现代生物进化理论的主要内容-1.ppt

二、隔离与物种的形成,问题：曼彻斯特地区的华尺蠖的基因频率发生了很大的改变，但是否形成了新的物种？为什么？,能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。,它们仍是同一个种，因未形成生殖隔离，还有基因交流。,1、物种的概念,物种是生物学的概念； 物种是一个分类单位（是指在形态上相似的生物个体的总和）； 物种是一个遗传单位（是指一个具有共同基因库的，与其他类群有生殖隔离的类群）； 物种是一个生态单位（每个物种都占有一定的区域）。,一个种群是同一物种，一个物种可以形成多个种群。,不是。因为马与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。,马和驴是不是一个物种？,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，这种现象叫生殖隔离。,人都是一个物种，无论白人 黑人黄种人结婚，都能产生具 有生殖能力的后代。,全世界的人都是一个物种吗？,骡是马跟驴交配产生的后代，那为什么他们不是同一物种呢？,例一个山谷中的一个鼠群被一条大河分成两个种群，这种现象称_ 。经过长时间以后，大河干涸后，这两个种群再重新相遇时，却出现了很大的差异，即形成了两个不同的物种，它们之间已经形成了生殖隔离，此时它们之间还能进行自由交配吗？_。,地理隔离,不能,同一个物种因地理因素分成许多不同的种群，它们之间因不能相遇而相互不能进行基因交流，这种现象称地理隔离。,东北虎,华南虎,注：不同种群之间一旦产生殖隔离，就不会有基因交流了，于是就形成了两个不同的种。,由于地理隔离形成了两个不同虎亚种。,如麻鸭(左)和孚鸭(右)都是大雁的后代，由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流，形成了生殖隔离，现在即使人为让它们交配，也不能产生可育的后代了。也就是说，它们形成两个不同的物种了。,人 种,1、蒙古丽亚人 （黄种人） 2、高加索人 （白种人） 3、尼格罗人 （黑种人） 4、澳大利亚人 （棕种人）,任何一个人种都没有专有的基因，各人种之间没有不可逾越的界线，没有生殖隔离。,种族应该理解为模糊集合，统计群体，或广义的家族。,地理环境不同产生的亚种。,在自然界中，新物种的形成往往要有（ ）的发生，隔离是指不同种群间的个体，在自然条件下（ ）不能自由交流的现象。,隔离,基因,2、隔离在物种形成中的作用,经过长期的地理隔离，不同种群在形态特征、生活习性上有了显著的差异，若再次相遇仍能交配和繁育后代，这样的不同种群称之为亚种。如东北虎和华南虎，狼与狗属于不同的亚种。,隔离的种类,地理隔离,突变、基因重组、自然选择,生殖隔离,新物种,加拉帕戈斯群岛一的几种地雀,南 美 洲 地 雀,地理隔离导致生殖隔离较常见。,新物种形成的标志：,生殖隔离,地理隔离与生殖隔离导致地雀新种的产生,1、设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？,由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。,2.不同岛屿上的地雀种群产生的突变情况是一样的吗？为什么？,不一样。因为突变是随机发生的。,资料分析,阅读教材120页“资料分析”并讨论：,不同岛屿的地形和植被条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝不同的方向改变。,4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？,不会。因为个体间有基因的交流。,3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因频率的变化会产生什么影响？,物种形成：,某物种,变异后改变的基因频率互不影响,某物种种群间的基因频率向不同的方向发展,不同环境的不同自然选择,种群间的基因库明显不同,生殖隔离,新物种,原始祖先,不定向变异,定向自然选择,渐变式：是新种形成的主要形式。 分为：继承式(始祖马、渐新马、中新马、上新马、现代马)、分化式。 爆发式：异源多倍体形成。如普通小麦是自然形成的异源六倍体。,隔离的意义在于使种内各亚群在生殖上形成封闭系统，促进各亚群基因型和表现型的性状分歧，经自然选择，使基因和基因型频率发生定向的变异，从而形成不同的亚种（变种），它们的变异，一旦达到了生殖隔离的程度，这样的亚种（变种），就已经进化成为一个新的物种。,物种形成的形式：,（1）生物进化的基本单位,种群,生物进化的实质,种群基因频率的改变。,（2）新物种形成的三个基本环节,突变和基因重组产生生物进化的原材料。（内因）,自然选择使种群的基因频率发生定向的改变，（决定进化方向）。