江西省德興市高中生物 生物進(jìn)化課件

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1、2達(dá)爾文學(xué)說與微觀進(jìn)化達(dá)爾文學(xué)說與微觀進(jìn)化259第五篇生物進(jìn)化第五篇生物進(jìn)化 26物物 種種 形形 成成宏觀進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育宏觀進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育27325.1 進(jìn)化理論的創(chuàng)立進(jìn)化理論的創(chuàng)立25.2 生物的微觀進(jìn)化生物的微觀進(jìn)化達(dá)爾文學(xué)說與微觀進(jìn)化達(dá)爾文學(xué)說與微觀進(jìn)化2545共同由來學(xué)說：共同由來學(xué)說： 那些彼此相似而又互有區(qū)別的物種來自一個(gè)共那些彼此相似而又互有區(qū)別的物種來自一個(gè)共同的祖先。同的祖先。自然選擇學(xué)說：自然選擇學(xué)說： 自然選擇就是有差別的存活和生殖：過度繁殖自然選擇就是有差別的存活和生殖：過度繁殖生存斗爭生存斗爭遺傳和變異遺傳和變異適者生存適者生存變異積累變異積累新物種形成。新物種形成

2、。18591859年，年，DarwinDarwin物種起源物種起源問世。問世。6鏈接：物種起源鏈接：物種起源7 歷歷 史：史： 拉馬克第一個(gè)提出進(jìn)化理論拉馬克第一個(gè)提出進(jìn)化理論 進(jìn)化論與神創(chuàng)論的斗爭進(jìn)化論與神創(chuàng)論的斗爭 18311831年，年，DarwinDarwin和貝格爾號(hào)的航行和貝格爾號(hào)的航行 18591859年，達(dá)爾文年，達(dá)爾文物種起源物種起源終于問世終于問世 證證 據(jù)：據(jù)： 形態(tài)學(xué)的比較形態(tài)學(xué)的比較 解剖學(xué)的比較解剖學(xué)的比較 胚胎學(xué)的比較胚胎學(xué)的比較 地質(zhì)年代與生物化石比較地質(zhì)年代與生物化石比較 人工選擇人工選擇共同由來共同由來自然選擇自然選擇8加拉帕戈斯地雀加拉帕戈斯地雀喙喙（hu

3、）的形態(tài)學(xué)比較）的形態(tài)學(xué)比較9脊椎動(dòng)物前肢結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)比較脊椎動(dòng)物前肢結(jié)構(gòu)的解剖學(xué)比較10脊椎動(dòng)物的胚胎比較脊椎動(dòng)物的胚胎比較它們的早期胚胎很相似，都具有鰓裂和尾。它們的早期胚胎很相似，都具有鰓裂和尾?；涗涳@示，越老的地層，生物形態(tài)越簡單；越新的地層，化石記錄顯示，越老的地層，生物形態(tài)越簡單；越新的地層，生物形態(tài)越復(fù)雜?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的化石大部分屬于水生生物。生物形態(tài)越復(fù)雜?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的化石大部分屬于水生生物。地質(zhì)年代與生物化石比較地質(zhì)年代與生物化石比較121314微觀進(jìn)化：微觀進(jìn)化： 在物種范圍內(nèi)，隨時(shí)間推移，群體遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)在物種范圍內(nèi)，隨時(shí)間推移，群體遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化。生的變化。宏觀進(jìn)化：宏

4、觀進(jìn)化： 研究物種及物種以上的分類群如何演變。研究物種及物種以上的分類群如何演變。物種物種： 物種是互交繁殖的自然群體，一個(gè)物種與其他物種是互交繁殖的自然群體，一個(gè)物種與其他物種在生殖上相互隔離。物種在生殖上相互隔離。 群體：群體： 一群能互相繁殖的個(gè)體組成群體。一個(gè)物種是一群能互相繁殖的個(gè)體組成群體。一個(gè)物種是最大的群體。最大的群體。15基因庫：基因庫： 一個(gè)群體中全部個(gè)體所帶有的全部基因（包括全部一個(gè)群體中全部個(gè)體所帶有的全部基因（包括全部等位基因）的總和。等位基因）的總和。基因頻率基因頻率： 一個(gè)群體內(nèi)某一等位基因占它的全部等位基因總數(shù)一個(gè)群體內(nèi)某一等位基因占它的全部等位基因總數(shù)的比例。

