资源简介

(共27张PPT)
生命的起源
盘古
开天辟地
女娲造人
人类的起源
传说1：女娲造人
创世女神女娲化生万物，每天至少能创造出七十样东西，开世造物，因此被称为大地之母。她是古老相传的大母神。
相传女娲以泥土仿照自己抟土造人，创造并构建人类社会；又替人类立下了婚姻制度，使青年两性相互婚配，繁衍后代，因此也被传为主职姻缘与情爱的皋禖古神。
第一日 神在黑暗混沌的大地创造光、昼夜
第二日 神创造天，将上面和下面的水分开
第三日 神分离陆地和海洋，创造出植物
第四日 神创造出日、月和星星
第五日 神创造出水生动物和飞鸟
第六日 神创造出牲畜、昆虫、野兽和男女
第七日 神安息了
——《圣经》
生命的起源
神创论：上帝七天创造万物
物种不变论
传说2：上帝造人
上帝用泥土造人，在泥坯的鼻中吹人生命的气息，就创造出了有灵的活人。上帝给他起名叫亚当。
但那时的亚当是孤独的，上帝决心为他造一个配偶，便在他沉睡之际取下他一根肋骨，又把肉合起来。上帝用这根肋骨造成了一个女人，取名叫夏娃。
人类的起源
传说3：古希腊神话
古希腊神话中，普罗米修斯是泰坦巨神的后代，他用粘土按照自己的身体造出了人类（男人）。
后来宙斯要求火神制造潘多拉，造出了世界上第一个女人。
雅典娜赋予了人类灵魂和神圣的生命。
人类的起源
第6章 生物的进化
6.1 生物有共同祖先的证据
学习目标
重点：基于证据和逻辑，认同生物是不断进化的，当今
的各种具有来自共同祖先。
运用比较解剖学、胚胎学、细胞生物学和分子生物学等
间接证据，说明当今生物具有共同的祖先，举例说明当
今生物具有许多共同特征。
重点难点
基于化石的直接证据，认同当今生物具有共同的祖先。
难点：从细胞和分子水平找寻当今生物具有共同特征和
共同祖先的证据。
达尔文在《物种起源》一书中明确提出，地球上的当今生物都是由共同祖先进化而来的，人和猿有共同的祖先。这一论断给当时占统治地位的“神创论”带来了巨大冲击，有人在漫画中把达尔文画成半人半猴的形象，以此发泄对达尔文的不满。直到今天，仍有人对“共同由来学说”、“人猿共祖说”持排斥态度。
讨论：1.反对共同由来学说的人能拿出有说服力的证据吗
2.你能说出什么证据来支持达尔文的观点
推翻了神创论的达尔文
人类的起源
问题探讨
不能。反对共同由来学说的人主要包括支持神创论、物种不变论的人，也有人认为，进化论只是一种假说，不是科学事实。反对的人可能会拿出这些说法来进行反驳，但这些都不是有说服力的证据。
化石、同源器官等
共同由来学说：
揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因
地球上所有生物都由原始的共同祖先进化来
自然选择学说：
教材P100
1、达尔文的生物进化论
主要内容
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的 、
或 等。
遗体
遗物
生活痕迹
（1）概念：教材P100
辽宁古果化石标本
辽宁古果的生存年代为距今 1亿4500万年的中生代，比以往发现的被子植物早1500万年，被国际古生物学界认为是迄今最早的被子植物。
从辽宁古果化石表面上看，化石保存完好，形态特征清晰可见。
2、地层中陈列的证据
(古生物学证据)
——化石
植物化石
牙齿化石
位置越靠下的地层，形成越早。其中保存的生物化石，年代越久远。 地层就像一本书，化石就是其中的文字，记录着地球和生物进化的历史。
地层形成越早，首次出现的生物越低等，生物特征越简单。
大量化石证据，证实了生物是由___________经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由 、由 、由 ___________ 的进化顺序。
规律：地层越早,成为化石的生物越低等、越简单
原始的共同祖先
简单到复杂
低等到高等
水生到陆生
（3）分布：
（4）结论：
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的 及其 、 、 等特征。
（2）作用：
种类
形态
结构
行为
化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(研究价值)
大部分在沉积岩地层
支持共同由来学说；
揭示生物进化顺序。
思考.讨论
[资料1] 2009年，我国科学家在辽宁省建昌县
发现了完整的赫氏近鸟龙化石，其身体骨架与恐
龙非常接近，但其骨架周围有清晰的羽毛印痕，
显示其后肢和尾部都有飞羽；后肢发达，显示其
善跑不善飞。
科学家认为这一化石为鸟类起源于恐龙的假
说提供了有力证据，这是为什么？
化石证据对共同由来学说的支持
赫氏近鸟龙既有恐龙的特征，也有鸟类的特征，是恐龙和鸟类的过渡类型。说明鸟类可能由恐龙进化而来。
[资料2] 在东非大裂谷地带，
科学家发现了许多早期古人类
化石，其中有318万年前的少女
露西的骨骼化石，其上肢骨的
结构与黑猩猩的相似，适于攀缘，
下肢骨与现代人类接近，适于直
立行走。
这一证据支持人猿共祖说吗？
露西既有智人的特征，又有黑猩猩的
特征，说明人和黑猩猩可能有共同的祖先，都起源于一类森林古猿。
少女露西骨骼化石模型及复原图
化石证据对共同由来学说的支持
01
有共同祖先
迄今为止，已经发现的大量的化石证据，证实了生物的进化过程：
02
由简单到复杂
03
由低等到高等
04
由水生到陆生
共同由来学说有没有“活着”的证据呢？
（1）比较解剖学证据
3、当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
同源器官如脊椎动物的肺和鱼鳔；
痕迹器官如人的阑尾、尾椎骨、胸毛。
1. 这四种前（上）肢骨骼是否都有肱骨、桡骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨？其种类有一致性吗？
2. 从上到下看这四种前（上）肢骨骼，这些骨的排列顺序一致吗？
3. 这四种前（上）肢骨骼的功能迥异，外形差别也很大，其内部结构模式为什么如此一致？
4. 人与蝙蝠、鲸和猫的骨骼结构还有哪些共同点？哺乳动物与鱼在骨骼结构上有哪些共同点？这是否支持现有的脊椎动物有着共同的原始祖先？
实例:脊椎动物前
肢骨骼排列
的规律性
目的：发现它们的共同特点，为这些生物是否有共同祖先寻找证据
有共同祖先，因适应不同环境，出现形态、功能不同
胚胎学是指研究动植物胚胎的 和 过程的学科，比较不同动物以及人的 ，也可以看到进化的蛛丝马迹。
胚胎发育过程
形成
发育
（2）胚胎学证据
实例：
目的：
内容：
比较不同动物及人的胚胎发育过程
人的早期胚胎出现鳃裂和尾
证明人和其他脊椎动物有共同祖先
脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。
推断：脊椎动物之间具有一定的亲缘关系；人和其他脊椎动物有共同祖先。
动物胚胎发育的过程
当今生物的细胞在结构上与古细菌有哪些共同点？ 这说明了什么？
思考·讨论1
已知最古老的化石是大约35亿年前的古细菌化石。现在，在海洋、湖泊等环境中还能发现古细菌，这些古细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体和DNA。
资料1
都有细胞壁、细胞膜、细胞质、核糖体。
说明古细菌和当今生物的细胞可能有共同祖先。
（3）细胞和分子水平的证据
细胞水平：
不同细胞都有细胞膜、细胞质、核糖体和DNA
