科学家的故事-达尔文和他的进化思想.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,自然界中的各种生物是从哪里来的？世界上到底是先有鸡还是先有蛋？这些问题与生命如何起源一样古老，在很早以前就引起了人们的关注，一致困扰了人类几千年！,对于先有鸡还是先有蛋的问题，首先是神学家们作出了,“,解释,”,：先有鸡，因为上帝创造了鸡，然后让鸡下蛋！,随着科学的发展人们不相信上帝了！没了上帝，上帝创造了鸡的,“,解释,”,也就没人相信了。,于是关于生物起源的种种猜测又被提了出来，,并有着各种不同的解释。,其中最被人认可的是,“,进化论,”,你能找到我吗？,你能找到我吗？,你能找到我吗？,竹节虫,枯叶蝶,你能找到我吗？,你能找到我吗？,你敢惹我吗？,你敢惹我吗？,黄蜂,你敢惹我吗？,是谁对生物作了如此合理的设计呢？,神创论,神创论者认为：在宇宙历史的某一特殊时刻，由上帝一次性创造出各种生物，最初有多少种，现在就有多少种，,各种生物之间没有任何的亲缘关系,。,进化论,进化论者认为，现在地球上的各种生物不是神创造的，而是由共同祖先经过漫长的时间逐渐演变而来的，因此,各种生物之间有着或远或近的亲缘关系,。,是谁对生物作了如此合理的设计呢？,神创论,进化论,生物是进化而来。,生物由神创造出来。,物种是逐渐演变产生，不断变化的。,物种是一次性出现，不会改变的。,物种之间有或远或近的亲缘关系。,物种之间无亲缘关系,你认为神创论可信吗？你赞同哪一种观点？,答：我认为神创论是不可信的。因为它没有任何证据可以支持。而随着科技的进步，尤其是对化石和遗传物质的研究，获得了很多证据证明神创论是荒谬的。现在进化论已普遍被人们所接受。,思考,研究地球的历史，最重要的线索莫过于化石了，,动植物化石是生物进化的有力证据,。它们是在千万年的历史中逐渐形成的。,任何化石的形成，都是一件十分稀罕的事，只有条件适合，才能形成化石。动物化石的形成过程大致如下：,1.当动物死后落入水底时，形成化石的过程就开始了。,2.动物尸体上的肌肉开始腐烂，露出骨骼。,3.水带来了泥土和沙子，掩埋了这些骨骼。,一头到河边饮水的原角龙不小心掉进河里溺水而亡。,1,动物尸体上的肌肉腐烂，来自上游的泥沙很快地覆盖了尸体。,随着时间的推移，无机盐沉淀在骨骼中，形成的化石保存在了岩石当中。,4.接着，水渗透进骨中，将无机盐沉淀在里面，就形成了化石。,5.沙或泥土继续堆积，慢慢地形成沉积岩（一般需要几百万年），如石灰岩等。化石就保存在岩石中。,6.某些岩石层在地壳变化时冒出水面，在风和水的长期侵蚀下，露出了化石。,在地壳变化和风化作用下，逐渐露出了化石。,2、3,4、5,6,化石的形成过程：,遗体上的肌肉腐烂，露出骨骼,骨骼被泥土和沙子掩埋,无机盐沉淀于骨骼中(无机盐由水渗透带入),沙或泥土继续堆积，形成沉积物，化石被保存于岩石中,某些岩石层露出水面,化石露出,动物遗体(落入水底),地壳变动,风和水,侵蚀,植物化石的形成过程与动物化石的形成过程类似。此外，动物的粪便和蛋也可以形成化石，这类化石被称为,遗物化石,。动物在沙地或泥地上爬过的痕迹和留下的足印，也可以形成化石，这类化石叫做,遗迹化石,。,综上所述，,在地层中保留下来的古代生物的遗体、遗物和遗迹,，都称为,化石,。,1.地球上曾出现过种类繁多的生物，许多与今天的生物并不相同，这说明了什么？,化石引发的思考：,2.