第七章 现代生物进化理论
第1、2节 现代生物进化理论的由来和主要内容 一、现代生物进化理论的由来 1.拉马克的进化学说 (1)主要内容
①物种是可变的。生物不是神造的,而是由古老生物进化而来的。 ②生物是由低等到高等逐渐进化的。
③用进废退和获得性遗传。器官用得越多就越发达;器官废而不用就会造成形态上的退化。 (2)历史贡献:否定了神创论和物种不变论,奠定了科学生物进化论的基础。 (3)局限性:缺乏事实依据,大都来自主观推测,说服力不强。 2.达尔文的自然选择学说 (1)主要内容
①过度繁殖——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,不同的个体间有一定的差异,为自然选择提供了足够的选择材料。
②生存斗争——选择的手段。包括生物与无机环境之间的斗争、种内斗争和种间斗争。生存斗争是生物进化的动力。
③遗传变异——进化的内因。生物的变异是不定向的,为进化提供原材料。
④适者生存——选择的结果。自然选择决定遗传的变异是幸存或被淘汰,适者生存是自然选择的结果。
(2)达尔文自然选择学说的解释模型 书p111 (3)进步意义
①它论证了生物是不断进化的,并且对生物进化的原因作出了合理的解释。 ②它揭示了生命现象的统一性原因:所有生物都有共同的祖先,较好的释了生物的多样性和适应性。
③它指出生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系,从而大大促进了生物学各个分支学科的发展。
④给予神创论和物种不变论以致命的打击,为辩证唯物主义世界观提供了有力的武器。 (4)局限性
①对遗传和变异的本质不能作出科学的解释。
②生物进化的解释也局限于个体水平,应立足于群体水平.
③达尔文强调物种形成都是渐变的结果,不能很好的解释生物大爆发等现象。 二、现代生物进化理论
1.种群基因频率的改变与生物进化 (1)种群是生物进化的单位
①种群:生活在一定区域的同种生物的全部个体叫做种群;种群是繁殖和进化的基本单位。 ②种群的基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因。即种群内所有个体、所有细胞的所有基因。
③种群的基因频率:一个基因库中,某个基因占有全部等位基因的比率。不同基因的基因频率是不同的,影响基因频率的因素有基因突变和自然选择等。生物进化的实质就是基因频率发生改变的过程。
计算:基因频率=某种基因的数目/控制同种性状的等位基因的总数*100%
④基因型频率:是指群体中具有某一基因型的个体所占的比例。基因型频率改变,基因频率不一定改变。
计算:基因型频率=特定基因型的个体数/总个体数*100%
注:遗传平衡规律(哈迪-温伯格定律):在一个有性生殖的群体中,在种群足够大,种群内个体随机交配,没有突变,没有新基因加入,没有自然选择的条件下,各等位基因的频率在一代代的遗传中是稳定不变的。
(2)突变和基因重组产生进化的原材料 ①可遗传的变异来源于基因突变、基因重组以及染色体变异。其中染色体变异和基因突变统称为突变。
②变异是不定向的(由基因突变的不定向性、基因重组的多样性和染色体变异的不定向性所决定的),突变的有害或有利取决于生物生存的环境,它只为进化提供原材料,而不能决定生物进化的方向。
③有性生殖过程中的基因重组,可以形成多种多样的基因型。 (3)自然选择决定生物进化的方向
经过长期的自然选择,具有不利变异的个体被淘汰,有利变异得以积累和加强,从而使种群的基因频率发生定向的改变,导致生物朝着一定的方向不断进化。 2、隔离导致新物种的形成
(1)物种的含义:分布在一定自然区域内,具有一定形态结构和生理功能,能够在自然状态下相互交配,并且产生可育后代的一种生物称为一个物种。
(2)隔离的含义:指不同种群间的个体,在自然条件下基因不能自由交流的现象。 (3)隔离的类型及其在生物进化中的作用 ①地理隔离
概念:同一物种由于地理上的障碍而分成不同的种群
特点:自然条件下基因不能交流;一定条件下可以进行基因交流 结果:形成不同的亚种 ②生殖隔离
不同种群的个体不能自由交配或交配后产生不可育的后代 特点:种群间不能发生基因交流 结果:形成不同的物种 隔离在生物进化中的作用
①隔离是新物种形成的必要条件
②一定的地理隔离有助于亚种的形成,长期的地理隔离最终形成生殖隔离 ③生殖隔离是物种形成的关键,是物种形成的最后阶段 (4)物种形成的方式
①渐变式:经过长期的历史年代逐渐形成。
即:种群---------小的种群--------基因频率发生改变--------新物种 ②骤变式:在很短的时间内即可形成,如自然界中多倍体的形成。 ③人工创造新物种:通过植物体细胞杂交(如番茄-马铃薯)、多倍体远缘杂交(如甘蔗-萝卜)、多倍体育种(如八倍体小黑麦)等方式也可以创造新物种。 (5)物种形成的环节
①突变和基因重组:为生物进化提供原材料 ②选择:使种群的基因频率定向改变 ③隔离:是新物种形成的必要条件。 三、共同进化与生物多样性的形成 1、共同进化
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。 2、生物多样性的形成
(1)生物多样性内容:基因多样性、物种多样性和生态系统的多样性。 (2)生物进化大致过程
古细菌——蓝藻和细菌(只有生产者和消费者)——真核生物(有性生殖,基因重组,进化速度加快)——寒武纪大爆发(大量动物,生态系统结构复杂,有利于进化) ①生物进化的方向:简单——复杂,水生——陆生,低等——高等。
②真核生物出现意义:有性生殖的出现,加快了生物进化的速度;形成生物系统的第三级——消费者;对植物的进化产生重要影响。 ③陆生生物出现的意义:原始蕨类植物及原始两栖类的登录改变着陆地环境,陆地复杂的环境又为生物进化提供了广阔的舞台。