现代生物进化理论
现代生物进化理论
§7.1 现代生物进化理论的由来
一、拉马克学说(否定神创论)
①生物不是神创的,而是由更古老的生物进化而来的 ②生物是由低等到高等逐渐进化的 ③生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得 性遗传(主要理论)。
用进废退:经常使用的器官就发达,不使用的就退化。
历史意义 :
第一个提出比较完整的进化学说 反对神创论和物种不变论
自然选择使基因频率定向改变。
(2)在自然选择中,直接受选择的是基因型还是 表现型? 天敌看到的是桦尺蠖的体色(表现型)而不是控 制体色的基因。
结论:自然选择决定生物进化的方向
(三)自然选择决定生物进化的方向
桦 尺 蠖
英19世英纪19世曼纪彻曼斯彻特斯特
英20世纪曼彻斯特
从宏观(性状)上来看进化过程:性状与环境色彩相似, 较能适应环境而大量生存;性状与环境色彩差异很大,易被捕 食者捕食而大量被淘汰。表现为适者生存,不适者被淘汰。
亲代基因型的频率 AA(30%)
Aa(60%)
aa(10%)
配子的比率
A( 30% ) A( 30% ) a( 30% ) a( 10% )
子代基因型频率 AA(36% ) Aa( 48% ) aa( 16%)
子代基因频率
A (60% )
a( 40%)
精子
卵细胞
A 60%
a 40%
A 60% AA 36% Aa 24%
不足 :
缺少科学证据,大多来自主观臆测,不科学 过于强调环境的变化直接导致物种的改变。
二、达尔文的自然选择学说
事实1:生物都有 过度繁殖的倾向
事实2:物种内的 个体数能保持稳 定
事实3:资源是有 限的
现代生物进化理论的主要内容
现代生物进化理论的主要内容进化是生物学中的核心概念之一,涉及了生物体在时间尺度上的演变和适应过程。
现代生物进化理论是对进化机制和模式的科学解释,通过对群体遗传学、分子进化和生态进化等各个方面的研究,提供了关于生物进化的全面和准确的描述。
本文将从进化的基本原理、群体遗传学、分子进化以及生态进化等方面讨论现代生物进化理论的主要内容。
1. 进化的基本原理进化的基本原理包括遗传变异、适应和自然选择。
遗传变异是指个体间存在的基因型和表现型的差异,这是进化的基础。
适应是指个体对环境的适应性特征,它能够增加个体的生存和繁殖成功率。
自然选择是指环境中存在的选择压力,促使适应性特征在群体中的频率增加,从而导致种群的进化。
2. 群体遗传学群体遗传学研究个体间基因频率的变化和遗传变异在群体中的传递。
主要内容包括基因频率的演化、人工选择和遗传漂变等。
基因频率的演化是指群体中基因频率的变化,可以通过基因漂变、突变、自交和迁移等因素来解释。
人工选择是指人为地选择特定性状的繁殖个体,加速遗传变异的积累。
遗传漂变是指由于随机事件(如基因突变和基因漂变)导致的基因频率的变化。
3. 分子进化分子进化研究基因和蛋白质序列的变化和演化。
主要内容包括分子钟理论、基因家族和基因重排等。
分子钟理论是指利用分子数据推断物种分化和进化的时间尺度。
基因家族是指相互关联且具有相似结构和功能的一组基因。
基因重排是指为了适应新的环境而发生的基因片段的重组和重排。
4. 生态进化生态进化研究进化与生态学之间的相互作用。
主要内容包括适应性放大、种间关系和生态位等。
适应性放大是指生物对环境变化的响应会放大其对生存和繁殖的影响。
种间关系研究不同物种之间的相互作用和共同进化。
生态位是指生物体在特定环境中完成其生存和繁殖所占据的位置和角色。
总结:现代生物进化理论涵盖了进化的基本原理、群体遗传学、分子进化和生态进化等多个方面。
通过研究遗传变异、适应和自然选择等基本原理,人们揭示了生物进化的机制和模式。
现代生物进化理论
4、物种形成的途径: (1)由漫长的地理隔离发展到生殖隔离(多数物种的形成途径) (2)多倍体种形成的标志:产生生殖隔离。
隔离导致物种形成
加拉帕戈
斯群岛上
几种地雀
原 地理 种
隔离
自然 变异1 选择1 变异类型1
基因频率的定向改变 自然 变异2 选择2 变异类型2
D
