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1、高中生物高中生物 遗传与进化遗传与进化7.1 7.1 现代生物进化理论的由现代生物进化理论的由来来你困惑过吗？你困惑过吗？关于生命起源的几个假说关于生命起源的几个假说神创论神创论(或神造说或神造说) 神创论认为宇宙起源、生命起源、人类出现等都出于超神创论认为宇宙起源、生命起源、人类出现等都出于超自然的神所创造。世界各地不同种族都有其形形色色不同的自然的神所创造。世界各地不同种族都有其形形色色不同的神创论。神创论。自然发生说自然发生说 前苏联化学家奥巴林前苏联化学家奥巴林(O. A. Oparin)于于1938年提出的关年提出的关于生命可在适宜的环境条件下从非生命物质直接产生的假说。于生命可在适
2、宜的环境条件下从非生命物质直接产生的假说。该学说认为，不洁的衣物会自生蚤虱，污秽的死水会自生蚊，该学说认为，不洁的衣物会自生蚤虱，污秽的死水会自生蚊，肮脏的垃圾会自生虫蚁，粪便和腐臭的尸体会自生蝇蛆。总肮脏的垃圾会自生虫蚁，粪便和腐臭的尸体会自生蝇蛆。总之，生物可以从他们所在的物质元素中自然发生，而没有上之，生物可以从他们所在的物质元素中自然发生，而没有上代。代。关于生命起源的几个假说关于生命起源的几个假说化学起源说化学起源说 普遍接受的生命起源假说。这一假说认为，地球上的普遍接受的生命起源假说。这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由生命是在地球温度逐步下降
3、以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。的。宇宙生命论宇宙生命论(或泛生说或泛生说) 认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球，即认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球，即“地地上生命，天外飞来上生命，天外飞来”。这一假说认为，宇宙太空中的。这一假说认为，宇宙太空中的“生命生命胚种胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面，即成为最可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面，即成为最初的生命起点。初的生命起点。生物为什么会进化？生物为什么会进化？生物进化的实质是什么？生物进化的实质是什么？生物进化有什么
4、规律？生物进化有什么规律？阅读课本相关内容阅读课本相关内容拉马克的进化学说拉马克的进化学说1 1、生物不是神造的，而是由、生物不是神造的，而是由古老生物进化来的古老生物进化来的2 2、生物是由低等到高等逐渐、生物是由低等到高等逐渐进化的进化的 3 3、生物各种适应性特征的形、生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得成都是由于用进废退和获得性遗传性遗传拉马克拉马克拉马克拉马克(L.B.Lamarck) (L.B.Lamarck) 1744 18291744 1829生物进化主要原因：生物进化主要原因：一是一是“用进废退用进废退”二是二是“获得性遗传获得性遗传”强调生物内因为进化动力强调生物
5、内因为进化动力拉马克的进化学说拉马克的进化学说 食蚁兽的舌头之食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。食蚂蚁的结果。 鼹鼠的眼睛因为鼹鼠的眼睛因为长期不用而退化。长期不用而退化。拉马克的进化学说拉马克的进化学说获得性遗传获得性遗传 拉马克认为，具有神经的高等动物，拉马克认为，具有神经的高等动物，后天获得后天获得性性性状可以传到下一代。即只要获得的性状为双亲性状可以传到下一代。即只要获得的性状为双亲所共有，就能通过繁殖保存在它们的后代中。较有所共有，就能通过繁殖保存在它们的后代中。较有名的例子如对鹭、鹤等涉禽长腿的解释，即这些鸟名的例子如对鹭、鹤等涉禽长腿的解释，即这些鸟
