1、第九章生物进化第一节生物的进化第一节生物的进化现在地球上的各种生物是怎样来的？现在地球上的各种生物是怎样来的？特创论特创论特创论者认为：在宇宙历特创论者认为：在宇宙历史的某一特殊时刻，由上帝一史的某一特殊时刻，由上帝一次性创造出各种生物，最初有次性创造出各种生物，最初有多少种，现在就有多少种，各多少种，现在就有多少种，各种生物之间没有任何的亲缘关种生物之间没有任何的亲缘关系。系。进化论进化论进化论者认为，现在地进化论者认为，现在地球上的各种生物不是神创造球上的各种生物不是神创造的，而是由共同祖先经过漫的，而是由共同祖先经过漫长的时间逐渐演变而来的，长的时间逐渐演变而来的，因此各种生物之间有着或
2、远因此各种生物之间有着或远或近的亲缘关系或近的亲缘关系.一、生物进化的证据一、生物进化的证据生物进化的证据很多，如：古生生物进化的证据很多，如：古生物学方面、胚胎学方面、比较解剖学物学方面、胚胎学方面、比较解剖学方面、生理学方面、生物化学方面、方面、生理学方面、生物化学方面、遗传学方面、生物地理学方面遗传学方面、生物地理学方面1、古生物学上的证据、古生物学上的证据古生物学上的主要证据是化石，古生物学上的主要证据是化石，是生物进化最可靠的证据之一。是生物进化最可靠的证据之一。1、古生物学上的证据、古生物学上的证据化石化石它在地质层中的分布有何规律？它在地质层中的分布有何规律？化石，就是地层中的古
3、代生物的化石，就是地层中的古代生物的遗体、遗迹或遗物。遗体、遗迹或遗物。在越早形成的地层里，成在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单，越低等为化石的生物越简单，越低等；在越晚形成的地层里，成为；在越晚形成的地层里，成为化石的生物越复杂，越高等。化石的生物越复杂，越高等。这种分布规律说明了什么？这种分布规律说明了什么？证实了现代的各种生物是证实了现代的各种生物是经过漫长的地质年代逐渐进化经过漫长的地质年代逐渐进化而来的；而来的；揭示了生物由简单到复杂揭示了生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。生的进化顺序。1、古生物学上的证据、古生物学上的证据马的进
4、化马的进化此图说明了此图说明了什么？什么？现代马是现代马是由始祖马，经由始祖马，经过漫长的地质过漫长的地质年代逐渐进化年代逐渐进化而来的。而来的。1、古生物学上的证据、古生物学上的证据始祖鸟始祖鸟1861年，德国考古人员发现了一种奇年，德国考古人员发现了一种奇特的生物化石。这种化石残留特的生物化石。这种化石残留有翅膀有翅膀，嘴里嘴里有牙齿有牙齿，翅膀，翅膀前段有爪前段有爪，并有像蜥，并有像蜥蜴一样的、由多节尾椎骨组成的蜴一样的、由多节尾椎骨组成的长尾长尾。人们称它为始祖鸟。人们称它为始祖鸟。l1996年在中国辽西热河生物群中发现它的化石。开始年在中国辽西热河生物群中发现它的化石。开始以为是一种
5、原始鸟类，定名为以为是一种原始鸟类，定名为“中华龙鸟中华龙鸟”，后经科学，后经科学家证实为一种小型食肉恐龙。它的最初骨架大小有家证实为一种小型食肉恐龙。它的最初骨架大小有1米米左右，前肢粗短，爪钩锐利，后腿较长，适宜奔跑，全左右，前肢粗短，爪钩锐利，后腿较长，适宜奔跑，全身还披覆着一至原始绒毛。长期以来，对于鸟类是不是身还披覆着一至原始绒毛。长期以来，对于鸟类是不是恐龙的后裔一直存在不同的看法，中华鸟龙的发现提供恐龙的后裔一直存在不同的看法，中华鸟龙的发现提供了一定的证据。了一定的证据。 始祖鸟和中华龙鸟在生物进化上有何始祖鸟和中华龙鸟在生物进化上有何重要意义？重要意义？因为它界于爬行类和鸟类
