1、第五章,生物的進(jìn)化,豐富多彩的生物界是 如何形成的？,分類：,北京巴兒狗、啄花鳥(niǎo)、德國(guó)獵犬、黃鸝、太平鳥(niǎo)、澳大利亞牧羊犬、西伯利亞雪橇狗、鸚鵡,家犬：北京巴兒狗、德國(guó)獵犬、澳大利亞牧羊犬、 西伯利亞雪橇狗,鳥(niǎo)：啄花鳥(niǎo)、黃鸝、太平鳥(niǎo)、鸚鵡,思考：分類的原因？,生物體既相似又相異,1.是生物分類的基本單位,2.同種個(gè)體之間能互相交配并產(chǎn)生有生育能力的后代,3.不同種個(gè)體之間不能相互交配，或交配后不能產(chǎn)生有生育能力的后代，即存在生殖隔離。,判斷生物個(gè)體間是否同一物種的標(biāo)準(zhǔn)：,特征：,是否存在生殖隔離,物種,概念：指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，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁

2、殖，并能產(chǎn)生出可育后代的一群生物個(gè)體。,探究討論：,馬和驢是不同的物種，然而他們卻可以交配生出騾子。那么騾子是一個(gè)新物種嗎？為什么？,不是! 因?yàn)轵呑邮歉叨炔挥摹?二倍體西瓜和四倍體、三倍體西瓜是同一物種嗎？,不是。因?yàn)槿扼w西瓜在自然情況下是不能有性生殖的,類型上具有巨大的多樣性,物種約200萬(wàn)種左右,200萬(wàn)左 右（已知）,1、植物 2、動(dòng)物 3、真菌 4、原生生物 5、原核生物,物種約200萬(wàn)種左右，在類型上具有巨大的多樣性，但在模式上具有高度的統(tǒng)一性。,1、生物個(gè)體模式上的相似性,人與大猩猩身體上的每一塊骨骼都有，只是大小比例有所不同。,2、部分結(jié)構(gòu)模式上的相似性,3、細(xì)胞結(jié)構(gòu)的相似

3、性,4、分子水平上的相似性,DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物大分子各自的結(jié)構(gòu)單體相同，連接方式相同，在細(xì)胞中在作用也是相似。,所有的生物共用一套遺傳密碼,特創(chuàng)論觀點(diǎn),生物物種由上帝分別創(chuàng)造,天生完美，一經(jīng)創(chuàng)造出來(lái) 不會(huì)再發(fā)生改變,不同物種之間沒(méi)有親緣關(guān)系,多樣性和統(tǒng)一性的解釋,一、拉馬克的進(jìn)化學(xué)說(shuō)： 拉馬克最早提出“進(jìn)化論”的概念(動(dòng)物學(xué)的哲學(xué), 1809)。拉馬克認(rèn)為：生物是進(jìn)化的，物種是可變的；生物進(jìn)化機(jī)制是用進(jìn)廢退與獲得性遺傳。 即：動(dòng)植物生存條件的改變是生物變異產(chǎn)生的根本原因，環(huán)境引起的變異具有一定有利傾向。,自然選擇學(xué)說(shuō),一、提出者：英國(guó)博物學(xué)家達(dá)爾文，1859年在物種起源一書(shū)中提出；是

4、進(jìn)化論的中心內(nèi)容。,人工選擇：,人們根據(jù) 自己需要,培育出新品種,挑選合乎要求的變異個(gè)體，淘汰其他,數(shù)代選擇 所需變異被保存,生物普遍存在變異,自然選擇學(xué)說(shuō),1、過(guò)度繁殖,2、生存斗爭(zhēng),3、遺傳和變異,4、適者生存,2、生存斗爭(zhēng),（1）概念：,生物個(gè)體（同種或異種）之間的相互斗爭(zhēng)，以及生物與無(wú)機(jī)自然條件（如干旱、寒冷）之間的斗爭(zhēng)，賴以維持個(gè)體生存并繁衍種族的自然現(xiàn)象。,（2）原因：,生物的過(guò)度繁殖,生物賴以生存的生活條件（如食物和空間）有一定的限度,(3) 結(jié)果:,大量生物個(gè)體死亡,少量生物個(gè)體生存,3、遺傳和變異,（1）具有普遍性,（2）變異有的對(duì)生物生存有利，有的則不利，變異具有不定向性。

