《进化复习》课件

进化复习回顾生命进化的重要理论和关键事件,深入探讨地球生态环境变迁对生物进化的影响通过这个综述性演示,为后续专题学习奠定基础作者生物进化概述生物进化是指生物群体在生物进化是一个长期的、遗传物质和环境因素的作连续的、不可逆的过程从,用下，逐渐发生变化形成简单到复杂、从低级到高,新的生物类型的过程级的发展过程生物进化包括两个基本过生物进化可以产生物种分程遗传变异和自然选择化、适应性放射、群落结:,通过这两个过程生物群体构变迁等生态学后果是理,逐步发生适应性变化解生命科学的核心理论之一生物进化的证据古生物学证据解剖学证据12化石记录展示了生物在地质年代中的变迁,是最直接的进化证生物体内器官的结构和功能反映了它们的进化历程据生物化学证据地理分布证据34DNA、RNA、蛋白质等分子水平的证据揭示了物种之间的物种地理分布格局反映了它们的进化历程和适应环境的过程亲缘关系古生物学证据化石记录地质构造变迁生物迁徙分布古生物学家通过分析沉积岩层中保存的化石,地壳的持续变迁,如大陆漂移、地层褶皱等,许多生物在地质历史时期进行了广泛迁徙,可以了解生物在地质历史时期的演变过程都会影响生物的地理分布,从而促进了新物其地理分布的变化也是进化的有力证据之一化石记录为进化提供了实证性证据种的产生解剖学证据骨骼和牙齿结构器官和身体结构胚胎发育生理结构不同生物的骨骼和牙齿结构会生物体内的器官和身体结构也生物的胚胎发育过程同样反映生物的生理结构,如神经系统、随着进化而发生变化这些结会随着进化而产生变化这些了进化的轨迹不同生物的胚消化系统等,也会随着进化而构的变化反映了生物适应不同变化反映了生物如何适应新的胎发育过程存在共性,揭示了发生变化这些变化反映了生环境的过程生存环境它们之间的亲缘关系物如何适应不同的生存环境生物化学证据基因序列对比比较生物体的遗传物质DNA序列,发现进化亲缘关系蛋白质结构对比分析生物体的蛋白质结构,可推测它们的进化历程胚胎发育过程研究生物体胚胎发育过程,发现其保留了一些原始特征地理分布证据生物地理学板块构造理论古地理学研究不同生物种类在地球上的分布格局及其解释了生物在地球表面的分布与构造变迁的通过化石研究古代生物的地理分布,推断古成因关系环境变迁生物进化的动力变异自然选择基因流动遗传物质传递由于基因突变、基因重组等过自然环境会对生物进行筛选,不同种群之间的基因交流为生DNA作为遗传物质的载体,在程,生物体内不断产生新的遗使适合当地环境的个体和种群物进化提供了遗传物质的来源,生物繁衍过程中可以复制和遗传变异,为进化提供了种质基得以存活和繁衍,推动进化进增加了基因的多样性传给后代,保证了进化的延续础程变异基因突变表型变异由于基因复制错误或外部因素引即使遗传信息不变,生物体的外观起的基因突变是生物进化的基础或性状也可能发生变异这些变这些变异产生新的遗传信息，为化是由于环境因素和表观遗传的适应环境提供可能性影响重组变异通过交配和受精,生物体可获得来自父母双方的新的基因组合这种变异增加了生物适应环境的可能性自然选择适者生存物竞天择12环境会不断筛选出最适合生存个体之间的竞争激烈,只有那些的个体,使之能够繁衍后代更加优秀的个体才能存活下来遗传优势群体进化34具有遗传优势的个体更容易应自然选择不仅作用于个体,也对对环境变化,从而在竞争中占据种群和群体产生影响,导致整个优势物种的进化遗传物质的传递复制染色体分裂基因表达DNADNA复制是遗传物质传递的基础,通过DNA细胞分裂过程中,染色体首先复制,然后分离遗传信息通过转录和翻译过程被表达为蛋白聚合酶复制整个基因组,确保遗传信息能准到两个新形成的细胞中,确保遗传信息完整质,这些蛋白质参与了生物体的各种生命活确传递给下一代地传递到子代细胞动进化论的三大原