3-生物进化省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

1、从化石形成条件化石不完备性

2、从化石形成过程分析化石不完备性

3、寒武纪生物大暴发原因探讨？课前１０分钟讨论第1页第三章

生物进化一生物进化证据二生物进化主要学说三物种形成原因和方式四生物演化方式和规律第2页生物进化含义进化

泛指事物从低级到高级、从简单到复杂形式转变。生物进化

指生物与其环境之间相互作用造成部分或整体生物种群遗传组成一系列不可逆改变。第3页生物进化含义是指在生物与其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时间而发生一系列不可逆改变，并造成对应表型改变。在大多数情况下，这种改变造成生物总体对其生存环境相对适应。第4页一生物进化证据古生物学证据胚胎学证据比较解剖学证据生物地理学证据第5页１古生物学证据

古生物不一样种类出现次序反应了生物进化次序，主要表现在：生物不停从低级到高级、水生到陆生、简单到复杂方向发展。资料表明，在生物发展中有大量过渡步骤存在。生物进化与环境亲密相关。第6页古生物学证据图解(1)第7页古生物学

证据图解(2)第8页２胚胎学证据在胚胎发育中，共性特征先出现，特殊性状后出现。不一样动物胚胎发育早期经过相同阶段，以后才愈来愈分歧。高等动物胚胎发育经过了低等动物胚胎发育阶段。生物重演律。第9页胚胎学证据图解第10页重演律个体发育生物个体终生发育过程系统发生生物种族发展史重演律个体发育是系统发生快速重演

第11页重演律图解

重演律只是一个简单、快速过程；可推测进化过程中原始性状，可绘出系统发育树人类胚胎发育与其它脊椎动物系统发育比较第12页３比较解剖学证据

经过不一样类别动物解剖，比较各种器官结构，确定生物进化同源器官起源相同、结构和部位相同，而形态、功效不一样器官（如哺乳动物手、肢、鳍）同功器官生物形态、功效相同而起源不一样器官（如鸟和昆虫翅膀）痕迹器官对于生物体已基本无作用但仍存在器官（如人类毛发），可追溯起源第13页比较解剖学证据图解同源器官第14页比较解剖学证据图解同源器官第15页比较解剖学证据图解同功器官第16页生物地理学是研究地球上生物分布及其规律学科。气候、地貌及其它地理原因控制着生物发展和分布。４生物地理学证据第17页动物地理特征与生物演化澳洲：原始哺乳动物发育，如有袋类等。原因为澳洲大陆在中生代与其它大陆分离，当初地球上只有原始哺乳动物第18页动物地理特征与生物演化南美洲：发育特有贫齿类，也有有袋类及当代哺乳动物。原因：为古近纪以前南美洲和其它大陆相连，故有古近纪以前共有动物，如有袋类等；古近纪早期到新近纪南美洲和其它大陆分离，从而形成特有动物，如贫齿类；上新世以后大陆桥形成，北美一些动物经过大陆桥向南迁移，后代保留至今。第19页二生物进化主要学说进化学说形成主要进化学说达尔文学说以后进化理论发展第20页1进化学说形成

