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专题四 进化与生物多样性 进化的证据 ［1］胚胎学证据 鸟和哺乳动物起源于共同祖先 陆生脊椎动物是从水生的鱼类进化而来 生物的进化规律 细胞数量： 器官结构和生理活动： 生活环境： 生物界向着多样化和复杂化发展 达尔文的进化论 生物多样性 生物多样性是指来源于各种各样生态系统的形形色色的活的生物体，包含3个层次： 1、遗传多样性 2、物种多样性 3、生态系统多样性 人类活动对生态系统多样性的影响 毁坏栖息地 大规模森林开采、草原耕种、围湖造田等 例：丹顶鹤成为濒危物种 环境污染 生物富集作用，通过食物链使高营养级生物体内有毒物质增加 不合理利用生物资源 保护生物多样性的有效措施 就地保护 有效途径 建立自然保护区、风景名胜区、森林公园 迁地保护 增加濒危物种种群数量 建立动物园、水族馆和人工繁殖基地 离体保护 生物个体的某一部分、特殊环境 种子资源库、基因资源库等 可持续发展 既满足当代人的需要，又不对后代满足其需要的能力构成危害的发展。 三大原则 公平性原则 持续性原则 共同性原则 * * ［2］比较解剖学证据 龟、人、马、鸟、蝙蝠和海豹前肢骨模式图骨骼排列方式基本相同 发生上有共同来源而在形态和功能上不完全相同的器官——同源器官 同源器官的存在说明——这些生物起源于共同祖先，在进化过程中发生了适应性变化 痕迹器官的存在 痕迹器官——生物体内某些功能已基本消失但仍然存在的器官。 可以追溯具有痕迹器官的生物与其他亲缘关系和进化线索 例1：人的盲肠和阑尾都存在， 但已退化。 说明人起源于有 盲肠和 阑尾的动物 人的盲肠和阑尾 例2：蛇类没有四肢，但在蟒蛇的体内还保留着后肢骨的残余。蟒蛇体内保留着后肢骨的残余，说明什么？ 蟒蛇起源于有四肢的动物 蟒蛇的残余后肢骨 ［3］生物化学证据 细胞色素c在真核细胞有氧呼吸过程中起重要作用，由104个氨基酸组成。请分析人与8种细胞色素C的氨基酸组成上的差异，能得出什么结论？ 生物亲缘关系越近，细胞色素c的组成越相似 生物亲缘关系越远，细胞色素c的组成差异越大 生物名称 氨基酸差异数 生物名称 氨基酸差异数 黑猩猩 0 金枪鱼 21 猴 1 小麦 35 马 12 链霉菌 43 鸡 13 酵母菌 44 ［4］古生物化石证据 生物化石：在特殊条件下保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹 各类生物的化石在地层中的出现有一定顺序： 越古老地层里，成为化石的生物越简单、越低等 越晚地层里，成为化石的生物越复杂、越高等 思考：生物化石证据说明什么？ A、证实生物是进化的 B、揭示出生物进化顺序： 简单→复杂，水生 → 陆生，低等→高等 单细胞→多细胞 简单→复杂 水生→陆生 较原始的哺乳类 鲸 松鼠 蝙蝠 鼹鼠 水栖型 树栖型 奔走型 掘土型 飞翔型 哺乳动物的适应辐射 适应辐射概念： 来自共同祖先的后裔，因适应不同的生活环境而分化成不同种类的现象 适应辐射意义： 导致生物多样性大大增加 是生物进化的形式之一 繁殖过剩 环境条件有限 + 生存斗争 + 变异和遗传 适者生存，不适者被淘汰 自然选择 适应 适应形成 ［1］生物变异是不定向的 ［2］自然选择是定向的，有时是不同方向 ［3］经长期自然选择 ［4］最终形成适应 现代综合进化理论基本观点： 种群是生物进化的基本单位 突变为生物进化提供原材料 自然选择主导着进化的方向 隔离是新物种形成的必要条件 种群的不同性状 自然选择 原种 有利性状→保存 不利性状→ 突变 新种 产生 隔离 淘汰 生物进化的主要环节 ［2］物种多样性测量 常用测量方法：种群密度调查 动物常用标记重捕法估算种群密度 A、确定调查范围 B、将捕获到的个体做以标记 C、隔一定时间，用B方法重新捕获调查范围内动物，计数全部数量和已被标记个体数量 D、计算 首次捕获个体数 种群的总量 被标记的个体数 再被捕获的个体数 = 种群的总量 = 首次捕获个体数 再被捕获的个体数 被标记的个体数 × 物种多样性还可用一定空间范围内物种数量的分布频率来衡量，常用物种丰富度来表示 例：辛普森指数：测定群落组织水平最常用的指标之一，辛普森指数大表示物种多样性程度高 辛普森指数的计算公式 D_多样性指数 N_所有物种的个数总数 ni_第i个物种的个体数 S_物种的数目(种数) 2 D=1- 生态系统多样性概念： 生物圈内生境、生物群落和生态系统结构和功能的多样性 A、每个生态系统都有其独特的无机环境(如气候、土壤、地貌、水文等)，称生境 B、特定的生境中栖息着特定的生物群落 C、群落与其生境相互作用构成生态系统，生态系统功能是物质循环和能量流动