5、例如：的比例。例如：A=60%A=60%， a=40%a=40%遺傳漂變遺傳漂變： 在一個(gè)小群體內(nèi)，某個(gè)基因由于某種在一個(gè)小群體內(nèi)，某個(gè)基因由于某種偶然原因偶然原因增加增加或丟失，引起群體基因頻率改變?；騺G失，引起群體基因頻率改變?；蛄鳎夯蛄鳎?一個(gè)群體的一個(gè)群體的個(gè)體遷入個(gè)體遷入到另一個(gè)群體中去，不管是老到另一個(gè)群體中去，不管是老個(gè)體的個(gè)體的遷出遷出還是新個(gè)體的加入，都會(huì)使種群基因頻還是新個(gè)體的加入，都會(huì)使種群基因頻率發(fā)生變化。率發(fā)生變化。16微觀（群體）進(jìn)化的因素微觀（群體）進(jìn)化的因素遺傳漂變遺傳漂變基因流基因流自然選擇自然選擇最最終終導(dǎo)導(dǎo)致致基基因因頻頻率率改改變變小群體內(nèi)基因增減小

6、群體內(nèi)基因增減基因或染色體突變基因或染色體突變有選擇地交配有選擇地交配突突 變變非隨機(jī)交配非隨機(jī)交配群體之間基因流動(dòng)群體之間基因流動(dòng)差異個(gè)體適者生存差異個(gè)體適者生存17Natural selection 18 1926物物 種種 形形 成成26.1 物種的概念物種的概念26.2 物種形成的方式物種形成的方式2021物種：物種： 物種是互交繁殖的自然群體，一個(gè)物種與其物種是互交繁殖的自然群體，一個(gè)物種與其他物種在生殖上相互隔離。他物種在生殖上相互隔離。生殖障礙造成生殖隔離，生殖障礙造成生殖隔離， 生殖隔離造成物種分離：生殖隔離造成物種分離：合子前障礙合子前障礙合子后障礙合子后障礙地理障礙季節(jié)障礙

7、形態(tài)障礙配子障礙雜種不活雜種不育雜種破落生殖障礙生殖障礙2223物種形成的方式物種形成的方式地理隔離條件下的物種形成地理隔離條件下的物種形成異地物種形成異地物種形成 新老物種是因被隔離在不同環(huán)境下而產(chǎn)生的性新老物種是因被隔離在不同環(huán)境下而產(chǎn)生的性狀分歧及生殖隔離狀分歧及生殖隔離漸進(jìn)式漸進(jìn)式彼此獨(dú)立發(fā)生的相似的物種形成彼此獨(dú)立發(fā)生的相似的物種形成 生境相似，進(jìn)化相似生境相似，進(jìn)化相似漸進(jìn)式漸進(jìn)式多倍體植物一經(jīng)產(chǎn)生就是一種新的物種多倍體植物一經(jīng)產(chǎn)生就是一種新的物種 染色體倍數(shù)發(fā)生畸變?nèi)旧w倍數(shù)發(fā)生畸變跳躍式跳躍式24 達(dá)爾文學(xué)說和綜合進(jìn)化論主張進(jìn)化是微小突達(dá)爾文學(xué)說和綜合進(jìn)化論主張進(jìn)化是微小突變的