5、但具有有利變異的個(gè)體（即其性狀適應(yīng)環(huán)境的），易在生存斗爭(zhēng)中獲勝而生存下去，并留下后代。,（3）有利變異可以傳給下一代。,4、適者生存,（1）概念：,在生存斗爭(zhēng)中生存下來(lái)的生物都是對(duì)環(huán)境能適應(yīng)的，被淘汰的生物是對(duì)環(huán)境不適應(yīng)的。,（2）例：,A、同一環(huán)境下的植物，長(zhǎng)得快的會(huì)比長(zhǎng)得慢的占有廣大的地盤(pán)，因此發(fā)育就好、開(kāi)花結(jié)實(shí)就多。,B、跑得快的動(dòng)物比跑得慢的更易得到食物并逃避敵害。,自然選擇,適者生存、不適者被淘汰的過(guò)程。是通過(guò)生存斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的。,自然選擇的結(jié)果,使生存下來(lái)的生物產(chǎn)生適應(yīng)性。,長(zhǎng)頸鹿的祖先,過(guò)度繁殖,后代個(gè)體間的差異,生存斗爭(zhēng),長(zhǎng)頸、長(zhǎng)前肢個(gè)體,（遺傳積累）,適者生存,長(zhǎng)期自然選擇,現(xiàn)代

6、長(zhǎng)頸鹿,（變異）,實(shí)例：達(dá)爾文對(duì)長(zhǎng)頸鹿進(jìn)化過(guò)程的解釋,19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基 因（S）頻率為5%，淺灰色基因 （s）頻率為95%,20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色 基因（S）頻率為95%，淺灰色 基因（s）頻率為5%,選擇是進(jìn)化的動(dòng)力,用農(nóng)藥消滅害蟲(chóng)，開(kāi)始時(shí)，效果顯著，但過(guò)一段時(shí)間后，藥效明顯下降，是什么原因使害蟲(chóng)產(chǎn)生了抗藥性？,在農(nóng)藥使用前，本來(lái)就存在抗藥性變異的個(gè)體，農(nóng)藥殺死的是不具抗藥性的個(gè)體，具有抗藥性的個(gè)體保留了下來(lái)，并把抗藥性遺傳給了后代。農(nóng)藥對(duì)害蟲(chóng)的抗藥性變異起了定向選擇作用，抗藥性變異經(jīng)過(guò)遺傳逐代積累，最后就形成了具有抗藥性的新品種，農(nóng)藥對(duì)其就不起作用。,達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)：

7、 內(nèi)容：過(guò)度繁殖，生存斗爭(zhēng)，遺傳和變異， 適者生存 意義：科學(xué)地解釋生物進(jìn)化的原意，生物的 多樣性和適應(yīng)性，有助于人們正確地 認(rèn)識(shí)生物界 局限性：不能科學(xué)地解釋遺傳和變異的本質(zhì) 及自然選擇如何對(duì)遺傳和變異起作用,達(dá)爾文把這種在生存斗爭(zhēng)中，適者生存、 不適者被淘汰的過(guò)程，叫做自然選擇. 達(dá)爾文認(rèn)為： 自然選擇是進(jìn)化的重要?jiǎng)恿蜋C(jī)制.,自然選擇：,人工選擇：,人們根據(jù) 自己需要,培育出新品種,挑選合乎要求的變異個(gè)體，淘汰其他,數(shù)代選擇 所需變異被保存,生物普遍存在變異,選擇是進(jìn)化的動(dòng)力,人工培育的新品種,現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)： 1、 種群是生物進(jìn)化的基本單位， 2、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻

8、率的改變。 3、突變（基因突變、染色體畸變）和基因重組，自然選擇及隔離是新物種形成過(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)。 4、突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料， 5、自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向， 6、隔離是新物種形成的必要條件。,（一）種群是生物進(jìn)化的基本單位：,1、種群概念：,生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體。,臥龍自然保護(hù)區(qū) 獼猴,例：判斷下列是否屬于種群,（1）一個(gè)池塘中的全部鯉魚(yú) （2）一個(gè)池塘中的全部魚(yú) （3）一片草地上的全部植物 （4）一片草地上的全部蒲公英,物種：,能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物。,物種是生物分類的基本單位，是一種自然的類群。,生殖