6、类长期生活在水边，但不喜欢游水，为了不使身体类长期生活在水边，但不喜欢游水，为了不使身体陷进淤泥，就尽力伸长腿部；为了吃到水里的鱼虾，陷进淤泥，就尽力伸长腿部；为了吃到水里的鱼虾，又不至于濡湿身体，就尽力伸长颈部。这样又不至于濡湿身体，就尽力伸长颈部。这样获得的获得的性状，逐代遗传下去性状，逐代遗传下去，年深日久，就成了长颈长腿，年深日久，就成了长颈长腿的涉禽了，还有铁匠的儿子将来肌肉一定发达等有的涉禽了，还有铁匠的儿子将来肌肉一定发达等有名的例子。名的例子。拉马克的进化学说拉马克的进化学说用拉马克进化学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？用拉马克进化学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？拉马克的进化学说
7、拉马克的进化学说 达尔文也接受了获得性遗传，但是达尔文也接受了获得性遗传，但是“现代进化现代进化理论理论”已经抛弃了已经抛弃了“获得性遗传获得性遗传”。由于基因知识。由于基因知识的匮乏，达尔文时代的科学家无法研究生物性状到的匮乏，达尔文时代的科学家无法研究生物性状到底受什么控制，只有通过观察，这样他们很容易接底受什么控制，只有通过观察，这样他们很容易接受获得性遗传。受获得性遗传。 基因理论建立以后，人们认识到自然选择的基因理论建立以后，人们认识到自然选择的“优良基因优良基因”，是生物体内固有的并不是后天获得的。，是生物体内固有的并不是后天获得的。对获得性遗传的否定并不是对对获得性遗传的否定并不
8、是对“进化论进化论”的否定，的否定，相反是对相反是对“进化论进化论”的进一步完善，科学就是这样的进一步完善，科学就是这样否定错误理论一步一步完善理论。否定错误理论一步一步完善理论。达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说事实事实1 1：生物都：生物都有有过度繁殖过度繁殖的的倾向倾向事实事实2 2：物种内：物种内的个体数能保的个体数能保持稳定持稳定事实事实3 3：资源是：资源是有限的有限的推论推论1 1：个体间：个体间存在着存在着生存斗生存斗争争事实事实4 4：个体间：个体间普遍存在差异普遍存在差异( (变异变异) )事实事实5 5：许多变：许多变异是可能
9、异是可能遗传遗传的的推论推论2 2：具：具有有利变异有有利变异的个体，生的个体，生存并留下后存并留下后代的机会多代的机会多推论推论3 3：有：有利变异逐代利变异逐代积累，生物积累，生物不断进化出不断进化出新类型新类型达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说过度繁殖过度繁殖 鳕鱼的年产卵量是鳕鱼的年产卵量是500500万粒。有人计算过万粒。有人计算过, ,如果鳕鱼所产如果鳕鱼所产的卵全部能孵化长大成鱼的卵全部能孵化长大成鱼, ,那么不出那么不出6 6年年, ,整个大西洋就会被整个大西洋就会被鳕鱼塞满。鳕鱼塞满。 达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说 各
10、种生物都有极强大的生殖力。但是自然界中各种生物都有极强大的生殖力。但是自然界中各种生物的数量在一定时期内都会保持相对稳定。各种生物的数量在一定时期内都会保持相对稳定。达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说生存斗争生存斗争达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说生存斗争生存斗争 生物生物个体之间个体之间进行的相互斗争，以及进行的相互斗争，以及生物与无生物与无机自然环境之间机自然环境之间的斗争，赖以维持个体生存并繁衍的斗争，赖以维持个体生存并繁衍种族的自然现象。种族的自然现象。达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说遗传变异遗传变异达尔文的自然选择学说达尔