某校的一个生物兴趣小组开展色盲调查活动,随机抽取 了200名学生中(男女生各半)发现有女性色盲患者3人, 男性色盲患者6人,女性色盲基因携带者15人,那么在该 校全校学生中色盲基因的基因频率约为( ) A 6.75% B 9% C 13.5% D 18%
B
二、突变和基因重组产生进化的原材料
可遗传变异的来源有三个: 基因突变、 基因重组、 染色体变异。 其中 基因突变和染色体变异统称为突变。但突变和基因重组都是 的随机的 、不定向的,因此它们只是提供了生物进化的原材料, 不能决定生物进化的方向。
实例:达尔文对长颈鹿进化过程的解释
(基础) (内因) 长颈鹿的祖先 过度繁殖 后代个体间的差异 (遗传变异) (结果) 生存斗争 长颈、长前肢个体 适者生存 现代长颈鹿 长期自然选择 (遗传积累) (动力)
现代生物进化理论
(一)与达尔文的自然选择学说比较,进步的方面有哪些? (1)对遗传与变异的本质有了科学的解释。 (2)从性状水平进入基因水平。 (3)从以个体为单位进入以种群为单位。
三
共同进化与生物多样性的形成
1、共同进化 含义 不同物种间的共同进化 生物与无机环境之间的相互影响和共同演变
2、生物多样性的形成 (1)生物多样性的内容 基因多样性 物种多样性 生态系统多样性
(2)生物进化的方向: 由简单到复杂,由水生到陆生,由低等到高等。 3、有性生殖方式的出现对生物进化有什么意义? 为自然选择提供更丰富的变异类型,加快了生物进化的速度。
现代生物进化理论
现代生物进化理论
现代生物进化理论是指一种以达尔文为基础的现代生物学理论,以它来解释物种的变化和多样性。
它是在十九世纪末提出的,由英国自然学家达尔文提出,发展至今已经有一百多年的历史。
达尔文的现代生物进化理论主要在于提出了“自然选择”的概念,即物种的基因组成会不断变化,而自然环境中会形成选择,最终使拥有优势基因的物种从其他拥有劣势基因的物种中脱颖而出,从而形成多样性。
达尔文的现代生物进化理论改变了传统观点,即物种是上帝创造的,而不是经历进化形成的。
现代生物进化理论强调物种之间的关系,而不是它们是如何形成的,因此更加强调了物种的多样性。
现代生物进化理论还提出了“基因流”的概念,即不同物种之间的基因可以通过交叉来流动。
这个概念也是达尔文的现代生物进化理论最重要的理论,它强调了物种之间的连接性,而不是它们是如何形成的。
达尔文的现代生物进化理论是现代生物学的基础,它改变了人们对物种演化过程的看法,强调物种的多样性,推动了物种之间的基因流动,为我们深入了解物种的演化历程提供了坚实的理论基础。
现代生物进化理论的主要内容
现代生物进化理论的主要内容在漫长的生命演化历程中,生物不断适应着环境的变化,从简单到复杂,从低级到高级。
现代生物进化理论为我们揭示了生物进化的奥秘和规律,它是生物学领域中的重要基石。
现代生物进化理论的核心观点之一是种群是生物进化的基本单位。
种群指的是在一定时间和空间内,同种生物个体的总和。
与个体相比,种群具有更丰富的遗传多样性。
因为个体的生命短暂,其遗传信息难以在长期的进化过程中产生显著的改变。
而种群中的个体通过繁殖将基因传递给后代,使得种群的基因库不断发生变化。
基因库是指一个种群中全部个体所含有的全部基因。
在种群繁衍的过程中,基因会发生突变。
突变包括基因突变和染色体变异,这是生物进化的原材料。
突变的发生往往是随机的、不定向的。
可能有些突变会给生物带来不利影响,导致个体在生存竞争中处于劣势;但也有些突变可能会赋予个体新的适应性特征,使其在特定环境中更具生存优势。
自然选择在生物进化中起着至关重要的作用。
在特定的环境条件下,具有适应环境的有利变异的个体更有可能生存下来并繁殖后代,将有利基因传递下去;而那些具有不利变异的个体则更有可能被淘汰。
例如,在一个寒冷的环境中,毛发更浓密、保暖性更好的动物个体可能更容易存活,从而有更多机会繁衍后代,其浓密毛发的基因也会在种群中逐渐增加。
久而久之,种群的基因频率就会发生定向改变,即朝着适应环境的方向发展。
基因频率是指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。
比如,在某个植物种群中,控制红花性状的基因 A 的频率和控制白花性状的基因 a 的频率之和为 1。