6、之因为它界于爬行类和鸟类之间，所以它是证明鸟类是由爬行间，所以它是证明鸟类是由爬行类进化而来的重要证据。类进化而来的重要证据。1、古生物学上的证据、古生物学上的证据种子蕨种子蕨种子蕨化石在生物进化上有何种子蕨化石在生物进化上有何重要意义？重要意义？种子蕨化石证明了种子植物种子蕨化石证明了种子植物和蕨类植物在进化上有着密切的和蕨类植物在进化上有着密切的亲缘关系。亲缘关系。2、胚胎学上的证据、胚胎学上的证据个体发育个体发育无论是高等动物或是高等植物，它无论是高等动物或是高等植物，它们的个体发育都是由一个细胞们的个体发育都是由一个细胞受受精卵开始的，这一事实说明了什么？精卵开始的，这一事实说明了什么
7、？它们有共同的原始祖先，共同它们有共同的原始祖先，共同的原始祖先都是单细胞生物。的原始祖先都是单细胞生物。2、胚胎学上的证据、胚胎学上的证据胚胎比较胚胎比较海克尔绘制的胚胎比较图海克尔绘制的胚胎比较图 鱼鱼 蝾螈蝾螈 龟龟 鸡鸡 猪猪 牛牛 兔兔 人人在发育初期都有鳃裂和尾，到了发育在发育初期都有鳃裂和尾，到了发育晚期，除鱼以外，其他动物和人的鳃裂都晚期，除鱼以外，其他动物和人的鳃裂都消失了，人的尾也消失了。消失了，人的尾也消失了。鱼类、鸟和哺乳动物的胚胎早期阶段鱼类、鸟和哺乳动物的胚胎早期阶段11133222鳃裂鳃裂尾尾肢芽肢芽l德国著名生物学家海克尔在世纪末德国著名生物学家海克尔在世纪末提
8、出了提出了“生物重演律生物重演律”，认为胚胎发育过，认为胚胎发育过程实际上是物种进化过程的浓缩，胚胎在程实际上是物种进化过程的浓缩，胚胎在短时间内忠实地重复了祖先几亿、几十亿短时间内忠实地重复了祖先几亿、几十亿年的进化过程。年的进化过程。2、胚胎学上的证据、胚胎学上的证据结论结论这些特点说明了什么？这些特点说明了什么？这些脊椎动物和人都是由这些脊椎动物和人都是由共同的古代原始祖先进化而来共同的古代原始祖先进化而来的，它们之间存在着或远或近的，它们之间存在着或远或近的亲缘关系。的亲缘关系。古代的原始祖先生活在水古代的原始祖先生活在水中。中。3、比较解剖学上的证据、比较解剖学上的证据同源器官同源器
9、官图中各动物图中各动物的器官有何异的器官有何异同？同？形态和功形态和功能不同，但它能不同，但它们所在部位和们所在部位和结构组成是相结构组成是相似的。似的。植物的同源器官植物的同源器官痕迹器官痕迹器官l人的盲肠和阑尾人的盲肠和阑尾l蟒蛇的后肢骨蟒蛇的后肢骨l人的汗毛、尾椎、动耳肌人的汗毛、尾椎、动耳肌3、比较解剖学上的证据、比较解剖学上的证据结论结论这些异同点说明了什么？这些异同点说明了什么？这些器官所在部位和结构这些器官所在部位和结构组成相似，说明它们的起源相组成相似，说明它们的起源相同。同。凡是具有同源器官的生物凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先进化，都是由共同的原始祖先进化而来的
10、。而来的。4、生物化学证据、生物化学证据生物名称生物名称氨基酸差氨基酸差异数异数生物名称生物名称氨基酸差氨基酸差异数异数黑猩猩黑猩猩0金枪鱼金枪鱼21猴猴1小麦小麦35马马12链霉菌链霉菌43鸡鸡13酵母菌酵母菌44人与人与8种生物在细胞色素种生物在细胞色素c的氨基酸组成上的差异的氨基酸组成上的差异结论结论:l生物亲缘关系越近，细胞色素生物亲缘关系越近，细胞色素c的氨基酸组成越的氨基酸组成越相似；反之，亲缘关系越远，氨基酸组成的差异相似；反之，亲缘关系越远，氨基酸组成的差异就越大。就越大。l始祖鸟始祖鸟l始祖鸟是最早（年）发现的所谓“过渡型”化石，同时具有爬行类和鸟类的特征。它的大小和乌鸦差不
11、多，基本上长得像爬行动物，例如有很长的尾骨，前肢（翅膀）上有发达的爪子，有“嘴巴”（即无鸟喙），口中有牙齿；但是它又像鸟一样长着带羽毛的翅膀，胸部有叉骨。任何看过其化石的人，都不难承认，这是鸟类从爬行类进化而来的最直接的证据。在年代以前，全世界只发现了两具始祖鸟的完整标本（还有三具不完整的），分别藏在伦敦和柏林。年，英国一位天文学家和一位数学家心血来潮，闯进了他们一窍不通的古生物学领域，在对大英博物馆收藏的那一具始祖鸟化石进行了一番拍照之后，认为其羽毛是人工压出来的。这便是轰动一时的“始祖鸟伪造案”。在一些中文宗教、邪教网站上，还可见到反进化论的文章对此津津乐道。事实是，大英博物馆在当时就组织
