滬科高中生命科學生物進化第1頁/共42頁第九章生物進化第2頁/共42頁第一節(jié)生物的進化一、生物進化的證據(jù)鳥和哺乳動物早期胚胎的共同特征：●都是由頭、軀干、尾和四肢等部分組成，有鰓裂●隨著胚胎發(fā)育鰓裂消失，四肢發(fā)生分化（魚類終身保留鰓裂）1．胚胎學證據(jù)陸生脊椎動物是從水生脊椎動物進化而來的。第3頁/共42頁（2）痕跡器官如：人的盲腸、闌尾、耳肌和尾椎骨。痕跡器官的存在，可以追溯具有這些器官的生物與其他生物的親緣關系和進化的線索。2．比較解剖學證據(jù)

比較解剖學為生物進化提供的最有價值的證據(jù)是同源器官和痕跡器官（1）同源器官如：●鳥的翼、蝙蝠的翼手、鯨的鰭、馬的前肢和人的上肢

●葡萄的卷須、洋蔥的鱗莖、皂莢枝上的刺都是莖的變態(tài)第4頁/共42頁

細胞色素C是普遍存在于真核細胞中，在有氧呼吸過程起重要作用的一種蛋白質生物黑猩猩猴馬雞金槍魚小麥鏈霉菌酵母菌氨基酸差異01121321354344

結論：生物親緣關系越近，細胞色素C的氨基酸組成越相似；反之，親緣關系越遠，細胞色素C的氨基酸組成差異就越大。3．生物化學證據(jù)人與8種生物在細胞色素C的氨基酸組成上的差異第5頁/共42頁4．古生物化石證據(jù)第6頁/共42頁35億年前——絲狀微生物化石32億年前——單細胞藍藻化石原核生物真核生物(距今20億年前)二、生物進化的歷程第7頁/共42頁6億年前——海洋生物繁盛（古生代寒武紀\寒武紀生物大爆發(fā)）動物：原生動物、腔腸動物、軟體動物和原始節(jié)肢動物。植物：各種藻類只有水生生物，沒有陸生生物。第8頁/共42頁4.5～3.5億年前——原始陸地生物（古生代志留紀、泥盆紀）海洋縮小，出現(xiàn)池沼、湖泊和大片陸地。有些海洋生物逐漸向陸地發(fā)展。植物：藻類苔蘚、蕨類植物動物：具有肉質偶鰭的魚類兩棲類第9頁/共42頁3～2億年間（溫暖潮濕，植物繁茂）（石碳紀、二疊紀、三疊紀）植物：高大蕨類、裸子植物出現(xiàn)第10頁/共42頁3～2億年間（溫暖潮濕，植物繁茂）（石碳紀、二疊紀、三疊紀）中生代三疊紀時，以恐龍代表的爬行動物開始繁盛，有陸地上的，有水中的，也有空中飛翔的。動物：兩棲類爬行動物第11頁/共42頁古代爬行動物鳥類這一點被發(fā)掘出的早期鳥類化石所證實。第12頁/共42頁始祖鳥有牙齒、有尾椎骨組成的長尾、指端有爪等爬行動物特征具有羽毛、部分骨骼愈合等鳥類特征說明鳥類是由古代爬行動物進化來的。第13頁/共42頁我國發(fā)現(xiàn)的中華鳥龍化石

中國鳥、朝陽鳥、華夏鳥、孔子鳥、遼寧鳥等一系列早期鳥類化石的發(fā)現(xiàn)和研究，打破了100多年來始祖鳥在鳥類起源研究領域一統(tǒng)天下的格局。第14頁/共42頁古代爬行動物鳥類原始哺乳類

具有牙齒分化的獸齒類動物化石證明了哺乳動物是由古代爬行動物進化來的。第15頁/共42頁7000萬年前后（氣候變冷、地殼變化）（中生代后期、新生代初期）被子植物繁盛恐龍絕滅，鳥類、哺乳類繁盛

第16頁/共42頁300萬年（新生代中期）第四紀人類出現(xiàn)，生物的面貌圖古猿人類類人猿第17頁/共42頁藻類植物苔蘚蕨類裸子植物被子植物植物進化脊椎動物進化魚類兩棲類爬行類鳥類哺乳類人類第18頁/共42頁第19頁/共42頁三、生物的進化規(guī)律●生物的進化規(guī)律：生物種類由到生活環(huán)境由到身體結構由到生物等級由到少多低等陸生簡單復雜水生高等生物界向著多樣化和復雜化方向發(fā)展第20頁/共42頁第二節(jié)生物進化理論2．達爾文系統(tǒng)生物進化論《物種起源》以自然選擇為基礎，闡明生物進化的原因。對生物適應性也作了正確的解說。一、達爾文與進化論的創(chuàng)立1．拉馬克進化學說用進廢退和獲得性遺傳貝格爾號航行路線第21頁/共42頁《物種起源》

達爾文考察了大量的動植物，采集了生物和礦石標本，大量事實對他的認識產生了很大影響，使他成為一個進化論學者。回國后，經過近二十年時間的分析和研究，于1859年出版了《物種起源》這本書。

