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歡迎進(jìn)入生物課堂 生物進(jìn)化理論 一 教材分析 教材以達(dá)爾文的自然選擇為主線 介紹達(dá)爾文進(jìn)化論的內(nèi)涵 在此基礎(chǔ)上介紹現(xiàn)代進(jìn)化理論 闡述了生物進(jìn)化的內(nèi)因 外因和基本形式 回答了生物是怎樣進(jìn)化的問題 首先介紹了達(dá)爾文思想的來源 拉馬克的進(jìn)化學(xué)說 進(jìn)而說明達(dá)爾文進(jìn)化論形成過程 貝格爾號(hào) 的環(huán)球航行 以及代表著作 物種起源 通過對(duì)自然選擇學(xué)說的核心內(nèi)容 遺傳和變異 繁殖過剩 生存斗爭(zhēng)和適者生存 以及自然選擇作用例子的介紹 向?qū)W生展示達(dá)爾文進(jìn)化論的主要思想和觀點(diǎn) 生物是進(jìn)化的 人們對(duì)進(jìn)化理論的認(rèn)識(shí) 也是在深入和發(fā)展的 達(dá)爾文以后又產(chǎn)生了新的生物進(jìn)化學(xué)說 教材選擇了最為廣大學(xué)者接受的現(xiàn)代進(jìn)化理論為例 介紹進(jìn)化理論新的認(rèn)識(shí) 種群是生物進(jìn)化的基本單位 突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原材料 用基因和基因頻率等遺傳學(xué)概念解釋生物進(jìn)化機(jī)理 并從基因交流角度討論新物種的形成過程 最后通過對(duì)重大滅絕事件的歸納總結(jié) 告訴學(xué)生新物種替代舊物種是生物進(jìn)化 發(fā)展過程中的必然事件 由此 引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)生命 了解生命的含義 二 教學(xué)目標(biāo) 1 知識(shí)目標(biāo) a 知道自然選擇學(xué)說的基本論點(diǎn) b 知道自然選擇學(xué)說的創(chuàng)造作用 c 知道種群是生物進(jìn)化的基本單位 d 知生物進(jìn)化和物種形成的基本環(huán)節(jié) 2 能力目標(biāo) a 引導(dǎo)學(xué)生用自然選擇學(xué)說以現(xiàn)代物進(jìn)化理論來解釋生物現(xiàn)象b 新物種替代舊物種是生物進(jìn)化 發(fā)展過程中的必然事件 自然形成正確認(rèn)識(shí)生命 了解生命的能力 3 情感目標(biāo) 通過對(duì)物種形成和滅絕的了解 初步感嘆悟生命延續(xù)的規(guī)律以及保護(hù)野生生物的重要性 正確認(rèn)識(shí)生命 了解生命的含義 強(qiáng)化辯證唯物主義世界觀 三 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1 教學(xué)重點(diǎn) a 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的四個(gè)基本論點(diǎn) b 現(xiàn)代進(jìn)化理論 c 物種的形成和滅絕 2 教學(xué)難點(diǎn) a 生物的適應(yīng)性 b 自然選擇的作用 c 基因頻率 三 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1 教學(xué)重點(diǎn) a 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的四個(gè)基本論點(diǎn) b 現(xiàn)代進(jìn)化理論 c 物種的形成和滅絕 2 教學(xué)難點(diǎn) a 生物的適應(yīng)性 b 自然選擇的作用 c 基因頻率 拉馬克是進(jìn)化論的奠基者 他在18世紀(jì)初提出了用進(jìn)廢退的進(jìn)化學(xué)說 環(huán)境的改變是導(dǎo)致生物進(jìn)化的原因 環(huán)境改變了 生物的生活方式也要跟著變 有的器官由于經(jīng)常使用而發(fā)達(dá)起來 有的器官則由于長(zhǎng)期不使用而萎縮退化了 拉馬克認(rèn)為長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化是因?yàn)椴莸赝嘶笠詷淙~ 當(dāng)然頸長(zhǎng)的有優(yōu)勢(shì) 