研究目的：发现不同生物的共同特征，证明它们有共同祖先
(细胞生物学、分子生物学证据)
人和类人猿在DNA的碱基序列或是基因组方面的高度接近说明了什么？
思考·讨论3
资料2
人与猩猩和长臂猿的某段同源DNA的差异分别为2.4%、5.3%。人与黑猩猩基因组的差异只有3%。
人和类人猿可能有共同的祖先。
济南动物园的镇园之宝 大猩猩威利
根据以上资料，你可以得出什么结论？
思考·讨论4
资料3
细胞色素c是细胞中普遍含有的一种蛋白质，约有104个氨基酸，据测算，它的氨基酸序列每2000万年才发生1%的改变。不同生物与人的细胞色素c氨基酸序列的差异如下表所示。
人和其他动物细胞中普遍含有细胞色素c，说明生物由共同的祖先进化而来。差异越小，说明亲缘关系越近。
分子水平：
不同生物的DNA、蛋白质等生物大分子结构相似、单体相同（如细胞色素c）
课堂练习
1．关于生物的进化，只能靠运用证据和逻辑来推测。判断以下有关生物进化证据和结论的说法是否合理。
（1）通过化石可以了解已经绝灭的生物的形态结构特点，推测其行为特点。（ ）
（2）人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，这可以用人与鱼有共同祖先来解释。（ ）
(3)比较解剖学发现，不同种类的哺乳动物的前肢在形态上差别很大，这说明这些哺乳动物不是由共同祖先进化来的。（ ）
√
√
×
2．生物进化的证据是多方面的，其中能作为直接证据的是（ ）
A. 化石证据
B. 胚胎学证据
C. 比较解剖学证据
D. 分子生物学证据
A
课堂练习
3．生物都有共同的祖先，下列各项不能作为支持这一论点的证据的是（ ）
A. 所有生物共用一套遗传密码
B. 所有生物都由ATP直接供能
C. 各种生物的细胞具有基本相同的结构
D. 所有生物的生命活动都是靠能量驱动的
D
课堂练习
学习小结(共38张PPT)
第6章 生物的进化
6.2 自然选择与适应的形成
竹节虫
枯叶蝶
你能找到我吗？
兰花螳螂
撒旦叶尾壁虎
自然界中的适应——枯叶蝶
枯叶蝶，也称枯叶蛱蝶，以其前后翅相叠其翅形及斑纹似枯叶而著称。枯叶蝶在停息时，它的翅膀很像一片枯叶，这是枯叶蝶对环境的一种适应。
问题探讨
1、枯叶蝶的翅很像一片枯叶，这有什么适应意义？
这是自然界中常见的拟态现象，目的就是使自身不易被天敌发现。
自然界中的适应——竹节虫
竹节虫，因身体修长而得名，多数竹节虫的体色呈深褐色，少数为绿色或暗绿色。
体色会受环境影响：高温、低温、暗光可使体色变深，相反，则体色可变浅。白天与黑夜体色不同，成为节奏性体色变化。
拟态
2、从进化的角度，怎样解释这种适应的形成？
枯叶蝶的祖先种群中出现翅似枯叶的变异个体后，由于这种变异是可遗传的有利变异，这种变异的个体生存和留下的后代的机会多，久而久之，使这类蝴蝶具有翅似枯叶的适应性特征。
问题探讨
3、同一环境中不乏翅色鲜艳的蝴蝶，这与你刚才作的解释有矛盾吗？
如果有，又怎样解释？
看似矛盾。其实翅色艳丽的蝴蝶，其翅上类似猛禽眼睛的眼斑，能避免它遭到攻击，是它防御敌害的适应性特征。
你敢惹我吗
？
警戒色
你能找到我吗？
保护色
一、适应的普遍性和相对性
（1）生物的形态结构适合于完成一定的功能；
（2）生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。
1、适应的含义：
兰花螳螂的拟态
青蛙的保护色
箭毒蛙的警戒色
教材P106
2、适应的普遍性：
如拟态、保护色
(所有生物都有适应环境的特征)
一、适应的普遍性和相对性
人的小肠
小肠位于腹中，是食物消化吸收的主要场所。小肠全长约4-6米。
小肠内表面有许多环形皱襞和小肠绒毛，使小肠的消化、吸收面积大大增加；小肠绒毛壁很薄，只由一层上皮细胞构成，且绒毛中有丰富的毛细血管和毛细淋巴管。
小肠内壁
生物的形态结构适合于完成一定的功能
生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。
雷鸟是寒带地区特有的鸟类。羽毛颜色因季节而异，而与环境一致︰冬季羽毛白色，与雪地相一致；春夏则为有横斑的灰或褐色，以配合冻原地区的植被颜色。
雷鸟(春夏)
灰/褐色
雷鸟(冬)
白色
如果冬季降雪延迟，已经换成一身白色羽毛的雷鸟反而容易被天敌发现。可见，适应的实现是有条件的，当环境条件改变时，适应可能会失去作用。或者若冬季来得早，雷鸟尚未将羽毛换成白色。
思考讨论
雷鸟在冬季来临之前将羽毛换成白色，有利于在白雪皑皑的环境中保护自己。这种适应现象有没有局限性？
适应性特征来自遗传，即来源于可遗传的有利变异的逐代积累，是对之前的环境适应的结果。由于环境总是处于不断变化之中，遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因。
在进行以上分析的基础上，请你用自己的话概括适应相对性的原因。
思考讨论
一、适应的普遍性和相对性
3、适应的相对性
如雷鸟毛色的改变
实例：
针对一定的环境条件
表现：
根本原因：
遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾
(一种暂时的现象)
二、适应是自然选择的结果
1. 拉马克的进化学说
历史上第一个提出比较完整的进化学说的是法国博物学家拉马克。
神创论：所有物种是上帝创造的。
物种不变论：各种生物自古以来就是如此的。
拉马克（1774～1829）
（错误）
（ ）
（正确）
（正确）
社会背景
①当今所有生物是由更古老的生物进化来的。
②各种生物的适应性特征是在进化过程逐渐形成的。
③适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传。
（错误）
(1)主要内容：
教材P107
用进废退：
器官用得越多就越发达；
器官废而不用，就会造成形态上的退化。
拉马克的进化学说
拉马克认为：食蚁兽的舌头之所以细长，是长期舔食蚂蚁的结果。
事实：食蚁兽舌头平均长度是60cm，成年后不会增长。
食蚁兽
食蚁兽
鼹鼠
获得性遗传：
由于环境引起或因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的。
用进废退和获得性遗传是拉马克用来解释生物进化的主要原因。
拉马克认为：鼹鼠长期生活在地下，视觉派不上用场，眼睛就萎缩退化。
事实：鼹鼠是一种具有立体嗅觉感的哺乳动物，幼年有微弱视力，
常年不见天日，成年后退化。
鼹鼠——黑暗中的挖掘者
拉马克的进化学说
(2)意义：
彻底否定物种不变论，有进步意义。
(3)局限：
对适应形成的解释是浮浅的，未被人们普遍接受。
利用拉马克的观点解释长颈鹿为什么脖子长？
拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶，当然颈长的有优势，它们想要长颈，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。
大家同意用进废退，获得性遗传这种观点吗？
按照用进废退法则推理未来人是怎样的？
达尔文（1809－1882）是英国的博物学家，是最终建立进化论的人。达尔文曾随英国海军勘探船“贝格尔”号，做了历时五年（1831－1836）的环球航行考察，在动植物和地质等方面进行了广泛的观察，并采集了大量的生物标本和矿物标本，经过深入研究，形成了生物进化的观点。终于在1859年出版了震动当时学术界的巨著《物种起源》。
