生物进化理论

生物进化理论享学课堂Darwin与进化论19世纪中叶以前，神创论或称特创论一直占据着生物学的主导地位。一次创造论认为，世界上各种各样的生物，包括所有植物和动物都是上帝（神）在最初一次就造好放在地球上的，它们永远不变、一代一代地繁衍下来。连续创造论则认为，世界上各种各样的生物是一次又一次不断地被神创造的，因此造成了地球上过去的物种与现代物种的差别。英国牛津大学的一位副校长兼牧师甚至根据旧约记载还推测出上帝创造地球和造人的准确时间。神创论与进化论的斗争公元前6世纪，希腊哲学家Anaximandev预言，生物是逐渐进化的；18世纪，瑞典医生Linnaeus发明双名制生物命名法则；18世纪，法国生物学家Buffon在研究中察觉到生物进化现象并进行了描述，但没有勇气承认并作出结论；1830年，苏格兰地质学家Lyell发表《地质学原理》第一卷，阐述了古老地球在很早以前就形成了，地质过程经历了缓慢渐进的变化。同时，古生物化石的研究也被引入了地质学，为进化理论提供了基础；法国生物学家Lamarck再一次提出了生物进化的思想Darwin的祖父ErasmasDarwin也提出了生物进化的可能性，但他们都没有拿出足够令人信服的证据，或由于各种时代的局限，进化论并没有被确立起来，神创论所占据的主导地位一直没有被动摇。1859年，Darwin《物种起源》1860年6月30日牛津大学图书馆神创论与进化论的辩论会牛津大主教Wilberforcevs.Huxley进化论与神创论的斗争一直没有停止年青时代的Darwin和贝格尔号的航行1809年出生，童年山林和田野1825年，爱丁堡大学学习医学1828年，剑桥大学学习神学，钻研博物学和自然史，结识了一些博学的教授学者。1831年，从剑桥毕业并获得学士学位剑桥大学博物学教授Henslow推荐去英国贝格尔号航海船上担任博物学专家。出发之前，Henslow教授特别向Darwin赠送了Lyell的《地质学原理》第一卷。1831年11月，贝格尔号探险船出发进行环球探险调查1835年的夏天，贝格尔号到达太平洋东部，离南美洲西海岸965km的加帕戈斯群岛。考察了一个多月，采集了大量的岩石及植物和动物标本。Darwin发现，岛上26种陆栖鸟类中，有25种是特有的，15种海栖鱼类全部是新种，25种甲壳虫中只有2～3种是南美洲也有的，185种显花植物中新种为100种。不同岛屿上的海龟形态各不相同，地雀的许多特征也有差异，显示出这些不同的物种是这里特殊的气候和环境创造的。物种是可变的，这种变化明显受自然环境的影响和选择！随着贝格尔号长达5年的航海探险考察后，1836年10月，Darwin回到了英国。整理和收集资料：1838年，他阅读了著名的经济学家Malthus（马尔萨斯,1766-1834）的《人口论》，进一步认识到生存竞争的结果使各物种在自然界中保持适当的数量，同时逐渐向着更加适应于环境的方向变化。生存竞争和适者生存为Darwin的自然选择学说的形成提供了依据，他的关于生物通过自然选择而连续进化的理论开始成型。1858年，英国年青的博物学家Wallace给Darwin写信，阐述他通过对马来西亚群岛动植物的考察所得出的生物进化的结论。同年，Darwin和Wallace在英国Linnaean学会上公布了他们各自的论文和摘要。1859年，Darwin《物种起源》终于问世。拉马克（1744-1829）法国伟大的博物学家，较早期的进化论者之一。历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国博物学家拉马克（J.B.Lamark），他通过对植物和动物的大量观察，提出地球上的所有生物都不是神造的，而是由更古老的生物进化来的，生物是由低等到高等逐渐进化的，生物各种适应性特征的形成都是用进废退和获得性遗传。达尔文与他的《物种起源》达尔文（1809-1882）：英国博物学家，1831－1836年随“贝格尔”号做环球考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了以自然选择学说为核心的生物进化学说，并于1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。1、达尔文与进化论的创立过度繁殖遗传和变异生存斗争适者生存2、自然选择学说过度繁殖：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！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！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！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3.自然选择的作用自然选择在生物演化的过程中无时无刻不在发生，适应是自然选择的结果，不同的环境从不同的方向选择着生物的变异使生物的变异朝着不同方向积累，生物的性状逐渐产生分歧，最后形成多样性的物种。达尔文的自然选择学说意义①对生物进化的原因提出了合理的解释②科学的解释了生命的统一性和生物的多样性③使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上科学的轨道。不足①不能解释遗传和变异的本质；②对生物进化的解释仅限于生物个体水平③强调物种形成是渐变的结果，不能解释物种大爆发的现象。4.现代进化理论主要内容①种群是生物进化的基本单位现代生物进化理论是以自然选择学说为核心、综合基因学说发展起来的，对于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，从以生物个体为单位,发展到以种群为单位。②突变为生物进化提供原材料③自然选择主导着进化的方向④进化的实质是种群基因频率发生定向改变⑤隔离是新物种形成的必要条件⑥共同进化与生物多样性的形成①种群是生物进化的基本单位种群是指生活在某一区域内的同一种生物的全部个体。种群是生物繁殖的基本单位，是生物进化的基本单位。种群中的个体并不是机械的结合在一起，彼此可以交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。②突变为生物进化提供原材料基因型表现型功能适宜环境AAaa分趾联趾善于爬行善于游泳陆地海洋Aa③自然选择主导着进化的方向基因型表现型比例的变化小岛1食物丰富小岛2食物匮乏AA、Aa分趾aa联趾多少多少④进化的实质是种群基因频率发生定向改变基因型表现型比例的变化小岛1食物丰富AA、Aa分趾aa联趾多少基因库：一个种群中能进行生殖的生物个体所含有的全部基因。基因频率：种群基因库中某一基因在它的全部等位基因中所占的比率。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400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%。练习：高秆小麦(DD)与矮秆小麦(dd)杂交后，再经过多次自交，其后代种群中基因型为DD的个体占72％，基因型为Dd的个体占8％，基因型为dd的个体占20％，那么基因D的频率是（C）A．72％B．80％C．76％D．60％⑤隔离是新物种形成的必要条件隔离指不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。地理隔离同一物种由于地理上的障碍，使彼此间不能相遇而不能交配，使种群间不能发生基因交流的现象。导致基因失去交流机会⑤隔离是新物种形成的必要条件生殖隔离指进行有性生殖的生物彼此之间不能杂交或杂交不育。导致新物种的形成地理隔离阻断基因交流在不同的突变基因重组和自然选择作用下基因频率向不同方向发生改变种群的基因库出现差异差异进一步加大生殖隔离新物种形成⑤隔离是新物种形成的必要条件地理隔离是形成物种的阶段量变生殖隔离是形成物种的阶段质变生殖隔离的出现，标志着的形成新物种新物种的出现，是否都要经过地理隔离？“爆发式”进化⑥共同进化与生物多样性的形成任何一个物种都不是单独进化的；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。⑥共同进化与生物多样性的形成基因多样性物种多样性生态系统多样性达尔文的自然选择学说自然选择学说的现代认识个体性状的差异繁殖成功个体个体性状的保留或消亡达尔文的自然选择学说与现代进化理论的比较等位基因遗传成功种群种群基因库的改变