专题讲座生物十进化论
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生物进化论在教学中的阐释生物进化论,这一科学理论对于我们理解生命的起源、发展和多样性有着至关重要的意义。
在教学中,如何清晰准确地阐释生物进化论,让学生能够深入理解并接受这一理论,是一个值得深入探讨的课题。
首先,要让学生明白生物进化论的核心观点。
达尔文的进化论主要包括两个核心要点:一是物种是可变的,生物会随着时间的推移而发生变化;二是自然选择是生物进化的主要驱动力。
在教学中,可以通过各种生动的例子来解释这些要点。
比如,我们可以以长颈鹿的长颈为例。
在很久以前,长颈鹿的祖先可能有着不同长度的脖子。
当环境中食物资源变得稀缺,只有那些脖子较长能够吃到高处树叶的个体更容易生存下来,并繁殖后代。
经过一代又一代的自然选择,长脖子的基因逐渐在种群中占据优势,最终形成了我们现在所看到的长颈鹿。
为了帮助学生更好地理解自然选择的作用,教师可以设计一些简单的模拟实验。
例如,准备一些不同颜色和形状的豆子,代表不同的生物个体。
设定一个特定的“环境”条件,比如用一个带有小孔的容器来筛选豆子,只有特定颜色或形状的豆子能够通过。
通过多次重复这个实验,让学生观察不同豆子的“生存”和“淘汰”情况,从而直观地感受自然选择的过程。
在讲解生物进化论时,不能忽视进化的证据。
化石记录是其中最直观的证据之一。
教师可以展示各种化石图片,向学生介绍化石是如何形成的,以及如何通过化石来推断生物的进化历程。
比如,从始祖鸟的化石中,我们可以看到它既有鸟类的特征,又保留了一些爬行动物的特征,这为鸟类是由爬行动物进化而来提供了有力的证据。
此外,比较解剖学也是重要的证据之一。
比如,人的手臂、猫的前肢、鲸的鳍,尽管它们的功能不同,但在骨骼结构上却有着相似之处,这表明它们可能有着共同的祖先。
除了理论和证据的讲解,还应该引导学生思考生物进化论的影响和意义。
生物进化论不仅对于生物学的发展有着深远的影响,也对我们的社会和文化产生了一定的冲击。
例如,它让我们更加明白人类在自然界中的位置,不是高高在上的特殊存在,而是与其他生物共同进化的一部分。
神奇的生物进化科普进化论与物种形成神奇的生物进化科普:进化论与物种形成进化论是关于生物进化过程和机制的科学理论,它解释了物种形成及其多样性的起源。
在这篇文章中,我们将深入探讨进化论的基本概念以及它对物种形成的影响。
一、进化论的基本概念进化论是指生物种群遗传组成的逐渐改变和多样化,最终产生新物种的过程。
它起源于英国博物学家达尔文的观察和研究,通过证据支持了物种的共同祖先和自然选择的概念。
自然选择是进化的关键机制之一,它描述了适应环境的个体通过繁殖和遗传将有利特征传递给后代,从而使物种适应环境的过程。
在竞争激烈的环境中,适应性更强的个体更有可能生存并传递其基因给下一代,进而导致物种的适应性改变。
二、进化论对物种形成的影响进化论对物种形成的影响是深远而广泛的。
以下是几个重要的方面:1. 遗传变异进化论认为,遗传变异是进化的基础。
个体之间的遗传差异在一代代的繁殖中逐渐积累,促使物种产生适应性的变化。
这些变异可能是由基因突变、重组或随机的遗传漂变等因素引起的。
2. 自然选择自然选择是进化论的核心概念之一。
适应性较高的个体更有可能在竞争中获得生存的机会,并将其有利特征传递给下一代。
这种逐渐的累积效应会导致物种适应环境的变化。
3. 物种分化随着时间的推移,物种群体在不同环境下可能分化成不同的亚种或新物种。
这种分化通常发生在地理隔离或环境变化的情况下,使得群体之间的基因交流减少,从而引发了物种的形成。
4. 进化树通过对现代物种和化石记录的研究,科学家们建立了进化树,描述了不同物种之间的亲缘关系和共同祖先。
进化树为我们提供了解释物种形成和演化过程的框架,深化了我们对生物多样性的理解。
三、案例研究:达尔文鸟达尔文鸟是进化论的一个经典案例研究。
这些鸟类生活在加拉帕戈斯群岛,它们根据食物资源的不同演化出了多样的嘴形和大小。
在不同的岛屿上,达尔文鸟面临着不同类型的食物供应。
因此,对于不同类型的食物,鸟嘴的形状逐渐发生变化。