11、文的自然选择学说 达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做达尔文把适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择自然选择。 过度繁殖过度繁殖有限的生活条件有限的生活条件+ +导致导致生存斗争生存斗争+ +变异变异导致导致适者生存适者生存+ +有利性状有利性状遗传遗传导致导致生物新类型出现生物新类型出现达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说主要内容：主要内容：过度繁殖过度繁殖（基础）（基础）生存斗争生存斗争（动力、手段）（动力、手段）遗传变异遗传变异（内因）（内因）适者生存适者生存（结果）（结果）达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说注意：注意：（1）生存斗争越激烈，生物进化的速度就越）生存斗争越
12、激烈，生物进化的速度就越快快（2）环境的作用是对变异了的生物进行）环境的作用是对变异了的生物进行定向的定向的选择选择，而不是因某种环境才产生了某种变异，而不是因某种环境才产生了某种变异（3）生物的变异不是定向的，而）生物的变异不是定向的，而生物的进化方生物的进化方向是定向的向是定向的，这个方向指的是适应环境。，这个方向指的是适应环境。达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说积极意义：积极意义：1.1.解释生物解释生物进化的进化的原因原因2.2.揭示生物揭示生物多样性多样性的原因的原因3.3.解释生物解释生物适应性适应性的形成的形成（拟态、保护色、警戒色）（拟态、保护色、警戒色）1.1.对于对于
13、遗传和变异遗传和变异的本质不能作出科学解释的本质不能作出科学解释2.2.对生物进化的解释局限于对生物进化的解释局限于个体个体水平水平3.3.强调物种形成都是强调物种形成都是渐变渐变的结果，无法解释物的结果，无法解释物种大爆发现象种大爆发现象局限性：局限性：达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说（1）合理解释）合理解释生物进化的原因生物进化的原因： 变异、自然选择和遗传三者综合作用的结果。变异、自然选择和遗传三者综合作用的结果。（2）揭示生命现象的统一性）揭示生命现象的统一性 所有生物都有共同的祖先。所有生物都有共同的祖先。（3）科学解释生物的多样性和适应性）科学解释生物的多样性和适应性 长期
14、自然选择的结果。长期自然选择的结果。对达尔文自然选择学说先进性的分析对达尔文自然选择学说先进性的分析拟态拟态 在外形、姿态、颜色、斑纹或行为等方面模仿在外形、姿态、颜色、斑纹或行为等方面模仿他种生物或非生命物体以躲避天敌的现象。他种生物或非生命物体以躲避天敌的现象。兰花螳螂兰花螳螂 拟态拟态狼蛛狼蛛拟态拟态螃蟹螃蟹拟态拟态叶虫叶虫拟态拟态叶虫叶虫拟态拟态叶虫叶虫保护色保护色动物色型与环境背景色一致，属于隐蔽的防御方法动物色型与环境背景色一致，属于隐蔽的防御方法保护色保护色保护色保护色保护色保护色警戒色警戒色 很多有毒和不可食的动物很多有毒和不可食的动物(尤其是昆虫尤其是昆虫)具有的鲜具有的鲜艳
15、夺目的体色。实验证明：鲜艳夺目的色型对捕食艳夺目的体色。实验证明：鲜艳夺目的色型对捕食者可以起到警告作用，可减少被捕食的风险。者可以起到警告作用，可减少被捕食的风险。警戒色警戒色警戒色警戒色竹叶青竹叶青达尔文以后进化理论的发展达尔文以后进化理论的发展性状水平性状水平深入深入基因（分子）水平基因（分子）水平以生物以生物个体个体为单位为单位以以种群种群为基本单位为基本单位形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论形成以自然选择学说为基础的现代生物进化理论认识到了遗传和变异的本质认识到了遗传和变异的本质获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。获得性遗传的观点，已经被多数人摈弃。物种是可变的物种是可变的生