12、专家对这具标本重新进行了一系列的鉴定，结果表明其真实性无可怀疑。而且，在年，第三具完整的始祖鸟标本在德国被发现，更使谣言不攻自破。近年来，在中国、西班牙、法国又各发现了几种同时具有爬行类和鸟类的特征的过渡型化石，有成千上万具标本，更充分证明了鸟类是从一种恐龙进化来的。反进化论者是不是应该继续编造这些化石的伪造案？l如果把几种不同的脊椎动物（例如鱼、蝾螈、龟、鸡、兔和人）的各个时期的胚胎放在一起，我们会发现它们存在着不同程度的相似性，越早期的胚胎，相似程度越高。特别值得注意的是，用肺呼吸的爬行类、鸟类、哺乳类在胚胎发育的早期都出现了鳃裂，不仅外形象鱼，而且内脏结构也象鱼。对这个现象的唯一合理的解
13、释，就是这些脊椎动物都是由鱼进化来的，它们的祖先的特征在胚胎发育过程中重演了。德国著名生物学家海克尔在世纪末甚至因此提出了“生物重演律”，认为胚胎发育过程实际上是物种进化过程的浓缩，胚胎在短时间内忠实地重复了祖先几亿、几十亿年的进化过程。以后的研究表明胚胎并非在严格地重演进化过程，“生物重演律”没有获得学术界的认可，但是海克尔绘制的胚胎发育比较图，却一直被广泛采用。不久以前，有生物学家发现，海克尔绘制的插图不准确，有加工和美化之处，夸大了早期胚胎的相似程度。反进化论者又乘机大肆鼓躁，声称动物胚胎相似性是海克尔一手炮制出来的骗局。美国一个名叫钱锟的华人传教士，披上“著名华人生物学家”的外衣（事实
14、上他在学术界毫无名气），不仅在中文刊物上撰文散布谣言，而且频频回国从事反进化论活动。据他说，国内出版部门已接受其建议，将在生物教材中删除这方面的内容。事实的真相是，动物胚胎相似性不是只有海克尔一个人发现的，甚至也不是他最先发现的。早在海克尔之前，达尔文已在物种起源中详细介绍和讨论过这个进化证据。而在达尔文之前，实验胚胎学的创始人冯贝尔已归纳出了一条“冯贝尔定律”，指出各种脊椎动物胚胎早期极其相似，亲缘关系越相近，则越相似。尽管海克尔的“生物重演律”不成立，尽管他的绘图有错误（应该以更准确的绘图或实物照片取代），但是不同脊椎动物的早期胚胎极其相似，却是一个已被无数科学家所亲见、证实的事实，动物的
15、胚胎发育在一定程度上也保留、重演了其祖先的特征。这仍然是生物进化的最有力的证据之一。总结总结以上各种证据证明了什么？以上各种证据证明了什么？现在的各种生物是由共同的原始现在的各种生物是由共同的原始祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，它们之间存在着或远或近的亲来的，它们之间存在着或远或近的亲缘关系。缘关系。共同的原始祖先生活在水中。共同的原始祖先生活在水中。年代年代出现代表生物出现代表生物意义意义35亿年前亿年前 太古代太古代蓝藻和细菌蓝藻和细菌构建最早的生构建最早的生态系统态系统20亿年前亿年前 元古代元古代真核生物真核生物出现了真核生出现了真核生物物6亿亿-
16、5亿年前亿年前 古生代古生代寒武纪寒武纪三叶虫、龙凤山藻三叶虫、龙凤山藻寒武纪生物大寒武纪生物大爆发爆发4亿年前亿年前 古生代中古生代中期期蕨类、蕨类、两栖类两栖类植物、动物开植物、动物开始登陆始登陆中生代中生代裸子植物时代、爬裸子植物时代、爬行动物时代行动物时代陆生植物、动陆生植物、动物发展物发展新生代新生代被子植物时代、哺被子植物时代、哺乳动物时代乳动物时代人类的出现和人类的出现和发展发展植物的进化历程植物的进化历程藻类藻类苔藓苔藓蕨类蕨类裸子植物裸子植物被子植物被子植物种子植物种子植物孢子植物孢子植物脊椎动物的进化历程脊椎动物的进化历程鱼类动物鱼类动物两栖动物两栖动物爬行动物爬行动物人类