如果环境发生变化,更有利于红花植株的生存和繁殖,那么 A 的基因频率就可能会逐渐上升,a 的基因频率则会相应下降。
种群基因频率的改变标志着生物的进化。
但需要注意的是,生物进化并不意味着新物种的形成。
物种是指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物。
新物种的形成通常需要经过长期的地理隔离和生殖隔离。
7-4现代生物进化理论
象。
一、现代生物进化理论的由来
21:16
(二)达尔文自然选择学说
(4)自然选择主要内容的内在联系
[说明]:就“食蚁兽舌为何如此细长”而言,拉马克和达尔文观点有何不同 之处? 1、拉马克观点:其舌细长的原因在于“经常舔食石缝中的蚂蚁”,从而“用 进”所致。 2、达尔文认为:食蚁兽祖先中原本存在舌细长、舌粗短等不定向变异,在 “蚂蚁存在于石缝”这一特定选择因素的选择作用下,舌细长的变异类型更 适应环境而被保留,舌粗短者成为“不适者”从而被淘汰。
21:16
一、现代生物进化理论的由来
21:16
(一)拉马克进化理论 (1)正确观点: ①生物来源:不是神造的,而是由 更古老的生物进化 而来的。 ②进化顺序:生物是由 低等 到 高等 逐渐进化的。 (2)错误观点: 生物进化的原因是 因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的 。 (3)意义:历史上第一个提出了比较完整的进化学说。
②生物与无机环境相互影响:生物能够适应一定的环境,也能够影响环 境。生物与无机环境之间是相互影响和共同演变的。
三、共同进化与生物多样性的形成
2.生物多样性的形成 (1)多样性的内容:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。 [练习]:仔细分析下图并思考
(1)图中Ⅰ显示了 遗传(或基因) 多样性,此类多样性发生于 相同 (相同, 不同)物种间。 (2)Ⅱ显示了 物种 多样性,此类多样性发生于 不同 (相同,不同)物种间。 (3)图Ⅲ显示的是 生态系统 多样性,此类多样性 包含 (包含,不 包含)非生物成分。
二、现代生物进化理论
2、进化的实质是_____种群基因频率的改变 ____
(1)基因库:一个__种群__中全部__个体__所含有的全部基因。 (2)基因频率:在一个__种群基因库 中,某个基因占全部__等位__基因 数的比率。
现代生物进化理论的主要内容
现代生物进化理论的主要内容
现代生物进化理论是基于达尔文进化论的基础上,结合了遗传学、分子生物学、生态学等多学科知识,形成的一套系统完备的理论体系。
其主要内容包括自然选择、遗传变异、种群遗传演化、物种形成等几个方面。
首先,自然选择是现代生物进化理论的核心概念之一。
自然选择是指在自然界中,个体之间存在着差异,而这些差异可能会影响它们的生存和繁殖能力。
适应环境的个体更有可能生存下来并且繁衍后代,从而使得适应性状在种群中逐渐积累。
这一过程导致了物种的适应性进化,使得物种能够适应不断变化的环境。
其次,遗传变异是生物进化的基础。
遗传变异是指个体之间存在的遗传差异,
这些差异来源于基因突变、基因重组、基因漂变等遗传过程。
遗传变异为自然选择提供了遗传物质的多样性,使得物种能够对环境的变化做出相应的适应。
然后,种群遗传演化是现代生物进化理论的重要内容之一。
种群遗传演化是指
种群内个体基因型和表型频率的变化,这种变化是由自然选择、基因漂变、基因流等因素共同作用的结果。
种群遗传演化理论解释了物种形成和物种多样性的产生。
最后,物种形成是现代生物进化理论的重要研究内容之一。
物种形成是指一个
种群分化为两个或更多个不能有效杂交的亚种或种的过程。
物种形成是生物多样性的基础,也是生物进化的结果之一。
综上所述,现代生物进化理论的主要内容包括自然选择、遗传变异、种群遗传
演化和物种形成等几个方面。
这些内容构成了现代生物进化理论的核心,为我们理解生物进化过程和生物多样性的形成提供了重要的理论基础。
现代生物进化理论简介
于是关于生物起源的种种猜测又被提 了出来,其中最被人认可的是“进化论”!