理自然选择说遗传物质的传递物种形成说达尔文提出了自然选择是驱动生物进化的主生物体内的遗传物质可以从父代传递到子代,由于地理隔离、适应环境差异等因素,一个要机制更有利于适应环境的个体更容易存使得生物的形态和性状能够在后代中保持相物种可以逐步分化为两个或多个新的物种,活和繁衍,从而使其遗传特征在种群中逐渐对稳定这就是物种形成的过程增加自然选择说自然选择的定义自然选择的作用自然选择是生物进化的主要驱动力之一,指适应环境最好的个体能自然选择会保留有利变异,淘汰不利变异,使生物种群得以不断改善够存活和繁衍的过程这种生存者为胜出者的机制推动了生物和适应环境,从而实现进化它是生物进化的核心机制之一的不断变异和适应物种形成说种群分化基因交流中断生殖隔离物种形成通常始于同一种群内部的地理在隔离种群中,由于自然选择和遗传漂变,当隔离种群在一定时间内无法通过交配隔离,导致种群分化为两个或多个相互隔基因频率发生变化,最终导致基因交流中而产生可育后代时,就形成了生殖隔离,离的种群断也就是物种形成世代更替说不同生物世代间的演化变化持续的适应性进化多样化的生物种类123世代更替说强调,随着时间的推移,生这种世代间的变化反映了生物不断适世代更替导致了生物形态和功能的变物随着不同世代的更迭,逐渐出现了应环境的持续进化过程化,最终形成了丰富多样的生物种类演化变化生物进化的类型微进化宏进化古生物化石指种群在遗传物质上的细微变化,如个体性指在较长的地质时期内,物种和高等分类单是研究生物进化过程的最重要的证据,为我状的改变通常发生在较短的时间内元的大幅度变化,如新物种的出现和消亡们提供了生物进化的直接观察微进化种内变异渐进变化适应性改变微进化发生在种群内部,通过个体间的遗微进化是一个渐进而缓慢的过程,需要持微进化使生物能够适应不断变化的环境,传变异和自然选择产生续的环境压力选择作用增强其生存和繁衍的能力宏进化大规模变革化石记录适应性辐射宏进化是指物种在进化过程中发生的大规模、通过研究化石记录,我们可以观察到物种在在某些环境压力改变的情况下,物种可能会长期的变革,包括新物种的形成、物种之间漫长的时间尺度下发生的大规模演化过程,经历快速的适应性辐射,形成大量新物种的分化以及灭绝等如物种的分裂和消失等这是宏进化的一种重要表现进化的方式和过程渐进进化1缓慢、逐步的变化过程间断平衡进化2长期稳定平衡状态后的突然转变多样演化道路3生物通过不同的进化方式不断适应环境生物进化通常有两种主要方式:渐进进化和间断平衡进化渐进进化是指生物通过缓慢、持续的变化适应环境,而间断平衡进化则是指经历长期稳定后突然转变这两种进化方式共同塑造了生物界的多样性,生物通过不同的演化道路不断适应变化的环境渐进进化微小但持续的变化自然选择的作用12渐进进化是指物种在长期演化在渐进进化过程中，自然选择过程中会经历微小但持续的变会逐步淘汰不利于生存和繁衍异和适应，这种变化是逐步累的变异个体，保留有利变异积的新物种的形成适应环境的变迁34经过长期的渐进进化,最终会导随着地质环境和气候的变迁,生致物种的分化,形成新的物种物也会经历相应的渐进进化以适应新的环境间断平衡进化间断进化化石记录显示,新物种的出现往往分散在地质时期,而不是渐进的连续过程平衡状态物种在长期保持稳定的平衡状态,只有在环境发生重大改变时才发生快速进化间断平衡这是一种进化模式,指物种在长期稳定状态后,突然经历快速变化的过程生物进化的阶段原核生物时代原生生物时代真核生物时代地球诞生约40亿年前,原核生物是最早出现约25亿年前,最初的原生生物如藻类和原生约10亿年前,真核生物如植物和动物开始出的生命形式它们以化学能为生,缺乏细胞动物出现它们拥有细胞核,进化出复杂的现和繁衍它们拥有复杂的多细胞结构和核,是世界上最简单