《生物进化论绪论幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物进化论绪论幻灯片（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生物进化论,一、教学思想,进化论是生命科学中的最高理论，它是研究生物界历史发展一般规律的科学。生命科学各个层次的研究以及各分支学科体系的建立无不以生物进化的理论为指导思想，同时它又吸收与综合生物学各学科的研究成果，并随着生命科学各学科的发展不断地得到补充和深入。 通过本课程的学习，达到培养学生辨证唯物主义思维方式、创新意识、实事求是、严谨认真的工作态度，以及科学研究中的科学方法等目的。,二、学时分配,三、考试方式,本课程考试为笔试（闭卷），卷面成绩占80%，平时作业占20%。,主要参考书及文献,1皮特.J.鲍勒著,田洛译.1999，进化思想史。江西教育出版社。 2张昀.1998，生物进化。北京
2、大学出版社。 3李难.1999，进化论教程。高等教育出版社。 4陈世骧.1987，进化论与分类学。科学出版学。 5J.W.Valentine.1978，多细胞植物和动物的演化。Scientific American(11):63 6. 周明镇等.1978，动物的发展与人类起源。生物史第三分册，科学出版社。 7徐仁.1980，植物的发展。生物史第二分册，科学出版社。 8吴汝康等.1978，人类发展史。科学出版社。 9方宗熙，江乃萼.1986，进化论。高等教育出版社。 10木村资生.分子进化的中立（性）学说。世界科学，1983.3。 11张昀.生命科学与新自然观。科技导报，1993，3-7,第一章
3、 绪 论,本章重点：生物进化论及其研究内容和意义 一、生物进化论概念。 二、生物进化论的研究内容、任务和意义。 三、生物进化论的学习方法。,一、生物进化概念,进化是指事物演化或发展。它的含义极其广泛，包括天体的消长、生物演变、社会发展等。 生物进化是指生物种群多样性和适应性的变化，或一个群体在长期内遗传组成上的变化。,生物是进化的。地球上原来并不存在生命 。大约34亿年前才出现了生命。原始的生命并不具有细胞结构，后来才出现了少数单细胞的原始类型。 这类生物在适当的条件下不断地分化、发展。一些进化到植物；另一些进化到动物直至人类。经过人们长期不断的努力，发现并作了记录的生物种类现在 已有200多
4、万种。 进化论的提出者是法国博物学家拉马克(JBLamarck)，英国博物学家达尔文(ORDarwin)为之奠定了科学的基础。现代生物科学的成就， 使生物进化理论发展到了新的水平。 生物进化论认为，地球上最早的生命物质是由非生命物质转化来的，现代生存的各种生物有着共同的祖先。在进化过程中，生物的种类由少到多； 生物的结构和功能由简单到复杂，由低级到高级。,二、生物进化论的研究内容,进化论的研究内容： A.生命的产生和发展的历史过程，包括生命起源、物种分化和形成及人类起源的过程。 B.生物产生和发展的证据：包括古生物学、胚胎学、比较解剖学、生物地理学、分子生物学等证据。 C.生物进化的因素和规律
5、：包括进人的因素，如遗传变异、自然选择以及两者之间的关系。也包括进化的一般规律，如方向、速度、动力学。 D.生物进化论产生和发展历史，生物进化问题中的不同学派和观点。,三、生物进化论的研究方法,1.进化的因果分析 在过去的进化研究中，因果分析师沿着两条途径进行的： A.按生物的系统结构的层次逐级还原的途径，即认为某一层次的现象可以在其低一级的层次上找到原因。生物进化表现在生物组织的各层次上，通过对个层次的进化现象的研究来了解各层次进化过程之相互关联，用低层次的现象和过程解释高层次的现象和过程。,B.通过研究分析在时间向度上顺序发生的进化事件之间的关联来探索进化的因果关系。例如太古宙以来的古生物
6、以及与之相关的地质记录按它们出现的时代顺序排列起来,就会看到一幅生命进化的历史图卷(从最早的细菌、蓝菌，到到单细胞真核生物，到原始的多细胞动物和植物，一直到人类。先前发生的事件往往被看做是后来发生的事件发生的根源或条件。但是，由于历史记录不全，何况先前发生的事件并不一定是后来事件的直接根源。因此，因果分析变得十分困难和复杂。,2.进化生物的比较方法 生物学中的比较方法有长远的应用历史。早期的生物系统学就是建立在系统学基础上的。但是系统学的不同学派在系统发生的研究中所依据的原理和所用的比较、推理的方法是不同的。 A、生物结构 将现生存的不同类型生物在其结构的各层次上作比较，再按其结构的复杂程度和
7、相似程度排成序列作为推断进化历史的依据。许多早期进化论者都曾应用这种方法。,拉马克：把动物按结构复杂程度分为6个等级，并推断动物界的历史是由低级向最高级转变的渐进过程。 达尔文：把不同生物的同源器官或相关特征作比较，来推断器官进化的可能途径。他把不同种的鼯鼠按其皮肤扩张程度，从微小扩张到几乎完全用于滑翔或飞翔的皮肤，并由此推断出这类动物飞翔器官的进化途径。 通过现生不同种类的生物形态学比较所建立的序列，能反映这些生物的进化历史吗？,近年来，流行的分支系统学则在继承进化形态学的基本思想的同时，改进了比较的分析方法，减少了主观性。分支系统学在建立系统树时，首先对不同类型的各类性状特征作分析和区分,