17、人类鸟类动物鸟类动物哺乳动物哺乳动物生物的进化规律生物的进化规律l细胞数量上由细胞数量上由 到到 ，l器官结构和生理活动由器官结构和生理活动由 向向 发展，发展，l生活环境则由生活环境则由 到到 ，l生物界向着生物界向着 和和 方向发方向发展。展。单细胞单细胞多细胞多细胞简单简单复杂复杂水生水生陆生陆生多样化多样化复杂化复杂化多样化多样化l生物种类从少到多，并向不同方向发展，生物种类从少到多，并向不同方向发展，分化为形形色色的物种。分化为形形色色的物种。l多样化使生物扩大了生存空间，适应于各多样化使生物扩大了生存空间，适应于各种不同的自然环境。种不同的自然环境。l适应辐射导致生物多样性大大增加
18、，是生适应辐射导致生物多样性大大增加，是生物进化的形式之一。物进化的形式之一。复杂化复杂化l生物体的形态结构、生理功能逐渐从简单生物体的形态结构、生理功能逐渐从简单到复杂，从低级向高级发展。到复杂，从低级向高级发展。生物进化是前进性发展的，是不可逆的生物进化是前进性发展的，是不可逆的思考题思考题试由马的进化过程推断使其向前进化的试由马的进化过程推断使其向前进化的主要因素。主要因素。主要是环境的变迁。主要是环境的变迁。同源器官的起源相同，为什么它们的形同源器官的起源相同，为什么它们的形态和功能又不相同？态和功能又不相同？由于它们生活的环由于它们生活的环境不同造成的。境不同造成的。练习练习始祖鸟在
19、进化上处于和的始祖鸟在进化上处于和的过渡类型。过渡类型。爬行类鸟类爬行类鸟类将各种生物的遗传密码进行分析比较，将各种生物的遗传密码进行分析比较，发现它们的遗传密码是相同和相通的，发现它们的遗传密码是相同和相通的，这是进化学说在方面的证据？这是进化学说在方面的证据？A、比较解剖学、比较解剖学B、胚胎学、胚胎学C、分子生物学、分子生物学D、不是进化上的证据、不是进化上的证据C练习练习下列哪项是同源器官？下列哪项是同源器官？A、蜜蜂的翅和蜂鸟的翅、蜜蜂的翅和蜂鸟的翅B、水螅的触手和蝙蝠的翼手、水螅的触手和蝙蝠的翼手C、鲸的胸鳍和猴的前肢、鲸的胸鳍和猴的前肢D、蛙的后肢和河蚌的斧足、蛙的后肢和河蚌的斧
20、足C猪胚胎中出现鳃裂，下列的解释正确的是：猪胚胎中出现鳃裂，下列的解释正确的是：A、猪的胚胎用鳃呼吸、猪的胚胎用鳃呼吸B、猪起源于生活在水中的原始祖先、猪起源于生活在水中的原始祖先C、鳃裂和肺是同源器官、鳃裂和肺是同源器官D、猪起源于鱼类、猪起源于鱼类B提问：提问：1、关于生物进化的原因，有哪个学说对此作出、关于生物进化的原因，有哪个学说对此作出了科学的解释？它的主要内容是：了科学的解释？它的主要内容是：达尔文的自然选择学说 突变（突变（ 基因突变基因突变 和和 染色体异常染色体异常 ）基因重组基因重组自然选择等自然选择等达尔文自然选择学说的主要内容：1）过度繁殖）过度繁殖2）生存斗争）生存斗
21、争3）遗传和变异）遗传和变异4）适者生存，不适者被淘汰）适者生存，不适者被淘汰3、生物进行和生物繁殖的基本单位是：、生物进行和生物繁殖的基本单位是： 。4、 产生进化的原材料。产生进化的原材料。种群种群突变和基因重组突变和基因重组2、影响基因突变频率的因素是：、影响基因突变频率的因素是：提问：提问：1、关于生物进化的原因，有哪个学说对此作出、关于生物进化的原因，有哪个学说对此作出了科学的解释？它的主要内容是：了科学的解释？它的主要内容是：达尔文的自然选择学说 突变（突变（ 基因突变基因突变 和和 染色体异常染色体异常 ）基因重组基因重组自然选择等自然选择等达尔文自然选择学说的主要内容：1）过度