16、物由低等到高等生物由低等到高等 逐渐进化的逐渐进化的生物的各种适应性生物的各种适应性 特征是用进废退和特征是用进废退和获得性遗传的结果获得性遗传的结果过度繁殖过度繁殖生存斗争生存斗争（生（生生，生生，生环）环）遗传和变异遗传和变异适者生存适者生存 拉马克的进化学说拉马克的进化学说达尔文的进化学说达尔文的进化学说首先提出了系统的进化理论，首先提出了系统的进化理论，具有极大的进步意义；具有极大的进步意义；用进废退、获得性遗传的思想用进废退、获得性遗传的思想是错误的。是错误的。合理解释生物进化的原因，合理解释生物进化的原因，改变人们思想。改变人们思想。无法解释遗传变异的本质、无法解释遗传变异的本质、
17、物种大爆发，对进化的解释物种大爆发，对进化的解释局限在个体水平。局限在个体水平。18601860年年6 6月月3030日，日，物种起源物种起源发表后不发表后不久在牛津大学举行了一场著名的论战久在牛津大学举行了一场著名的论战: : 我宁愿来自猴而不我宁愿来自猴而不愿来自以文化和口愿来自以文化和口才为偏见和谎言服才为偏见和谎言服务的文化人务的文化人! ! 究竟是你的祖父一族究竟是你的祖父一族还是你的祖母一族从还是你的祖母一族从猴子传承而来的？猴子传承而来的？ 牛津主教韦尔伯福斯牛津主教韦尔伯福斯赫胥黎赫胥黎暂时暂时over基基例：例：基基例：例：基基例：例：基基例：例：基基例：例：基基例：例：基基
18、例：例：基基例：例：拟态是主动模拟一种事物 而保护色是一种特定的事物 如果你具有拟态的功能那你可以在很多情况下保护自己 而如果你具有保护色的功能则只能在一种情况下保护自己 - 保护色、警戒色、拟态的区别 教学实践发现：学生解答下面的问题常会出错。“选出下列不属于拟态的项：A枯叶蝶似枯叶。B有的无毒蛇具有毒蛇的鲜艳体色。C南美蚕蛾幼虫的体态、色斑似眼镜蛇。D美洲棕王蝶幼虫有毒，体节有棕色大斑纹。”答案应选D，但有的学生却不知B、C两项为何不能选。而下面一题学生解答起来更是疑惑不定。“下列分别属于保护色和警戒色的一组是：A虎具有斑纹和黄蜂腹部的条纹。B昆虫的体色和北极熊的体色。C枯叶蝶具有的特征和
19、黄刺蛾幼虫的鲜艳色彩。D腹蛇体表的斑纹和比目鱼的体色。”答案应选A，而不少学生判断出选A后却感到疑惑不定，有的甚至改选C。 为什么会出现上述情况呢？主要是学生没有准确地把握保护色、警戒色、拟态这三个概念的含义，不能正确区分三种现象，特别是对拟态和保护色混淆不清。 如何才能有效区别这三种现象呢？还得从概念的含义出发。 保护色和拟态现象都表现为与环境色彩相似，不易被识别，而警戒色则表现得与环境不同，容易被发现，且具警戒色的动物一般都具有潜在的伤害性，据此可把警戒色与其他两者区分开。保护色表现为与环境色彩相似，这里的“环境色彩”应是环境中主要的占优势的色彩，如春夏的草坪是绿色，冬天的雪地是白色；拟态
20、是与环境中某种生物或非生物相似，而这种生物或非生物的颜色等特征并不一定在环境中占优势，并非主要色彩。而且拟态现象往往与生物所处的运动状态有关，一般是处于相对静止状态时才相似，一旦运动起来则就不相似了；而保护色则与运动状态基本无关，如枯叶蝶停息在树枝上的模样像枯叶，“停息”状态才像枯叶，一旦飞舞起来就不像了而我们捕捉昆虫也许都有这种体验：有时看到昆虫由这里飞向另一个地方，但马上在另一个地方搜寻，却不能立即找到。 基于以上分析，区别这三种现象就容易多了。如上面提到的“有的无毒蛇具有毒蛇的鲜艳体色”、“南美蚕蛾幼虫的体态、色斑似眼镜蛇”，这两者都是与环境中某种生物相似，故应是拟态现象，而“虎具有的斑纹”是与环境色彩相似，应是保护色。再如下面几种现象：“A避役的体色能够随环境色彩的变化而改变并与环境的色彩保持一致。B生活在亚马逊河流域的南美鲈鱼形如败叶，浮在水面。C黄蜂腹部具有黄黑相间的条纹。D腹蛇体表的斑纹。E生活在海藻中的一种鱼，遇到敌害时，身体侧立不动，似一株植物，从而逃避敌害。”这里的黄蜂、腹蛇具潜在伤害性，且条纹、斑纹很醒目，故C、D是警戒色；避役始终与环境色彩一致，不易被发现，故A是保护色；南美鲈鱼和海藻中的那种鱼都是与环境中某种生物相似，而且只有在“侧立不动”或“浮在水面”不动时才似植物、如败叶，一旦游动起来肯定就不像了，故B、E是拟态。