有时在高山上会出现海洋贝壳化石，这说明什么呢？,这说明生物为了适应环境在不断地进化着，物种也是可以变化的；有些生物不能适应环境而遭到灭绝。现在的生物是化石生物经过长期演变的结果。,这说明这座高山以前曾经是个汪洋大海，后来由于地壳运动隆起为高山。,早期的古生物学家对化石生物与现在的生物不相似这一现象感到迷惑不解。通过对化石材料的深入分析，在18 世纪的后半叶，一种思想逐渐明晰起来：世界是运动的，地球不是一个固定不变的星球，生物也是在变化的这就是,物种可变,的进化观点。,为了检验自己的假设是否正确，科学家考察了大量的化石标本，有些人将同类的化石标本按年代先后顺序排列起来，结果发现了一些支持生物演化观点的证据。,根据以上前肢趾的特点和马及其前趾的进化，请分析各类马的体形、运动形式及生活环境？,项目,种类,距今年代,生活环境,体形,运动形式,始祖马,三趾马,现代马,温暖潮湿的草丛和灌木林,狐一般大小背部弯曲,跳跃,草 原,比始祖马大,背较平直,能奔跑,草 原,高大、背平直,能快速奔跑,三类马的生境、体形、运动形式的对比,5000万年,2000万年,100万年,想一想,：从以上对比中，可证明？,现代马是由始祖马经过漫长的地质年代逐渐进化而来的,始祖马,渐新马,草原古马,三趾马,真马,这说明海洋中环境变化不是很大，所以海洋生物的进化较慢。,1938年在南非附近的印度洋中捕获的腔棘鱼在约三亿年前就已在地球上出现，但其形态结构至今仍无多大改变，因此被称为“活化石”。你如何解释这种现象？,腔棘鱼是鱼类向两栖类进化时出现的过渡类型，它的出现证明了两栖类由鱼类进化而来的。,在以下化石中你能得出什么结论？,1、种子蕨的化石证明了种子植物和蕨类植物在进化上的亲缘关系。,2、始祖鸟的化石，证明了鸟类是从古代的爬行类进化而来的,思考,通过地质年代表，你可发现各类生物的化石在地层里的出现是否有一定规律，这规律又是怎么样的呢？,思考：,在越早形成的地层中，成为化石的生物越简单，越低等；在越晚形成的地层里，成为,化石,的,生物,越复杂越高等。,从以上规律中，你可得出什么结论？,想一想：,1、证实了现代的各种各样的生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的。,2、生物进化的顺序：由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生。,被子植物,无脊椎动物,脊椎动物,鱼类,两栖类,爬行类,鸟类,哺乳类,藻类,苔藓类,蕨类,裸子植物,通过对远古到近代不同地质年代化石的研究，发现以下的进化顺序：,为了重建物种的演化过程，科学家需要确定现代生物间的亲缘关系。过去都是通过观察化石生物的形态结构特征来推测生物间的亲缘关系。随着科学的迅猛发展，目前，科学家已开始通过分析比较某些古生物遗体和古生物化石的DNA 和蛋白质的差异，来推测其相互间的亲缘关系。新的证据不断地被发现，而原先被认同的各种假说也在不断地被修正和完善。,大量事实证明，生物是进化的，但生物为什么要进化呢？即生物进化的原因是什么？,四种理论,物种不变理论,布丰的直线进化理论,拉马克的阶梯向上无分支进化理论,达尔文的自然选择理论,进化论的演变,用进废退学说,神创论的观点:,（物种不变论）,神创论认为，地球及万物是上帝在大约6000年以前，即公元前4004年10月26日上午9：00 钟创造出来的。