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現(xiàn)代生物進化理論簡介 達爾文和進化論 1909年2月12日 達爾文出生在英國的施魯斯伯里 祖父和父親都是當?shù)氐拿t(yī) 家里希望他將來繼承祖業(yè) 16歲時便被父親送到愛丁堡大學學醫(yī) 但達爾文從小就熱愛大自然 尤其喜歡打獵 采集礦物和動植物標本 英國政府組織了 貝格爾號 軍艦的環(huán)球考察 達爾文經(jīng)人推薦 以 博物學家 的身份 自費搭船 開始了漫長而又艱苦的環(huán)球考察活動 達爾文每到一地總要進行認真的考察研究 采訪當?shù)氐木用?有時請他們當向?qū)?爬山涉水 采集礦物和動植物標本 挖掘生物化石 發(fā)現(xiàn)了許多沒有記載的新物種 他白天收集谷類巖石標本 動物化石 晚上又忙著記錄收集經(jīng)過 1832年1月 貝格爾 號停泊在大西洋中佛得角群島的圣地亞哥島 水兵們都去考察海水的流向 達爾文和他的助手背起背包 拿著地質(zhì)錘 爬到山上去收集巖石標本 在考察過程中 達爾文根據(jù)物種的變化 整日思考著一個問題 自然界的奇花異樹 人類萬物究意是怎么產(chǎn)生的 他們?yōu)槭裁磿ё內(nèi)f化 彼此之間有什么聯(lián)系 這些問題在腦海里越來越深刻 逐漸使他對神創(chuàng)論和物種不變論產(chǎn)生了懷疑 1832年2月底 貝格爾 號到達巴西 達爾文上岸考察 向船長提出要攀登南美洲的安第斯山 當他們爬到海拔4000多米的高山上時 達爾文意外地在山頂上發(fā)現(xiàn)了貝殼化石 達爾文非常吃驚 他心中想到 海底的貝殼怎么會跑到高山上了呢 經(jīng)過反復(fù)思索 他終于明白了地殼升降的道理 達爾文腦海中一陣翻騰 對自己的猜想有了更進一步的認識 物種不是一成不變的 而是隨著客觀條件的不同而相應(yīng)變異 后來 達爾文又隨船橫渡太平洋 經(jīng)過澳大利亞 越過印度洋 繞過好望角 于1836年10月回到英國 在歷時五年的環(huán)球考察中 達爾文積累了大量的資料 回國之后 他一面整理這些資料 一面又深入實踐 同時 查閱大量書籍 為他的生物進化理論尋找根據(jù) 1842年 他第一次寫出 物種起源 的簡要提綱 1859年11月達爾文經(jīng)過20多年研究而寫成的科學巨著 物種起源 終于出版了 在這部書里 達爾文旗幟鮮明地提出了 進化論 的思想 說明物種是在不斷的變化之中 是由低級到高級 由簡單到復(fù)雜的演變過程 這部著作的問世 第一次把生物學建立在完全科學的基礎(chǔ)上 以全新的生物進化思想 推翻了 神創(chuàng)論 和物種不變的理論 物種起源 是達爾文進化論的代表作 標志著進化論的正式確立 一 達爾文的自然選擇學說 1 過度繁殖2 生存斗爭3 遺傳變異4 適者生存5 缺憾 限于當時的科學水平 對于遺傳和變異的本質(zhì) 自然選擇如何對可遺傳的變異起作用等還沒有科學的解釋 二 現(xiàn)代生物進化理論 一 以種群為研究對象 種群是生物進化的單位 現(xiàn)在很多學者認為 以后 有可能會變化 這需要大家的努力 生物進化的基本單位是種群 1 什么是種群 生活在同一地點同種生物的一群個體 2 種群的特點1 不是機械的集合在一起2 種群中的個體可以交配 將基因傳給后代 3 舉例 1 一個池塘中的全部鯉魚2 一片草地上的全部蒲公英種群中的生物一代一代地死亡 而種群沒有消失 是什么保證了種群的存在 4 種群的基因庫一個種群全部個體含有的全部基因 基因庫在代代相傳中保持和發(fā)展 種群中每一個個體的性狀不盡相同 這說明每個個體含有一些不相同的基因 每一個基因在不同的物種中也會有不同的比率 5 基因頻率某種基因在種群中所占的比例稱之為基因頻率 基因頻率會因為什么而發(fā)生變化 基因頻率的變化又意味著什么呢 生物的進化其實就是基因頻率的變化 二 突變和基因重組產(chǎn)生進化的原材料1 基因突變和染色體變異我們統(tǒng)稱為突變 2 突變具有怎樣的特點呢 頻率低 有害或者有益 不定向 3 請看圖片 如果在正常的生活條件下 有翅和無翅的昆蟲哪一種能更好的生存 如果在海邊大風的環(huán)境下 還是如此么 如果在正常的生活條件下 有翅和無翅的昆蟲哪一種能更好的生存 如果在海邊大風的環(huán)境下 還是如此么 請大家仔細閱讀書山的黑色和白色樺尺蠖的材料 思考 為什么兩種樺尺蠖的數(shù)量比放生了變化 什么決定了哪一種樺尺蠖能夠存在 總結(jié) 生物的進化的方向是由自然選擇決定的 三 誰決定了生物進化的方向 樺尺蠖雖然物種的基因頻率發(fā)生變化 但是沒有形成新的物種 什么是物種 與種群有怎樣的區(qū)別呢 物種是如何形成的 四 物種的形成1 物種 我們通常見到的種群其實是物種的一部分 一個物種可以包括多個種群 比如同種鯽魚可以生活在不同的池塘 湖泊 河流中 同一個物種的多個種群之間有地理隔離 長期下去會發(fā)展成不同的亞種 2 物種如何定義呢 分布在一定的自然區(qū)域 具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu) 而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖 并能產(chǎn)生可育后代的一群生物個體 不同的物種 一般不可以交配 即使交配成功 也不能產(chǎn)生可育的后代 3 物種是如何形成的 同一物種的不同種群之間是存在地理上的分隔的 長期發(fā)展下去會形成不同的亞種 1 隔離 同一物種不同種種間的個體 在自然狀態(tài)下基因不能交流的現(xiàn)象 2 隔離的種類有哪些呢 地理隔離 分布在不同區(qū)域的種群 如高山 河流 沙漠等地理上的障礙 使彼此之間無法相遇而不能交配 由于地理隔離 這兩個種群之間不能交配 長期隔離產(chǎn)生了明顯的差異 成為不同的虎的亞種 生殖隔離 種群間的個體不能交配 或者交配后不能產(chǎn)生可育的后代 不同種群一旦存在生殖隔離 即基因就無法交流了 3 物種的形成方式 1 地理隔離達到生殖隔離是比較常見的一種情況 2 由于不同種群所處的環(huán)境不同 基因頻率不同 久而久之 種群的基因庫會有很大不同 并逐步形成生殖隔離 這種方式比較緩慢 現(xiàn)代生物進化理論1 種群是生物進化的基本單位 2 生物進化的實質(zhì)是基因頻率的變化 3 突變和基因重組 自然選擇以及隔離稱為生物進化過程的三個環(huán)節(jié) 1 突變和基因重組是原材料 2 自然選擇決定進化的方向 3 隔離室新物種形成的必要條件