生物进化论的主要内容生物进化论是什么
生物进化论的主要内容:种群是生物进化的基本单位,生物进化实质在于种群基因频率的改变。
突变和基因重组产生生物的原材料。
突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
生物进化论的主要内容
1.种群是生物进化的基本单位,生物进化实质在于种群基因频率的改变。
2.突变和基因重组产生生物的原材料。
3.突变和基因重组,自然选择及隔离是物种形成的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
4.自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向。
5.隔离是新物种形成的必要条件。
生物进化论是什么
进化论是用来解释生物在世代与世代之间具有变异现象的一套理论,从古希腊时期起就曾经出现一些零星的思想,而当今进化学绝大部分以查尔斯罗伯特达尔文的进化论为主轴,在著《物种起源》时有详细的论述,已为当代生物学的核心思想之一。
其进化论有三大经典证据,比较解剖学,古生物学和胚胎发育重演律。
进化论,又称演化论。
是指关于生物由无生命到有生命,由低级到高级,由简单到复杂逐步演变过程的学说。
随着进化论的发展,产生了现代综合进化论,而当今演化学绝大部分以查尔斯达尔文的演化论为主轴,已为当代生物学的核心思想之一。
早期物种理论达尔文之前生物变化思想的发展和关于万物互相转化和演变的自然观可以追溯到人类文明的早期。
例如,中国《易经》中的阴阳,八卦说,把自然界还原为天,地,雷,风,水,火,山,泽八种基本现象,并试图用阴阳,八卦来解释物质世界复杂变化的规律。
专题十:进化论[竞赛要求]1.哈迪-温伯格定律2.进化的机制:突变、自然选择、生殖分离、适应、适合度[知识梳理]一、生命起源的化学进化过程 无机小分子物质−−→−生成有机小分子物质−−→−形成生物大分子物质−−→−组成 多分子体系−−→−演变 原始生命 二、真核细胞的起源细胞起源的原始次序大致如下:核苷酸和氨基酸→原型核酸和原型蛋白质→原型核蛋白体(生命前体)→原始生命体(原生体)→原型细胞→原型细胞的增生和选择→细胞(原核细胞)→细胞的增生与选择→真核细胞。
内共生学说认为:真核生物体内的许多细胞器不是渐进的进化过程产生,而是质膜的内陷和内共生作用产生的。
许多科学家深信,真核细胞含有的线粒体和叶绿体是分别通过吞噬原核生物细菌和蓝藻及内共生作用产生出来的共生体。
此外,还有人认为真核细胞不是来自原核细胞,而是和原核细胞一同起源于原始生命。
三、达尔文和他的自然选择理论(一)达尔文和《物种起源》1.简介:1831-1836年,达尔文乘“贝格尔号”作5年环球探险航行。
观察采集标本;在加拉帕戈斯群岛,他观察到海龟、地雀分布在各小岛上,种类很多,相似而不相同,由此推断:生物由共同的祖先种分化出来 ,创论解释不了这些现象。
1859年,达尔文出版《物种起源》,提出生物进化的见解。
(二)自然选择学说1.遗传 这是生物的一个普遍特征,生物有了这个特征,物种才能稳定存在。
2.变异 生物界普遍存在着变异。
每一代都有变异,没有2个生物个体是完全相同的。
亲代与子代之间、同一亲本产生的各子女之间都存在着差异。
变异是随机产生的,这和拉马克所说的变异不同。
拉马克认为变异是按需要而向一定的方向发生的。
达尔文当时还不能区分可遗传的变异和不遗传的变异。
他只能一般地讨论变异。
但是,他实际上讨论的是遗传性状发生的变异,是可遗传的变异。
这样的变异一代代积累下去就会导致生物更大的改变。
可遗传的变异主要属于两大类:①染色体畸变与基因突变;②基因重组。
染色体畸变包括染色体的丢失、易位、移位等变化。
这些变化实际也是DNA 分子的变化,如染色体的部分丢失,就是DNA 分子的一部分序列的丢失。
基因突变是DNA 链上碱基的改变。
基因重组几乎有无限变异的可能。
一对等位基因的遗传,子一代可以产生2种配子,子二代可以出现3种基因型,100对基因的杂交可以产生2100种配子和3100种基因型。
由于各生物的基因数目都是很大的,其可能组合的基因型几乎可以说是无穷无尽的。