的生物细胞结构器官系统,标志着生命进化的高级阶段原核生物时代浩瀚无垠初始生命原核生物时代持续了40亿年之久，这一时期出现了最原始、最古老是生命历史上最漫长的一个时期的生命形式-细菌和古细菌适应环境原核生物通过不断适应各种环境,逐渐分化并占据各种生态位原生生物时代原生生物时代演化历程生态环境原生生物时代指地球历史上距今约20-25亿这一时期,原核生物经历了从最初的简单细原生生物主宰的生态环境以高温、高盐度、年的时期,这一时期原核生物和真核原生生胞到复杂细胞的演化,为后来的真核生物时缺氧的原始环境为主,为后续生命的演化做物主宰了整个生态系统代奠定了基础好了准备真核生物时代特征主要生物重要事件真核生物时代是指从大约20真核生物时代出现了大量新的这个时期出现了显著的生物进亿年前开始的生物进化时期生物类群,包括海藻、原生动化事件,如光合作用的发展、这一时期出现了细胞内含膜结物、植物、真菌和动物等它好氧呼吸作用的出现,以及生构的真核生物，如植物、动物们逐步从水生环境向陆地环境物圈中的生产者、消费者和分和真菌等它们的细胞结构和扩散,并在这一时期不断进化解者之间的相互关系代谢机制比原核生物更加复杂和适应和高度专化生物进化的证据及其分析古生物学证据解剖学证据12从地球历史形成的各个时期保生物体内器官的结构和功能的存下来的化石记录可以反映生相似性可以说明近缘生物间的物的演化过程通过比较化石亲缘关系同系器官的存在也形态的变化可以推断生物的渐反映了生物的共同祖先进式演化生物化学证据地理分布证据34生物个体内生化过程的相似性地理隔离导致生物种群的分化和DNA序列的相似性都可以支和新物种的形成生物的地理持生物之间的亲缘关系这些分布格局也体现了生物进化的证据也显示了生物进化的分子历史过程基础古生物学证据的分析化石证据化石记录生物演化的历史轨迹,反映了生物从简单到复杂的变化过程地质层位证据不同地质时期的化石出现在不同的地质层位中,表明生物演化与地球历史变迁有密切关系比较解剖证据通过研究生物体各部位的解剖结构,可以发现它们之间的亲缘关系和进化联系解剖学证据的分析器官结构对比遗迹化石分析解剖学家通过比较不同生物体的器官结构,可以发现它们之间存在对化石遗骸进行仔细解剖可以得到许多关于祖先生物形态结构的着相似性和差异性,从而探讨生物进化的脉络例如,四足脊椎动物信息,从而推断其可能的进化历程这些化石分析为我们理解生命的前肢和人类的手臂都起源于同一祖先的前肢结构的进化提供了宝贵的证据生物化学证据的分析基因序列分析细胞构造比较蛋白质结构分析通过比较生物体之间的基因序列,可以发现不同生物的细胞构造存在差异,这些差异反生物体内的蛋白质结构也具有进化痕迹,通它们之间的亲缘关系,从而得出进化证据映了它们在进化过程中的分化细胞器的结过比较不同生物的蛋白质结构,可以推断它相似的基因排列说明存在共同祖先构和功能的变化也是进化的重要证据们的亲缘关系地理分布证据的分析地理分布的规律不同生物在地球表面上的分布往往呈现特定的规律性,这反映了其适应环境的能力物种形成的过程某些物种在特定地区形成并演化,与其地理环境密切相关这为进化提供了证据生物地理隔离地理上的隔离可能导致物种的分化和形成新的物种,是有机体进化的重要因素人类进化概述漫长历程关键特征人类进化经历了数百万年的演化人类进化的主要特点包括直立行历程,从最早的灵长类动物到现代走、大脑容量增大、手的灵活性智人,经历了一系列的演化阶段以及语言能力的发展环境适应人类在适应不同的地理环境和气候条件的过程中,产生了丰富多样的人种和文化人类祖先的演化历程远古人类智人出现12从猿猴到猿人，再到原始人类智人Homo