四、 现代进化理论
达尔文的自然选择学说很好地解释了生物 的适应性。但限于当时的科技水平无法解释遗 传变异的原因,而且仅限于对生物进化个体的 分析,因而对于生物的多样性尤其是高等生物 和低等生物并存的现象无法作出圆满的解释。
有的变异能遗传,有的变异不能遗传。
可遗传变异是生物进化的内在因素,是 自然选择发生作用的基础。
繁殖过剩
自然界的各种生物普遍具有很 强的繁殖力。
生存斗争:
达尔文把生物与环境的各种复杂关系称为
生存斗争。
生物同无机自然条件的斗争
无机自然条件:水、湿度、温度、光、空气等
种间斗争
指不同物种间争夺食物和生存空间的斗争。
现代生物学家吸取了达尔文自然选择学说 的精华部分,运用现代遗传学、生态学、物理、 化学方法对生物的进化进行分析,提出了现代 的生物进化理论。
现代生物进化理论认为:
进化是在生物种群中实现的。 突变、选择和隔离是生物进化和物种形成 过程中的三个基本环节。
(一)种群是生物进化的基本单位
1、种群的概念: 种群是生活在一定自然区域的同种生物的
方向演变
课堂练习:
按达尔文进化学说,下列叙述正确的是(C )
A、生活在地穴水井中的盲螈,因长期不用眼睛 而失去视觉。 B、食蚁兽的长舌是因为长期甜食树缝中的蚂蚁 反复不断伸长所致。 C、鹿和狼在长期生存斗争中相互进行选择,结 果发展了自己的特征。 D、春小麦连年冬种可以变成冬小麦,这是环境 影响的结果。
了自然选择学说。其阐明了 生物进化的原因,对生物多 样性、适应性也作出了正确
现代生物进化理论
现代生物进化理论生物进化是指生物种类的演变和变化过程,包括生物形态、生物行为和生物发育等方面。
人类对于生物进化的研究可以追溯到古希腊时期,但直到19世纪才有了现代生物进化理论。
在19世纪,达尔文提出了“物竞天择、适者生存”的进化观点,并提出了自然选择学说。
经过近两个世纪的发展,现代生物进化理论在基因遗传学、群体遗传学、进化生态学等方面均有了重大突破和发展。
1.达尔文的进化观点达尔文是现代生物进化理论的先驱,他的进化观点主要集中在两个方面:物竞天择和适者生存。
他认为,生物种群的数量是有限的,而生物之间通过竞争争夺资源、区域和配偶。
在这种竞争中,那些适应环境和竞争力最强的个体,能够获得更多的资源,生存得更长久,更容易生育后代,这些后代会继承父母的有利基因。
有利基因越来越多地存在于个体的基因组中,从而增强了种群的适应性。
2.基因遗传学现代生物进化理论中的基因遗传学是从20世纪初开始发展起来的,它揭示了生物进化的遗传机制和变异方式。
基因遗传学证明了达尔文进化观点的准确性,即适者生存和物竞天择。
大量的实验证明了基因和群体之间的相互关系,以及个体基因表达和群体间基因组变异的关系。
现代生物进化理论发展的一个重要方面就是遗传学。
基因遗传学揭示了生物进化的遗传机制和变异方式,这为人们深入理解生物进化提供了基础。
3.群体遗传学现代生物进化理论的另一个重要机制是群体遗传学。
群体遗传学主要研究生物基因组与群体间的相互作用。
群体遗传学的研究揭示了一些生物进化中特殊的原因和机制。
例如群体大小、空间分布和基因流等因素都能够影响群体基因组的动态变化,从而导致生物进化的方向和速度的变化。
4.系统进化生物学现代生物进化理论中一个比较新的分支是系统进化生物学。
该学科通过对不同生物群体间遗传差异的分析和比较,研究生物物种之间的关系和演化历史。
以此可以了解每一个生物现在的形态和特性如何发展和变化的。
系统进化生物学利用分子多样性、基因标记和化石记录等多种信息,对物种'间的进化关系进行推断。
生物进化理论总结
生物进化理论总结生物进化理论是现代生物学的核心理论之一,它揭示了生命在地球上的起源和多样性的形成。
通过对进化理论的总结,我们可以更好地理解生物进化的基本原理和过程。
本文将对生物进化理论进行总结,以帮助读者对这一重要领域有更深入的理解。
1. 进化的基本概念进化是指物种在长时间内逐渐改变其形态、结构和生理特性的过程。