2 . 达尔文的自然选择学说
过度繁殖——自然选择的基础
各种生物都具有很强的繁殖能力，产生很多的后代。远远超过环境的承受能力。
鱼群
荚迷
　　例如：鲫鱼，每条鲫鱼一年所产的卵中，大约有3000个可以受精并孵化成小鱼。一年后小鲫鱼成熟，再产生下一代。按照这个数目计算，经过三年，一对鲫鱼繁殖的后代数目可达67.5亿条。 　　
事实上,自然界里其他一些生物的繁殖能力远远超过鲫鱼。因此,若按理论上计算,即使繁殖最慢的生物,也会在不太长的时间内产生大量的后代而占满地球。
生物一方面过度繁殖，使数目剧增;另一方面，生存条件(食物、空间等)是有限的。因此，任何生物都要为争夺生存条件而发生斗争。斗争不仅有生物个体(同种或异种)之间的相互斗争，还包括生物与无机环境(如干旱、寒冷)之间的斗争。使生物大量死亡，少量存活。对生物个体往往有害，但对生物物种是有利的。
生存斗争——自然选择的手段
　　
　　
生物体都具有遗传和变异的能力，生物产生的后代会发生变异，产生各种不同于亲代的性状。变异是不定向的，生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境。生物的变异有的是有利于生存的,有的是不利于生存的。有利变异个体，在生存斗争中易获得胜利，生存下来，可以遗传给下一代。
可遗传变异——自然选择的来源
经过生存斗争，凡是生存下来的生物个体都是对环境适应的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的。
　　每一种生物之所以能够在一定的环境中生存下来，是因为它们的形态结构和生理功能是与环境相适应的,即适者生存。在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程就是自然选择。
适者生存——自然选择的结果
基础:
(1)主要内容
2 . 达尔文的自然选择学说
自然选择
过度繁殖
手段:
生存斗争
来源:
可遗传变异
结果:
适者生存
（进化的内因）
（适应）
适应：
（进化的动力）
①群体中出现可遗
传的有利变异
②环境的定向选择
形成的必要条件
过度繁殖
生存斗争
可遗传变异
适者生存
运用自然选择学说解释适应的形成
长颈鹿的适应性特征示意图
长颈鹿主要以树叶为食，而在漫长的干旱季节，食物的缺乏是经常发生的。设想在某个历史时期，长颈鹿的祖先群体中出现了颈长的个体，这一变异是可以遗传的。这样的个体在生存和繁殖上具有什么优势？
长颈鹿
的祖先
大量长颈鹿
后代长颈鹿出现差异
长颈长肢的长颈鹿存活
现代长颈鹿
过度繁殖
遗传变异
生存斗争
适者生存
长颈长肢个体
短颈短肢个体
（遗传积累）
二、适应是自然选择的结果
自然选择学说的解释模型
二、适应是自然选择的结果
①揭示了生物界的统一性是由于所有生物都有共同祖先，生物的多样性和适应性是进化的结果。
②使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。
③论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。
④被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。
（2）意义：
揭示了生物界的统一性是由于所有生物都有共同祖先，
生物的多样性和适应性是进化的结果。
（3）局限及发展
不能科学解释 的本质。
对生物进化的解释局限于 水平。
强调物种 形成，无法解释物种大爆发现象。
遗传变异
个体
渐变
自然选择学说(核心)
现代生物进化理论
发展
随着生物科学的发展，关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入达到基因水平，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。关于适应及物种形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位 ，发展到以种群为基本单位。
性状水平
基因水平
个体
种群
请搜集生物进化论的相关资料,讨论以下问题。
1.达尔文的生物进化论和神创论的主要冲突是什么 达尔文提出生物进化论之后,为什么遭到许多人的攻击、谩骂和讥讽
2.19世纪末，严复、梁启超等以自然选择学说中“物竞天择,适者生存”的观点，作为唤起同胞救国图强的警钟。这一做法在当时起到了什么作用
达尔文认为所有的生物都是由最原始的共同祖先进化而来的。生物通过自然选择而不断进化,这一观点否定了“神创论”，与当时的宗教观念相悖，因此遭到许多人的攻击、谩骂和讥讽。对人们破除迷信、树立科学的世界观具有重要作用。
思考 讨论
激励人们奋发图强，“自强保种”使中华民族能自立于世界民族之林
3.马克思读了达尔文的《物种起源》后,在写给恩格斯的一封信中说:“虽然这本书用英文写得很粗略,但是它为我们的观点提供了自然史的基础。”马克思所说的“我们的观点”是指什么观点
4.达尔文的生物进化论对于人们正确认识人类在自然界的地位有什么启示
为辩证唯物主义观点提供了自然史的基础。
人类与其他生物有共同的起源。各种生物之间有着或远或近的亲缘关系。人类和其他生物一样，都是大自然的一员，而不是凌驾于其他物种之上的“主宰”。
思考 讨论
课堂练习
1．适应的形成离不开生物的遗传和变异(内因)与环境(外因)的相互作用。判断下列与适应及其形成相关的表述是否正确。
（1）适应不仅是指生物对环境的适应，也包括生物的结构与功能相适应。（ ）
（2）具有有利变异的个体，都能成功地生存和繁殖后代；具有不利变异的个体，会过早死亡不能留下后代。（ ）
（3）适应相对性的根本原因是遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。（ ）
√
X
√
课堂练习
2．拉马克是研究生物进化的先驱。下列表述哪一项不是拉马克的观点（ ）
A．生物的种类从古至今是一样的
B．生物的种类是随着时间的推移而变化的
C．生物某器官的发达与否取决于用与不用
D．环境的变化使生物出现新的性状，并且将这些性状遗传给后代
A
二、拓展应用
1. 有人认为，工蜂不能繁殖后代，因此，它们适于采集花粉的性状在进化上没有意义。你同意这种观点吗？为什么？
【答案】工蜂虽然不能繁殖后代，但它们适于采集花粉的性状在进化上仍是有意义的。因为决定这些性状（有利变异）的基因存在于蜂王和雄蜂的基因组中，可以遗传给后代。也正是由于工蜂有这些性状，才能使蜂王获得充足的食物来繁殖后代。
2. 人类对濒危动植物进行保护，会不会干扰自然界正常的自然选择？为什么？
【答案】在自然界，物种绝灭的速率本来是很缓慢的，人类活动大大加快了物种绝灭的速率。现在许多濒危物种之所以濒危，在很大程度上是人为因素造成的。因此，一般来说，人类对濒危物种的保护，是在弥补自己对自然界的过失，不能说是干扰了自然界正常的自然选择。从另一个角度看，自然选择所淘汰的物种并不是毫无价值，因此，不能完全从自然选择的角度来判断现有物种的存留意义。
濒危植物金花茶
濒危动物金丝猴
3. “人们现在都生活在各种人工环境中，因 此，人类的进化不再受到自然选择的影响。”你同意 这一观点吗？写一段文字阐明你支持或反对的理由。
【答案】人工环境与自然环境不可能完全隔绝，人也不可能离开自然界而生存，因此，人类的进化不可能完全摆脱自然界的影响。但是，人类毕竟早已远离风餐露宿、“与狼共舞”的时代，工农业的发展和医疗水平的提高，使人们的生活条件不断改善，健康水平不断提高，婴幼儿死亡率显著下降，平均寿命显著延长，来自自然界的选择压力在变小，来自人类社会内部的选择因素在增加。