（外因）,隔离新物种形成的必要条件。 （地理隔离是外因，生殖隔离是内因）,以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点,小结,现代生物进化理论的基本内容也有四点：,1、种群是生物进化的单位；,2、突变和基因重组产生进化的原材料；,3、自然选择改变基因频率；,4、隔离导致物种形成。,总结： 以（ ）为核心的现代生物进化理论，其基本观点是（ ）是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群（ ）的改变。（ ）（ ）及（ ）是物种形成过程的三个基本环节，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。在这个过中，（ ）产生生物进化的原材料，（ ）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（ ）是新物种形成的必要条件。,自然选择学说,种群,基因频率,突变和基因重组,自然选择,隔离,突变和基因重组,自然选择,隔离,以（ ）为核心的现代生物进化理论，其基本观点是（ ）是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群（ ）的改变。（ ）、（ ）及（ ）是物种形成过程的三个基本环节，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。在这个过中，（ ）产生生物进化的原材料，（ ）使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，（ ）是新物种形成的必要条件。,自然选择学说,种群,基因频率,突变和基因重组,自然选择,隔离,突变和基因重组,自然选择,隔离,思考回答下列问题：,1）物种A进化为B、C的两个外部因素 和 。 2）甲上的B物种迁到乙后，不与C物种进化为同一物种的 原因是 。 3）迁到乙后的B物种进化为D物种的原因是： 。,自然选择,地理隔离,B与C已形成生殖隔离,两地环境不同，自然选择不同，再加上地理隔离，使它们基因频率的差别累积形成生殖隔离,据图回答下列问题：,课 堂 练 习,1.隔离在物种形成中的主要作用是 （ ） A使种群间的个体互不相识 B.使种群间的雌雄个体失去交配机会 C.使不同种群适应于不同的地理环境 D.使种群之间停止基因交流，各自向着不同的方向演变,2.下列关于隔离的叙述，不正确的是 （ ） A.阻止了种群间的基因交流 B.对所有物种来说，地理隔离必然导致生殖隔离 C.种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因 D.不同物种间必然存在生殖隔离,D,B,3.达尔文在拉帕戈斯岛屿上发现了几种地雀,用现代进化 理论解释错误的是 ( ) A.经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,导致原始物种 形成现在条件的地雀物种 B.生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的地雀很快进 化成不同的物种 C.这些物种原来属于同一雀种,从南美大陆迁来以后,逐 渐分布在不同的群岛,出现不同的突变和基因重组，形成了生殖隔离 D.自然选择对不同种群基因频率的改变所起的作用有所差别，最终导致这些种群的基因库变得很不相同,并逐步出现生殖隔离,B,4. 20世纪初,美国从印度引种大陆棉,由于检疫的 问题，使印度棉红铃虫流入美国,下列关于这一 问题的预测,不正确的是 ( ) A.短时期内，印度棉红铃虫和美国棉红铃虫是 两个种群 B.长时期后，美国红铃虫可形成一个新的物种 C.现在的美国红铃虫和印度红铃虫可自由交配 和繁殖 D.现在的美国红铃虫和印度红铃虫可能交配达 成功,但不一定能繁殖,C,5.新物种形成最显著的标志是 ( ) A.具有一定的形态结构 B.改变了基因频率 C.具有一定的生理功能 D.产生了生殖隔离,D,6.下列关于自然界中物种形成的有关因素的叙 述，不正确的是 （ ） A.突变和基因重组是物种形成的内因 B.自然选择是物种形成的外因 C.隔离是物种形成的不可少的因素 D.经过地理隔离有的物种即可以形成新物种,D,7.右图为加拉帕戈斯 群岛上物种演化的模型， A、B、C、D为四个物种及 其演化关系，据图回答： （1）A物种进化为B、C两个物种的两个外部因素是_和_。 （2）甲岛上的B物种迁到乙岛后，不与C进化为同一物种的原因是_。 （3）迁到乙岛的B物种进化为D物种的原因是 _ _,自然选择,地理隔离,B与C间已经形成了生殖隔离,甲乙两岛的条件不同，自然选择作用不同，再加上地理隔离使它们基因频率的差异得到积累而形成了生殖隔离,（4）运用现代生物进化理论，简要说明A进化为B、C两个物种的过程：,A物种原是同一自然区域的生物类群，后来，同一物种的生物有的在甲岛上生活，有的在乙岛上生活，由于甲、乙两岛环境条件不同，使得同一物种的两个种群的基因频率发生不同的定向改变。再加上甲、乙两岛由于地理隔离而不能自由交配，使不同种群的基因库不同，形成生殖隔离。所以，最后的进化结果是形成两个物种。,返回,三、共同进化与生物多样性的形成,1.共同进化,问题,根据电视镜头中猎豹追捕斑马的情景， 想一想，猎豹与斑马在进化上有没有什么关 系？如果有的话，那是一种什么样的关系？,有关系，他们相互选择，共同进化。,问题,捕食者的存在对被捕食者的进化有什么 意义吗？,促进被捕食者种群的进化。,问题,生物的进化与环境的进化有什么关系吗？,生物的进化可以改变环境，而环境的改变又可促进生物的进化。,不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是,共同进化。,生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境之间共同进化的过程，进化的结果导致生物多样性的形成。,2.生物多样性的形成,生物多样性的三个层次,基因（遗传）多样性,物种（种类）多样性,生态系统多样性,生物多样性的形成经历了漫长的进化历程。,思考与讨论,仔细观察教材124页图711，并分析讨论下列问题：,1.最早出现的生物是哪一类生物？它们生活在什 么环境中?,最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在海洋中.,2.多细胞生物大约是什么时候出现的？它们生活 在什么环境中？,多细胞生物大约是在寒武纪出现的，它们生活在海洋中。,3.最早登陆的生物是植物还是动物，为什么？,最早登陆的生物是植物，否则动物登陆后就会饿死。,4.同今天你看到的地球相比，寒武纪时地球上的 生态系统有什么特点？,当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。,5.恐龙是什么时候绝灭的？物种绝灭对生物多样 性产生怎样的影响？,恐龙是在中生代后期（白垩纪末）绝灭的。物种绝灭对生物多样性的影响是复杂的。恐龙的绝灭有利于哺乳动物的繁盛。,了解生物进化历程的主要依据是化石。,生物进化的大致历程,35亿年前,出现古细菌,最早的生物化石,之后的20亿年,海洋中有少量的蓝藻和细菌,两极生态系统（只有生产者和分解者）,15亿年前,海洋中出现真核生物,出现有性生殖，进化速度明显加快,5.75亿年前,海洋中无脊椎动物物种大爆发,生态系统的第三极消费者出现，对植物的进化产生了重要影响,中生代新生代,裸子植物和被子植物扮演了生产者中的主角，鸟类、哺乳类等成为地球上占优势的动物类群,逐渐形成了复杂多样的陆地生态系统,总的进化趋势,简单复杂,水生陆生,低等高等,4亿年前,植物登陆（主要是蕨类）随后出现了原始的两栖类,改变了陆地环境,2.生物进化理论在发展,1.有学者认为，突变大多是中性的（对生物体无益也无害），自然选择对这些基因不起作用，这些基因经过长期积累，导致种群间遗传物质出现较大的差别。所以决定生物进化的方向是中性突变的积累，而不是自然选择。,2.根据很多物种是在短时间内迅速形成的现象，有人提出物种形成并不是渐变的过程，而是种群长期稳定与迅速形成物种交替出现的过程。,以自然选择为核心的进化理论更为大多数学者所接受。,课 堂 练 习,1.昆虫的保护色越来越逼真，它们天敌的视觉也 越来越发达，结果使双方都没有取得明显的优 势。这说明 （ ） A.自然选择不起作用 B.双方在斗争中不分胜负 C.双方相互选择共同进化 D.双方都在为生存而进化,C,2.下列有关叙述，错误的是 （ ） A.一个物种的形成或灭绝，会影响到若干其他物种的进化 B.物种之间的共同进化是通过物种之间的生存斗争实现的 C.生物多样性的形成也就是新的物种不断形成的过程 D.生物多样性包括遗传物质的多样性、生物个体的多样性、生态系统的多样性这三个层次,A,3.在中生代，大陆占“统治”地位的生物是（ ） A.两栖动物 B.爬行动物 C.鸟类 D.哺乳动物,B,4.生物多样性形成的根本原因是 （ ） A.基因的多样性 B.蛋白质的多样性 C.生态系统的多样性 D.自然选择的多样性,A,5.生态系统多样性形成的原因可以概括为 （ ） A.基因突变和基因重组 B.自然选择 C.共同进化 D.地理隔离,C,拓展题（教材127页） 1.提示：假如那样，生物界纷繁复杂的现象就很难用统一的观点和理论来解释，作为生物学基本观点之一的进化观点将难以建立，生物学就不可能形成现在这样一个科学的框架体系，学习生物学将缺少基本观点和方法的指导和统领。 2.提示：生态指的是生物与环境的相互关系，进化指的是生物界的历史演变；如果把进化看做由各种生物表演