第一章 现代进化论的理论来源拉马克及其进化论学说达尔文及其进化论学说孟德尔及其遗传学教学设计以拉马克、达尔文的生平为线索进行讲述,让学生感到这些科学家是人而不是神,激发学生奋发图强的精神,并教会学生在学习中培养兴趣。
关于进化论的科学阐述是一个长期历史的总结。
最早的包含生物进化的思想要追溯到古代。
拉马克:把生物进化作为一门科学进行探讨首次提出系统进化的学说( 1809)。
达尔文:科学的进化论诞生,《物种起源》( 1859)发表。
孟德尔:开创遗传学,修饰和发展了进化论。
Ⅰ 拉马克及其进化论学说法国博物学家,分类学家,1809年发表了《动物哲学》
一书,系统地阐述了他的进化理论,即通常所称的拉马克学说。
主要著作有《法国全境植物志》、《无脊椎动物的系统》、
《动物学哲学》等。
拉马克( Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet,
Chevalier de Lamarck,1744,8\1—1829,12\28)
生平与科学活动
1744年 8月 1日,拉马克出生于法国南部的一个村庄。
1756年,拉马克进入亚眠的耶稣神学院学习。
1761- 1768年在军队服役( 17岁入伍,22岁退伍,爱好植物学)。
1768年拉马克开始研究医学和植物学,成为这方面的专家。(在巴黎高等医科学校从师法国启蒙思想家、哲学家卢梭和法国著名植物学家朱西厄)
1778年拉马克被任命为皇家植物园的助理植物学家
( 1778年,三卷《法国植物志》问世,1779年,法国科学院会员,逐渐成为著名的植物学家)。
1793年,植物园改组为国家自然史博物馆,拉马克负责昆虫和蠕虫的研究。成为无脊椎动物学的创始人,
并创立了无脊椎动物的古生物学。关于,生物学,名称,也是由拉马克首次提出来的。
1809年发表了《动物哲学》,阐述了他的进化理论,
即通常所称的拉马克学说。
1818年他的眼睛失明了。
1829年 12月 28日拉马克在巴黎于贫困中去世。
拉马克的进化论学说当时没有引起人们的重视。
原因有二:封建统治者反对其学说本身的弱点拉马克是一位博学的植物学家、动物学家、进化论者,也是一位追求真理、进步的学者。为了反对神创论和物种不变论,他遭到了种种非难和攻击,他从未因此而动摇自己的信念。
科学工作“能予我们以真实益处”;同时,还能给我们找出许多最温暖、最纯洁的乐趣,以补偿生命场中种种不能避免的苦恼。
——拉马克拉马克的进化学说
1 拉马克坚信,一切物种,包括人类在内,都是从其的种传衍来的,而生物的变异和进化又是一个连续的缓慢的过程。
2 环境的改变使生物发生适应性的进化,环境的改变能够引起生物的变异,环境的多样性是生物多样性的主要原因。
3 对于有神经系统和习性复杂的原因,除环境变化和杂交外,更重要的是通过用进废退和获得性遗传。
第一条法则:用进废退,即经常使用的器官就发达,
不使用的退化。
第二条法则:获得性遗传,即上述的变化是可遗传的。
拉马克用这个原理,可以解释食蚁兽、比目鱼、食肉的动物、长颈鹿的体形等。
相反,器官因为废而不用,也能引起形态上的变异。
例如鼹鼠的眼睛萎缩,盲螈的眼睛也极退化。
以上论述的内容,不仅说明动物器官的用进废退,而今这类前进或后退的变化都能遗传给子孙。
这两条法则是拉马克解释生物进化的主要原理。
4 生物具有按等级向上发展的趋向,拉马克不仅肯定了生物的进化,而且认为进化具有向上发展的方向。
其中分两种情况,一是直线式的是上升;另一是分枝式的发展。
蝗虫类
昆虫类
蜘蛛类
环虫类 甲壳类
蔓脚类
软体类
爬行类
鱼类
鸟类 两栖类
单孔类 鲸类
有爪类 有蹄类
拉马克根据动物历史发展的状况,提出了动物起源表,
这是他对进化论的另一贡献。
各种动物起源表
5 最原始的生物源于自然发生。例如,纤毛虫、水螅、蠕虫等。
以上几点概括的说,
*即生物是变的,进化的化取渐进的方式( 1)
*进化的原因除环境改变和杂交外,对较高等动物来说更重要的是用进废退和获得性状的遗传( 2,3);
*进化的动力和方向,是生物天生具有向上发展的内在趋向,使它们从简单到复杂、低等到高等;( 4)
*而最原始生物则源于自然发生( 5)。
这便是拉马克提出的生物进化学说。
评 述
拉马克是历史上第一个提出比较完整的进化理论的学者。
1861年达尔文这样评价他:
,这位著名的博物学家 1801年第一次公开发表自己的观点 ······是他杰出的工作第一次唤起了人们对生物可能改变的关注,就象对非生物事物改变的关注一样,将改变归因于规律的作用,而不是奇迹的介入。,