8、分出祖征和衍征（个别或部分成员所具有的，是相对近期获得的特征）。具有共同衍征的分类单元有较近的共同祖先。用这种方法建立的分支系统树比较客观地反映进化中的历史联系。,B.连续性 从连续地层中出现的同一类群的化石类型在相关器官或性状上若呈现渐变序列，则可推断其进化历史。 C.自然历史资料的搜集与分析 与生物进化直接或间接相关的历史资料主要来自以下几方面： A、化石 B|、与生命相关的沉积物，包括叠层石、生物碳酸盐岩、磷块岩等 C、沉积岩中保持的有机物和生物化学分子 D、同位素地球化学标记，包括稳定碳同位素和硫同位素 E、各地质时期地质构造、古地理资料 F、人类文字记录 G、其他，如陨石及宇宙尘等地
9、外物体中的有机物质,3.自然进化过程的考察 大多数生物进化的过程历时之长大大超过进化研究者的寿命。在自然界中，一个动物或植物新种的形成可能历时数万年或百万年。一个物种的表型进化的改变需要经历数十代。但是，在某些情况下，进化过程如此之快，以至研究者可在几年或几十年直接观察到。,A、极端环境下的快速进化 昆虫和微生物抗药性的进化是快速进化的突出事例，引起进化生物学家的极大兴趣。从1941年开始使用杀虫剂DDT，到1976年为止的35年期间，已有200多种昆虫进化出抗DDT的新特征。在人类大量使用DDT的情况下，构成了强选择压，种群内抗DDT的突变体的频率得以迅速增长。生物学家认为，任何昆虫在使用任
10、何杀虫剂的情况下，经过550代就进化出抗杀虫剂的新变种。由于不断有新型杀虫剂问世，进化生物学家有可能直接观察抗药性的进化过程和机制。 细菌的抗药性（例如对抗生素和磺胺类药物的抗性），植物对除莠剂的耐受性，藻类对水中有毒化学物质的抗性，微生物、动物和植物抗辐射性的进化都极其迅速，都是可以直接观察研究的进化过程。,B、适应辐射情况下的快速进化 、 150年前达尔文曾经观察研究过南美州西岸的加拉巴戈斯群岛（Galapagos Islands）的雀类和龟类，推论这些远离大陆的隔离小岛上的一些性状分异的土著物种是由大陆迁来的少数祖先经历适应辐射而形成的。上世纪7080年代，美国动物学家PR格郎特（PRG
11、rant）和BR格郎特（BRGrant）观察到加拉巴戈斯群岛上的达尔文地雀（Darwins finches）经历了自然选择过程（Grant and Grant，1989）：不定期的历时数年的干旱，使岛上的食物短缺，雀类群体中发生选择性淘汰，使得雀类在体型上和喙形上迅速发生分异，形成适应于局部环境条件的、具有不同食性的新类。,C、环境的急剧变化引起的种群快速进化 英国的白桦蛾Biston betularia （L）的工业黑化现象是最典型的实例。生物学家100多年来的观察记录，证明了英国工业化所造成的环境改变（即由于烟尘污染造成树干表面地衣类死亡，改变了蛾类栖息处的背景色）使这种蛾类的基因频率发生
12、了显著改变，种群由白色个体占优势变为黑色个体占优势。 研究者可以直接观察到上述这些快速的进化过程，或借助前人的观察记录而了解。这是研究进化原因和进化机制的重要的途径。,4.进化的实验研究 通过实验来研究进化原因或进化机制。有两类实验：一类是现代的实验生物学关于遗传和变异以及群体遗传组成的改变等实验研究，以揭示小进化的机制。事实上实验生物学各学科的许多研究内容都或多或少地与进化原因的探索有关。另一类实验是特意为进化研究设计的，这类实验可称为进化模拟实验。,进化模拟实验有以下三种形式。 （1）自然界进化过程的实验室模拟。例如，在人为创造的类似自然环境的实验室条件下，观察实验种群在若干世代后的进化改
13、变，多用于检验某些进化因素（如选择、随机因素、隔离等）的作用。 （2）为验证某一理论或假说而设计的模拟实验。例如，有名的尤里-米勒（Urey-Miller）实验，是二人为验证他们的关于前生命的化学进化假说而作的模拟实验；奥巴林（AOnapH）与福克斯（SWFox）为验证他们的原始细胞起源的假说作过的实验。 （3）验证进化因素对进化方向、型式、速度的影响的计算机模拟。例如，诺普（DMRaup）和戈尔德（SJGould）用编制的计算机程序模拟随机进化过程（见Raup andGould，1974）。又如，英国生物学家道金斯（RDawkins）也曾编制了一套计算机程序，应用于形态进化过程的模拟，他用此实验证明了随机因素在进化中起重要作用。,4.进化的实验研究,模拟实验通常被用于验证进化理论或假说，就这方面来说其意义是有限的。因为：实验条件与自然界实际情况之间总是有很大差距。自然界进化过程是在大得多的规模和长得多的时间中发生的，人工模拟是无法达到的；为验证某一假说而设计的模拟实验其设计的实验条件本身也是根据假说而给予的。例如尤里-米勒非生物有机合成实验中所给予的条件（含有甲烷、氨和氢的混合气体在放电的条件下在水面上进行合成反应）就是根据假设的原始地球上的环境条件。,
