23人、携带者52人；820名男生中有患者65人，那么该群体中色盲基因的频率是()A.4.4%B.5.1%C.6.8%D.10.2%【解析】色盲是伴X染色体隐性遗传，女性色盲患者的基因型是：XbXb，女性携带者的基因型是：XBXb，男性色盲患者的基因型是：XbY。(男性无携带者)根据题意，780名女生中有患者23人、携带者52人，因此女性中Xb占：23×2＋52=98；820名男生中有患者65人，因此男性中Xb占：65Xb基因总数：98＋65＝163这样，该校学生中的X染色体总数是：780×2＋820＝2380，这样该群体中色盲基因的频率就是：163/2380=6.8%。答案选C(容易会误算成(780＋820)×2＝3200，结果得出5.1%这一错误结论，而选B)有关基因频率的计算例2、在一个种群随机抽取400个体，其中125个个体基因型为aa，145个个体基因型为AA，则该种群中，A、a的基因频率分别是（）A.31.25%68.75%B.36.25%63.75%C.32.5%67.5%D.52.5%47.5%D练习3、抽样调查某地100位女性和100位男性发现：女性中有5位色盲患者和