谢 谢！(共50张PPT)
第6章 生物的进化
先有鸡还是先有蛋？
甲同学说：当然是先有鸡蛋了，因为只有生殖细胞产生的基因突变才能遗传给后代，体细胞即使发生了基因突变，也不能影响后代的性状。
乙同学说：不对，人们在养鸡过程中，是根据鸡的性状来选择的，只让符合人类需求的鸡繁殖后代，因此是先有鸡后有蛋。
你同意哪位同学的观点？你的答案和理由是什么？
【答案】这两种观点都有一定的道理，但都不全面。因为它们忽视了鸡和蛋在基因组成上的一致性，也忽视了生物的进化是以种群为单位而不是以个体为单位这一重要观点。生物进化的过程是种群基因库在环境的选择作用下定向改变的过程，以新种群与祖先种群形成生殖隔离为标志，并不是在某一时刻突然有一个个体或一个生殖细胞成为一个新物种。
自然选择直接作用的是生物的个体，而且是个体的表型。但是，在自然界，没有哪个个体是长生不死的，个体的表型会随着个体的死亡而消失，决定表型的基因却可以随着生殖而世代延续，并且在群体中扩散。
研究生物的进化，仅研究个体和表型是不够的，还必须研究群体基因组成的变化。
一、种群基因组成的变化
一个非洲象种群（部分个体）
一片树林中的全部猕猴
一片草地上的所有蒲公英
（1）一个池塘中的全部鱼 （2）一个池塘中的全部鲤鱼
（3）两个池塘内的全部青蛙 （4）一片草地上的全部植物
（5）一片草地上的成年梅花鹿
否
否
否
否
（1）种群的概念：
1、种群和种群基因库
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合。
种群和种群基因库
种群的个体并不是机械地结合在一起。一个种群其实就是一个繁殖的单位，雌雄个体可以通过繁殖将各自的基因遗传给后代。
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传。
思考：同前一年的蝗虫种群相比，新形成的蝗虫种群在基因组成上会有什么变化吗？
(种群是生物进化和繁殖的基本单位)
(2)种群的特点：
一个种群是一个繁殖的单位。
在一个种群中，某基因型个体占全部个体的比率。
(3)种群基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
种群在繁衍过程中，个体有新老交替，基因却代代相传，使基因库在代代相传的过程中保持和发展。
(4)基因型频率
AA%=
AA
___
AA+Aa+aa
公式：
AA% + Aa% + aa%
= 1
(5)基因频率
据基因型频率:纯合子频率 +1/2杂合子频率
含义：在一个种群基因库中，某个基因占全部等位基因
数的比值。教材P111
计算方法：
A% =
A
___________
A+a
a% =
a
___________
A+a
A% + a%
= 1
①常染色体
据定义：
AA% + 1/2Aa%
aa% +1/2Aa%
A%=
a%=
例1：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
A基因频率为:
a基因频率为：
= 40%
A% =
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
a% =
= 60%
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
方法一：定义法
方法二：据基因型频率计算
A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率
A基因频率= 30%+1/2×60% = 60%
a基因频率 = 10%+1/2×60% = 40%
AA基因型频率为: 30%
Aa基因型频率为: 60%
aa基因型频率为: 10%
a基因频率 = aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率
例1：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
1、假设上述昆虫种群数量非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的，基因A和a都不产突变，根据孟德尔的分离定律计算。
(1)该种群产生的A配子和a配子的比值各是多少？
(2)子代基因型的频率各是多少？
(3)子代种群的基因频率各是多少？
(4)将计算结果填入下表，想一想，子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？
用数学方法讨论基因频率的改变
(6)遗传平衡定律（哈代-温伯格定律）
种群非常大；自由(随机)交配；
没有迁入和迁出；没有基因突变；
不同个体生存和繁殖机会均等
条件：
(A% + a%)2
AA% + Aa% + aa%
=
= 1
= 1
(A%)2+2A%·a%+(a%)2
=
=
=
设A%=p
a%=q
AA%=p2
Aa%=2pq
aa%=q2
依据：
公式：
(没有自然选择)。
A% =
a% =
1、假设上述昆虫种群数量非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代，没有迁入和迁出，不同翅色的个体生存和繁殖的机会是均等的（没有自然选择），基因A和a都不产生突变，根据孟德尔的分离定律计算。
用数学方法讨论基因频率的改变
亲代基因型的频率 AA（30%） Aa（60%） aa（10%）
配子的比率 A（ ） A( ) a( ) a( )
子一代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( )
子一代基因频率 A（ ） a( )
子二代基因型频率 AA（ ） Aa( ) aa( )
子二代基因频率 A（ ） a( )
30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
48%
16%
60%
40%
2.上述计算结果是建立在5个假设条件基础上的。5个条件为：①昆虫群体数量足够大； ②全部的雌雄个体间都能自由交配并能产生后代； ③没有迁入与迁出； ④自然选择对翅型性状没有作用 ⑤基因A和a都不产生突变。对自然界的种群来说，这5个条件都成立吗？你能举出哪些实例？
用数学方法讨论基因频率的改变
第一：足够大的种群是不存在；第二：种群中雌雄个体间充分的随机交配是不现实的；第三：基因突变每时每刻都有可能发生；第四：由于各种原因，种群中有的个体会离开该群体，或迁入该种群；第五：在自然界中，自然选择是不可抗拒的，始终对种群发挥作用。所以从理论上分析，种群基因频率会发生改变，生物的进化是必然的。
3.如果该种群出现新的突变型（基因型为A2a或A2A2),也就是产生新的等位基因A2,种群的基因频率会发生变化吗？基因A2的频率可能会怎样变化？
突变产生的新基因会使种群的基因频率发生变化。基因A2的频率是增加还是减少，要看这一突变对生物体是有益还是有害的，这取决于生物生存的环境。
突变
染色体变异
(1)可遗传的变异(突变和基因重组)产生进化的原材料。
可遗传的变异
基因突变
基因重组
2、种群基因频率的变化
（进化的内因）
(2)基因突变产生新的等位基因，使种群
基因频率改变。
2×1.3× 104