22、繁殖）过度繁殖2）生存斗争）生存斗争3）遗传和变异）遗传和变异4）适者生存，不适者被淘汰）适者生存，不适者被淘汰3、生物进行和生物繁殖的基本单位是：、生物进行和生物繁殖的基本单位是： 。4、 产生进化的原材料。产生进化的原材料。种群种群突变和基因重组突变和基因重组2、影响基因突变频率的因素是：、影响基因突变频率的因素是： 5、“基因突变率很低，并且一般是有害的，基因突变率很低，并且一般是有害的，但却作为生物进化的原材料但却作为生物进化的原材料”你认为这一说法：你认为这一说法： A、 对，基因突变虽对多数个体不利，但它对，基因突变虽对多数个体不利，但它为定向的自然选择奠定了基础为定向的自然选择奠
23、定了基础 B、对，基因突变虽对多数个体不利，但、对，基因突变虽对多数个体不利，但基因突变的方向与生物进化的方向是一致基因突变的方向与生物进化的方向是一致 C、不对，因为基因突变不利个体的繁殖、不对，因为基因突变不利个体的繁殖、易绝种易绝种 D、不对，因为基因突变导致个体死亡，、不对，因为基因突变导致个体死亡，不会进化不会进化（ A ）三、自然选择三、自然选择决定生物进行的方向决定生物进行的方向长满地衣的树干上的桦尺蠖长满地衣的树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖黑褐色树干上的桦尺蠖实实 例例英国的曼彻斯特地区英国的曼彻斯特地区桦桦 尺尺 蠖蠖思考：思考：1、生物进行的方向是什么决定？、生物进行的
24、方向是什么决定？ 2、什么是导致物种形成的原因？、什么是导致物种形成的原因？种群中产生变异种群中产生变异（不定向）（不定向）个体差异个体差异适者适者（有利个体）（有利个体）生存，生存， 不适者不适者（不利个体）（不利个体）淘汰淘汰适应环境新类型适应环境新类型内因内因动力动力生存斗争生存斗争逐代遗传积累逐代遗传积累内因内因浅色的桦尺蠖祖先浅色的桦尺蠖祖先发生变异发生变异个体有黑色的、也有个体有黑色的、也有浅色的浅色的黑桦尺蠖生存黑桦尺蠖生存逐代选择逐代选择现代黑桦尺蠖现代黑桦尺蠖在黑褐色的环境下在黑褐色的环境下自自然然选选择择实实 例例生物进化过程生物进化过程华南虎华南虎东北虎东北虎四、隔离导致
25、物种的形成四、隔离导致物种的形成（一）物种（一）物种概念：概念：P67特点：特点： （P67）不同物种之间不同物种之间一般是不能交配的，一般是不能交配的，即使交配成功，即使交配成功，也不能产生可育的后代也不能产生可育的后代（二）隔离（二）隔离1、概念、概念2、类型、类型1）地理隔离）地理隔离（ P67 倒 8 - 7 ）2）生殖隔离）生殖隔离（ P67 倒 2 - 1 ）不同种群之间一旦产生生殖隔离，不同种群之间一旦产生生殖隔离，就不会有基因交流。就不会有基因交流。 是指是指不同种群不同种群间的个体，在间的个体，在自然自然 条件条件下下基因不能自由交流基因不能自由交流的现象。的现象。如东北虎和
26、华南虎如东北虎和华南虎马马 驴驴例如：例如：骡骡（一般不能生育）（一般不能生育）种群间的个体不能自由交配，种群间的个体不能自由交配，或者或者交配后不能产生出可育后代。交配后不能产生出可育后代。（三）物种的形成实例：加拉帕戈斯群岛上的几种地雀加拉帕戈斯群岛上的几种地雀加拉帕戈斯群岛上的几种地雀的加拉帕戈斯群岛上的几种地雀的形成形成过程过程 原始地雀原始地雀变异类型变异类型变异积累，形成新物种（各种地雀变异积累，形成新物种（各种地雀 ）海洋隔离海洋隔离突变、基因重组突变、基因重组群岛间食物、栖息条件差异群岛间食物、栖息条件差异群岛渐远导致生殖隔离群岛渐远导致生殖隔离练习：练习：1、东南虎和东北虎两个亚种的形成是因为：、东南虎和东北虎两个亚种的形成是因为：A 地理隔离的结果地理隔离的结果 D 生殖隔离的结果生殖隔离的结果B 基因突变和基因重组的结果基因突变和基因重组的结果 C 地理隔离和生殖隔离的结果地理隔离和生殖隔离的结果2、P69 复习题复习题 二、三、二、三、2 4A本节重点：本节重点：现代生物进化理论：现代生物进化理论： 1、以自然选择学说为核心、以自然选择学说为核心 2、基本观点（、基本观点（P68）
