6.1生物有共同的祖先的证据课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第六章 生物的进化 第1课时 达尔文的生物进化理论两大学说 ①共同由来学说： ②自然选择学说： 地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化而来。 揭示了生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因 1.化石 通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。 (1)概念: 遗体 遗物 生活痕迹 化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。 (2)化石的分布: 鸟类、哺乳类 爬行类 昆虫、两栖类 鱼类 多细胞生物 单细胞真核生物 代表生物 种类 结构 地位 多 少 简单 复杂 高等 低等 地层年龄 （百万年前） 245—144 360—286 408—360 505—438 700 2100 2 比较解剖学证据 同源器官 骨的种类一致、排列顺序一致骨骼结构均十分发达，脊柱、肋骨、胸骨等形成支架起到支撑身体、保护内部器官的作用；头骨骨块减少或愈合，使头骨坚硬，起到保护作用等。 痕迹器官 动物的尾骨 人类退化的尾骨 块茎 说明他们可能由共同祖先进化而来。 由于适应不同的环境，逐渐出现了形态和结构功能的不同。 同功器官 昆虫的翅和蝙蝠的翼相似，能说明二者具有共同的原始祖先么？ 不能，不是同源器官 研究动植物胚胎的形成和发育过程的学科。 脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段，这个证据支持了人和其他脊椎动物有的共同祖先观点。 3 胚胎学证据 细胞学：在光学显微镜水平上研究细胞的化学组成、形态、结构及功能的学科。 分子生物学：从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。 细胞生物学和分子生物学的研究，可以看出截然不同的当今生物之间也有很多相似之处。 4 细胞和分子水平的证据 拟态——防御敌害、隐藏自己 适应的类型 保护色 警戒色 通过以上例子我们可以发现： 生物都具有适应环境的特征 夏天的雷鸟 冬天的雷鸟 雷鸟在冬季来临前将羽毛换成白色的，这有利于在白色皑皑的环境中保护自己。这种适应现象有没有局限性？ 有局限性。 例，如果降雪延迟，已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。 降雪延迟的雷鸟 在进行以上分析的基础上，请你用自己的话概括适应相对性的原因。 由于环境总是处于不断变化之中，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。 适应的普遍性和相对性 1.适应的含义： （1）形态结构适合于完成一定的功能 结构与功能相适应 小肠的结构特点适于消化和吸收 毛细血管的结构适于物质交换 适应的普遍性和相对性 1.适应的含义： （2）形态结构及其功能适合于在一定的环境中生存和繁殖 生物与环境相适应 企鹅具有厚厚的脂肪层 适应寒冷的南极环境 仙人掌叶子退化，根系发达，茎肥大 适应干旱缺水的沙漠环境 1.拉马克的进化论学说 ①当今所有生物都是由更古老的生物进化来的（不是神创的）， 各种生物的适应性特征并不是自古以来都是如此的，而是在进化过程中逐渐形成的（是可变的，彻底否定物种不变论）。 ②适应的形成都是由于“用进废退”和“获得性遗传”。 拉马克 1744-1829 15 用进废退： 器官使用越多越发达，不使用就退化 食蚁兽的舌头之所以细长 是长期舔食蚂蚁的结果 鼹鼠长期生活在地下 视觉派不上用场 眼睛就萎缩、退化 你能举例反驳吗？ 人用眼过度 视力反而下降 16 获得性遗传： 由环境引起或用进废退而获得的性状是可遗传给后代的 后代 眼睛也是退化的 后代 舌头也是细长的 你能举例反驳吗？ 后代 不一定肌肉发达 17 利用拉马克的进化学说解释长颈鹿适应性的形成? 短颈的鹿 使劲将颈伸长去吃高处树叶 颈越伸越长 长脖子遗传给后代 变成 长颈鹿 草地退化 获得性遗传 主观意愿 环境改变 过度繁殖 生存斗争 遗传变异 适者生存 达尔文自然选择学说 利用自然选择学说解释长颈鹿适应性的形成? 长颈鹿 的祖先 大量的鹿 后代鹿存在差异 (颈长颈短的鹿) 颈长的鹿存活 遗传给代 长颈鹿 过度 繁殖 遗传 变异 生存斗争 适者生存 食物缺乏 第2课时 遗传与进化 问题探讨 假定猕猴群体中有一只雄性个体发生了变异（超猴）获得了超级基因，基因使其在生存斗争中获得了优势。 讨论： 1.超猴使猕猴种群强大起来，但没有合适伴侣孤独一生，其死后猕猴群体又恢复到原来的样子，这能不能说猕猴群体进化了？ 2.假如超猴降低一点择偶标准，与普通雌性交配生小猴子。当超猴死去，多年之后，超猴的表型（基因）能不能在群体中扩散开来？ 不能 能 具有有利变异表型的个体通过繁殖将控制有利变异的基因在群体扩散，生物才能进化 ※种群是生物进化的基本单位。 进化了吗？ 可见，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（种群）基因组成（基因库）的变化。 22 判断以下例子是否属于种群，并且说出判断依据 （1）两个池塘内的全部鲤鱼 （2）一个池塘中的全部鱼 （3）一个池塘里的全部青蛙 (1)种群: 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。 一片树林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 一个培养皿中大肠杆菌 一.种群和种群基因库 否 否 否 否 同种生物 全部个体 同一区域 自由交配 种群要点 注意：种群中的个体并不是机械地集合在一起，而是彼此间可以交配并通过繁殖将各自的基因传给后代，因此种群也是生物繁殖的基本单位 （4）一个菜市场中的全部鲤鱼 基本要求 (1)种群: 生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。 一片树林中的全部猕猴 一片草地上的所有蒲公英 一个培养皿中大肠杆菌 一.种群和种群基因库 所以种群是什么？ 种群是繁殖的基本单位 种群是进化的基本单位 种群内的雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。 (2)特点： 1.种群的基因库： 一个种群中全部个体所含有的全部基因 一.种群和种群基因库 判断： 1.一只小狗的全部基因是一个基因库( ) 2.种群中每个个体含有种群基因库的全部基因( ) × × 注意范围是种群不是物种。 基因库包含了种群中全部个体的全部基因，无论“优劣”。 25 在某昆虫种群中，决定翅色为绿色的基因是A，褐色的基因是a，从这个种群中随机抽取100个个体，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。 基因频率= 某基因的总数 该基因的等位基因的总数 × 100% 1、100个体数的全部等位基因总数为_______ 200 2、A基因为_________________个，a基因为_________________个 2×30+60=120 2×10+60=80 A频率= 120 200 = 60% a频率= 80 200 = 40% 2 2. 基因频率：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因数的比值。 一.种群和种群基因库 26 亲代基因型的频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%） 配子的比率 A（ ） A( ) a( ) a( ) 亲代基因频率 A( ) a( ) 子一代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( ) 子一代基因频率 A（ ） a( ) 子二代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( ) 子二代基因频率 A（ ） a( ) 种群的基因频率同子一代一样 思考：子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因（基因型）频率会同子一代一样吗？ 30% 30% 30% 10% 36% 48% 16% 60% 40% 36% 48% 16% 60% 40% 60% 40% 一.种群和种群基因库 如果上述5个假设都成立，种群基因频率在世代繁衍过程中______发生变化，称为遗传平衡。 由此可见： 不会 假设的种群满足以下五个条件： ①种群足够大； ②雌雄个体间都能自由交配并产生后代； ③没有迁入与迁出； ④所有个体生存和繁殖的机会相同（无自然选择 ） ⑤不发生突变。 则种群基因频率在世代繁衍过程中不会发生变化，我们称为遗传平衡。这就是哈代－温伯格平衡，也叫遗传平衡定律。 一.种群和种群基因库 对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？ × 遗传平衡：自由交配后，基因频率不改变，不进化。自由交配后子一代开始基因型频率不发生改变。 不可能同时都成立。 × 自然界中实际种群的基因频率是在不断发生变化的 1、化石的概念、生物进化的方向。 2、适应的两层含义和适应的两个特性。 3、区分拉马克和达尔文的两个观点，并用两人的观点解释长颈鹿脖子变长的原因。 4、种群和基因库的概念。 产生等位基因，使种群基因频率发生变化。 2、种群基因频率的改变： 可遗传变异 基因突变： 染色体变异 基因重组 突变 探究任务： 1. 生物自发突变的频率很低，而且大多数突变对生物体是有害的，那么，它为何还能够作为生物进化的原材料呢？ 种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞中都有成千上万个基因，每一代就会产生大量的突变。 突变的有利和有害也不是绝对的，往往取决于生物的生存环境。 探究任务二： 2.自然选择在基因频率改变的过程中有什么作用？ 3.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？ 4.桦尺蛾种群发生进化了吗？判断的依据是什么？ 自然选择使种群的基因频率发生定向改变， 自然选择决定了生物的进化方向。 自然选择作用的对象： 直接对象： 间接对象： 根本对象： 表型 基因型 基因 表型。因为天敌看到的是桦尺蛾的体色(表型)而不是控制体色的基因。 发生了进化。依据是桦尺蛾种群的基因频率发生了改变。 不同物种 不能够 相互交配 能交配 后代不可育 × 不能交配 生殖隔离 马 驴 骡子(不可育) × 不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代的现象 2n=64 2n=62 63条染色体 物种的概念 标志 把在自然状态下能够相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种 世界上不同肤色的人是一个物种吗？为什么？ 是，可以产生可育后代 同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。 地理隔离 全世界的人在生物学上属于同一个物种——智人种。 隔离及其在物种形成中的作用 1.概念: 不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象 2.类型: 同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象 ①地理隔离: ②生殖隔离: 不同物种之间一般是不能相互交配的,即使交配成功,也不能产生可育的后代的现象。 马 驴 骡子(不可育) × 东北虎 华南虎 （形成不同亚种） （新物种形成标志） 都是亚洲虎的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了地理隔离，它们形成两个不同的亚种。 加拉帕戈斯群岛的地雀是通过长期地理隔离形成新物种，产生生殖隔离 同一物种 地理隔离，阻隔基因交流 突变、基因重组 种群基因库出现明显差异 自然选择，基因频率发生改变 生殖隔离，新物种形成的标志 新物种 总结： 长期的地理隔离导致生殖隔离的出现，生殖隔离标志着新物种的产生。 35 隔离在物种形成中的作用 ①地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变时期。隔离是物种形成的必要条件。 1.经过漫长的地理隔离,一定会形成生殖隔离吗? 2.新物种形成一定要经过地理隔离吗? 