4.1生物进化理论第1课时（教学课件）-2024-2025学年高一下学期生物苏教版（2019）必修2

第一节 生物进化理论 第四章 生物的进化 课前引入 作物进化理论是生命科学的核心理论。世界上第一位比较系统地阐明生物进化理论的是法国著名科学家拉马克（1744一1829）。早在1802年，拉马克在研究巴黎近郊不同地质年代地层中的化石时，发现古代生物与现代生物既相似又不同，拉马克依据这些证据提出了生物进化理论。拉马克生物进化论包括哪些主要观点呢？ 积极思维 拉马克生物进化理论有哪些主要观点？ 事实： 1.拉马克认为，环境发生变化，使得原先生活在这个环境中的生物发生了某些变异，环境多样性是生物多样性的原因。 2.拉马克认为，生物有的器官由于经常使用而发达，有的器官由于不使用而退化，即“用进废退”。例如，鼹鼠长期生活在地下，视觉逐步退化，前足变得适宜挖据。 3.拉马克认为，由于适应环境的变化而引起的能够遗传的性状变异称为“获得性遗传”。例如，白鹭为了在水中觅食时不沾湿身体，用力伸长两腿，久而久之，代代相传，导致两腿浙渐变长（图4-1-1）。 拉马克(L.B.Lamarck) 1744 — 1829 指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的 思考： 1.分析 有人认为，拉马克生物进化理论中“获得性遗传”的观点没有道理。我们持什么样的观点呢？为什么？ 2.推理 动物园里长颈鹿的长颈和长前肢一直吸引着人们。我们能用拉马克进化理论加以解释吗？ 积极思维 拉马克生物进化理论有哪些主要观点？ “创世说”认为生物是由上帝创造的，物种是不变的。而拉马克不相信“创世说”并提出物进化理论。19世纪中叶，达尔文在拉马克生物进化理论的基础上，提出了比较完整的生物进化理论。 达尔文（1809-1882）是英国的博物学家，他曾随英国海军勘探船“贝格尔号”，做了历时五年（1831-1836）的环球航行考察，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，形成了生物进化的观点。终于在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。 达尔文生物进化理论 达尔文生物进化理论 达尔文提出了以__________________为核心的生物进化理论。主要观点： 基本观点一：“____________________”。物种是可变的，生物进化通过物种的演变而进行，地球上现今生存的物种，都是曾经存在过的物种的后代，源于共同的原始祖先。 基本观点二：“___________________”。生存斗争包含了____________ _______________________之间的斗争。生存斗争是由生物的__________引起的。生存斗争的结果是“________________________”，这一过程就是__________。 基本观点三：“_____________________”。 “自然选择”学说 物种演变和共同起源 生存斗争和自然选择 生物与同种或 异种生物以及无机环境 过度繁殖 适者生存，不适者被淘汰 自然选择 适应是自然选择的结果 达尔文生物进化理论 达尔文生物进化理论 资料：在南美草原的地层中发现的巨大的动物化石(图4-1-2)与现代哺乳动物犰狳(qiú yú)(图4-1-3)形态结构十分相似，说明现代生物与古代生物之间存在着一定的亲缘关系。 物种演变和共同起源：物种是可变的，生物进化通过物种的演变而进行，地球上现今生存的物种，都是曾经存在过的物种的后代，源于共同的原始祖先。 达尔文生物进化理论 资料：一株一年生的植物每年产生两粒种子，假如其后代也以每年产生两粒种子的方式繁殖下去，20 年后就可能会有100多万株植物，以致有限的空间内无法容纳这么多的植株。生存斗争的结果是“适者生存，不适者被淘汰”，这一过程就是自然选择。 生存斗争和自然选择：生存斗争包含了生物与同种或异种生物以及与无机环境之间的斗争。他还观察到生存斗争是由生物的过度繁殖引起的。 在马德拉群岛的克格伦岛上，达尔文观察了550多种甲虫，其中有200种甲虫的翅明显退化或无翅，而另一些甲虫的翅则非常发达。他对这一现象的解释是，强烈的海风对甲虫翅的多种性状进行了选择。在连续的世代中，翅非常发达和翅明显退化的甲虫获得了最好的生存机会，而那些翅较弱、飞行能力不强的甲虫常常被海风吹落到海水里。翅非常发达和翅明显退化的甲虫能适应海岛的海风环境，并世代繁衍，这是自然选择的结果。 达尔文生物进化理论 适应是自然选择的结果。 越南青苔蛙 叶尾壁虎 响尾蛇 北极狐 保护色 七星瓢虫 金凤蝶幼虫 毒蝇鹅膏菌 箭毒蛙 警戒色 积极思维 果蝇耐药性是怎样形成的？ 1.有研究者做了果蝇对 DDT 耐药性形成过程的实验。实验分两组进行。 2.第一组实验：将许多果蝇混合饲养，任其自由交配，同时加入一定量DDT；果蝇群体一代代地繁殖，每代都用 DDT 处理，逐代增加 DDT 浓度。经过十几代后，果蝇对 DDT 的耐药性明显增强，可以耐受比原来高出几百倍剂量的DDT。 3. 第二组实验：改混合饲养为单独饲养，即选择亲代中从未接触 DDT 的雌果蝇和雄果蝇，按一雌一雄成对放入独立的 培养瓶，组成若干家系，繁殖后再将每个家系分成两瓶，一瓶放入一定量DDT，另一瓶不放DDT，结果表明，不同家系后代的存活数量明显不同。