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第一節 生物進化理論
第四章 生物的進化
第1課時
課前引入
作物進化理論是生命科學的核心理論。世界上第一位比較系統地闡明生物進化理論的是法國著名科學家拉馬克（1744一1829）。早在1802年，拉馬克在研究巴黎近郊不同地質年代地層中的化石時，發現古代生物與現代生物既相似又不同，拉馬克依據這些證據提出了生物進化理論。拉馬克生物進化論包括哪些主要觀點呢？
積極思維
拉馬克生物進化理論有哪些主要觀點？
事實：
1.拉馬克認為，環境發生變化，使得原先生活在這個環境中的生物發生了某些變異，環境多樣性是生物多樣性的原因。
2.拉馬克認為，生物有的器官由于經常使用而發達，有的器官由于不使用而退化，即“用進廢退”。例如，鼴鼠長期生活在地下，視覺逐步退化，前足變得適宜挖據。
3.拉馬克認為，由于適應環境的變化而引起的能夠遺傳的性狀變異稱為“獲得性遺傳”。例如，白鷺為了在水中覓食時不沾濕身體，用力伸長兩腿，久而久之，代代相傳，導致兩腿浙漸變長（圖4-1-1）。
拉馬克(L.B.Lamarck) 1744 — 1829
指環境引起或由于用進廢退引起的變化是可以遺傳的
思考：
1.分析 有人認為，拉馬克生物進化理論中“獲得性遺傳”的觀點沒有道理。我們持什么樣的觀點呢？為什么？
2.推理 動物園里長頸鹿的長頸和長前肢一直吸引著人們。我們能用拉馬克進化理論加以解釋嗎？
積極思維
拉馬克生物進化理論有哪些主要觀點？
“創世說”認為生物是由上帝創造的，物種是不變的。而拉馬克不相信“創世說”并提出物進化理論。19世紀中葉，達爾文在拉馬克生物進化理論的基礎上，提出了比較完整的生物進化理論。
達爾文（1809-1882）是英國的博物學家，他曾隨英國海軍勘探船“貝格爾號”，做了歷時五年（1831-1836）的環球航行考察，在動植物和地質等方面進行了廣泛的觀察，并采集了大量的生物標本和礦物標本，經過深入研究，形成了生物進化的觀點。終于在1859年出版了震動當時學術界的巨著《物種起源》。
達爾文生物進化理論
達爾文提出了以__________________為核心的生物進化理論。主要觀點：
基本觀點一：“____________________”。物種是可變的，生物進化通過物種的演變而進行，地球上現今生存的物種，都是曾經存在過的物種的后代，源于共同的原始祖先。
基本觀點二：“___________________”。生存斗爭包含了____________
_______________________之間的斗爭。生存斗爭是由生物的__________引起的。生存斗爭的結果是“________________________”，這一過程就是__________。
基本觀點三：“_____________________”。
“自然選擇”學說
物種演變和共同起源
生存斗爭和自然選擇
生物與同種或
異種生物以及無機環境
過度繁殖
適者生存，不適者被淘汰
自然選擇
適應是自然選擇的結果
達爾文生物進化理論
達爾文生物進化理論
資料：在南美草原的地層中發現的巨大的動物化石(圖4-1-2)與現代哺乳動物犰狳(qiú yú)(圖4-1-3)形態結構十分相似，說明現代生物與古代生物之間存在著一定的親緣關系。
物種演變和共同起源：物種是可變的，生物進化通過物種的演變而進行，地球上現今生存的物種，都是曾經存在過的物種的后代，源于共同的原始祖先。
達爾文生物進化理論