进化的基本单位是基因,而自然选择是进化的驱动力。
在自然界中,个体之间的竞争和环境的选择会导致个体的适应性变异,这些变异通过基因传递给后代,从而使物种逐渐改变并适应环境。
进化是一个持续的过程,需要数百到数千代才能明显地显示出来。
2. 达尔文的进化理论查尔斯·达尔文提出的进化理论是现代生物进化理论的基石。
他认为,物种的多样性是由于共同祖先及其后代之间的变异和适应性选择所致。
达尔文提出了自然选择的概念,即适应环境的个体更有可能生存和繁殖,从而将其有利的特征传递给后代。
这种适应性选择在时间的积累下会导致新物种的形成。
3. 进化的证据进化理论得到了丰富的科学证据的支持。
化石记录表明,地球上的生命形式在数亿年的时间里发生了巨大的变化。
遗传学研究揭示了物种间的遗传关系和基因变异。
生物地理分布研究表明,不同地区的物种具有相似的进化历史和谱系关系。
其他证据还包括胚胎发育的相似性、生物分类的系统性和群体遗传学的研究结果。
这些证据共同支持着生物进化的理论。
4. 进化驱动力除了自然选择外,其他因素也可以驱动进化。
突变是进化的源泉,它是指基因组中发生的突发性变化。
突变提供了新的遗传变异,从而为进化创造了可能性。
基因流是指物种间或不同种群之间基因的交换。
基因漂变是指随机事件导致基因频率的变化,主要发生在小的群体中。
这些进化驱动力共同作用,产生了生物进化的多样性。
5. 人类进化生物进化理论也适用于解释人类的起源和进化。
人类起源于非洲,经历了漫长的演化过程。
人类进化的证据来自古人类化石、基因组研究以及人类的行为和生理特征。
第23讲 现代生物进化理论
2.在调查某小麦种群时发现T(抗锈病)对t(易感染)为显性,在自然情况下,该小
麦种群可以自由传粉,据统计在该小麦种群的基因型中,TT占20%、Tt占60%、
tt占20%,该小麦种群突然大面积感染锈病,致使易感染小麦在开花之前全部
死亡。计算该小麦种群在感染锈病之前与感染锈病且开花之后基因T的频率分
(3)共同进化的实例
共同进化类型
包含类型
实例
种间互助
某种兰花和专门给它传粉的蛾
__不__同__物__种___之间 种间斗争
捕食 寄生
猎豹和斑马 黏液瘤病毒和兔子
竞争
作物与杂草
地球早期无氧环境→_厌__氧___生物→光合
生物与无机环境之 生物影响环境,环境影
生物出现→空气中有_氧__气___→出现好氧
④_生__殖__隔__离__是物种形成的标志,是物种形成的最后阶段,是物种间的真正
界限
(4)物种形成与生物进化的比较
内容
物种形成
生物进化
标志
_生__殖__隔__离__出现
_基__因__频__率__改变
①只有不同种群的基因库产生了明显差异,出现_生__殖__隔__离__才能
二者联系 形成新物种;
②_进__化__不一定产生新物种,新物种产生一定存在_进__化__
基因频率和基因型频率的计算 02
题型1 常染色体上基因频率的计算 1.已知各基因型个体的数量,求基因频率。此类题型可用定义公式计算,即
某基因的频率=[(该基因纯合子个体数×2+杂合子个体数)÷(总个体数×2)]×100%。
2.已知基因型频率,求基因频率。此类题型可以将百分号去掉,按定义公式计
算或直接用“某基因的基因频率=该基因纯合子的百分比+杂合子百分比的
现代生物进化理论
生物进化原因:
一是“用进废退” 二是“获得性遗传”
达尔文
查理·达尔文(1809-1882)是英国的 博物学家,是最终建立进化论的人。 达尔文曾随英国海军勘探船“贝格尔” 号,做了历时五年(1831-1836)的环球航 行考察,在动植物和地质等方面进行了广泛 的观察,并采集了大量的生物标本和矿物标 本,经过深入研究,形成了生物进化的观点。
物种多样性 生态系统多样性 进化依据:化石
思考:基因型AA:Aa:aa=1:2:1的群体中, aa交配前死亡, AA、 Aa可以自由交配。则 子一代基因型频率和基因频率分别为多少? 子二代基因型频率和基因频率呢?