自从被上帝创造出来以后，地球上的生命没有发生任何变化;彼此之间是孤立的，没有任何亲缘关系。,这显然已被证实是错误的!,直线进化理论,布丰,布丰认为：生物是地球在历史发展过程中形成的，并随着环境的变化而变异。现在活着的种类是从今天已经不存在的种类演变而来的.,远古鳄鱼古代鳄鱼现代鳄鱼,物种可变的原因是生物的环境特别是气候和食物发生了改变,进化论的观点,阶梯向上无分支进化理论,拉马克,环境变化是生物变化的原因，即环境变化了，生物在新环境的影响下，习性改变，某些经常使用的器官发达增大，不经常使用的器官逐渐退化；这些变化了的性状能够遗传下去，从而使生物逐渐演化。现存活的生物都有各自的祖先。,1.,“用进废退”,：生物体器官经常使用变得发达，而不经常使用则会逐渐退化。,2.,“获得性遗传”,：生物后天获得的性状是可以遗传的。,3.,“定向变异”,：生物的变异一定是向着适应环境的方向改变的。,变异：生物产生的后代会发生变异，产生各种不同于亲代的性状！,进化论的观点,长颈鹿的祖先世世代代生活在周围没有青草的地方，为了生存，长颈鹿就要时时刻刻伸长脖子去吃树上的叶子。这样经过许多代，脖子就慢慢变长，最后就发展成了今天这样的长脖子。,“拉马克学说”解释长颈鹿的腿和颈为何那么长？,讨论：比较布丰和拉马克的理论，在有关现存物种的来源、进化原因等方面有什么共同和不同之处。,答：两者共同之处是：物种是可变的，环境变化是生物进化的根本原因。,不同之处：布丰认为生物是直线式进化的，如远古鳄鱼古代鳄鱼现代鳄鱼，而拉马克认为现存的物种是由其它物种进化而来的，并用“用进废退”的进化理论来解释进化的机制。,达尔文,自然选择学说,：,拉马克的用进废退学说虽有一定道理，但事实上由于使用而发达起来的器官特征并不能遗传给后代。达尔文通过几十年的观察分析，终于在1859年出版了物种起源一书，提出了自然选择学说。,达尔文自然选择学说的内容有四方面：,、过度繁殖；、生存斗争；、遗传变异；、适者生存。,自然选择理论,达尔文,1.地球上一切生物都起源于,共同的原始祖先,，生物之间存在着,或近或远的亲缘关系,。,2.进化的根本原因是“,自然选择,”.,3.生物的遗传和变异是,不定向的,。个体既存在有利变异，也存在不利变异。遗传的作用是积累微小的有利变异。,达尔文生物进化模型,过度繁殖：,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。,遗传变异：,生物产生的后代会发生变异，产生各种不同于亲代的性状！,生物的变异有的比亲代更适应环境，有的却不适应环境！,适者生存：,适应环境的个体生存下来,不适应环境的个体被淘汰。,生存斗争：,生物的生存资源有限，要生存就必须与无机环境、异种个体及同种的其他个体进行斗争！,长颈鹿的祖先,存在个体差异,前肢和颈长,干旱环境,能吃到高处的树叶,生存机会大,颈和前肢增长的特征逐渐得到积累并遗传给后代,颈和前肢短,吃不到高处的树叶,生存机会小,被淘汰,干旱环境,自 然,选 择,过 度,繁 殖,生 存,斗 争,遗 传,变 异,适 者,生 存,四个要点间的关系：,基本条件,手段、动力、途径,生物进化内因,（外因）,必然结果,核心内容,意义：,能科学地解释生物的进化、生物的多样性和适应性。,自然选择的概念：,在生存斗争中，,“,适者生存，不适者被淘汰,”,的过程。,我们都是强者的后代!,支持自然选择学说的证据：,一种生物向另一种生物进化的过程中存在过渡类型。