“拉马克是了不起的人啊! …… 在那个时代,为了解释进化而提出系统性的理论,仅这一点就称得上卓越的大学者。,
——日本 中性学说的创始人 木村按照拉马克的观点,
(1)整个地球处于变化之中,它是由进化而来的;
(2)各门类的生物表现了生命的连续性,表现出是发展的;
(3)物种由渐变而形成。
这些论点到今天还是有根据的。
拉马克学说中,关于获得性遗传的法则,始终的不到现代科学的支持。他的错误是把变异等同于适应,
并认为获得性一定会遗传。
但是拉马克毕竟对进化思想作出了巨大的贡献,他的理论在 19世纪中叶被重新发现,并与达尔文的进化论平起平坐,直到 20世纪初。
达尔文及其进化论学说教学设计:以达尔文的生平为线索介绍进化论产生的思想和理论基础。
重点、难点:进化论学说达尔文( Charles Robert Darwin,1809- 1882)
英国人,19世纪杰出的生物学家、物种起源和发展学说的创始者、生物进化论的奠基人。
恩格斯称达尔文的进化论为 19世纪自然科学的三大发现之一。
主要著作《物种起源》
,动物和植物在家养下的变异》。
生平和科学活动
1809年 2月 12日,出生于英国医生家庭。
1825年在爱丁堡大学学医,但达尔文对医学并不感兴趣,
喜欢搜集甲虫 。
1928年进入剑桥大学学习神学。在此期间达尔文对旅行、
打猎和收集标本产生了浓厚的兴趣。得到植物学家亨斯洛的指导。
1831年,达尔文从剑桥大学毕业。这年 12月,达尔文以
,博物学家,的身份参加了英国海军部组织的,贝格尔号,
军舰的环球考察,在此次航行中形成了生物进化的概念。
1831年,12月 31日,环球旅行开始,但大部分时间是在南美洲进行工作的。这次为期连续五年的科学考察,规模很大,经历很多,使他获得了大量的知识,使他成为名符其实的博物学家。实际上,这是他一生事业的转折点。
显微镜指南针地址锤气压计书环球旅行巴西 ---南美洲的东海岸 ---火地岛 ---南美洲的西海岸
---新西兰 ---澳洲 ---塔斯马尼亚岛 ---印度洋 ---非洲的好望角
---大西洋 ---巴西考察航线第一,他勤于采集标本,善于观察、思考和记录。每到一个地方,他看到新事物,就要向本地人提问题,找答案。
第二,他认真学习。他离开英国时,随身带着一本名著 ——莱伊尔 (Lyell)的《地质学原理》上册。这书里提出证据,讨论非生命自然界的变化是有规律的,并且认为这些规律见于今天,也见于整个地球历史之中。这是”以今论古”
的科学方法,对达尔文很有启发。
第三,他意志坚强,勇于跟病痛作斗争。经常晕船,他仍能坚持工作。
达尔文环球考察环球旅行纪念品,
3907件兽皮,鸟羽,骨架,以及动物身体的其他部分,另外还有 1329种泡在酒精里的动物标本。
考察中进化思想的产生其一:南美草原地层中所发现的巨大动物化石说明现代生物与古代生物之间存在某种亲缘关系。
其二:生物的分布与地理环境密切相关。
(巴西 安第斯山,海拔 4000米 出现贝壳化石)
生物类型是从临近大陆上迁移过来的,同时又各自产生了适应于当地环境的新类型。
其四:自然的原因,引起自然界的巨大变化( 2万牛死亡)
其五:人类起源与动物(火地岛土人食软体动物)
达尔文科学旅行回国以后,于 1839年与表妹爱玛 ·韦奇伍德结论在伦敦的一个小镇定居。
1842年,他第一次写出《物种起源》的简要提纲。
1859年 11月,科学巨著《物种起源》终于出版了。《物种起源》是达尔文进化论的代表作,标志着进化论的正式确立。
此书在欧洲乃至整个世界都引起轰动,它沉重地打击了神权统治的根基。
晚年的达尔文,尽管体弱多病,但他以惊人的毅力,
顽强地坚持进行科学研究和写作,连续出版了《动物和植物在家养下的变异,,《人类由来及性的选择,,
《人类和动物的表情,等书,进一步充实了进化学说的内容。
1882年 4月 19日,达尔文因病逝世,人们把他的遗体安葬在牛顿的墓旁,以表达对这位科学家的敬仰。
伟大的进化论奠基人 —— 达尔文达尔文进化论
1、达尔文认为,世界不是静止的,而是进化的。物种不断的变异,新种产生,旧种消灭。人们无论从什么地方看生命的自然界,都会发现用非进化原理来说明问题,否则就毫无意义。化石资料对此做了极好的证明。
上述观点与拉马克进化论是一致的。
2、生物进化论是逐渐和连续的,其中不存在不连续的或不连续的突变。
达尔文指出:“自然选择只能通过累积轻微的、连续的、有益的变异而发生作用,所以不能产生巨大的或突然的变化,它只能通过短且慢的步骤发生作用。”
