生物进化理论

生物进化理论一、教材分析：教材以达尔文的自然选择为主线，介绍达尔文进化论的内涵，在此基础上介绍现代进化理论，阐述了生物进化的内因、外因和基本形式，回答了生物是怎样进化的问题。首先介绍了达尔文思想的来源——拉马克的进化学说，进而说明达尔文进化论形成过程——“贝格尔号”的环球航行，以及代表著作《物种起源》，通过对自然选择学说的核心内容：遗传和变异、繁殖过剩、生存斗争和适者生存，以及自然选择作用例子的介绍，向学生展示达尔文进化论的主要思想和观点。生物是进化的，人们对进化理论的认识也是在深入和发展的，达尔文以后又产生了新的生物进化学说，教材选择了最为广大学者接受的现代进化理论为例，介绍进化理论新的认识：种群是生物进化的基本单位，突变为生物进化提供原材料，用基因和基因频率等遗传学概念解释生物进化机理，并从基因交流角度讨论新物种的形成过程。最后通过对重大灭绝事件的归纳总结，告诉学生新物种替代旧物种是生物进化、发展过程中的必然事件。由此，引导学生正确认识生命、了解生命的含义。二、教学目标：（1）知识目标：a、知道自然选择学说的基本论点。b、知道自然选择学说的创造作用。c、知道种群是生物进化的基本单位。d、知生物进化和物种形成的基本环节。(2)能力目标：a、引导学生用自然选择学说以现代物进化理论来解释生物现象b、新物种替代旧物种是生物进化、发展过程中的必然事件，自然形成正确认识生命，了解生命的能力（3）情感目标：通过对物种形成和灭绝的了解，初步感叹悟生命延续的规律以及保护野生生物的重要性，正确认识生命，了解生命的含义，强化辩证唯物主义世界观。三、教学重点和难点：（1）教学重点：a、达尔文的自然选择学说的四个基本论点。b、现代进化理论。c、物种的形成和灭绝（2）教学难点：a、生物的适应性。b、自然选择的作用。c、基因频率三、教学重点和难点：（1）教学重点：a、达尔文的自然选择学说的四个基本论点。b、现代进化理论。c、物种的形成和灭绝（2）教学难点：a、生物的适应性。b、自然选择的作用。c、基因频率拉马克是进化论的奠基者，他在18世纪初提出了用进废退的进化学说：环境的改变是导致生物进化的原因。环境改变了，生物的生活方式也要跟着变，有的器官由于经常使用而发达起来，有的器官则由于长期不使用而萎缩退化了。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。1、达尔文与进化论的创立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。2、达尔文的自然选择学说过度繁殖有限的生活条件+导致生存斗争+变异导致适者生存+有利性状遗传导致生物新类型出现自然选择：适者生存、不适者被淘汰的过程。达尔文的自然选择学说现代生物进化理论简介一、自然选择学说例：长颈鹿的进化过程长颈鹿的始祖现代长颈鹿长颈鹿始祖颈、腿较短颈、腿较长被淘汰被保留颈、腿较短颈、腿较长被保留自然选择学说的基本内容1、过度繁殖2、生存竞争3、遗传变异4、适者生存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！过度繁殖生存斗争：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！遗传变异：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！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）。适者生存1、按达尔文进化学说，下列叙述正确的是（）A、生活在地穴水井中的盲螈，因长期不用眼睛而失去视觉。B、食蚁兽的长舌是因为长期甜食树缝中的蚂蚁反复不断伸长所致。C、鹿和狼在长期生存斗争中相互进行选择，结果发展了自己的特征。D、春小麦连年冬种可以变成冬小麦，这是环境影响的结果。C2、长期使用某种农药，会发现灭虫效果越来越差，这是因为有些害虫产生了抗药性。害虫产生抗药性的原因是：（）（A）害虫对农药进行选择的结果；（B）定向变异的结果；（C）遗传的结果；（D）农药对害虫的抗药变异进行选择的结果。3、对达尔文自然选择学说的不正确理解是：（）（A）变异一般是不定向的；（B）选择是不定向的；（C）可遗传的变异是生物进化的基础；（D）生物的有利变异经过长期的自然选择和积累就可能产生出生物的新类型。DB4、下图是某农地长期使用一种农药的甲虫群体密度变化曲线。则下列叙述中，不符合达尔文进化论观点的是（）A、a和c时期的甲虫对该农药有同样强的抗药性B、甲虫抗药性种群形成的原因是长期使用单一农药C、B点可以证明甲虫群体中本来就有抗药性的个体D、从开始使用农药起，甲虫群体抗药性就逐渐加强虫体密度用药时间ABCabcA达尔文以后进化理论的发展：性状水平深入到基因（分子）水平以生物个体为单位以种群为基本单位发展到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。4、现代生物进化理论达尔文的自然选择学说很好地解释了生物的适应性。但限于当时的科技水平无法解释遗传变异的原因，而且仅限于对生物进化个体的分析，因而对于生物的多样性尤其是高等生物和低等生物并存的现象无法作出圆满的解释。现代生物学家吸取了达尔文自然选择学说的精华部分，运用现代遗传学、生态学、物理、化学方法对生物的进化进行分析，提出了现代的生物进化理论。现代生物进化理论的基本内容也有四点：1、种群的概念：种群是生活在一定自然区域的同种生物的全部个体，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。实现基因交流。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。（一）种群是生物进化的基本单位２、种群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。