任何进化学说得以成立前提是:：认可物种可变认可原有和变异特征都是经过从亲代取得并传给后代必须排除超自然原因情况下，解释生物进化原因和适应起源第21页2主要进化学说进化论萌芽及早期思想达尔文进化论提出及其主要思想达尔文学说以后进化理论与发展第22页早期进化论地位第23页1）进化论萌芽和早期思想（1）布丰，法国人，认为物种是可变，尤其强调环境对生物影响，其进化中心思想是：生存环境改变，尤其是气候和食物改变能够引发生物机体改变。但以后经不起宗教势力压迫，公开发表申明，并放弃进化学说。第24页林奈，伟大生物家，是当代绝大多数物种和生物命名建立者。一个长久认为物种不变论者，以后在事实面前思想发生了重大改变。当他将人、猿和猴归到哺乳纲同一个属时，无奈叹到，“这些下贱畜生是多么像我们呀”1）进化论萌芽和早期思想（2）第25页拉马克，法国博物学家，是生物进化论先驱，他进化学说比达尔文还早半个世纪。18他将整个动物界分为脊椎动物和无脊椎动物。第26页拉马克理论观点为：传衍理论（环境影响、用进废退，取得性遗传）进化等级（认可生物从低级向高级发展，但不认可物种绝灭）1）进化论萌芽和早期思想（3）第27页达尔文，1809-1882，英国人第28页2）达尔文进化论主要思想变异与遗传（变异稳定与可变性）自然选择（物竟天择，适者生存）性状分歧，物种形成与绝灭（新种不停产生，旧种不停绝灭，性状变异自然选择适者生存新种形成绝灭）第29页自然选择特点保留有利性状，淘汰不利性状自然选择经过生存斗争实现自然选择能使适应环境生物得以衍生，不适应者淘汰第30页第31页Anearlytreeoflifedrawnin1874bytheGermanbiology,ErnstHaeckel.

接着很快，进化论拥护者、德国E.Haeckel首次提出了一个完整动物演化树。第32页3达尔文学说以后进化理论发展第一次修正--新达尔文主义第二次修正--当代综合论第三次修正--当代达尔文主义相关进化论争论第33页1）新达尔文主义--魏斯曼

修正了进化论中除自然选择以外内容，如取得性遗传，外界对进化直接影响等，将自然选择强调为进化主要原因。第34页2）当代综合论--孟德尔伴随遗传学成熟，人们对进化原因有了新认识，综合论主要修改了“自然选择”理论，用“繁殖或基因传递相对差异”代替了生存斗争、适者生存概念。第35页3）当代达尔文主义—当代古生物学家贡献新资料证实，进化过程并非匀速，而是快速进化和进化停滞并存，如寒武纪生命大暴发。进化有随机性；自然选择并非进化主原因遗传学研究证实，遗传本身含有某种进化功效，进化过程中可能有内因驱动和导向性。第36页几个相关进化图解第37页相关进化论争论进化动力是什么？进化是否有一定方向？进化速度是否恒定，是渐进还是跳跃？第38页三物种形成原因和方式物种是进化单元，也是繁殖后代单元。进化过程是物种不停演变过程，新种不停出现，旧种不停绝灭。一物种形成路径物种形成就是指新种形成。物种形成是经过遗传、变异、隔离和自然选择等路径来实现。1遗传（Heredity)：在生物演化过程中，能使生物性状稳定并保留下来现象称为遗传。遗传物质是基因。每个物种含有一个基因库，并保持一定稳定性，所以物种特征能世代相传。这就是所谓“种瓜得瓜，种豆得豆”。第39页三物种形成原因和方式

一物种形成路径

2变异（Variability）：是指同种生物之间差异（不包含年纪差异和性别差异）。个体发生变异主要原因是基因突变和重组。特征：（1）变异是相关，有机体一部分发生变异，也会引发其它部分发生变异，如长颈鹿。（2）变异有遗传，也有不遗传，只有遗传变异才能对进化起作用。（3）变异不但表现在外部形态上，而且表现在内部结构上。第40页三物种形成原因和方式