这一观点,与拉马克学说也相一致。
3、生物之间都有一定的亲缘关系,他们有着共同的祖先。例如,一切昆虫都有他们的原始祖种,一切哺乳动物也源于共同的祖先,其他的种群也都这样。
达尔文的这一论述,与拉马克的多元论不同,它是属于一元论的范畴。
1拉马克观点:生物起源和进化的多元系统。个系统在开始时,缘于自然发生。
2达尔文观点:生物起源的一元系统。最早生命由化学进化产生。
1 2
4、自然选择是变异的最重要的途径。
在同一群体的不同个体之间具有不同的变异,有些变异对生存比较有利,有些则不利,在生存斗争中就出现适者生存、不适者淘汰的现象。这就是自然选择。
这和拉马克学说也不一致。
*在上述 4点中,第 1,2,3讲的是进化思想;第 4
点实际讲的是进化机制,它是达尔文学说的核心内容。
达尔文进化论包括三个要素:
(1)变异; (2)遗传,(3)选择。
达尔文变异学说的提出表明达尔文对种群、对变异比拉马克有较深刻的认识。
评述
1、达尔文学说是对进化论研究成果全面的、系统的科学总结;是进化论发展史上划时代的里程碑;也是现代进化论的主要理论源泉。
在思想方面,达尔文学说丰富、充实了人类的思想宝库。在学术内容方面,达尔文进化论开创了生物科学发展的新时代。
2、达尔文进化论也有一些不足之处,例如,达尔文由于遗传学知识的贫乏,因而无法阐明生物进化的机理。
例如,他同意把获得性状遗传作为一个法则是没有根据的。事实上拉马克的那种获得性状对进化并不重要,
只有遗传的变异才具有明显的进化价值。
孟德尔及其遗传学简单介绍孟德尔工作。
格里哥 ·孟德尔
( GregorJohann
Mendel 1822-1884)奥地利遗传学家,遗传学的奠基人。
孟德尔是现代遗传学之父,是这一门重要生物学科的奠基人。
1865年发现遗传定率。
1822年 7月 22日,孟德尔出生在奥地利的一个贫寒的农民家庭里。
1833年,孟德尔进入一所中学。
1840年,考入一所哲学学院。其家境贫寒,他妹妹帮助他继续深造。
生平和科学活动
1843年,大学毕业后,由于生活所迫孟德尔进入了修道院当见习修道士。
1849年,孟德尔成为大学预科的代理教员,讲授物理学和博物学。
1851-1853年,孟德尔进入维也纳大学深造,在那里他认识了生物学家 恩格尔,这对孟德尔后来的豌豆杂交试验有很大帮助。
1953年,31岁的孟德尔重新回到布尔诺的修道院。
孟德尔的豌豆田
1956年,孟德尔开始他的豌豆杂交实验,孟德尔弄来了 34个品种的豌豆,从中挑选出 22个品种用于实验。
并确定 7对稳定可区分的性状作为研究对象。
8年后,孟德尔发现了生物遗传的基本规律。人们分别称他的发现为,孟德尔第一定律,和,孟德尔第二定率,。
不同种类的豌豆
1868年,孟德尔被任命为修道院院长,进行科学研究的机会大为减少。
1884年 1月 6日,孟德尔死于慢性肾脏疾病。他的后继者烧毁了他的私人文件。因此我们几乎没有关于孟德尔的原始资料或灵感的直接知识。
孟德尔定律
1、分离定律具有相对性状的纯质亲本杂交时,由于某个性状对他的相对性状的显形作用,子一代所有个体都表现这一性状。在子二代中表现出分离现象,出现了两种性状,
其比例为 3,1,这叫做分离定律。
2、独立分配定律,又称自由组和定律。
指 2对(或 2对以上)相对性状分离后,又随机组合,在子二代中出现独立分配现象。这样在子二代中所出现的比例为 9,3,3,1,这叫做独立分配定律。
评述孟德尔及其后继者讲的是生物遗传问题。由于达尔文进化论的缺陷突出表现在遗传学方面;同时进化论离开遗传学也就失去坚实的基础。因此,遗传学对进化论的意义是极其重要的。
孟德尔清楚自己的发现所具有的划时代意义,但是,
伟大的孟德尔思维和实验太超前了。时人不能与之共识,
一直被埋没了 35年之久!
直到 1900年,来自三个国家的三位学者同时独立地
,重新发现,孟德尔遗传定律。从此,遗传学进人了孟德尔时代。
现代达尔文主义自然选择和基因学说(孟德尔遗传学的重要组成)的综合和提高。
1900年孟德尔定律重新发现。
1917年,摩尔根在孟德尔定律的基础上创立了基因学说。
1937年,杜布赞斯基发表了《遗传学与物种起源》,完成了选择学说和基因论的综合。
思考题一、什么是拉马克进化学说的要点?它与达尔文进化论的联系和区别有那些?
二、简述达尔文自然选择学说的主要内容。
三、如何恰当地评价达尔文进化论?
四、简述孟德尔遗传学对生物进化论发展的贡献。