× 108
个体
× 10-5
每一代出现的基因突变数是：
种群
= 2.6 ×107（个）
在自然情况下，突变的频是很低，且多数有害，对生物的进化有重要意义吗？
普遍性
随机性
低频性
不定向性
多害少利性
复习回顾：
基因突变的特点有哪些？
种群是由许多个体组成的，每个个体的细胞内都有成千上万个基因，这样，每一代就会产生大量的突变。
突变
基因重组
新的等位基因
多种多样的基因型
种群中出现大量可遗传的变异
变异是
不定向的
形成了进化的原材料,
不能决定生物进化的方向
基因突变是基因重组的基础。
(3)突变和重组都是随机的、不定向的。
3、探究自然选择对种群基因频率变化的影响
英国的曼彻斯特地区有一种桦尺蛾（其幼虫叫桦尺蠖）。它们夜间活动，白天栖息在树干上。杂交实验表明，桦尺蛾的体色受一对等位基因S和s控制，黑色(S)对浅色(s)是显性的。在19世纪中叶以前，桦尺蛾几乎都是浅色型的，该种群中S基因的频率很低，在5%以下。到了20世纪中叶，黑色型的桦尺蛾却成了常见的类型，S基因的频率上升到95%以上。19世纪时，曼彻斯特地区的树干上长满了浅色的地衣。后来，随着工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑褐色。
假设1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS10%,Ss 20%,ss 70%,S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%,黑色个体每年增加10%。第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因
频率 S 20% 23%
s 80% 77%
70.7%
26%
29.3%
14.6%
56.1%
61%
26%
74%
29.3%
13%
升高
降低
黑色
浅色
使种群基因频率定向改变；
(1)自然选择
且环境的选择作用越大，改变的幅度越大。
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
1.树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？
会。因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配，产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
直接受选择的是表型（体色），而不是基因型，基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
(2)自然选择直接作用于生物个体的表型。
95%
5%
95%
（ss）
5%
（Ss或SS）
19世纪
20世纪
决定生物进化的方向。
(3)自然选择
（进化的外因）
变异是不定向的，自然选择是定向的。突变和基因重组为生物进化提供了原材料，自然选择可以使基因频率发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
过程：淘汰不利变异基因，积累有利变异基因
生物进化的实质：
自然选择决定生物进化的方向
结果：使基因频率定向改变
种群基因频率(在自然选择作用下)定向改变
在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会不断提高；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会下降。
课堂练习
1．从基因水平看，生物进化的过程就是种群基因频率发生定向改变的过程。判断下列相关表述是否正确。
（1）某地区红绿色盲患者在男性中约占8%，在女性中约占0.64%，由此可知，红绿色盲基因Xb的基因频率约为8%。（ ）
（2）基因频率变化是由基因突变和基因重组引起的，不受环境的影响。（ ）
（3）生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。（ ）
√
X
√
课堂练习
2．种群是物种在自然界的存在形式，也是一个繁殖单位。下列生物群体中属于种群的是（ ）
A．一个湖泊中的全部鱼
B．一片森林中的全部蛇
C．一间屋中的全部蟑螂
D．卧龙自然保护区中的全部大熊猫
D
课堂练习
3．某一瓢虫种群中有黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色(B)对红色(b)为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型为bb的个体占4%。基因B和b的频率分别为（ ）
A．18%、82% B．36%、64%
C．57%、43% D．92%、8%
C
课堂练习
4．一只果蝇的突变体在21℃的气温下，生存能力很差，但是，当气温上升到25.5℃时，突变体的生存能力大大提高。这说明（ ）
A．突变是不定向的
B．突变是随机发生的
C．突变的有害或有利取决于环境条件
D．环境条件的变化对突变体都是有害的
C
1.举出人为因素导致种群基因频率定向改变的实例。
【答案】如选择育种和杂交育种。
2.如果将一个濒临灭绝的生物种群释放到一个新的环境中，那里有充足的食物，没有天敌，这个种群将发生怎样的变化？请根据所学知识作出预测。
【答案】如果气候等其他条件也合适，并且这个种群具有一定的繁殖能力，该种群的个体总数会迅速增加。否则，也可能仍然处于濒危状态甚至灭绝。
3. 碳青霉烯类抗生素是治疗重度感染的一类药物。右表为2005—2008年，该类抗生素在某医院住院患者中的人均使用量，以及从患者体内分离得到的某种细菌对该类抗生素的耐药率变化。据表回答下列问题。
（1）这种细菌耐药率的变化与抗生素的使用量之间是否存在关联？依据是什么？
二者存在正相关的关系。依据是调查数据。
（2 ）试从进化的角度解释耐药率升高的原因。
随着抗生素人均使用量的增加，不耐药的细菌生存和繁殖的机会减少，耐药菌生存和繁殖的机会增加，耐药性基因在细菌种群中的基因频率逐年上升。
（3）我国卫生部门建立了全国抗菌药物临床 应用监测网和细菌耐药监测网，并要求医疗机构开展细菌耐药监测工作，建立细菌耐药预警机制。例如，当某抗菌药物的主要目标细菌耐药率超过30%时，医疗机构应及时将这一预警信息进行通报。请分析这一要求的合理性。
由于细菌繁殖很快，耐药率的上升速度也较快，因此需要加强监控。我国卫生部门建立了相关监测机制，说明党和政府关注民生。医疗机构及时通报预警信息，有利于全国各医院机构共同及时采取措施，如更换新的抗生素类药物，将细菌耐药率控制在低水平。
（4） 人类不断研发和使用新的抗生素，细菌对新药的耐药性也在不断提高，二者之间仿佛发生了一场竞赛。作为这场竞赛的参与者，你可以做些什么呢？
提示：合理使用抗生素，防止滥用抗生素。
4、探究抗生素对细菌的选择作用
实验原理
(1)原理：一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
目的要求
通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。
实验步骤
①培养皿分区、标号。
③将不含抗生素的纸片和抗生素纸片分别放在平板的不同位置。
②用无菌涂布器涂布平板。