它們想要長(zhǎng)頸 于是天天使勁地將頸伸長(zhǎng) 終于形成了現(xiàn)在的長(zhǎng)頸鹿 1 達(dá)爾文與進(jìn)化論的創(chuàng)立 拉馬克的用進(jìn)廢退學(xué)說雖有一定道理 但事實(shí)上由于使用而發(fā)達(dá)起來的器官特征并不能遺傳給后代 達(dá)爾文通過幾十年的觀察分析 終于在1859年出版了 物種起源 一書 提出了自然選擇學(xué)說 2 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說 過度繁殖 有限的生活條件 生存斗爭(zhēng) 適者生存 生物新類型出現(xiàn) 自然選擇 適者生存 不適者被淘汰的過程 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論簡(jiǎn)介 一 自然選擇學(xué)說例 長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化過程 長(zhǎng)頸鹿的始祖 現(xiàn)代長(zhǎng)頸鹿 長(zhǎng)頸鹿始祖 自然選擇學(xué)說的基本內(nèi)容 1 過度繁殖 2 生存競(jìng)爭(zhēng) 3 遺傳變異 4 適者生存 莢迷 魚群 人可能是繁殖能力最小的 一對(duì)夫妻最多的能產(chǎn)生十幾個(gè)子女 若以每對(duì)夫妻平均生三個(gè)子女 平均30年傳遞一代計(jì)算 每隔50年人口就將增加一倍 只需數(shù)百年時(shí)間世界人口就將達(dá)到幾萬億人 顯然 這是不可能的 動(dòng)物 植物和微生物的繁殖能力比人強(qiáng)很多很多倍 若全部后代都能成活下來 只要很短時(shí)間就會(huì)超出環(huán)境的承受能力 過度繁殖 生存斗爭(zhēng) 生物的生存資源有限 要生存就必須與無機(jī)環(huán)境 異種及同種的其他個(gè)體進(jìn)行斗爭(zhēng) 一個(gè)物種要生存下去 就必須不停地與環(huán)境中的各種因素進(jìn)行斗爭(zhēng) 遺傳變異 生物產(chǎn)生的后代會(huì)發(fā)生變異 產(chǎn)生各種不同于親代的性狀 生物的變異有的比親代更適應(yīng)環(huán)境 有的卻不適應(yīng)環(huán)境 達(dá)爾文認(rèn)為長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化原因是 長(zhǎng)頸鹿產(chǎn)生的后代超過環(huán)境承受能力 過度繁殖 它們都要吃樹葉而樹葉不夠吃 生存斗爭(zhēng) 它們有頸長(zhǎng)和頸短的差異 遺傳變異 頸長(zhǎng)的能吃到樹葉生存下來 頸短的卻因吃不到樹葉而最終餓死了 適者生存 適者生存 1 按達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說 下列敘述正確的是 A 生活在地穴水井中的盲螈 因長(zhǎng)期不用眼睛而失去視覺 B 食蟻獸的長(zhǎng)舌是因?yàn)殚L(zhǎng)期甜食樹縫中的螞蟻反復(fù)不斷伸長(zhǎng)所致 C 鹿和狼在長(zhǎng)期生存斗爭(zhēng)中相互進(jìn)行選擇 結(jié)果發(fā)展了自己的特征 D 春小麥連年冬種可以變成冬小麥 這是環(huán)境影響的結(jié)果 C 2 長(zhǎng)期使用某種農(nóng)藥 會(huì)發(fā)現(xiàn)滅蟲效果越來越差 這是因?yàn)橛行┖οx產(chǎn)生了抗藥性 害蟲產(chǎn)生抗藥性的原因是 A 害蟲對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行選擇的結(jié)果 B 定向變異的結(jié)果 C 遺傳的結(jié)果 D 農(nóng)藥對(duì)害蟲的抗藥變異進(jìn)行選擇的結(jié)果 3 對(duì)達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的不正確理解是 A 變異一般是不定向的 B 選擇是不定向的 C 可遺傳的變異是生物進(jìn)化的基礎(chǔ) D 生物的有利變異經(jīng)過長(zhǎng)期的自然選擇和積累就可能產(chǎn)生出生物的新類型 D B A 達(dá)爾文以后進(jìn)化理論的發(fā)展 性狀水平 基因 分子 水平 以生物個(gè)體為單位 