9、隔離：,不同物種的個(gè)體之間一般不能相互交配，或者交配后不能產(chǎn)生可育后代。,判斷生物個(gè)體間是否同一物種的標(biāo)準(zhǔn)：,是否存在生殖隔離,3、基因庫(kù)：,一個(gè)種群中全部個(gè)體所含有的全部基因。,4、基因頻率：,在一個(gè)種群基因庫(kù)中，某個(gè)基因占全部等位基因數(shù)的比率。,概念：,例1:從種群中隨機(jī)抽出100個(gè)個(gè)體，測(cè)知基因型為AA、Aa和aa的個(gè)體分別是30、60和10個(gè)。那么A和a的基因頻率是多少?,解:,A基因的基因頻率為:,a基因的基因頻率為：,基因頻率=,=純合子頻率+1/2雜合子頻率,= 40%,=30/100100% +1/260/100100% = 60%,=10/100100% +1/260/100

10、100% = 40%,A%=,a%=, 100%,= 60%,例2：某工廠有男女職工各200名，經(jīng)調(diào)查，女性色盲基因的攜帶者15人，患者5人，男性患者11人，那么這個(gè)群體中色盲基因的頻率為多大？,Xb =,15+52 +11 2002+200,=6%,（4）基因頻率改變的原因：,基因突變,基因重組,自然選擇,5、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：,是種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。,物種和種群的區(qū)別,種群具備“三同”即同一時(shí)間，同一地點(diǎn)，同一物種。同一物種的不同種群不存在生殖隔離，交配能產(chǎn)生可育后代,主要是形態(tài)特征和能否自由交配產(chǎn)生可育后代不同物種間存在生殖隔離,（二）突變和基因重組產(chǎn)生進(jìn)化的原材料,1、突變指基因

11、突變和染色體變異。,2、突變的有害和有利并不是絕對(duì)的， 它取決于生物的生存環(huán)境。,3、突變和基因重組只產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料， 不能決定生物進(jìn)化的方向。,19世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色基 因（S）頻率為5%，淺灰色基因 （s）頻率為95%,20世紀(jì)，樺尺蠖種群中黑色 基因（S）頻率為95%，淺灰色 基因（s）頻率為5%,（三）自然選擇決定生物進(jìn)化的方向。,（四）隔離導(dǎo)致物種形成,隔離：,指不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因 不能自由交流的現(xiàn)象。,分布在不同自然區(qū)域的種群，由于高山、河流、 沙漠等的障礙，使彼此間無(wú)法相遇而不能交配。,地理隔離：,生殖隔離：,種群間的個(gè)體不能自由交配，或者交配后不能 產(chǎn)

12、生出可育后代。,東北虎,華南虎,物種形成過(guò)程,種 群,地理隔離,小的種群,自然選擇,基因頻率產(chǎn)生改變,生殖隔離,新物種,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離,現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)： 1、 種群是生物進(jìn)化的基本單位， 2、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是種群基因頻率的改變。 3、突變和基因重組，自然選擇及隔離是物種形成過(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)，通過(guò)它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種形成。 4、突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料， 5、自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向， 6、隔離是新物種形成的必要條件。,例2：某工廠有男女職工各200名，經(jīng)調(diào)查，女性色盲基因的攜帶者15人，患者5人，男性患者11人，那么這個(gè)群體中色盲基因的頻率為多大？,Xb =,15+52 +11 2002+200,=6%,5、生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)：,是種群基因頻率發(fā)生變化的過(guò)程。,哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示： (pq)2=p22pqq2=1,三、遺傳平衡定律（哈代-溫伯格定律）：,在一個(gè)大的隨機(jī)交配的種群里，基因頻率和基因型頻率在沒(méi)有遷移、突變、選擇的情況下，世代相傳不發(fā)生變化，并且基因型頻率由基因頻率所決定。,平衡被打破的因素：基因頻率改變 遺傳漂變：小種群的偶然事件 非隨機(jī)交配：交配有選擇 基因遷移：個(gè)體的遷入和遷出 突變：少數(shù)有利突變 自然選擇：基因頻率和基因型頻率改變,現(xiàn)代生