資料：一株一年生的植物每年產生兩粒種子，假如其后代也以每年產生兩粒種子的方式繁殖下去，20 年后就可能會有100多萬株植物，以致有限的空間內無法容納這么多的植株。生存斗爭的結果是“適者生存，不適者被淘汰”，這一過程就是自然選擇。
生存斗爭和自然選擇：生存斗爭包含了生物與同種或異種生物以及與無機環境之間的斗爭。他還觀察到生存斗爭是由生物的過度繁殖引起的。
在馬德拉群島的克格倫島上，達爾文觀察了550多種甲蟲，其中有200種甲蟲的翅明顯退化或無翅，而另一些甲蟲的翅則非常發達。他對這一現象的解釋是，強烈的海風對甲蟲翅的多種性狀進行了選擇。在連續的世代中，翅非常發達和翅明顯退化的甲蟲獲得了最好的生存機會，而那些翅較弱、飛行能力不強的甲蟲常常被海風吹落到海水里。翅非常發達和翅明顯退化的甲蟲能適應海島的海風環境，并世代繁衍，這是自然選擇的結果。
達爾文生物進化理論
適應是自然選擇的結果。
越南青苔蛙
葉尾壁虎
響尾蛇
北極狐
保護色
七星瓢蟲
金鳳蝶幼蟲
毒蠅鵝膏菌
箭毒蛙
警戒色
積極思維
果蠅耐藥性是怎樣形成的？
1.有研究者做了果蠅對 DDT 耐藥性形成過程的實驗。實驗分兩組進行。
2.第一組實驗：將許多果蠅混合飼養，任其自由交配，同時加入一定量DDT；果蠅群體一代代地繁殖，每代都用 DDT 處理，逐代增加 DDT 濃度。經過十幾代后，果蠅對 DDT 的耐藥性明顯增強，可以耐受比原來高出幾百倍劑量的DDT。
3. 第二組實驗：改混合飼養為單獨飼養，即選擇親代中從未接觸 DDT 的雌果蠅和雄果蠅，按一雌一雄成對放入獨立的 培養瓶，組成若干家系，繁殖后再將每個家系分成兩瓶，一瓶放入一定量DDT，另一瓶不放DDT，結果表明，不同家系后代的存活數量明顯不同。淘汰死亡率高的家系，保留死亡率很低 的家系。在死亡率很低的家系中有未經 DDT 處理的培養瓶，從中選取果蠅，按一雌一雄成對的方式再建立若干家系，每一家系仍分成兩瓶重復上述步驟，經過十幾次選擇，出現了對DDT有明顯耐藥性的家系，其耐藥性快速增強，速率與第一 組實驗相當。
思考：
1.分析 第一組實驗和第二組實驗的說明什么？
2.解釋 DDT在果蠅耐藥性形成中發揮的作用。
積極思維
果蠅耐藥性是怎樣形成的？
實驗說明，使用DDT前，果蠅群體中已經存在對DDT耐受程度不同的個體，只不過在沒有 DDT的環境中，耐藥性性狀無法表現出來。使用DDT后，耐藥性差的個體被淘汰而無法繁殖后代；隨著 DDT劑量的不斷增加，耐藥性強的個體被保留，并通過繁殖活動逐漸成為群體中的主體。依據達爾文生物進化理論，果蠅群體中耐藥個體的增多是DDT選擇的結果。
模型分析生物進化的原因
問題與討論：
有人通過實驗發現，使用青霉素后，有些細菌群體出現了耐藥性。他們認為，濫用青霉素是導致細菌耐藥性增強的原因之一。
我們能用達爾文進化理論解釋耐藥菌出現與抗生素濫用的關系嗎？
模型分析生物進化的原因
達爾文生物進化理論形成于 19 世紀中期，那時生態學才開始形成，細胞生物學剛有雛形，遺傳學尚未建立，因此，達爾文對于遺傳和變異的本質以及自然選擇如何對可遺傳的變異起作用等問題，還不能做出科學的解釋。后來，隨著生物學及其相關分支學科的發展，特別是遺傳學的發展，達爾文生物進化理論被不斷地完善。
aa灰色
A 白色
aa
aa
aa
自然選擇直接作用的是生物的個體，而且是個體的表型。但是，在自然界，沒有哪個個體是長生不死的，個體的表型會隨著個體的死亡而消失，決定表型的基因卻可以隨著生殖而世代延續，并且在群體中擴散。 研究生物的進化，僅研究個體和表型是不夠的，還必須研究群體基因組成的變化。