所以,在平常情况下,即使是没有突变,单凭基因重组就可以产生无尽的可遗传的变异。
这就说明了,世界上为什么没有2个生物个体是完全相同的。
3.繁殖过剩达尔文注意到的第三个事实就是各种生物都有极强大的生殖力。
一对家蝇繁殖一年,每代如产1000个卵,每世代如为10 d,如果后代均不死亡,这一对家蝇一年所产生的后代可以把整个地球覆盖2.54 cm之厚。
达尔文还指出,象是繁殖很慢的动物,但是如果每一雌象一生(30岁~90岁)产仔 6头,每头活到100岁,都能繁殖, 750年后就可有19 000 000头子孙。
但是,家蝇的强大生殖力并没有使家蝇完全占尽地面。
几万年来,象的数量也从没有增加到那样多。
事实上,自然界各种生物的数量在一定时期内都保持相对稳定。
为什么?达尔文提出了以下两个推论:4.生存斗争达尔文指出,物种之所以不会数量大增,乃是由于生存斗争。
所有生物都是永远处于生存斗争之中,或者与同种的个体斗争(种内斗争),或者与其他种生物斗争(种间斗争),或者与物理的生活条件斗争。
例如,同种的生物常因争取食物、生活场所等而发生斗争。
不同种生物之间的斗争,如大鱼吃小鱼、鸟吃昆虫、牛羊吃牧草等的斗争。
对自然环境的斗争,如生活在两极地区的生物,要与严寒作斗争,生活在沙漠地区的,要与干旱作斗争,生活在海岛上的昆虫要与大风作斗争等。
总之,生存斗争是时刻在进行着的,并且是十分错综复杂的。
通过生存斗争,有些生物活下来了,有许多生物被淘汰或消灭了。
5.适者生存不同的个体在形态、生理等方面存在着不同的变异。
有的变异使生物在斗争中生存下来,有的变异却使生物在斗争中不能生存。
例如,在寒冷地区,皮毛厚的个体就容易生存下来,皮毛薄的个体就会被淘汰。
在常有大风的海岛上,无翅的昆虫不飞翔,不至被大风吹到海内,而有翅昆虫却在飞翔时被风吹到海里而死亡。
在种内斗争中,身强有力、取食力强的个体生存下来,体衰而取食力弱的个体被淘汰。
所以生存斗争的结果就是适者生存,即具有适应性变异的个体被保留下来,这就是选择;不具有适应性变异的个体被消灭,这就是淘汰。
反过来说,凡是生存下来的都具有适应性的变异,这就是适应性的起源,即适应性是在选择中累积而成的。
达尔文认为,生存斗争及适者生存的过程,就是自然选择的过程。
自然选择过程是一个长期的、缓慢的、连续的过程。
由于生存斗争不断在进行,因而自然选择也不断在进行,通过一代代的生存环境的选择作用,物种变异被定向地向着一个方向积累,于是性状逐渐和原来的祖先种不同了,这样就演变成新种了。
总之,达尔文和华莱士的工作证明了生物界是进化发展的产物。
生物有共同的起源,因而表现了生命的同一性,生命是不断的发生变异,而变异的选择和积累则是生命多样性的根源。
四、基因频率和自然选择的作用(一)基因库1.种群定义:在一定的地域中,一个物种的全体成员构成一个种群。
特征:种群内的雌雄个体能通过有性生殖而实现基因的交流。
举例:一个湖泊中的所有鲤鱼、田螺等。
2. 基因库:一个种群全部个体所带有的全部基因的总和。
3. 研究意义:了解生物进化的机制—群体或种群的进化。
4. 种群大小概率:数量足够大:稳定;种群数量小,基因频率波动, 出现以下的情况:(1) 遗传漂变定义:小的群体因偶然机会,而非选择,基因频率发生变化的现象。
(2) 建立者效应小种群造成特殊的基因频率。
某种群中的少数个体,迁移到它处定居;有些等位基因没带出,导致与种群的基因频率有差异,通过自然选择,形成新品种或新种。
(3) 瓶颈效应很多生物,特别是动物,春季繁殖,夏季数量多,冬季寒冷和缺少食物大量死亡,其数量形成瓶颈模式(瓶颈部分为冬季数量减少时期)。
(二)哈迪——温伯格定律哈迪一温伯格定律的概念是指在一个大群体随机交配的群体里,其基因频率和基因型频率在没有突变、选择和迁移的条件下,世代相传下发生变化,并且基因型频率是由基因频率决定的,此定律称为遗传平衡定律或基因平衡定律。
由于该定律是1909年分别由Handy和Weinberg首先提出的,所以又称为哈迪一温伯格定律。
遗传平衡时,基因频率和基因型频率有如下关系:即遗传平衡公式。