（一）物种形成路径

遗传与变异关系：在生物进化过程中，变异是一个创造性原因，遗传是一个稳定性原因。没有变异，生物只能产生相同物种，进化无法进行；没有遗传，生物没有相对稳定性，不能成其种类，也不可能有进化，所以，遗传和变异之间相互作用是是生物进化基本动力。第41页（一）物种形成路径3隔离（Isolation）：主要包含地理隔离和生殖隔离地理隔离：是指因为海洋、沙漠、山脉阻挡或遥远地理距离等原因造成隔离。同种生物因为长时期受到地理隔离，居群中个体间无法杂交，失去基因交流机会，从而朝不一样方向变异，逐步形成地理亚种。如华南虎和东北虎在体型大小、毛色深浅和毛长短等方面都产生了显著差异，已形成了两个地理亚种。生殖隔离：是指居群间因为基因型差异使得基因交流不能进行，最终会造成形成不一样亚种、新种。另外，隔离还有生态、季节、机械、杂交不育、杂交不活等隔离。第42页4自然选择（Naturalselection):实质是使种内居群遗传物质朝着更有利于适应外界环境方向变异。其结果是：适者生存，不适者淘汰。

原理：生物个体间变异有些对生存有利，有些对生存不利。在生存竞争（争夺食物、生存空间和配偶）中，含有有利变异个体得到保留，具不利变异个体受到淘汰。达尔文把这种自然界淘劣留良作用称为自然选择。（一）物种形成路径第43页（二）物种形成方式：2种观点1渐变模式／渐变论：为达尔文观点，认为成种作用是渐变，即一个原始物种在自然选择作用下，性状逐步分化，使得遗传变异逐步积累，最终形成新种，而且新种与旧种之间有过渡类型。强调线系变异。但过渡类型在化石中不多见。第44页2突变模式／突变论：以点断平衡论为代表。由埃尔德雷奇和古尔德在1972年提出理论。认为一个生物谱系进化是由物种形成形态快速改变时期和形态无多大改变静态平衡时期所组成。即一个生物谱系不时被物种形成快速演变时期所“点断”，新种能够在忽略不计地质时期内形成，认为生物演化是突变（间断）与渐变（平衡）辩证统一。成种过程是突然发生。认为新种与旧种之间无过渡类型。当前这种观点较为流行。（二）物种形成方式：2种观点第45页四生物演化方式和规律1演化方式（模式）2演化规律3生物演化总貌第46页（一）生物演化方式1）进化

生物体由低级向高级进化水平提升2）分化生物对不一样环境适应而向多方向演化，生物进化水平没有提升，分为趋异和趋同

趋异分类位置相近生物，因为适应不一样环境而发生形态分化，也称为辐射

趋同分类位置较远生物，因为适应相同或相同环境，而使形态相同起来。第47页趋异（辐射发展）恐龙辐射演化第48页趋同第49页3）特化生物对某种条件特殊适应，使其形态、生理上发生局部改变，但生物整体进化水平没有提升。如哺乳动物前肢（鳍状、翼状、蹄状），都是特化结果。4）退化生物体形态及生理简单化，但进化水平没有退步。（一）生物演化方式第50页特化--脊椎动物肢骨对环境适应特化第51页5）平行演化：不一样类群而亲缘较近生物，当其从共同祖先产生后，因为进入不一样生活环境而发生了分歧。以后又发展到非常相同环境中，它们对等器官，因适应相同环境而产生了相同性状。