三、现代生物进化理论
种群是生物进化的基本单位!
1基因库 一个种群中全部个体所含有的全部基因叫这 个种群的基因库。 2基因频率 在一个种群基因库中,某基因占全部等位基 因的比率叫做基因频率。 3基因型频率:
在一个种群中,某基因型个体占全部个体的比率。
2.基因频率的计算
基因频率 =
某基因总数 该基因等位基因的总数
结论:对生物进化的解释
1、选择的原材料—— 由突变和基因重组产生提 供 基因频率的改变
2、内在因素(实质)—— 3、进化方向——
由自然选择决定
4、新物种形成的必要条件—— 隔离
共同进化与生物多样性的形成
共同进化:不同生物之间、生物与无机环境
之间在相互影响中不断进化和发展。
生物多样性:基因多样性
(二)、突变和基因重组产生进化的原 材料。
(三)、自然选择决定生物进化的方向。
(四)、隔离导致物种的形成。
隔离导致物种形成
分布在一定的自然区域
1.物种应该同时 符合三个特征:
现代生物进化理论
现代生物进化理论
现代生物进化理论是通过研究进化演化过程,推导出一系列规律和事实而建立起来的生物世界普遍存在的一种概念,它是一种现代进化学的重要理论。
这一理论由法国著名的生物学家爱迪生在1859年首先提出,紧接着英国自然学家亚当·斯密将它扩展成现代的生物进化理论。
现代生物进化理论认为,物种世代相传的基本特征是遗传。
由此产生的不同物种具有相应不同的基因、形态结构和生理机能,几个世纪以来不断进化,发展出多种动植物。
生物进化反映了能够在自然界中存活和竞争下来的自然选择。
现代生物进化理论说明物种演化主要是通过突变和无主动选择的随机进化来实现的,而这种演化一般需要几百万至几千万年的时间。
在这个过程中,生殖遗传的优势物种可以在大自然中得以恒久存在,复杂性也随着时间的推移而不断增加,为今天和将来的生物多样性奠定了基础。
根据现代生物进化理论,物种演化不会凭空出现,而是通过两个重要的演化因子:遗传变异和自然选择,在潜在的环境刺激下,物种之间缓慢地进化,有时甚至会出现新的重大特征。
此外,进化理论还认为物种之间会形成进化树,这些物种的进化形态会一步步地渐渐变得越来越复杂和完整。
《现代生物进化理论》 知识清单
《现代生物进化理论》知识清单一、拉马克的进化学说拉马克是历史上第一个系统地提出生物进化理论的科学家。
他认为生物进化的原因是“用进废退”和“获得性遗传”。
“用进废退”指的是经常使用的器官就发达,不使用的就退化。
例如,食蚁兽的舌头之所以细长,是因为长期舔食蚂蚁,舌头得到了频繁的使用而变得细长。
“获得性遗传”则认为生物由于环境影响或用进废退而引起的性状变化可以遗传给后代。
比如,长颈鹿为了吃到高处的树叶,不断伸长脖子,这种因努力伸长脖子而导致脖子变长的性状可以遗传给后代。
然而,现代科学研究表明,拉马克的“获得性遗传”观点存在错误。
因为遗传物质的改变才能导致可遗传的变异。
二、达尔文的自然选择学说达尔文的自然选择学说被誉为 19 世纪自然科学的三大发现之一。
1、过度繁殖地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力,能产生大量的后代。
2、生存斗争生物个体之间、生物与无机环境之间,都存在着激烈的生存斗争。
生存斗争包括生物个体之间的斗争、生物与无机环境之间的斗争。
3、遗传和变异遗传和变异是生物界普遍存在的现象。
生物的变异有的是有利变异,有的是不利变异。
4、适者生存在生存斗争中,具有有利变异的个体容易生存下来,并将有利变异遗传给后代;具有不利变异的个体则容易被淘汰。
自然选择学说能够很好地解释生物的多样性和适应性,但也存在一定的局限性。
例如,对于遗传和变异的本质,达尔文未能作出科学的解释。
三、现代生物进化理论1、种群是生物进化的基本单位种群是指生活在一定区域的同种生物的全部个体。
种群中的个体并不是机械地集合在一起,而是彼此可以交配,并通过繁殖将各自的基因传给后代。
基因库是一个种群中全部个体所含有的全部基因。
基因频率是指在一个种群基因库中,某个基因占全部等位基因数的比率。
