高二生物資料_現(xiàn)代生物進化理論1

1、高二生物資料：現(xiàn)代生物進化理論現(xiàn)代生物進化理論(1)種群是生物進化的單位 種群是生物生存和生物進化的基本單位，一個物種中的一個個體是不能長期生存的，物種長期生存的基本單位是種群。一個個體是不可能進化的，生物的進化是通過自然選擇實現(xiàn)的，自然選擇的對象不是個體而是一個群體。 理由如下。（1）就原核生物和無性繁殖的真核生物來說，來自同一親本的無性繁殖系是由遺傳上相同的個體組成的，同一克隆內(nèi)的個體之間沒有遺傳差異，自然選擇作用的是無性繁殖系。（2）對于有性生殖的生物來說，個體的基因型是終身不變的，無論它在自然選擇中具有多大優(yōu)勢，其基因型也不可能一成不變地傳給下一代個體，這是因為個體的基因組成來自父母雙

2、方。但是就一個種群來說，種群中全部基因的總和（基因庫）卻可以在傳宗接代過程中維持相對穩(wěn)定，因此，自然選擇作用的是種群，本質(zhì)上是種群基因庫。也可以這樣理解：種群中個體的基因來自種群基因庫，個體死亡后又通過其后代把基因歸還給基因庫。如果一個個體不能與種群中其他個體交配產(chǎn)生后代，這個個體在進化上就沒有意義。種群也是生物繁殖的基本單位，種群內(nèi)的個體不是機械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通過繁殖將各自的基因傳遞給后代。 基因庫和基因頻率 基因庫是指一個種群所含的全部基因。每個個體所含有的基因只是種群基因庫中的一個組成部分。每個種群都有它獨特的基因庫，種群中的個體一代一代地死亡，但基因庫卻代代相傳，并

3、在傳遞過程中得到保持和發(fā)展。種群越大，基因庫也越大，反之，種群越小基因庫也越小。當種群變得很小時，就有可能失去遺傳的多樣性，從而失去了進化上的優(yōu)勢而逐漸被淘汰。 基因頻率是指某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例?；蝾l率可用抽樣調(diào)查的方法來獲得。如果在種群足夠大，沒有基因突變，生存空間和食物都無限的條件下，即沒有生存壓力，種群內(nèi)個體之間的交配又是隨機的情況下，種群中的基因頻率是不變的。但這種條件在自然狀態(tài)下是不存在的，即使在實驗條件下也很難做到。實際情況是由于存在基因突變、基因重組和自然選擇等因素，種群的基因頻率總是在不斷變化的。這種基因頻率變化的方向是由自然選擇決定的。所以生物的進化實質(zhì)上就是種群

4、基因頻率發(fā)生變化的過程。 基因頻率的計算方法 設(shè)二倍體生物種群中的染色體的某一座位上有一對等位基因，記作A1和A2。假如種群中被調(diào)查的個體有N個，三種類型的基因組成，A1A1、A1A2和A2A2，在被調(diào)查對象中所占的個數(shù)分別為n1、n2和n3 基因庫和基因頻率的知識可與遺傳的基本規(guī)律相結(jié)合，在深刻理解遺傳的基本規(guī)律的基礎(chǔ)上來理解基因庫和基因頻率的概念就容易得多，也很能夠?qū)⑦@部分知識融會貫通。 (2)生物進化的原材料突變和基因重組 可遺傳的變異是生物進化的原始材料，可遺傳的變異主要來自基因突變、基因重組和染色體變異，在生物進化理論中，常將基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變。 基因突變是指DNA分子結(jié)

5、構(gòu)的改變，即基因內(nèi)部脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生改變?；蛲蛔兪瞧毡榇嬖诘?。根據(jù)突變發(fā)生的條件可分為自然突變和誘發(fā)突變兩類。不管在什么樣的條件下發(fā)生突變，都是隨機的，沒有方向性。一現(xiàn)代進化理論的由來1. 拉馬克進化學(xué)說的要點（1） 生物由古老生物進化而來的；（2） 由低等到高等逐漸進化的；（3） 生物各種適應(yīng)性特征的形成是由于用進廢退與獲得性遺傳。2. 達爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容，意義及局限性過度繁殖，生存斗爭，遺傳和變異，適者生存。論證了生物是不斷進化的，并且對生物進化的原因提出了合理的解釋。但對于遺傳變異的本質(zhì)未作出科學(xué)的 解釋，對生物進化的解釋也局限于個體水平，強調(diào)特種的形成是漸變的結(jié)果，

6、不能解釋物種大爆發(fā)現(xiàn)象。二現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容1.現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容基本觀點：種群是生物進化的基本單位，生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變。突變和基因重組，自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)，通過它們的綜合作用，種群產(chǎn)生分化，最終導(dǎo)致新物種形成。在這個過程中，突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，隔離是新物種形成的必要條件。3. 生物進化與物種形成生物進化是同種生物的發(fā)展變化，時間可長可短，任何基因頻率的改變，不論其變化大小，引起性狀變化程度如何，都屬于進化的范圍。物種形成是指一個物種發(fā)展為另一個物種的過程。必須當基因頻

7、率的改變突破物種界限形成生殖隔離時，方可成立。這其中不僅包括漫長的時間，較明顯的基因型和表現(xiàn)型變化，還應(yīng)包括生殖隔離的存在。因此生殖隔離是物種形成的必要條件，而不是生物進化的必要條件。4. 生物進化的歷程 時間生物種類的出現(xiàn)35億年前古細菌 藍藻 細菌15億年前真核生物（5.75）億年前無脊椎動物4億年前原始陸生生物 原始兩棲類2億年前裸子，被子植物 鳥類 哺乳類生物進化的方向：簡單到復(fù)雜，低等到高等，水生到陸生?！緮U展延伸】【達爾文進化論：簡介】1、產(chǎn)生背景在文藝復(fù)興以及思想啟蒙之后，現(xiàn)代科學(xué)的理性思維已經(jīng)建立起來。達爾文的時代是十九世紀中后期，正是走出蒙提，提倡科學(xué)的前一階段，在思想和理性