,过渡类型,证明了：,生物间具有一定的亲缘关系,物种间进化具有一定的连续性,古生物学上的证据：,中间过渡类型,化石,中华龙鸟及化石,古生物学上的证据：,中间过渡类型,化石,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亲缘关系。,种子蕨,种子蕨,种子蕨,蕨,种子植物,比较生物的DNA和蛋白质获得证据。,达尔文与进化论,查尔斯,达尔文（Charles Darwin：1809-1882）1859年发表了著名的物种起源一书，这部科学巨著的发表，标志着现代生物进化理论的形成，引发了一场科学上的革命，导致早期传统的博物学（Natural history）转变成为现代生物学（Modern Biology）。,进化论认为：生物最初由非生物发展而来，现代生存的各种生物，有共同的祖先，在进化过程中，通过变异、遗传和自然选择，生物从低级到高级，从简单到复杂，种类由少到多。恩格斯认为达尔文的进化论理论是十九世纪自然科学三大发现（能量守恒和转换定律、细胞学说和进化论）之一。,曾经有科学家说过：“科学发展不能简单地归结为正确与错误的斗争，新旧理论的替代并不绝对代表正确的取代错误。正确的理论中有错误，错误的理论中有正确的东西。”请分析达尔文在自然选择学说中，吸取了布丰和拉马克理论的哪些观点。,达尔文在自然选择学说中吸收了布丰和拉马克进化思想，如布丰认为物种是可变的；拉马克认为现存的生物，包括人类都是由其他物种变化而来的。达尔文在此基础上认为地球上的一切生物都起源于共同的原始祖先，生物之间存在或近或远的亲缘关系。,拉马克,达尔文,1.,进化原因,环境的改变,自然选择,(,遗传和变异是生物进化的内在因素，环境的选择是外在因素。),2.变异,变异是定向的,变异是不定向的,3.进化,进化无分支,进化有分支,4.生物祖先,生物祖先不相同,生物都有共同的祖先,拉马克与达尔文对生物的进化观点比较,使用某种农药来防治某种害虫，开始效果很显著，但长期使用以后，效果就越来越差。原因是（）,A.害虫对农药进行了定向选择,B.害虫对农药产生了定向变异,C.害虫对农药产生了隔离,D.农药对害虫的抗药性变异进行了定向选择,D,图是某海岛上发现的残翅和无翅的昆虫，这类昆虫在正常情况下很难生存下去，试解释为什么它们能在海岛上大量生存。,请用自然选择理论解释下面现象,这是自然选择的结果。由于这些海岛上经常刮大风，那些有翅能飞但翅膀不够强大的昆虫，就常常被大海吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就少。而无翅或残翅的昆虫由于不能飞翔，就不容易被风吹到海里，因而生存和繁殖后代的机会就多。经过一段时间的自然选择之后，岛上无翅的昆虫就特别多。,探究：桦树尺蛾群体中不同体色个体数量变化的原因,在19世纪的英国，博物学家观察到桦树尺蛾黑化的现象。最初，树林里的一群尺蛾中，大部分尺蛾的体色是浅色的，只有几只是黑色的。,1850年前后，事情发生了变化。随着工业的发展，树林周围新建的工厂越来越多，工厂烟囱里冒出来的滚滚浓烟染黑了树干。到了1900年，黑色尺蛾的数量远远超过了浅色尺蛾。,在1850年前，浅色尺蛾的数量远多于黑色尺蛾，为什么到了1900年，黑色尺蛾的数量远多于浅色尺蛾？,提出问题,情,景,展,现,做出猜想,1850年前，环境(树林)所受的污染小，浅色尺蛾的提色接近于环境背景色，不容易被鸟类捕杀，而黑色尺蛾则容易被捕杀，故浅色尺蛾的数量远多于黑色尺蛾。