如旧大陆有胎盘类和新大陆有袋类，都起源于共同哺乳类祖先，以后因为分离而产生平行演化结果。（一）生物演化方式第52页平行演化-奇蹄类肢骨第53页6）绝灭

即生物灭亡，分为真、假绝灭两种类型。生物绝灭认识建立是生物演化思想建立主要标志。

资料表明，因为人类干涉，物种绝灭比形成速度快1000倍，即每小时一个物种绝灭。（一）生物演化方式第54页生物大灭绝自从古生物学出现后，人类就认识到曾有过大规模生物绝灭现象。多细胞生物在6亿年历史进程中，共经历了五次主要大规模绝灭事件。在全部大绝灭事件中，规模最大一次发生在二叠纪末，最引人注目标是白垩纪末恐龙绝灭第55页二叠纪末生物大灭绝地史几次大绝灭，二叠纪末绝灭事件是规模最大一次。造成了海洋中95%以上物种绝灭绝灭主要是海洋生物，陆生物未受太大影响化石主要保留浅水海洋生物，极少有深海生物生物绝灭原因可能包含世界范围内造山运动、海平面升降、海洋环境改变、超新星暴发、宇宙射线大量射入、气候剧变等。二叠纪末大绝灭是古生物学中一个古老而深刻难题第56页关于恐龙灭绝白垩纪—第三纪之交时，统治地位爬行动物及二分之一以上植物和其它陆生动物也同时大量消失哺乳动物散布到了恐龙退出生态环境，成为统治者加利福尼亚大学WalterAlvarez和FrankAsaro在意大利亚平宁山脉和世界其它地方沉积岩中，看到来自太空一次巨大撞击事件痕迹。提出外星撞击说。第57页关于恐龙灭绝第58页关于恐龙灭绝外星撞击说第59页2生物演化规律1）不可逆性

生物不论整体还是部分（器官）都不可能返回到它们祖先已经有过状态，即已消失性状不会再出现，已绝灭物种不会在复生。2）相关律

当生物某一器官发生变异而产生新适应，必定会引发相关器官发生变异。第60页（二）生物演化特点、规律1进步性发展自生命在地球上出现以来，生物界经历了由少到多、由低级到高级、由简单到复杂进化发展过程，是一个上升进步性发展。

（1）从异养到自养发展

异养——单细胞细菌（原核生物）以周围环境有机质为养料。

自养——原核生物演化出具叶绿素蓝绿藻，能够进行光合作用，从无机物合成有机养料。第61页1进步性发展

（2）从二极到三极发展

二极——蓝绿藻和细菌组成了早期生物界自养和异养、合成与分解两个步骤，形成了一个菌、藻二极生态体系。

三极——伴随真核细胞出现，开始了动、植物分化，组成了一个三极生态系统。

绿色植物——自然界生产者

动物——自然界消费者

细菌、真菌——自然界分解者（二）生物演化特点、规律第62页1进步性发展

（3）从水到陆发展

4亿年前，植物先行登陆，而后是动物登陆，逐步形成了当代动植物体系。（二）生物演化特点、规律第63页2不可逆性

生物不论整体还是部分（器官）都不可能返回到它们祖先已经有过状态，即已消失性状不会再出现，已绝灭物种不会再复生。3相关律和重演率：当生物某一器官发生变异而产生新适应时，必定会引发相关器官发生变异。生物总是在其个体发生早期阶段表达其祖先特征，然后才表达其本身比较进步特征，即个体发育是系统发生短暂重演－重演率（二）生物演化特点、规律第64页相关律—长颈鹿第65页4生物演化总貌进步性从低级到高级、从简单到复杂发展分枝性从少到多发展阶段性屡次绝灭，屡次复苏。（二）生物演化特点、规律第66页

一份日文杂志“Newton”形象地表示寒武大暴发事件:在短短几百万年一瞬间,突然快速产生了地球上当前已知绝大多数动物门类。第67页1生物演替生物演替是生物进化阶段性一个主要表达，生物演替能够表现为种系代谢和生态代替：

（1）种系代谢——在生物纵向发展史上，新种总是在旧种基础上产生，许多旧种被新种所代替而衰退灭亡（旧种演化为新种）。也称为假灭绝（留下后代）。

（2）生态代替——在生物横向发展上，一些物种扩大并占领了新生态空间，而使另一些物种丧失了生活领域以至退出了历史舞台，这种现象就是生态代替。五生物灭绝与复苏第68页2生物灭绝（extinction）：是指生物种系终止，不留下后代现象

。可分为背景绝灭、集群绝灭

背景绝灭（backqroundextinction）

——也称正常灭绝，其总平均绝灭率维持在一个低水平上，灭绝等级低。通常0.1—1个/Ma。

集群绝灭（大规模绝灭）（massextinction）

——在某些地史时期，有许多门类生物几乎同时绝灭