④将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16 h。
⑥从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的
液体培养基中培养。重复步骤②~⑤。(挑菌，传代培养)
⑤观察细菌的生长状况。是否有抑菌圈？测量、记录。
①
②
③
④
对照组不含抗生素，
实验组含抗生素。
(2)步骤：
(教材115)
探究抗生素对细菌的选择作用
抗生素
耐药性
抗生素
耐药菌
垂直
无菌的涂布器
培养基平板上
不含抗生素
抗生素
抑菌圈
抑菌圈的直径
液体
小
可遗传的变异
升高
思考讨论
②你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？
支持。抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。
③在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？
在本实验条件下，一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
④滥用抗生素有什么后果？
促使细菌耐药性增强。
①为什么要从抑菌圈边缘的菌落挑取细菌？
抑菌圈边缘生长的菌落可能是耐药菌。
6.3 种群基因组成的变化与物种的形成
二、隔离在物种形成中的作用
同种生物的不同种群，由于突变和选择因素的不同，其基因组成可能会朝不同的方向改变，导致种群间出现形态和生理上的差异。如何判断两个种群是否为同一个物种呢？
马
驴
骡子
它们是同一个物种吗？
＋
1、物种的概念：
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。
（64条染色体）
（62条染色体）
（63条染色体）
马和驴交配后代骡不育，马和驴不是一个物种！
物种的概念
孔雀和巨嘴鸟是同一个物种吗？
不是，它们不能互相交配。
×
雌虎
狮虎兽
（不育）
雄狮
雄虎
虎狮兽
×
（不育）
雌狮
在自然界，是不是同一物种的个体都生活在一起呢
不是，由于高山、河流、沙漠或其他地理上的障碍，每一个物种总是被分成一个一个或大或小的群体，这些群体就是不同的种群。例如，两个池塘里的鲤鱼就是两个种群。
2、隔离在物种形成中的作用
(1)隔离的概念:
不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
隔离的类型
地理隔离：
同种生物、地理障碍(教材P116)。
同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。如 。
生殖隔离：
不同物种之间不能相互交配或交配不能产生可育后代。如 。
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。
隔离及其在物种形成中的作用
东北虎
华南虎
由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流。如东北虎和华南虎均属于虎的亚种，它们之间存在地理隔离，不存在生殖隔离。它们形成两个不同的亚种。
黄、白、黑、棕
4种不同的人亚种
地理隔离
驴
马
虎
狮
生殖隔离
如二倍体
和四倍体
这是达尔文在环球考察中观察到的现象。在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。这些地雀的喙差别很大，不同种之间存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲大陆上，却看不到这13种地雀的踪影。
加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160~950km。不同岛屿的环境有较大差别，比如岛的低洼地带，布满棘刺状的灌丛；而在只有大岛上才有的高地，则生长着茂密的森林。
这些岛屿是500万年前由海底的火山喷发后形成的，比南美洲大陆的形成晚得多。因此，可以推测这些地雀的共同祖先来自南美洲大陆，以后在各个岛屿上形成了不同的种群。
隔离在物种形成中的作用
隔离及其在物种形成中的作用
分析讨论
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？
2. 不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情
况一样吗？
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？
4. 如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
隔离在物种形成中的作用
隔离及其在物种形成中的作用
隔离及其在物种形成中的作用
问题1
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。
问题2
不一样。因为突变是随机发生的。
问题3
不同岛屿的食物和栖息条件不同，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝着不同的方向改变。
问题4
不会。因为个体间有基因的交流。
南 美 洲 地 雀
加拉帕戈斯群岛的几种地雀
地理隔离
生殖隔离
新物种
生殖隔离一旦形成，原来属于同一物种的生物就成了不同的物种。
突变、基因重组、自然选择
隔离及其在物种形成中的作用
隔离
阻断
突变、基因重组和
种群 出现差异
差异进一步加大
隔离
新物种形成
地理
自然选择
基因频率
基因库
生殖
基因交流
加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式
朝着不同方向发生改变
(2)隔离在物种形成中的作用
①突变和基因重组、自然选择、隔离是物种形成的三个基本环节。
② (生殖)隔离是物种形成的必要条件；
③生殖隔离是新物种产生的标志。
(食物和栖息条件不同)
时间
扩大
自然选择2
自然选择1
地理隔离
原种
变异1
变异2
基因频率的定向改变
变异类型1
变异类型2
新物种
新物种
生殖 隔离
新物种的形成是生物与环境相互影响相互作用的结果。
① 渐变式（常见方式）：
(3)物种形成的方式
长期地理隔离形成生殖隔离
② 骤变式（爆发式）：
不需地理隔离，短期形成生殖隔离。如植物多倍体
(四倍体西瓜相对于二倍体是新物种)
自然界中物种形成的方式有多种，经过长期的地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的一种方式。
课堂练习
1．判断下列与隔离有关的表述是否正确。
（1）在曼彻斯特的桦尺蛾种群中，黑色个体与浅色个体之间未出现生殖隔离。（ ）
（2）加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀种群之间犹豫地理隔离而逐渐形成了生殖隔离。（ ）
√
√
课堂练习
2．19世纪70年代，10对原产于美国的灰松鼠被引入英国，结果在英国大量繁殖、泛滥成灾。对生活在两国的灰松鼠种群，可以作出的判断是（ ）
A．两者尚未形成两个物种
B．两者的外部形态有明显差别
C．两者之间已经出现生殖隔离
D．两者的基因库向不同方向改变
D
二、拓展应用