到了1900年，数目都被染成了黑色，这时浅色尺蛾反而容易被鸟类捕杀，故黑色尺蛾的数量远多于浅色尺蛾。,可能是蛾的天敌(如鸟类)容易捕杀提色与化境不一致的蛾所造成的。,1850年后，随着工业的发展，树林周围的工厂越来越多，工厂排放的浓烟染黑了树干。,事实和依据：,结论：,在自然界中，蛾的天敌，如鸟类，是靠视觉来识,别和捕捉猎物的，这样，体色与环境不一致的蛾被捕,杀的概率远高于那些与环境背景色接近的蛾！,1、在1850年前，为什么浅色尺蛾的数量远多于,黑色尺蛾？,2、到了1900年，什么原因使黑色尺蛾的数量远,多于浅色尺蛾？,3、今天这片树林周围的工厂污染减少了，请预,测不同体色尺蛾的数量变化情况。,4、根据自然选择理论，不适应环境者将淘汰，,也就是在1900年时，应当只剩下黑色尺蛾。可是,浅色尺蛾仍生活在树林中，只是数量减少了。难,道达尔文错了？,思考,1、若今天这片树林周围的工厂污染少了，请预测今后不同提色尺蛾的数量变化情况。,浅色尺蛾的数量将逐渐增加，而黑色尺蛾的数量将逐渐减少。,2、根据自然选择学说，不适着将被淘汰，可在1900年时为什么还会有少量的浅色尺蛾仍生活在树林中？是不是达尔文说错了？,生物必须适应环境，自然环境对生物的后代起到了一定的选择作用。当树干被染黑时浅色尺蛾的数量大大减少。随着环境的改变，浅色尺蛾在产生后代的过程中存在着不定向变异。在生存斗争中，会有少部分生命力顽强的浅色尺蛾存活下来。而黑色尺蛾在产出后代过程中，也可能会出现浅色个体的变异类型。另外，当浅色尺蛾数量很少时，在此树林中出没的鸟类也会大大减少。因此，并不是达尔文说错了。,4、,生,物,进,化,的,历,程,表,生物的进化历程,地质年代,主要地质变化,元古时代,地球刚诞生，温度很高，地球上没有生命,古生代（寒武纪）,地球温度下降，出现大片海洋，最早原始生命出现,古生代（志留纪泥盆纪）,水生动物逐渐繁盛，出现了水中生活的鱼类,古生代（石炭纪二叠纪）,陆地逐渐增多，一些水生动物上岸，鳍渐变为四肢，原始鱼类逐渐进化成原始爬行类,中生代,陆地进一步增多，陆生植物开始昌盛，爬行动物大量繁衍,新生代,一类爬行动物上肢进化为翅成为鸟类，另一类爬行动物进一步进化为哺乳类,新生代,演化成现代生物和人类,归纳：,1、通过对不同地质年代化石的研究，可发现：无脊椎动物早于脊椎动物，脊椎动物中先后出现了鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类，,出现越迟的脊椎动物，结构越完善,。,2、生物进化顺序,原始裸子植物,古代裸子植物,现代裸子植物,藻类植物,原始苔藓植物,古代苔藓植物,原始蕨类植物,古代蕨类植物,原始被子植物,古代被子植物,现代被子植物,植物：,动物：,无脊椎动物脊椎动物,脊椎动物：,鱼类两栖类爬行类鸟类哺乳类,3、生物演化规律：,人类的演化历程：,19世纪英国科学家赫胥黎在达尔文的启示下提出了,“人猿同祖论”,三、人类的演化历程,1、英国科学家赫胥黎提出人猿同祖论，她认为人类和类人猿是由同一祖先进化而来的。,2、科学家通过对古猿和古人类化石的进一步研究，发现人类是由已从地球上小时的古猿类进化而来的。