〔p(A)+ q(a)〕2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)哈迪一温伯格定律的应用:当完全显性的情况下无法从表现型统计中直接计算各基因型频率时,可假定群体处于“遗传平衡状态”,据遗传平衡公式来推算基因型频率。
如调查得知,隐性性状个体(aa)为16%,q2=0.16,再据p和q计算出各基因型频率。
(三)自然选择的作用1.自然选择引起基因频率改变,选择或淘汰某些基因例:假设基因选择压为0.001(1000 :999),即 (AA + Aa) :aa = 1000 :999 ,频率为0.00001的显性基因;23400世代,基因频率为 0.99 ;23 400个世代在地质年代上是很短的;假设生物一年繁殖一代,23400年就可使物种发生基本改变。
选择压高,短时期形成新品种。
2.多基因性状的选择(1)表现型,分布频率:15个基因,每个1%频率,它们同存于一个生物体的几率:1/1030,生物中不可能出现。
(2)人工育种:一定选择压,基因频率改变,新的基因组合,新表现型。
3.自然选择的类型(1)定向性选择:极端类型,如:抗性选择;含油量选择。
(2)稳定性选择:中间类型,如:新生儿体重(4.5-8.5→2-11):六斤左右存活率最高。
(3)中断性选择:两极端类型,如:白足鼠:长尾、短尾保留,淘汰中间类型。
4.选择压(1)定义:两个相对性状间,一个性状被选择生存的优势。
或说两个基因频率间,一个比另一个更能生存的优势。
(2)特点:相对性:依环境而变。
综合性:综合后有利→ + 选择压→ 基因被选择;综合后不利→ —选择压→ 基因被淘汰。
举例:雄鸭的艳丽羽毛;镰刀型贫血病与疟疾。
五、物种和物种的形成(一)、物种:分类单位,客观存在1.定义:形态上类似,彼此能够交配,要求类似环境条件的生物个体的总称。
现代遗传学定义为一个具有共同基因库的,与其他类群有生殖隔离的类群。
2.根据:有无生殖隔离但根据形态特征进行物种鉴定不但有效,且方便:化石(古生物),只进行无性生殖的生物、细菌等原核生物。
(二)、种群1.定义:同一物种的一群个体,个体间交配,保持同一个基因库。
2.特点:同一物种的种群间—地理隔离;不同物种的种群间—生殖隔离;同种种群间消除隔离,互相交配,基因交流。
(三)、隔离在物种形成中的作用1.地理隔离和生殖隔离地理隔离使一个种群分为多个小种群,各自向不同方向发展,在一定时间之后,这些种群之间便会出现互不交配的生殖隔离。
这是因为:①2个被分开种群的基因组成或基因频率在一开始时不可能是安全相同的,按建立者原则,假如隔离的2个种群是小的,它们的基因频率就可能十分不同,这是起始时的差异;②2个被分开的种群中可能出现完全不同的突变。
突变是随机的,可能在某一种群中出现某些突变,而在另一种群中出现完全不同的其他突变。
既然被隔离的种群之间没有基因交流,一个种群中的突变自然不会引起另一种群的改变;③一般情况下,2个分开的种群各自占据不同的地理及生态环境,因而有不同的选择压及选择方向。
也就是说,在这一环境中的种群中,某些基因被选择而保留下来,在另一环境中的另一种群中,其他一些基因被选择而保留下来。
这就使分开的2个种群的基因库组成产生了更大的差异。
此外,基因漂变也可能发生,特别是在很小的种群中可能发生。
所有上述这些变化累积起来,就使不同的种群个体之间不能发生基因交流,而新种也就产生了。
2.交配前生殖隔离和交配后生殖隔离(1)交配前生殖隔离:因种种原因不能实现交配的。
生态隔离: 相隔远,例如西方悬铃木在美国,而东方悬铃木在地中海东部;栖息地隔离: 相隔近,例如两种蟾蜍,分别在河流和浅池沼;季节性隔离: 两种松树,一种在二月传粉,而另一种则在四月传粉;行为隔离: 求偶行为不同的动物;形态隔离:主要是生殖器官形态不同,这在昆虫中比较常见。
(2)交配后生殖隔离:交配后合子不能发育或能发育,但不能产生健康而有生殖力的后代。
配子隔离: 可交配、受精,但不发生受精作用,在不同种的果蝇间可见;发育隔离: 可受精,但胚胎发育不正常,出生前死亡,像山羊和绵羊杂交;杂种不活: 杂种在可生殖前死亡,如烟草种间;杂种不育: 马、驴——骡;杂种的选择性消除: 保留两亲本,消除杂种。