1. 斑马的染色体数为22对，驴的染色体数为31对，斑马和驴杂交产生的后代兼具斑马和驴的特征，称为斑驴兽或驴斑兽，俗称“斑驴”。斑马和驴杂交产生的后代是可育的吗？你能从染色体组的角度作出解释吗？
【答案】斑马和驴杂交产生的后代是不育的。由题中所给斑马和驴的染色体数可知，其杂交后代的染色体数为53条（不是偶数），杂交后代无法通过减数分裂产生正常的配子。
2.在自然界，狮和虎是不可能相遇的。在动物园里，一般也将这两种动物分开圈养。近年来才出现将它们的幼崽放在一起饲养的做法，目的是获得有观赏价值的杂交后代——狮虎兽或虎狮兽，你对这种做法有什么看法？
【提示】学生可以从不同角度提出看法并交流。例如，从科学研究角度看，这样做可以帮助人们更多地了解生命的奥秘；从生命伦理角度看，狮虎杂交后代中容易出现免疫力低、天折的个体，这些个体会承受一定的痛苦，因此这种做法不宜提倡；从生物学角度看，狮和虎的自然分布区不同，狮分布在草原上，虎分布在森林里，动物园饲养狮和虎时，应尽量提供符合它们天然分布区和习性特点的生活环境，将二者分区域饲养，以体现对自然和生命的尊重。
课堂小结(共42张PPT)
第6章 生物的进化
6.4 协同进化与生物多样性的形成
细长口器蛾类昆虫的发现
达尔文曾发现一种兰花长着细长的花距，其底部储存着花蜜。达尔文推测，这种花的形成绝不是偶然的，肯定存在这样的昆虫，它们生有同样细长的吸管似的口器，可以从花距中吸到花蜜。大约50年以后，研究人员果然发现了这样的蛾类昆虫。
某种兰花和专门给它传粉的蛾
2. 如果后来未发现这样的蛾类昆虫，是否能说达尔文的推测是错误的？
1. 达尔文作出上述推测的理由是什么？
【答案】理由是兰花的生殖离不开传粉昆虫。如果没有与这种兰花结构相适应的传粉昆虫（靠细长的口器获取花距底部的花蜜），这种兰花就难以完成传粉受精，这个物种也就不存在了。
【答案】如果后来未发现这样的蛾类昆虫，达尔文的推测就仅仅是一种猜想，不能被证实。当然，未发现这样的蛾类昆虫，不等于这样的昆虫一定不存在，因此并不能说明达尔文的推测一定是错误的。
问题探讨
小样！没有
我，你也跑不了
这么快！
小样！没
有我，你跑不了
这么快！
自然选择有利于羚羊种群中肌肉发达、动作敏捷的个体，也有利于猎豹种群中跑得快的个体。这两个物种的进化过程宛如一场漫长的“军备竞赛”。
捕食者的存在是不是对被捕食者有害无益呢？
实际上，捕食者所吃掉的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到了促进种群发展的作用。
猎豹追捕羚羊
“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。
1、协同进化
（1）不同物种之间相互选择
①实例：某种兰花和传粉蛾、猎豹和羚羊
协同进化
②收割理论：
美国生态学家斯坦利提出：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物再生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间。
捕食者在进化中的作用
①
协同进化
捕食者是不是就可以“高枕无忧”呢
一般来说，只有动作敏捷、跑得快的捕食者个体才能获得食物，从而生存下来，繁殖后代。因此，被捕食者对捕食者种群的进化也起到了促进作用。
协同进化
不同物种之间的协同进化
类型： 种间互助
动物取食花的花蜜，同时为植物传粉
协同进化
不同物种之间的协同进化
丛林狼捕食老弱兔子，客观上促进了物种的发展
类型： 种间斗争
④不同物种之间的关系：
种间互助、
种间斗争
协同进化
地球上的原始大气中是没有氧气的，因此，最早出现的生物都是厌氧（进行无氧呼吸）的；最早的光合生物的出现，使得原始大气中有了氧气，这就为好氧生物的出现创造了前提条件。
(2)生物与无机环境之间相互影响
46亿年前 地球形成
30多亿年前 生命的起源
5.4亿年前 前寒武纪
寒武纪
2.45亿年前
6600万年前
古生代
中生代
新生代
通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统。
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。
（3）协同进化：
（1）生物多样性的内容：
生物多样性主要包括三个层次的内容
①遗传多样性(基因多样性)
生物体内决定性状的基因及其组合的多样性。
②物种多样性
动物，植物和微生物等生物种类的丰富性。
③生态系统多样性
生物圈内生物环境、生物群落和生态过程
的多样性。
（2）形成原因：
长期自然选择、协同进化的结果
2、生物多样性的形成
协同进化
基因多样性——物种的个体数量多，个体 之间的差异大，
构成基因库的基因种类多。
物种多样性——地球上已经被人类记录的物种约有200万种左右。估计现在全世界生存着约500~1000万种生物，许多还没有被人类所发现。
生态系统多样性——不同物种需要不同的生态环境。
生态系统的多样性是物种多样性的重要条件。
森林生态系统
草原生态系统
海洋生态系统
湿地生态系统
农田生态系统
城市生态系统
生物多样性的形成
就目前所掌握的证据来看，最早的生物化石是35亿年前的古细菌化石(图6-14)。在此之后大约20亿年的漫长岁月中，地球上的生物主要是海洋中种数不多的蓝藻和细菌，它们都是原核生物。这一时期的生态系统是只有生产者和分解者的两极生态系统。
3、生物进化的历程
（1）研究证据：
主要是化石
生物多样性的形成
在5.4亿~5.0亿年前的寒武纪，海洋中有大量的无脊椎动物物种爆发式地迅速形成，这就是著名的寒武纪大爆发。大量的动物构成了生态系统的第三极——消费者，使生态系统由最早期的只有生产者和分解者的两极生态系统具有更加复杂的结构。
寒武纪的海洋生物类群想象图
生产者、分解者
生产者、消费者、分解者
两极生态系统 → 三极生态系统
（2）第三极——消费者的出现，生态系统结构更复杂。
生物的结构：
生物的等级：
生活环境：
呼吸方式：
生物的细胞组成：
细胞的结构：
生殖方式：
简单→复杂
低等→高等
原核细胞→真核细胞
单细胞→多细胞
无性生殖→有性生殖
厌氧型→需氧型
水生→水陆两栖→陆生
总结归纳：生物的进化历程
生物多样性的形成
1.【答案】最早出现的生物是厌氧的单细胞生物，它们生活在原始海洋中。
2.【答案】植物先登陆，否则动物登陆后就会饿死。
3.【答案】当时陆地上还是一片荒芜，生物都生活在海洋中。
4.【答案】恐龙是在中生代后期绝灭的。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。
（古生代）寒武纪大爆发
抚仙湖虫
（中生代）侏罗纪
新生代少女化石和复原图
生物多样性的形成
人类也是生物进化的产物。大约300万年前，森林古猿的一支离开森林，告别树栖生活，走上了向现代人类进化的漫漫长路。在自然界的生存斗争中，人类凭借非凡的大脑、灵巧的双手和群体的力量，已经拥有了其他生物无可比拟的生存优势，并且对其他物种的进化产生了重要影响，不少物种由于人类活动的影响走向绝灭。我
们须臾不能忘记的是，包括人类在内
的所有生物都是在相互依存、相互制
约中生存和发展的，人类的生存和发
展始终受益于生物多样性，保护生物
多样性就是保护人类自己。
以自然选择学说为核心的现代生物进化理论对自然界的生命史作出了科学的解释：
①适应是自然选择的结果；
②种群是生物进化的基本单位；
③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；