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经 DDT 处理的培养瓶，从中选取果蝇，按一雌一雄成对的方式再建立若干家系，每一家系仍分成两瓶重复上述步骤，经过十几次选择，出现了对DDT有明显耐药性的家系，其耐药性快速增强，速率与第一 组实验相当。 思考： 1.分析 第一组实验和第二组实验的说明什么？ 2.解释 DDT在果蝇耐药性形成中发挥的作用。 积极思维 果蝇耐药性是怎样形成的？ 实验说明，使用DDT前，果蝇群体中已经存在对DDT耐受程度不同的个体，只不过在没有 DDT的环境中，耐药性性状无法表现出来。使用DDT后，耐药性差的个体被淘汰而无法繁殖后代；随着 DDT剂量的不断增加，耐药性强的个体被保留，并通过繁殖活动逐渐成为群体中的主体。依据达尔文生物进化理论，果蝇群体中耐药个体的增多是DDT选择的结果。 模型分析生物进化的原因 问题与讨论： 有人通过实验发现，使用青霉素后，有些细菌群体出现了耐药性。他们认为，滥用青霉素是导致细菌耐药性增强的原因之一。 我们能用达尔文进化理论解释耐药菌出现与抗生素滥用的关系吗？ 模型分析生物进化的原因 达尔文生物进化理论形成于 19 世纪中期，那时生态学才开始形成，细胞生物学刚有雏形，遗传学尚未建立，因此，达尔文对于遗传和变异的本质以及自然选择如何对可遗传的变异起作用等问题，还不能做出科学的解释。后来，随着生物学及其相关分支学科的发展，特别是遗传学的发展，达尔文生物进化理论被不断地完善。 aa灰色 A 白色 aa aa aa 自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。 研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。 现代生物进化理论以自然选择学说为核心 __________________________________________提供进化的原材料 突变(基因突变和染色体变异)和基因重组 种群 自然选择 隔离 生物学家杜布赞斯基提出了现代综合进化论 ______是生物进化的基本单位 __________决定生物进化的方向 内容： _______是物种形成的必要条件 现代生物进化理论以自然选择学说为核心 种群是生物进化的基本单位 种群是生物进化的基本单位也是生物繁殖的基本单位 ①一个池塘中的全部鱼 ②一个池塘中的全部鲤鱼 ③两个池塘内的全部青蛙 ④一片草地上的全部植物 ⑤一片草地上的成年梅花鹿 × √ × × × 一片树林中的全部猕猴是一个种群 一片水田上的所有水稻是一个种群 判断下面例子是不是一个种群： 课堂小结 随堂小测 1.金鲳鱼是一种重要海产经济鱼类。为获得更大收益，养殖户不断筛选生长更快的品种，但因苗种来源范围小、近亲繁殖普遍，种质退化现象较严重，人工养殖种群的遗传多样性低于野生种群。下列有关叙述正确的是(   ) A.生长更快的金鲳鱼养殖品种，是自然选择的结果 B.野生种群和人工种群的基因库相同 C.近亲繁殖会使隐性致病基因的纯合个体增加 D.如果人工种群个体持续大量地逃逸到野外，会增加野生种群的遗传多样性 答案：C 解析：A、为获得更大收益，养殖户不断筛选生长更快的品种，是为培养适合人类需要的生物品种，属于人工选择，即生长更快的金鲳鱼养殖品种，是人工选择的结果，A错误； B、人工养殖种群的遗传多样性低于野生种群，两个种群的基因库不同，B错误； C、近亲繁殖能够使从共同祖先那里获得的隐性致病基因纯合的机会增加，因而导致种质退化现象较严重，C正确； D、遗传多样性的本质是遗传变异，人工种群大量逃逸到野外，不会使野生种群发生遗传变异，故其遗传多样性不会改变，D错误。 故选C。 随堂小测 3.为探究碳青霉烯类抗生素的使用对铜绿假单胞杆菌耐药性的影响,研究人员做了以下实验,在一个固定容器内用液体培养基培养铜绿假单胞杆菌并测定其种群数量,其中在a点向培养液中添加了碳青霉烯类抗生素,在b点更换了培养液(含碳青霉烯类抗生素),结果如图所示。下列分析合理的是(   ) A.碳青霉烯类抗生素的使用会导致铜绿假单胞杆菌种群的基因库发生变化 B.碳青霉烯类抗生素通过直接筛选抗性基因从而引起了种群数量的变化 C.碳青霉烯类抗生素引起的铜绿假单胞杆菌抗药性突变可为进化提供原材料 D.图中铜绿假单胞杆菌种群数量发生两次下降都与碳青霉烯类抗生素有关 答案：A 解析：图中信息显示,b点后,在碳青霉烯类抗生素存在的情况下,铜绿假单胞杆菌种群数量还能快速增加,说明使用碳青霉烯类抗生素对铜绿假单胞杆菌进行了抗药性筛选,铜绿假单胞杆菌种群耐药性显著增强,抗药性基因频率发生变化,即铜绿假单胞杆菌种群的基因库发生变化,A正确；碳青霉烯类抗生素通过直接筛选该抗性基因对应的抗药表型,从而引起了种群数量的变化,B错误;用碳青霉烯类抗生素培养只是对铜绿假单胞杆菌进行了抗药性筛选,抗药性突变是自发进行的,碳青霉烯类抗生素只起到选择作用而不是诱变作用,C错误;图中铜绿假单胞杆菌种群数量发生两次下降,第一次与碳青霉烯类抗生素有关,第二次下降的主要原因是容器中营养物质等资滹的消耗引起种内斗争加剧,D错误。 感谢观看 Lavf58.33.100 Lavf57.58.101 $$