不一定,如果两个种群生活环境都不发生变化，或者变化很小，两个种群的进化方向相同，有可能不会产生生殖隔离。 不一定,不经过地理隔离，也可以直接形成生殖隔离，例如二倍体植株染色体加倍成了四倍体植株，二者杂交后代产生的三倍体植株是高度不育的，存在生殖隔离 ② 生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。 ①_____________________为生物的进化提供原材料。 ②_____________________决定生物进化的方向。 ③_____________________是物种形成的必要条件。 _____________________的出现意味着新物种的产生。 突变和基因重组 自然选择 隔离 生殖隔离 物种形成的三个环节 物种形成的基本环节（重点） 物种形成的机制有哪一些？ 渐变式、骤变式、人工创造新物 物种形成 生物进化 标志 变化后生物与原生物的关系 二者关系 物种形成和生物进化的比较 生殖隔离出现 种群基因频率改变 属于不同物种 生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，生物进化不一定会导致新物种的形成 可能属于同一物种； 也可能属于不同物种 一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。 实验原理 目的要求 通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。 探究抗生素对细菌的选择作用 ①将培养基分为四个区，标号 ②将细菌涂布在培养基平板上 实验步骤 ① ② ③ ④ 39 实验步骤 3、每个区域分别放置不含抗生素（①区域）和含有抗生素的纸片（②③④区域） 4、37℃培养培养12~16 h。 对照组、实验组分别是？ ②③④完全一样的目的是什么？ 四、探究抗生素对细菌的选择作用 ⑤观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。 ⑥从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养。重复步骤②~⑤。 40 抑菌圈直径/cm 第一代 第二代 第三代 1 2.26 1.89 1.62 2 2.41 1.91 1.67 3 2.42 1.87 1.69 平均值 2.36 1.89 1.66 实验结果和结论 1．在培养基上是否有细菌生长?在放有抗生素纸片的区域呢? 2．在连续培养几代后，抑菌圈的直径发生了什么变化？这说明抗生素对细菌产生了什么作用？ 结果：抗生素纸片周围出现抑菌圈，连续培养几代后，抑菌圈直径越来越小。 结论：说明抗生素对细菌产生了选择作用。 有、在放有抗生素纸片的周围区域没有细菌生长，形成了抑菌圈 讨论 1.为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？ 抑菌圈边缘生长的细菌可能是耐药菌。 2.结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？ 支持。抗生素只有筛选的作用，不会影响变异的发生。 3.在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？ 在本实验条件下，一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。 4.滥用抗生素有什么后果？ 促进耐药菌的产生。 42 发现了这样的蛾类昆虫 达尔文由储存着花蜜的细长兰花花距 一定存在具有同样细长口器的昆虫，可以吸到花蜜。 推测 实例一： 某种兰花和专门给它传粉的蛾 事实 讨论： 如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否说明达尔文的推测是错误的？ 如果后来未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅是一种推测，不能被证实。当然未发现并不等于这样的蛾类昆虫不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。 43 一.协同进化 特定昆虫给特定的植物传粉,这样可以提高传粉的效率,并且昆虫也可得到较多的食物或保护。 在自然界中，一种植物专门由一种昆虫传粉的情形很常见。 昆虫传粉的专门化有什么意义？ 没有我，你也跑不了这么快！ 没有我，你跑不了这么快！ 捕食者的存在是不是对被捕食者 有害无益呢？ 捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。 实例二：捕食者与被捕食者 捕食者是不是就可以高枕无忧呢？ 一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。 45 收割理论 捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间，有利于增加物种的多样性。美国生态学家斯坦利称之为“收割理论”。 “精明的捕食者”策略 捕食者一般不会将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。 由此可见，生物的进化并非孤立进行，而是协同并进的。 不仅不同种生物之间在进化上密切相关，生物的进化与无机环境的变化也是相互影响的。 有氧 进化 变化 最初 共同 演变 环境变化 生物进化 产生氧气 无氧 原始大气 光合生物出现 好氧生物 厌氧生物 生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性。 (1)内容: 生物多样性 ① 遗传多样性（基因多样性） 生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性。 ② 物种多样性 动物，植物和微生物等生物种类的丰富性。 ③ 生态系统多样性 (2)原因: 长期自然选择、协同进化的结果 一.生物多样性的形成 (3)关系: 生物多样性 基因多样性 物种多样性 生态系统多样性 变异的不定向性 蛋白质多样性 无机环境的多样性 根本 原因 组 成 导致 直接原因 组成 决定 两极生态系统 （生产者、分解者） 三极生态系统 （生产者、消费者、分解者） 生态系统结构的进化 消费者的出现使生态系统的结构更加复杂，对植物进化更加有利 $