以種群為基本單位 形成以自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 認(rèn)識(shí)到了遺傳和變異的本質(zhì)獲得性遺傳的觀點(diǎn) 已經(jīng)被多數(shù)人擯棄 4 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說很好地解釋了生物的適應(yīng)性 但限于當(dāng)時(shí)的科技水平無法解釋遺傳變異的原因 而且僅限于對(duì)生物進(jìn)化個(gè)體的分析 因而對(duì)于生物的多樣性尤其是高等生物和低等生物并存的現(xiàn)象無法作出圓滿的解釋 現(xiàn)代生物學(xué)家吸取了達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的精華部分 運(yùn)用現(xiàn)代遺傳學(xué) 生態(tài)學(xué) 物理 化學(xué)方法對(duì)生物的進(jìn)化進(jìn)行分析 提出了現(xiàn)代的生物進(jìn)化理論 現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本內(nèi)容也有四點(diǎn) 1 種群的概念 種群是生活在一定自然區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體 是生物繁殖的基本單位 個(gè)體間彼此交配 通過繁殖將自己的基因傳遞給后代 實(shí)現(xiàn)基因交流 生活在這里的每一種動(dòng)物 植物和微生物都構(gòu)成一個(gè)種群 生物個(gè)體通過繁殖將自己的基因傳遞給后代 一 種群是生物進(jìn)化的基本單位 種群全部個(gè)體所含的全部基因叫做這個(gè)種群的基因庫(kù) 其中每個(gè)個(gè)體所含的基因只是基因庫(kù)的一部分 這些金魚各自有自己的基因 共同構(gòu)成了種群的基因庫(kù) 它們各自的基因都是基因庫(kù)的一部分 個(gè)體數(shù)目越多 個(gè)體間的差異越大 基因庫(kù)也就越大 一 種群是生物進(jìn)化的基本單位 3 某種基因在整個(gè)種群中出現(xiàn)的比例叫基因頻率 生物進(jìn)化其實(shí)就是種群基因頻率改變的過程 如 假設(shè)一群金魚有1000條 它們有2000個(gè)顏色基因 其中純合灰色200條 雜合的有400條 紅色的有600條 則灰色基因頻率為 200 2 400 2000 40 紅色基因頻率為 400 2 400 2000 60 人類把鯽魚的后代培育成金魚 實(shí)質(zhì)就是通過選擇改變基因頻率 從圖中看 顯然紅色基因的頻率顯著提高了 1 通過基因型計(jì)算基因頻率 某種基因的基因頻率 此種基因的個(gè)數(shù)此種基因的個(gè)數(shù) 其等位基因的個(gè)數(shù) 2 通過基因型頻率計(jì)算基因頻率 某種基因的基因頻率 某種基因的純合體頻率 1 2雜合體頻率 實(shí)例分析 1 據(jù)調(diào)查得知 某學(xué)校的學(xué)生中各血型的比率如下 IAIA20 IAi30 IBIB10 IBi20 IAIB10 ii10 計(jì)算IA IB i的基因頻率 IB 25 IA 2 20 30 10 200 40 i 35 二 突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原材料 生物在繁殖的過程中會(huì)產(chǎn)生基因重組 基因突變及染色體變異等可遺傳的變異 其中基因突變和染色體變異都可稱為突變 突變和基因重組使生物個(gè)體間出現(xiàn)可遺傳的差異 由于突變和基因重組 樺尺蠖形成了不同的體色 某海島上的昆蟲出現(xiàn)殘翅和無翅類型 基因突變 多種多樣的基因型 三 自然選擇主導(dǎo)著生物進(jìn)化的方向 在一定的環(huán)境條件下 具有不同性狀的生物個(gè)體的適應(yīng)能力是不同的 不適應(yīng)環(huán)境的性狀及控制該性狀的基因會(huì)因個(gè)體死亡或難以繁殖而減少 頻率降低 反之 適應(yīng)環(huán)境的基因其頻率會(huì)升高 如某海島上的昆蟲 普通能飛的個(gè)體會(huì)因被風(fēng)吹到海中淹死而導(dǎo)致基因頻率降低 殘翅和無翅的基因頻率卻相對(duì)提高了 1 可遺傳的變異 基因突變 基因重組 染色體變異 2 突變的有害和有利取決于生物的生存環(huán)境 