人类的演化过程为：,早期智人生活在距今20晚年前5万年前，如广东的马坝人；晚期智人生活在距今5晚年前1万年前，如北京的山顶洞人,智人,南方古猿,最早阶段的原始人类，能直立行走,直立人,200万年前20万年前，能创造和使用工具,420万100万年前,200万20万年前,20万1万年前,毛人,返祖现象,生物进化的主要历程,地质年代,生物进化,植物,动物,元古代,藻类植物出现,海生无脊椎动物出现,古生代,藻类植物繁盛(海生)原始陆地植物出现蕨类植物出现裸子植物出现,三叶虫繁盛软体动物繁盛棘皮动物出现低等鱼类出现古代两栖类(坚头类)出现鱼类繁盛昆虫类繁盛 爬行类繁盛两栖类繁盛,中生代,裸子植物繁盛被子植物出现,最早的恐龙出现爬行类繁盛鸟类和高等哺乳类出现,新生代,被子植物繁盛,类人猿出现哺乳动物繁盛,人类繁盛,1、达尔文在物种起源中科学地解释了生物进化的真正原因，以及生物的适应性和多样性的形成。,2、达尔文的自然选择学说认为：地球上的一切生物都,起源于,共同的原始祖先,，生物之间存在着,或近或远的亲缘关系,。生物进化的,根本原因,是,自然选择,，,内因,是,不定向变异,，,外因,是,环境的选择,。生物进化的,结果,是,适者生存，不适着被淘汰,。,2、用达尔文的自然选择学说解释斑马的进化过程：,(1)斑马群中存在着不同体色的个体，随着环境的不断改变，体色为黑白相间、奔跑的快的斑马因与环境相适应，不易被敌害发现而在,_,中获得生存、繁衍。这个过程中，环境对斑马起了选择作用，这种选择作用是定向的，它决定着进化的,_,。,(2)上述过程表明，自然选择的动力是,_,，自然选择的结果是,_,。,生存斗争,方向,生存斗争,适者生存,如图所示，是森林中的树干样品。某次探究活动中，在一个大城市附近的森林中释放了1000只白色和1000只黑色的飞蛾，三周后捕捉到778只被飞蛾和135只黑飞蛾。,(1)该城市附近的森林的树干很可能类似于,A、a B、b C、c D、d,(2)如果00年后重复做这个实验，结果捕捉到950只黑色和55只白色的飞蛾，那么出现这样结果的主要原因是,A、捕食飞蛾的消费者减少了,B、捕食飞蛾的消费者增加了,C、大气中悬浮颗粒状的污染,物增加了,D、飞蛾的进化速率降低了,b,C,生物进化的主要历程,地质年代,生物进化,植物,动物,元古代,藻类植物出现,海生无脊椎动物出现,古生代,藻类植物繁盛(海生)原始陆地植物出现蕨类植物出现裸子植物出现,三叶虫繁盛软体动物繁盛棘皮动物出现低等鱼类出现古代两栖类(坚头类)出现鱼类繁盛昆虫类繁盛 爬行类繁盛两栖类繁盛,中生代,裸子植物繁盛被子植物出现,最早的恐龙出现爬行类繁盛鸟类和高等哺乳类出现,新生代,被子植物繁盛,类人猿出现哺乳动物繁盛,人类繁盛,生物进化的历程,1.植物的进化历程：,原始藻类植物,苔藓植物,蕨类植物,裸子植物,被子植物,生物进化的历程,2.动物的进化历程：,单细胞动物,无脊椎动物：,腔肠动物、扁形动物、线形动物,软形动物和环节动物、,节肢动物,脊椎动物：,鱼类,两栖类,爬行类,鸟类和哺乳类,生物进化的历程,1.植物的进化历程：,原始裸子植物,古代裸子植物,现代裸子植物,藻类植物,原始苔藓植物,古代苔藓植物,原始蕨类植物,古代蕨类植物,原始被子植物,古代被子植物,现代被子植物,2.动物的进化历程：,单细胞动物,无脊椎动物：,腔肠动物、扁形动物、线形动物,软形动物和环节动物、,节肢动物,脊椎动物：,鱼类,两栖类,爬行类,鸟类和哺乳类,原始鱼类,古代两栖类,古代爬行类,原始鸟类,原始哺乳类,现代鱼类,现代两栖类,现代爬行类,现代鸟类,现代哺乳类,古代鱼类,原始两栖类,原始爬行类,古代鸟类,古代哺乳类,脊椎动物的进化,