8、積累，自然選擇導(dǎo)致的進(jìn)化只能是緩慢的、變的積累，自然選擇導(dǎo)致的進(jìn)化只能是緩慢的、漸變的過程。這種理解成功地解釋了物種以下種漸變的過程。這種理解成功地解釋了物種以下種群的進(jìn)化群的進(jìn)化( (小進(jìn)化小進(jìn)化) )，而在解釋物種以上單元的起，而在解釋物種以上單元的起源源( (大進(jìn)化大進(jìn)化) )時(shí)，卻遇到了困難。時(shí)，卻遇到了困難。漸變式進(jìn)化和跳躍式進(jìn)化漸變式進(jìn)化和跳躍式進(jìn)化25ChangeTime(a) Gradualist model點(diǎn)斷平衡模式點(diǎn)斷平衡模式19721972，古生物學(xué)家艾爾德雷奇和古德爾，古生物學(xué)家艾爾德雷奇和古德爾物種的進(jìn)化性變化是非勻速的，不是一個(gè)漸變的平物種的進(jìn)化性變化是非勻速的，

9、不是一個(gè)漸變的平滑的過程?；倪^程。新物種是跳躍式出現(xiàn)的。新物種一旦形成，在它存新物種是跳躍式出現(xiàn)的。新物種一旦形成，在它存在的上百萬年時(shí)間里，并未出現(xiàn)顯著的變化，處于在的上百萬年時(shí)間里，并未出現(xiàn)顯著的變化，處于表型平衡狀態(tài)，直至另一次物種形成的突然出現(xiàn)。表型平衡狀態(tài)，直至另一次物種形成的突然出現(xiàn)。此模式與化石記錄一致。此模式與化石記錄一致。2627TimeChange(b) Punctuated equilibrium model28 新的物種起源于大突變。一些種群由于基因新的物種起源于大突變。一些種群由于基因漂變、建立者效應(yīng)以及調(diào)節(jié)基因置換的作用，易漂變、建立者效應(yīng)以及調(diào)節(jié)基因置換的作用，

10、易于發(fā)生大突變，這些大突變在隔離的環(huán)境中有更于發(fā)生大突變，這些大突變在隔離的環(huán)境中有更大的可能被留存下來，從而形成新的物種。大的可能被留存下來，從而形成新的物種。 例如：人與黑猩猩之間在形態(tài)等各方面的巨例如：人與黑猩猩之間在形態(tài)等各方面的巨大差異，就是由于幾個(gè)調(diào)節(jié)基因發(fā)生的突變（置大差異，就是由于幾個(gè)調(diào)節(jié)基因發(fā)生的突變（置換）所致。換）所致。 大突變學(xué)說大突變學(xué)說2927.1 研究宏觀進(jìn)化的依據(jù)研究宏觀進(jìn)化的依據(jù)27.2 生物的宏觀進(jìn)化生物的宏觀進(jìn)化27.3 生物的系統(tǒng)發(fā)育生物的系統(tǒng)發(fā)育 宏觀進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育宏觀進(jìn)化與系統(tǒng)發(fā)育273031宏觀進(jìn)化的依據(jù)主要來自兩方面：宏觀進(jìn)化的依據(jù)主要來自兩方面

11、：化石及其年代測定化石及其年代測定分子生物學(xué)的比較分子生物學(xué)的比較測定測定14C對對12C的比例，半衰期的比例，半衰期5730年年測定測定40K對對40Ar的比例，半衰期的比例，半衰期13億年億年同源蛋白質(zhì)序列比較同源蛋白質(zhì)序列比較DNA同源序列比較同源序列比較測定中性突變速率測定中性突變速率32 海洋與湖泊的沉積埋藏作用是化石形成的重要海洋與湖泊的沉積埋藏作用是化石形成的重要條件。堿性土壤、不含氧的土壤容易形成化石。條件。堿性土壤、不含氧的土壤容易形成化石。化石：生物的骨骼化石：生物的骨骼印跡化石：生物的印跡印跡化石：生物的印跡琥珀：昆蟲被樹脂包埋琥珀：昆蟲被樹脂包埋33同源蛋白質(zhì)序列比較同