3 變異是不定向的 不能決定生物進(jìn)化的方向 三 自然選擇決定生物進(jìn)化的方向 1 原因 淘汰不利變異的基因 積累有利變異的基因 2 結(jié)果 使基因頻率定向改變 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 樺尺蠖 深色 淺色 棲息環(huán)境淺色 個(gè)體多 個(gè)體少 棲息環(huán)境深色 s基因頻率降低S基因頻率升高 淺色 深色 s基因頻率又降低S基因頻率又升高 s基因頻率95 S基因頻率95 自然選擇決定進(jìn)化的方向 變異是不定向的 不利變異被淘汰 有利變異逐漸積累 經(jīng)過自然選擇 種群的基因頻率發(fā)生定向改變 生物朝一定方向緩慢進(jìn)化 自然選擇 表現(xiàn)型 基因型 基因頻率 四 隔離導(dǎo)致物種形成 物種的概念 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)下能互相交配 并產(chǎn)生出可育后代的一群生物個(gè)體 如全世界的人都是一個(gè)物種 所有人都生活在地球上 無論白人黑人黃種人結(jié)婚 都能產(chǎn)生具有生殖能力的后代 同樣 所有的馬是一個(gè)物種 所有的驢也是一個(gè)物種 但馬和驢不是一個(gè)物種 因?yàn)轳R與驢交配產(chǎn)生的后代騾沒有生殖能力 同種物種能成功交配 不能成功交配的是兩個(gè)不同的物種 即使交配成功后代也不可育 騾是不育的 所以馬和驢是兩個(gè)物種 舉例1 不能成功交配的是兩個(gè)不同的物種 即使交配成功后代也不可育 同種物種能成功交配 獅虎獸是不育的 所以虎和獅是兩個(gè)物種 舉例2 隔離 指同一物種不同種群間的個(gè)體 在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象 包括 地理隔離 由于高山 河流 沙漠等地理上的障礙 使彼此間不能相遇而不能交配 生殖隔離 種群間的個(gè)體不能自由交配或交配后不能產(chǎn)生可育的后代 如麻鴨 上 和孚鴨 下 都是大雁的后代 由于長(zhǎng)期地理隔離而沒有相互交配 沒有基因交流 形成了生殖隔離 現(xiàn)在即使人為讓它們交配 也不能產(chǎn)生可育的后代了 也就是說 它們形成兩個(gè)不同的物種了 由于地理隔離而形成生殖隔離 形成了不同的物種 物種形成過程 種群 小種群 新物種 發(fā)生改變基因頻率 經(jīng)過長(zhǎng)期的地理隔離而達(dá)到生殖隔離 分類學(xué)上把只有地理隔離的同一物種的幾個(gè)種群叫亞種 種群是指生活在同一地點(diǎn)的同種生物的一群個(gè)體 一個(gè)種群的全部個(gè)體所含有的全部基因 稱為種群的基因庫(kù) 某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例 叫做基因頻率 生物進(jìn)化與物種形成有何區(qū)別 生物進(jìn)化 同種生物的發(fā)展變化 時(shí)間可長(zhǎng)可短 任何基因頻率的改變 不論其變化大小如何 引起的性狀變化程度如何都屬進(jìn)化的范圍 物種形成 指一個(gè)物種發(fā)展為另一個(gè)物種的過程 必須當(dāng)基因頻率的改變?cè)谕黄莆锓N的界限形成生殖隔離時(shí) 方可成立 需漫長(zhǎng)時(shí)間 二者都是在自然選擇過程中發(fā)生的 1 馬 2N 64 和驢 2N 62 雜交能產(chǎn)生后代稱騾子 能夠正常發(fā)育 但不能生育 這種情況稱之為 A 雜交育種B 人工誘變C 基因重組D 生殖隔離 2 產(chǎn)生上述情況的原因主要是 A 染色體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化B 馬和驢的遺傳物質(zhì)有本質(zhì)區(qū)別C 發(fā)生突變D 減數(shù)分裂過程中聯(lián)會(huì)紊亂 D D 選擇 2 隔離在物種形成中的主要作用是 A 使種群間的個(gè)體互不相識(shí)B 使不同種群各適應(yīng)于不同的地理環(huán)境C 使種群間雌雄個(gè)體失去交配機(jī)會(huì)D 使種群之間停止基因交流 并朝著不同的方向演變 D 1 繁殖過剩 2 生存斗爭(zhēng) 3 遺傳變異 4 適者生存 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全