在書中，他提出了進化論的觀點，以大量事實為證據(jù)，揭示了生物進化的原因。第22頁/共42頁二、自然選擇學說◆自然選擇學說的基本論點：2、繁殖過剩3、生存斗爭1、變異和遺傳4、適者生存進化原因可遺傳的變異是生物進化的內在因素，是自然選擇發(fā)生作用的基礎生物同無機自然條件的斗爭種間斗爭種內斗爭保存有利變異淘汰有害變異自然選擇第23頁/共42頁實例：達爾文對長頸鹿進化過程的解釋長頸鹿的祖先過度繁殖后代個體間的差異生存斗爭長頸、長前肢個體（遺傳積累）適者生存自然選擇現(xiàn)代長頸鹿（變異）第24頁/共42頁四、現(xiàn)代進化理論

現(xiàn)代綜合進化理論認為：進化是在生物種群中實現(xiàn)的，而突變、選擇和隔離是生物進化和物種形成過程中三個基本環(huán)節(jié)。

（1）種群概念：是指生活在同一區(qū)域內的同種生物個體的總和。1．種群是生物進化的基本單位第25頁/共42頁（2）種群特征：

一個種群中能進行生殖的生物個體所含有的全部基因，稱為種群的基因庫

某一基因在它的全部等位基因中所占的比例，稱為基因頻率

●基因頻率是可變的基因重組基因突變自然選擇生物進化的實質第26頁/共42頁２．基因突變和基因重組為生物進化提供原材料突變的有利和有害取決于生存環(huán)境。

突變的結果可形成多種多樣的基因型，使種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異。這些變異是隨機的，不定向的，能為生物進化提供原料。第27頁/共42頁基因突變新的等位基因基因重組多種多樣的基因型種群出現(xiàn)大量的可遺傳變異形成了進化的原材料變異是不定向的第28頁/共42頁3.自然選擇主導進化的方向

變異的方向是不確定的，但是自然選擇不斷地淘汰不適應環(huán)境的類型，從而定向地改變種群中的基因頻率向適應環(huán)境的方向演化。第29頁/共42頁

自然選擇不斷地調整生物與環(huán)境的關系，使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向。樺尺蛾深色（個體少）淺色（個體多）S基因頻率升高淺色深色s基因頻率又降低……棲息環(huán)境深色S基因頻率95%s基因頻率降低S基因頻率又升高棲息環(huán)境淺色s基因頻率95%環(huán)境第30頁/共42頁變異是不定向的生物朝一定方向緩慢進化自然選擇表現(xiàn)型基因型基因頻率經過自然選擇直接間接

不利變異被淘汰有利變異逐漸積累種群的基因頻率發(fā)生定向改變第31頁/共42頁4.隔離是新物種形成的必要條件●物種定義：一定自然區(qū)域，彼此相互交配并產生可育后代的一群個體。與種群的關系：一個物種包括多個種群●隔離定義：同一物種不同種群間的個體基因不能自由交流的現(xiàn)象。類型地理隔離：生殖隔離：由于地理上的障礙使彼此無法相遇而不能交配。種群間的個體不能自由交配或產生可育后代。第32頁/共42頁●物種形成過程種群地理隔離小種群自然選擇生殖隔離新物種發(fā)生改變基因頻率（有突變和基因重組產生變異）經過長期的地理隔離而達到生殖隔離物種形成的關鍵分類學上把只有地理隔離的同一物種的幾個種群叫亞種。第33頁/共42頁現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點：⒈生物進化的基本單位⒉生物進化的實質種群種群基因頻率的改變⒊物種形成的三個基本環(huán)節(jié)突變、選擇、隔離

現(xiàn)代綜合進化理論闡明了生物進化過程中，內因（生物的遺傳和變異）和外因（環(huán)境變化）、偶然性（突變）和必然性（選擇）的辨證關系。闡明了進化的核心問題——物種形成過程。第34頁/共42頁5.滅絕●是指該物種的全部個體在地球上不復存在●是生物進化的正常過程●在生物進化史中，滅絕與新物種形成一樣重要，因為每次滅絕發(fā)生后往往會跟隨一次大輻射進化的到來?！裨颍簭奈锓N本身來講，對原有的生存環(huán)境高度適應，導致基因庫變小，當環(huán)境發(fā)生突然變化后，對變化后新環(huán)境的適應程度下降到零，可能是導致物種滅絕的內在原因。第35頁/共42頁七種脊椎動物與人的胚胎發(fā)育比較第36頁/共42頁人馬龜鳥蝙蝠●鳥的翼、蝙蝠的翼手、鯨的鰭、馬的前肢和人的上肢，雖然形態(tài)各異，功能不同，但都是由胚胎時期的前肢芽發(fā)展而來，由于適應各自不同的生活方式，在進化過程中發(fā)生了適應性分化。第37頁/共42頁各類化石在地層中出現(xiàn)的規(guī)律：

在越古老的地層里，成為化石的生物越簡單、越低等；在越近的地層里，成為化石的生物越復雜、越高等。馬的進化

證明了：生物是進化的，生物由簡單到復雜、由低等到高等、由水生到陸地的進化順序。第38頁/共42頁基因頻率某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例。

從種群中隨機抽出100個個體，測知基因型為AA、Aa和aa的個體分別是30、60和10個，那么基因A和a的基因頻率分別是多少？___________A:60%；a:40%種群中一對等位基因的頻率之和等于1。第39頁/共42頁●通過基因型計算基因頻率●通過基因型頻率計算基因頻率某種基因的基因頻率此種基因的個數(shù)+其等位基因的個數(shù)=此種基因的個數(shù)某種基因的基因頻率某種基因的純合體頻率+雜合體頻率=12第40