④生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；
⑤生物多样性是协同进化的结果。
4、现代生物进化理论
（1）主要内容：
生物进化理论在发展
生物进化论不会停滞不前，而是在不断发展。
中性突变理论：决定生物进化的方向是中性突变的逐渐积累，而不是自然选择。
间断平衡学说：物种形成并不都是渐变的结果，而是种群长期稳定与迅速形成新种交替出现的过程。
发展
（2）发展：
课堂小结
课堂练习
1．生物多样性是协同进化的结果。判断下列与进化和生物多样性有关的表述是否正确。
（1）一个物种的形成或绝灭，会影响到若干其他物种的进化。（ ）
（2）物种之间的协同进化都是通过物种之间的竞争实现的。（ ）
（3）地球上的生态系统从古至今都是由生产者、消费者和分解者组成的。（ ）
（4）生物多样性的形成是指新的物种不断形成的过程。（ ）
√
X
X
X
课堂练习
2．基于早期地球的特殊环境推测，地球上最早出现的生物是（ ）
A．单细胞生物，进行有氧呼吸
B．多细胞生物，进行有氧呼吸
C．单细胞生物，进行无氧呼吸
D．多细胞生物，进行无氧呼吸
C
二、拓展应用
1. 用一位学者的话说，协同进化就是“生态的舞台，进化的表演"（The ecological theater and evolutionary play ）。根据本节所学内容，谈谈你对这句话的理解。
【答案】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；如果把进化看作由各种生物表演的一部历史剧，那么，上演这部历史剧的舞台就是生物与环境之间复杂的相互关系。生物进化的表演受舞台背景的制约，舞台背景也要与上演的内容相协调。
2. 假如物种之间没有一定的关系（如亲缘关系和相互影响），也不随时间而改变，那么我们的生物学观点会发生怎样的变化？生物学是更容易学习还是更难学习？
【答案】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。
3.我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞。这对保护生物多样性有什么意义？这种做法适合在其他地区推广吗？请综合运用本章各节所学知识，从基因、物种和生态系统三个方面来论证。感兴趣的话，你还可以从经济和社会等角度提出自己的看法。
【提示】这是一道开放性问题。基本要点是：种群是生物繁殖的基本单位，也是生物进化的基本单位，一个种群就是一个独特的基因库；不同物种之间、生物与无机环境之间是在相互影响中协同进化的；生态系统是生物与环境相互作用形成的有机整体。修建铁路和高速公路时，如果没有修建高架桥和涵洞，就会影响动物的迁移，缩小动物觅食、繁殖等活动的范围，影响植物种子的传播，人为阻断种群中个体间的基因交流，影响生态系统的整体性和生物的协同进化。我国在修建青藏铁路时，不惜耗资修建了许多高架桥和涵洞，体现了我国政府和相关企业对保护生物多样性的重视。这一做法在其他地区也是常见的。当然，修建高架桥和涵洞的具体数量和方式，还要考虑地形、地质、经济和社会等多方面的因素，做到因地制宜。
复习与提高
一、选择题
1. 对种群的基因频率没有影响的是 （ ）
A. 随机交配 B.基因突变
C.自然选择 D.染色体变异
2. 生态系统多样性形成的原因可以概括为（ ）
A. 基因突变 B.基因重组
C. 协同进化 D.地理隔离
A
C
3. 下列关于生物进化的表述，错误的是（ ）
A. 隔离是物种形成的必要条件
B. 突变和基因重组都具有随机性
C. 自然选择决定生物进化的方向
D. 只有有利变异才是进化的原材料
4. 关于有性生殖在进化上的意义，下列说法错误的是 （ ）
A. 实现了基因重组
B. 提高了繁殖速率
C. 加快了进化的进程
D. 丰富了变异的原材料
D
B
二、非选择题
1.在下面的空白框和括号处填写适当的词语。
2.在进化地位上越高等的生物，适应能力越强吗？请说明你的观点和证据。
【答案】不一定。进化过程中出现的新物种，有些是靠开辟环境中新的生存位置来生存和繁衍的，不一定就比原来的物种适应能力更强。例如，海洋中的生物登陆后，形成了许多新物种，开辟了新的生存空间，但是不能说这些新物种比海洋藻类的适应能力强。
3.与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异较多（如狗的变异比狼多）。对此你如何解释？
【答案】与同种或类似的野生种类相比，家养动物的变异往往更多，这与人类根据自身的需要，采取的杂交育种等措施有关。
4.科学家对某地一种蟹的体色深浅进行了 研究，结果如下图所示。不同体色的个体数量为 什么会形成这样的差别呢？请提出假说进行解释。
【答案】中间体色可能与环境色彩较接近，这样的个体不容易被捕食者发现，生存并繁殖后代的机会较多，相应的基因型频率较高。经过长期的自然选择，导致中间体色的个体较多。
5. 褐花杓兰和西藏杓兰主要分布于我国西南 地区，且分布区域有一定交叉。典型的褐花杓兰，花是深紫色的；典型的西藏杓兰，花是紫红色的。此外，它们还存在花色从浅红到深紫等一系列过渡类型。研究人员通过实验发现，这两种植物能够杂交并产生可育后代。请回答下列问题。
（1）这两种兰花的花色存在一系列过渡类型，能否用二者在自然状态下可以杂交来解释？如果能，能否确定过渡类型就是二者杂交形成的？
【提示】由于这两种兰花的分布区域有一定交叉，且二者能够杂交并产生可育后代，可以推测杂交后代由于基因重组，花色会出现与典型亲本有一定差异的情况，因此，这两种兰花的花色存在一系列过渡类型能用二者在自然状态下可以杂交来解释。但是，这种解释只是一种合理的假说，除此之外，还可能有其他合理的解释，如这两种兰花的花色是数量性状，或者由于土壤条件等环境因素，使得它们本来就存在从浅到深的过渡类型。哪种解释正确，需要通过确凿的证据来验证，如自然状态下的观察证据、基因组学证据等。
（2）研究人员建议将它们合并为一种。这一建议有道理吗？
【答案】有道理。二者在自然状态下可以杂交并产生可育后代，说明二者之间还未形成严格的生殖隔离，因此看作一种也是可以的。
6.20世纪40年代，DDT开始被用作杀虫剂，起初非常有效。若干年以后，人们发现它的杀虫效果越来越差。人们的解释是昆虫产生了抗药性。请你运用本章所学知识，对昆虫产生抗药性作出进一步的解释。
【答案】按照达尔文的自然选择学说，可以作如下解释：细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势；使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间以后，抗生素的杀菌效果就会下降。
7.学习完“遗传与进化”模块，你对基因、遗传、变异和进化乃至生命本质有哪些深入的体会和独到的理解？请你围绕上述关键词写一篇短文，题目自拟，文体和字数不限。
【提示】这是一道开放性问题，引导学生对本模块所学内容进行整理和提升，加深对遗传与进化原理的理解乃至对生命本质的认识。期待学生在综合概括遗传与进化基本原理的基础上，认识到生物的个体有生有死，但遗传信息是代代相传的，是在继承的基础上不断发展变化并多样化的，这一过程体现了内因（遗传信息）和外因（环境）的相互作用和对立统一。

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