sapiens是目前的漫长进化过程，揭示了人类人类唯一的存活物种，是人类祖先的渐进式演化进化的最后一个阶段大脑发展直立行走34随着人类祖先大脑容量的不断从四足行走到双腿直立行走是增大，思维能力、语言能力和人类祖先最重要的生理学进化制造工具的能力逐步提升特征之一人类进化的特点大脑发展直立行走人类大脑急剧发展,显著提升了智力和人类演化出双足直立行走的能力,解放认知能力了双手进行更复杂的活动使用工具语言交流人类能制造和使用各种工具,极大地提人类发展出复杂的语言系统,极大地增高了生活水平强了社会交流和协作能力生物多样性及其保护生物多样性的内涵生物多样性的重要性生物多样性的保护措施生物多样性指地球上所有生物种类的丰富生物多样性维持了生态平衡,是人类赖以生保护生物多样性包括建立自然保护区、限性,包括所有动物、植物和微生物种的多样存的基础它为人类提供食物、能源、医制非法捕猎和濒危物种的贸易、控制环境性它反映了地球生态系统的复杂性和稳药和工业等资源此外,它还具有文化、美污染和气候变化等同时还需提高公众意定性学和娱乐价值识,鼓励可持续利用自然资源生物多样性的内涵丰富的物种遗传多样性生物多样性包括数百万种不同的每个物种内部都存在广泛的遗传动物、植物和微生物这些物种变异,确保了生物的适应能力和持相互依存,共同维持着地球生态系续进化这种遗传多样性是生命统的平衡的基础生态系统多样性从热带雨林到沙漠,从深海到高山,地球上存在着各种不同的生态系统这些生态系统相互依存,共同维护着地球的生命网络生物多样性的重要性维持生态平衡提供宝贵资源生物多样性是维持自然生态系统生物多样性为人类提供食物、医健康运转的基础,任何一种生物药、工业原料等多种资源,是人的消失都会导致整个生态链的失类赖以生存的重要基础衡具有文化价值促进科技进步珍稀濒危物种是人类文化遗产的生物多样性研究是推动基础科学一部分,具有深厚的文化内涵和和应用科技创新的源泉,为人类审美价值福祉贡献巨大生物多样性的保护措施建立自然保护区加强公众教育完善相关法规建立国家公园、自然保护区等,维护自然生通过宣传教育,提高公众对生物多样性保护制定并严格执行生物多样性保护的法律法规,态系统,保护珍稀濒危物种的栖息地的认知和参与热情,共同推进保护工作为保护工作提供制度保障进化论的发展与影响达尔文的进化论现代综合进化论进化论对人类社会的影响达尔文在《物种起源》中提出了自然选择20世纪初,达尔文进化论与遗传学、生物统进化论不仅改变了我们对生命的认知,也深的理论,解释了生物如何通过适应环境而不计学等学科融合,形成了现代综合进化论刻影响了社会、哲学、道德等诸多领域断进化这一理论对生物学研究产生了深这一理论更加全面地解释了生物进化的机它促进了人类对自身和环境的理解远影响制和过程达尔文的进化论物种起源自然选择达尔文于1859年发表的《物种起达尔文认为,通过自然选择,适应环源》提出了自然选择学说,阐述了境的个体更容易存活和繁衍后代,生物进化的动力机制从而导致物种的渐进性演化生物多样性达尔文的进化论解释了生物多样性的形成,为后续的生态学和生物学研究奠定了基础现代综合进化论融合达尔文与遗传学强调遗传变异的重要性12现代综合进化论结合了达尔文现代进化论强调,遗传变异是生的自然选择理论与孟德尔遗传物进化的源泉和动力,自然选择学,形成了一个更加完整的进化只是进化的主要推动力之一理论体系解释宏进化过程与分子生物学的结合34现代进化论能够更好地解释生分子生物学的发展为现代进化物大规模进化过程,如物种形成、论提供了大量实证性证据,使得长期的生态适应等进化论更加完备进化论对人类社会的影响思想启迪进化论挑战了神创论,带来了自然选择、物种形成等新思维,深刻影响了人类的世界观和价值观医疗健康进化论指导疾病预防、治疗以及药物研发,促进了医学事业的发展技术创新进化论原理启发了人工智能、基因工程、生物多样性保护等技术的突破性进步。