12、源蛋白質(zhì)序列比較 同源蛋白：不同生物之間所具有的相同功能和相同源蛋白：不同生物之間所具有的相同功能和相似結(jié)構(gòu)的蛋白。同源蛋白之間結(jié)構(gòu)越相近，生物的親似結(jié)構(gòu)的蛋白。同源蛋白之間結(jié)構(gòu)越相近，生物的親緣關(guān)系就越近。緣關(guān)系就越近。34 中性突變中性突變是指這種突變對生物體是中性的，是指這種突變對生物體是中性的，無所謂有利或不利，即對生物的生殖力和生存力無所謂有利或不利，即對生物的生殖力和生存力沒有影響。中性突變通過隨機(jī)的沒有影響。中性突變通過隨機(jī)的遺傳漂變遺傳漂變在群體在群體中得以固定中得以固定, ,因而因而自然選擇自然選擇對他們不起作用。這對他們不起作用。這是分子進(jìn)化的中性學(xué)說與達(dá)爾文的進(jìn)化理論不同

13、是分子進(jìn)化的中性學(xué)說與達(dá)爾文的進(jìn)化理論不同之處。之處。 同源蛋白上存在的這些差異就是中性突變。同源蛋白上存在的這些差異就是中性突變。 35DNA同源序列比較同源序列比較36分子鐘概念的提出分子鐘概念的提出中性學(xué)說認(rèn)為，分子進(jìn)化速率取決于生物大分中性學(xué)說認(rèn)為，分子進(jìn)化速率取決于生物大分子中的氨基酸或核苷酸在一定時(shí)間內(nèi)的替換率子中的氨基酸或核苷酸在一定時(shí)間內(nèi)的替換率（既中性突變率）。（既中性突變率）。生物大分子（生物大分子（DNADNA、PrPr）的中性突變率是恒定的。）的中性突變率是恒定的?？勺鳛樯锂a(chǎn)生分歧的分子鐘?？勺鳛樯锂a(chǎn)生分歧的分子鐘。兩物種的同源蛋白質(zhì)之間氨基酸差異的數(shù)目，兩物種的同

14、源蛋白質(zhì)之間氨基酸差異的數(shù)目，與它們分歧的時(shí)間成正比。與它們分歧的時(shí)間成正比。3738 生物進(jìn)化的歷史進(jìn)程生物進(jìn)化的歷史進(jìn)程冥古宙冥古宙太古宙太古宙元古宙元古宙顯生宙顯生宙45億年前億年前38億年前億年前25億年前億年前6億年前億年前-今今地地質(zhì)質(zhì)年年代代地球形成地球形成化學(xué)進(jìn)化，細(xì)胞起源化學(xué)進(jìn)化，細(xì)胞起源藍(lán)細(xì)菌繁盛藍(lán)細(xì)菌繁盛多細(xì)胞真核生物進(jìn)化多細(xì)胞真核生物進(jìn)化顯顯 生生 宙宙41 古生代古生代寒武紀(jì)：寒武紀(jì)：生物大爆發(fā)，生物大爆發(fā)，藻類、蕨類、軟體動(dòng)物、棘皮動(dòng)物藻類、蕨類、軟體動(dòng)物、棘皮動(dòng)物奧陶紀(jì)、志留紀(jì)：植物由水生到陸生的進(jìn)化奧陶紀(jì)、志留紀(jì)：植物由水生到陸生的進(jìn)化泥盆紀(jì)：魚類大發(fā)展、昆蟲和

15、兩棲動(dòng)物興起泥盆紀(jì)：魚類大發(fā)展、昆蟲和兩棲動(dòng)物興起石炭紀(jì)：兩棲動(dòng)物繁盛，爬行類興起、動(dòng)物由水生到陸生石炭紀(jì)：兩棲動(dòng)物繁盛，爬行類興起、動(dòng)物由水生到陸生二疊紀(jì)：裸子植物繁茂二疊紀(jì)：裸子植物繁茂 中生代中生代爬行動(dòng)物的時(shí)代爬行動(dòng)物的時(shí)代三疊紀(jì)：爬行動(dòng)物為優(yōu)勢生物、出現(xiàn)鱷魚、鳥類、恐龍、蜥蜴、海龜三疊紀(jì)：爬行動(dòng)物為優(yōu)勢生物、出現(xiàn)鱷魚、鳥類、恐龍、蜥蜴、海龜侏羅紀(jì)：恐龍繁盛、原始哺乳動(dòng)物出現(xiàn)侏羅紀(jì)：恐龍繁盛、原始哺乳動(dòng)物出現(xiàn)白堊紀(jì)：白堊紀(jì)：恐龍滅絕恐龍滅絕、物種發(fā)生了一次大的更替物種發(fā)生了一次大的更替 新生代新生代第三紀(jì)：昆蟲與被子植物繼續(xù)繁盛分化、出現(xiàn)鳥類和大量哺乳動(dòng)物第三紀(jì)：昆蟲與被子植物繼續(xù)繁盛