2、突变和基因重组产生进化的原材料突变包括基因突变和染色体变异。
基因突变产生新的等位基因,这就可能使种群的基因频率发生变化。
基因重组可以产生多种多样的基因型,为生物进化提供了丰富的原材料。
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现代生物进化理论
第1节 现代生物进化理论的由来
一、拉马克的进化学说
1、拉马克的进化学说的主要内容——用进废退、获得性遗传
(1)、生物都不是神创的,而是由更古老的生物进化来的。
这对当时人们普遍信奉的神创造成一定冲击,因此具有进步意义。
(2)、生物是由低等到高等逐渐进化的。
(3)、对于生物进化的原因,他认为:一是“用进废退”的法则;二是“获得性遗传”的法则。
但这些法则缺乏事实依据,大多来自于主观推测。
2、拉马克的进化学说的历史意义
二、达尔文自然选择学说
(一)、达尔文自然选择学说的主要内容
1.过度(不是过渡)繁殖 —— 选择的基础
生物体普遍具有很强的繁殖能力,能产生很多后代,不同个体间有一定的差异。
2.生存斗争 —— 进化的动力、外因、条件
大量的个体由于资源空间的限制而进行生存斗争。
在生存斗争中大量个体死亡,只有
少数的个体生存下来。
生存斗争包括三方面:(文科生了解)
(1)生物与无机环境的斗争
(2)种内斗争
(3)种间斗争
生存斗争对某些个体的生存不利,但对物种的生存是有利的,并推动生物的进化。
3.遗传变异 ——进化的内因
在生物繁殖的过程中普遍存在着遗传变异现象,生物的变异是不定向的,有的变异是有利的,有的是不利的,其中具有有利变异的个体就容易在生存斗争中获胜生存下去,反之,具有不利变异个体就容易被淘汰。
4.适者生存 —— 选择的结果
适者生存,不适者被淘汰是自然选择的结果。
自然选择只选择适应环境的变异类型,通过多次选择,使生物的微小有利变异通过繁殖遗产给后代,得以积累和加强,使生物更好的适应环境,逐渐产生了新类型。
所以说变异不是定向的,但自然选择是定向的,决定着进化的方向。
(二)、达尔文的自然选择学说的历史局限性和意义
1、 意义:自然选择学说能够科学地解释生物进化原因以及生物的多样性和适应性。
2、 不足:对遗传和变异本质,不能做出科学的解释。
对生物进化的解释局限在个体水平。
第2节 现代生物进化理论的主要内容
一、种群基因频率的改变与生物进化
(一)种群是生物进化的基本单位
1、种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫种群。
种群特点:种群中的个体不是机械的集合在一起,而是通过种内关系组成一个有机的整体,个体间可以彼此交配,并通过繁殖将各自的基因传递给后代。
2、基因库
3、基因频率、基因型频率及其相关计算(文科生了解)
基因频率=An ......A3A2A1A1+++ 基因型频率=该种群个体总数
该基因型的个体数目
两者联系:(1)种群中一对等位基因的频率之和等于1,基因型频率之和也等于1。
(2)一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+2
1杂合子的频率。
(二)突变和基因重组产生进化的原材料
可遗传的变异:基因突变、染色体变异、基因重组 突变包括基因突变和染色体变异
突变的有害或有利不是绝对的,取决于生物的生存环境 (三)自然选择决定生物进化的方向 生物进化的实质是基因频率的改变
二、隔离与物种的形成
(一)、物种的概念
1、物种的概念:同种生物在自然状态下能够相互交配,并能产生可育后代。
地理隔离 量变
2、隔离
生殖隔离 质变
注:一个物种的形成必须要经过生殖隔离,但不一定经过地理隔离,如多倍体的产生。
三、小结
1.新物种形成过程:地理隔离→阻断基因交流→不同的突变、基因重组和选择→基因频率向不同方向改变→种群基因库出现差异→差异加大→生殖隔离→新物种形成
2.现代生物进化理论的基本观点:
⑴种群是生物进化的基本单位,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。