現代生物進化理論以自然選擇學說為核心
__________________________________________提供進化的原材料
突變(基因突變和染色體變異)和基因重組
種群
自然選擇
隔離
生物學家杜布贊斯基提出了現代綜合進化論
______是生物進化的基本單位
__________決定生物進化的方向
內容：
_______是物種形成的必要條件
現代生物進化理論以自然選擇學說為核心
種群是生物進化的基本單位
種群是生物進化的基本單位也是生物繁殖的基本單位
①一個池塘中的全部魚
②一個池塘中的全部鯉魚
③兩個池塘內的全部青蛙
④一片草地上的全部植物
⑤一片草地上的成年梅花鹿
×
√
×
×
×
一片樹林中的全部獼猴是一個種群
一片水田上的所有水稻是一個種群
判斷下面例子是不是一個種群：
課堂小結
隨堂小測
1.金鯧魚是一種重要海產經濟魚類。為獲得更大收益，養殖戶不斷篩選生長更快的品種，但因苗種來源范圍小、近親繁殖普遍，種質退化現象較嚴重，人工養殖種群的遺傳多樣性低于野生種群。下列有關敘述正確的是( )
A.生長更快的金鯧魚養殖品種，是自然選擇的結果
B.野生種群和人工種群的基因庫相同
C.近親繁殖會使隱性致病基因的純合個體增加
D.如果人工種群個體持續大量地逃逸到野外，會增加野生種群的遺傳多樣性
答案：C
解析：A、為獲得更大收益，養殖戶不斷篩選生長更快的品種，是為培養適合人類需要的生物品種，屬于人工選擇，即生長更快的金鯧魚養殖品種，是人工選擇的結果，A錯誤；
B、人工養殖種群的遺傳多樣性低于野生種群，兩個種群的基因庫不同，B錯誤；
C、近親繁殖能夠使從共同祖先那里獲得的隱性致病基因純合的機會增加，因而導致種質退化現象較嚴重，C正確；
D、遺傳多樣性的本質是遺傳變異，人工種群大量逃逸到野外，不會使野生種群發生遺傳變異，故其遺傳多樣性不會改變，D錯誤。
故選C。
隨堂小測
3.為探究碳青霉烯類抗生素的使用對銅綠假單胞桿菌耐藥性的影響,研究人員做了以下實驗,在一個固定容器內用液體培養基培養銅綠假單胞桿菌并測定其種群數量,其中在a點向培養液中添加了碳青霉烯類抗生素,在b點更換了培養液(含碳青霉烯類抗生素),結果如圖所示。下列分析合理的是( )
A.碳青霉烯類抗生素的使用會導致銅綠假單胞桿菌種群的基因庫發生變化
B.碳青霉烯類抗生素通過直接篩選抗性基因從而引起了種群數量的變化
C.碳青霉烯類抗生素引起的銅綠假單胞桿菌抗藥性突變可為進化提供原材料
D.圖中銅綠假單胞桿菌種群數量發生兩次下降都與碳青霉烯類抗生素有關
答案：A
解析：圖中信息顯示,b點后,在碳青霉烯類抗生素存在的情況下,銅綠假單胞桿菌種群數量還能快速增加,說明使用碳青霉烯類抗生素對銅綠假單胞桿菌進行了抗藥性篩選,銅綠假單胞桿菌種群耐藥性顯著增強,抗藥性基因頻率發生變化,即銅綠假單胞桿菌種群的基因庫發生變化,A正確；碳青霉烯類抗生素通過直接篩選該抗性基因對應的抗藥表型,從而引起了種群數量的變化,B錯誤;用碳青霉烯類抗生素培養只是對銅綠假單胞桿菌進行了抗藥性篩選,抗藥性突變是自發進行的,碳青霉烯類抗生素只起到選擇作用而不是誘變作用,C錯誤;圖中銅綠假單胞桿菌種群數量發生兩次下降,第一次與碳青霉烯類抗生素有關,第二次下降的主要原因是容器中營養物質等資滹的消耗引起種內斗爭加劇,D錯誤。
感謝觀看
匯報人

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