16、分化、出現(xiàn)鳥類和大量哺乳動(dòng)物第四紀(jì)：靈長類一支進(jìn)化為人類第四紀(jì)：靈長類一支進(jìn)化為人類42 生物進(jìn)化的趨勢生物進(jìn)化的趨勢 在同一環(huán)境中的不同物種進(jìn)化產(chǎn)在同一環(huán)境中的不同物種進(jìn)化產(chǎn)生類似的適應(yīng)性狀。例如，在水中生活的鯊、生類似的適應(yīng)性狀。例如，在水中生活的鯊、魚龍和海豚分別屬于魚類、爬行類和哺乳類動(dòng)魚龍和海豚分別屬于魚類、爬行類和哺乳類動(dòng)物，但都進(jìn)化形成了適應(yīng)游泳的流線型身軀。物，但都進(jìn)化形成了適應(yīng)游泳的流線型身軀。：是指同一種群分為兩個(gè)群體，由于是指同一種群分為兩個(gè)群體，由于生活環(huán)境不同，各自發(fā)生和積累不同的遺傳變生活環(huán)境不同，各自發(fā)生和積累不同的遺傳變異，最終形成兩個(gè)不同物種。北極熊和棕熊。異

17、，最終形成兩個(gè)不同物種。北極熊和棕熊。是指兩種以上有親緣關(guān)系的物種各是指兩種以上有親緣關(guān)系的物種各自獨(dú)立發(fā)生相似的進(jìn)化。如澳大利亞的袋狼和自獨(dú)立發(fā)生相似的進(jìn)化。如澳大利亞的袋狼和歐亞大陸的狼相似。歐亞大陸的狼相似。 43 是同種生物之間的微小的基因變化。這是同種生物之間的微小的基因變化。這種變化往往是由所處的環(huán)境決定的。比如在種變化往往是由所處的環(huán)境決定的。比如在熱帶叢林里呆著的蜥蜴就是綠色的，而在沙熱帶叢林里呆著的蜥蜴就是綠色的，而在沙漠中呆著的就是褐黃色的。漠中呆著的就是褐黃色的。 是一種生物演化到其他各種不同的生物。是一種生物演化到其他各種不同的生物。比如進(jìn)化論中說的，魚比如進(jìn)化論中說的

18、，魚- -兩棲動(dòng)物兩棲動(dòng)物- -爬行動(dòng)物爬行動(dòng)物- -哺乳動(dòng)物哺乳動(dòng)物- -猩猩猩猩- -人。人。4445 真核細(xì)胞的起源真核細(xì)胞的起源真核細(xì)胞要比原核細(xì)胞復(fù)雜得多，具有膜真核細(xì)胞要比原核細(xì)胞復(fù)雜得多，具有膜包被的細(xì)胞器即區(qū)域高度組織性的真核細(xì)胞是包被的細(xì)胞器即區(qū)域高度組織性的真核細(xì)胞是如何從較簡單的原核細(xì)胞進(jìn)化來的呢？如何從較簡單的原核細(xì)胞進(jìn)化來的呢？ 內(nèi)共生學(xué)說內(nèi)共生學(xué)說46線粒體和葉綠體等細(xì)胞器的形成：線粒體和葉綠體等細(xì)胞器的形成：“內(nèi)共生學(xué)說內(nèi)共生學(xué)說”原始的較大的原核細(xì)胞可以吞入較小的原核細(xì)胞，原始的較大的原核細(xì)胞可以吞入較小的原核細(xì)胞，被吞入的原核細(xì)胞通過內(nèi)共生變成了細(xì)胞器。內(nèi)共生