突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节,通过它们的综合作用,种群产生分化,最终导致新物种的形成。
⑵突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向,隔离是新物种形成的必要条件(生殖隔离的形成标志着新物种的形成)。
⑶现代生物进化理论的基础:自然选择学说。
3.物种形成与生物进化的区别:生物进化是指同种生物的发展变化,时间可长可短,性状变化程度不一,任何基因频率的改变,不论其变化大小如何,都属进化的范围(量变),物种的形成必须是当基因频率的改变在突破种的界限形成生殖隔离时(质变),方可成立。
三、共同进化与生物多样性的形成
(一)、共同进化
1、概念:不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
不同物种间的共同进化
2、含义
生物与无机环境之间的相互影响和共同演变
(二)、生物多样性的形成
基因多样性
1、生物多样化的内容物种多样性
生态系统多样性
2、生物多样性形成的进化历程
(1)关键点:(文科生了解)
真核生物出现后有性生殖方式的出现,生物进化速度明显加快;
寒武纪大爆发:形成生态系统的第三极(消费者),对植物的进化产生影响;
原始两栖类的出现:生物登陆改变着环境,陆地上复杂的环境为生物的进化提供了条件。
(2)进化顺序
简单复杂水生陆生低等高等异样自养
厌氧需氧无性有性单细胞多细胞细胞内消化细胞外消化
三、生物进化理论在发展
现代生物进化理论核心
..是自然选择学说
从亚显微结构水平到分子水平
细胞核→染色体→DNA→基因→遗传信息→mRNA→蛋白质(性状) 简要论述染色体、DNA、基因、遗传信息、遗传密码、蛋白质(性状)和生物多样性之间的关系。
染色体由DNA和蛋白质组成,是DNA的主要载体,而不是全部载体,因其还存在于真核细胞的叶绿体和线粒体,原核生物和病毒中的DNA不位于染色体上,DNA是染色体的主要组成成分。
DNA分子上具有遗传效应的、控制生物性状的片段叫基因,DNA分子也存在没有遗传效应的片段叫基因间区,DNA上有成百上千个基因。
基因位于DNA分子上,也位于染色体上,并在染色体上呈线性排列,占据一定的“座位”(位点),在减数分裂和有丝分裂过程中,随染色体的移动而移动,减数分裂过程中染色体互换,同源染色体的分离,非同源染色体自由组合是基因的三个遗传规律和伴性遗传的细胞学基础。
DNA分子基因上的脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息,并不是DNA分子上所有脱氧核苷酸的排列顺序叫遗传信息(基因间区不含有遗传信息),基因所在的DNA片段有两条链,只有一条链携带遗传信息叫有义链,另一条配对链叫无义链,DNA双链中的一条链对某个基因来说是有义链,而对另一个基因来说,可能是无义链。
遗传密码是指在DNA的转录过程中,以DNA(基因)上一条有义链(携带遗传信息)为模板,按照碱基互补配对原则(A—U,G—C)形成的信使RNA单链上的碱基排列顺序,遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫“密码子”,也叫“三联体密码子”,和遗传密码的含义是一致的,应当注意,20种氨基酸密码表中每个氨基酸所对应三个字母的
碱基排序是指定位在信使RNA上的,并不是位于DNA或转运RNA(叫反密码子)上碱基排列顺序。
性状是指一个生物的任何可以鉴别的形态或生理特征,是遗传和环境相互作用的结果,主要由蛋白质体现出来。
生物的性状受基因控制,是基因通过控制蛋白质的合成来体现的。
DNA分子中碱基的排列顺序千变万化,一个DNA分子中的一条多核苷酸链有100个四种不同的碱基,它们的可能排列方式是4100种。
而事实上DNA分子中碱基数量是成千上万,其可能的排列方式几乎是无限的。
DNA分子的多样性,可以从分子水平上说明生物的多样性
和个体之间的差异的原因。