个体数目越多，个体间的差异越大，基因库也就越大。（一）种群是生物进化的基本单位3、某种基因在整个种群中出现的比例叫基因频率。生物进化其实就是种群基因频率改变的过程。如：假设一群金鱼有1000条，它们有2000个颜色基因，其中纯合灰色200条，杂合的有400条，红色的有600条。则灰色基因频率为（200*2+400）/2000=40%；红色基因频率为（400*2+400）/2000=60%。人类把鲫鱼的后代培育成金鱼，实质就是通过选择改变基因频率。从图中看，显然红色基因的频率显著提高了。1、通过基因型计算基因频率某种基因的基因频率=此种基因的个数此种基因的个数+其等位基因的个数2、通过基因型频率计算基因频率某种基因的基因频率=某种基因的纯合体频率+1/2杂合体频率实例分析1、据调查得知，某学校的学生中各血型的比率如下：IAIA20%IAi30%IBIB10%IBi20%IAIB10%ii10%计算IA、IB、i的基因频率。IB=25%IA=[2*20%+30%+10%]/200%=40%i=35%时空条件组成和数量生殖和遗传组成一个池塘一片草地全部鲤鱼所有蒲公英相互交配，交流基因相互交配，交流基因一定自然区域同种生物个体总和群体共有全部基因种群基因库（二）突变为生物进化提供原材料生物在繁殖的过程中会产生基因重组、基因突变及染色体变异等可遗传的变异。其中基因突变和染色体变异都可称为突变。突变和基因重组使生物个体间出现可遗传的差异。由于突变和基因重组，桦尺蠖形成了不同的体色。某海岛上的昆虫出现残翅和无翅类型基因突变新的等位基因基因重组多种多样的基因型种群出现大量的可遗传变异变异是不定向的形成了进化的原材料（三）自然选择主导着生物进化的方向在一定的环境条件下，具有不同性状的生物个体的适应能力是不同的。不适应环境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或难以繁殖而减少（频率降低）；反之，适应环境的基因其频率会升高。如某海岛上的昆虫，普通能飞的个体会因被风吹到海中淹死而导致基因频率降低，残翅和无翅的基因频率却相对提高了。1、可遗传的变异：基因突变、基因重组、染色体变异2、突变的有害和有利取决于生物的生存环境3、变异是不定向的，不能决定生物进化的方向。(三）自然选择决定生物进化的方向1、原因：淘汰不利变异的基因积累有利变异的基因2、结果：使基因频率定向改变自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向桦尺蠖深色浅色栖息环境浅色（个体多）（个体少）栖息环境深色s基因频率降低S基因频率升高浅色深色s基因频率又降低S基因频率又升高s基因频率95%……S基因频率95%㈢自然选择决定进化的方向变异是不定向的不利变异被淘汰,有利变异逐渐积累经过自然选择种群的基因频率发生定向改变生物朝一定方向缓慢进化自然选择表现型基因型基因频率直接间接（四）隔离导致物种形成物种的概念：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互相交配，并产生出可育后代的一群生物个体。如全世界的人都是一个物种，所有人都生活在地球上，无论白人黑人黄种人结婚，都能产生具有生殖能力的后代。同样，所有的马是一个物种，所有的驴也是一个物种。但马和驴不是一个物种，因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。1.同种物种能成功交配。2.不能成功交配的是两个不同的物种。即使交配成功后代也不可育。骡是不育的，所以马和驴是两个物种。举例1：1.不能成功交配的是两个不同的物种。即使交配成功后代也不可育。2.同种物种能成功交配。狮虎兽是不育的，所以虎和狮是两个物种。举例2：隔离：指同一物种不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括：地理隔离：由于高山、河流、沙漠等地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配。生殖隔离：种群间的个体不能自由交配或交配后不能产生可育的后代。如麻鸭(上)和孚鸭(下)都是大雁的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，现在即使人为让它们交配，也不能产生可育的后代了。也就是说，它们形成两个不同的物种了。物种的形成：物种形成的方式有多种，经过长期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。如大雁的后代形成麻鸭和孚鸭。又如达尔文在加拉帕戈斯群岛发现的地雀：由于海水的隔离，这些从南美洲迁来的不能远飞的地雀由于地理隔离而形成生殖隔离，形成了不同的物种。物种形成过程种群地理隔离小种群自然选择生殖隔离新物种发生改变基因频率（有突变和基因重组产生变异）经过长期的地理隔离而达到生殖隔离物种形成的关键分类学上把只有地理隔离的同一物种的几个种群叫亚种。种群是指生活在同一地点的同种生物的一群个体。一个种群的全部个体所含有的全部基因，称为种群的基因库。某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。生物进化与物种形成有何区别？生物进化同种生物的发展变化，时间可长可短任何基因频率的改变，不论其变化大小如何，引起的性状变化程度如何都属进化的范围。物种形成指一个物种发展为另一个物种的过程。必须当基因频率的改变在突破物种的界限形成生殖隔离时，方可成立。（需漫长时间）二者都是在自然选择过程中发生的。1，马（2N＝64）和驴（2N＝62）杂交能产生后代称骡子，能够正常发育，但不能生育，这种情况称之为（）A、杂交育种B、人工诱变C、基因重组D、生殖隔离2，产生上述情况的原因主要是（）A、染色体结构发生了变化B、马和驴的遗传物质有本质区别C、发生突变D、减数分裂过程中联会紊乱DD2.隔离在