19、學(xué)被吞入的原核細(xì)胞通過內(nèi)共生變成了細(xì)胞器。內(nèi)共生學(xué)說認(rèn)為，原來被吞入的需氧的細(xì)菌可變?yōu)榫€粒體，被吞說認(rèn)為，原來被吞入的需氧的細(xì)菌可變?yōu)榫€粒體，被吞入的具葉綠素和光合作用功能的藍(lán)細(xì)菌變成了葉綠體，入的具葉綠素和光合作用功能的藍(lán)細(xì)菌變成了葉綠體，如此，便逐漸完成了向真核細(xì)胞的進(jìn)化。如此，便逐漸完成了向真核細(xì)胞的進(jìn)化。47“內(nèi)共生學(xué)說內(nèi)共生學(xué)說”的實(shí)驗(yàn)支持的實(shí)驗(yàn)支持生物細(xì)胞間的內(nèi)共生現(xiàn)象是存在的。生物細(xì)胞間的內(nèi)共生現(xiàn)象是存在的。好氧細(xì)菌與線粒體，藍(lán)細(xì)菌與葉綠體在大小、雙層好氧細(xì)菌與線粒體，藍(lán)細(xì)菌與葉綠體在大小、雙層膜的組成及膜蛋白的運(yùn)轉(zhuǎn)作用等方面具有相似性。膜的組成及膜蛋白的運(yùn)轉(zhuǎn)作用等方面具有相似性

20、。繁殖時(shí)，線粒體和葉綠體分裂方式與好氧細(xì)菌和藍(lán)繁殖時(shí)，線粒體和葉綠體分裂方式與好氧細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌的二分裂基本相同。細(xì)菌的二分裂基本相同。線粒體與葉綠體內(nèi)部含有環(huán)狀線粒體與葉綠體內(nèi)部含有環(huán)狀DNADNA，這一點(diǎn)也與好氧，這一點(diǎn)也與好氧細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌相同。細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌相同。線粒體與葉綠體核酸序列的分析結(jié)果也為內(nèi)共生學(xué)線粒體與葉綠體核酸序列的分析結(jié)果也為內(nèi)共生學(xué)說提供了支持。說提供了支持。4849系統(tǒng)發(fā)育是與個(gè)體發(fā)育相對而言的，它是指某系統(tǒng)發(fā)育是與個(gè)體發(fā)育相對而言的，它是指某一個(gè)類群的形成和發(fā)展過程。一個(gè)類群的形成和發(fā)展過程。 大類群有大類群的發(fā)展史，小類群有小類群的大類群有大類群的發(fā)展史，小類群有小類

21、群的發(fā)展史，從大的方面看，如果研究整個(gè)植物界的發(fā)發(fā)展史，從大的方面看，如果研究整個(gè)植物界的發(fā)生與發(fā)展，便稱之為植物界的系統(tǒng)發(fā)育。同樣，也生與發(fā)展，便稱之為植物界的系統(tǒng)發(fā)育。同樣，也可以研究某個(gè)門、綱、目、科、屬、種的系統(tǒng)發(fā)育?？梢匝芯磕硞€(gè)門、綱、目、科、屬、種的系統(tǒng)發(fā)育。研究這些類群之間在研究這些類群之間在進(jìn)化上有何聯(lián)系進(jìn)化上有何聯(lián)系？哪個(gè)類？哪個(gè)類群較為原始？哪個(gè)類群較為進(jìn)化？對這類問題的探群較為原始？哪個(gè)類群較為進(jìn)化？對這類問題的探討就是探討各類群的系統(tǒng)發(fā)育。討就是探討各類群的系統(tǒng)發(fā)育。 系統(tǒng)發(fā)育的概念系統(tǒng)發(fā)育的概念50譜系分類譜系分類-進(jìn)化樹進(jìn)化樹譜系分類反應(yīng)了系統(tǒng)發(fā)生過程。譜系分類反應(yīng)了系統(tǒng)發(fā)生過程。