8、上，為達爾文創(chuàng)立自然選擇進化論提供了思想依據(jù)；而青年時的遠游，則為他積累了大量的實據(jù)，引發(fā)了他關(guān)于物種進化的思考并最終形成一個完整的體系。2、要點： 他認為，生物之間存在著生存斗爭，適應(yīng)者生存下來，不適者則被淘汰，這就是自然的選擇。生物正是通過遺傳、變異和自然選擇，從低級到高級，從簡單到復(fù)雜，種類由少到多地進化著、發(fā)展著。以上三點，就是我們常聽到的“物競天擇，適者生存”，現(xiàn)在基因?qū)W誕生之生，為此提供了重要的證據(jù)，事實上，物競天擇，競的是“基因”。3、影響： 進化論是人類歷史上第二次重大科學(xué)突破，第一次是日心說取代地心說，否定了人類位于宇宙中心的自大情結(jié)；第二次就是進化論，把人類拉到了與普通生物

9、同樣的層面，所有的地球生物，都與人類有了或遠或近的血緣關(guān)系，徹底打破了人類自高自大，一神之下，眾生之上的愚昧式自尊。 慶幸的是，達爾文已經(jīng)不是在中世紀了，所以他沒有受到布魯諾的待遇，民眾仍然給了極高的評價，即使是宗教，也表現(xiàn)出了一定的寬容，當然，這與當時宗教權(quán)力遠不如中世紀有關(guān)。 4、有關(guān)爭論： 爭論來自兩方面：一方面是科學(xué)界的內(nèi)部爭論，一方面是科學(xué)界以外的宗教與進化論爭論。 在科學(xué)界內(nèi)部，沒有進化論是否成立的爭論和質(zhì)疑，進化的事實早已確鑿無疑地證明了進化論的成立，但是，在具體的進化形式和原因中，依然爭議不斷，如漸變與突變的爭議（這個已經(jīng)不爭了，進化速度因條件不同而不同）、人類進化歷程的爭議、

10、 宗教與科學(xué)的爭論，這是民眾感受最多的部分，也是爭論最有影響力的領(lǐng)域。因為民眾專業(yè)的生物學(xué)知識很貧乏，中學(xué)時代我們學(xué)到的只是研究的結(jié)論，而沒有專業(yè)的解釋，因此，宗教尤其是基督教，則慣于歪曲生物學(xué)和進化論，把進化論描述為非科學(xué)的、蠻橫的、可笑的、無證據(jù)的或者是捏造的【達爾文簡介】英國博物學(xué)家，進化論的奠基人。18311836年，他以博物學(xué)家的身份，參加了英國派遣的環(huán)球航行，做了五年的科學(xué)考察。在動植物和地質(zhì)方面進行了大量的觀察和采集，經(jīng)過綜合探討，形成了生物進化的概念。1859年出版了震動當時學(xué)術(shù)界的物種起源。書中用大量資料證明了形形色色的生物都不是上帝創(chuàng)造的，而是在遺傳、變異、生存斗爭中和自然

11、選擇中，由簡單到復(fù)雜，由低等到高等，不斷發(fā)展變化的，提出了生物進化論學(xué)說，從而摧毀了各種唯心的神造論和物種不變論。恩格斯將“進化論”列為19世紀自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一（其他兩個是細胞學(xué)說，能量守恒和轉(zhuǎn)化定律）。他所提出的天擇與性擇，在目前的生命科學(xué)中是一致通用的理論。除了生物學(xué)之外，他的理論對人類學(xué)、心理學(xué)以及哲學(xué)來說也相當重要。 【 達爾文生平】1809年2月12日，達爾文出生在英國的施魯斯伯里。祖父和父親都是當?shù)氐拿t(yī)，家里希望他將來繼承祖業(yè)，16歲時便被父親送到愛丁堡大學(xué)學(xué)醫(yī)。 但達爾文從小就熱愛大自然，尤其喜歡打獵、采集礦物和動植物標本。進到醫(yī)學(xué)院后，他仍然經(jīng)常到野外采集動植物標本。父

12、親認為他“游手好閑”、“不務(wù)正業(yè)”，一怒之下，于1828年又送他到劍橋大學(xué)，改學(xué)神學(xué)，希望他將來成為一個“尊貴的牧師”。達爾文對神學(xué)院的神創(chuàng)論等謬說十分厭煩，他仍然把大部分時間用在聽自然科學(xué)講座，自學(xué)力量的自然科學(xué)書籍。熱心于收集甲蟲等動植物標本，對神秘的大自然充滿了濃厚的興趣。 1828年的一天，在倫敦郊外的一片樹林里，一位大學(xué)生圍著一棵老樹轉(zhuǎn)悠。突然，他發(fā)現(xiàn)在將要脫落的樹皮下，有蟲子在里邊蠕動，便急忙剝開樹皮，發(fā)現(xiàn)兩只奇特的甲蟲，正急速地向前爬去。這位大學(xué)生馬上左右開弓抓在手里，興奮地觀看起來。正在這時，樹皮里又跳出一只甲蟲，大學(xué)生措手不及，迅即把手里的甲蟲藏到嘴里，伸手又把第三只甲蟲抓到

13、。看著這些奇怪的甲蟲，大學(xué)生真有點愛不釋手，只顧得意地欣賞手中的甲蟲，早把嘴里的哪只給忘記了。嘴里的那只甲蟲憋得受不了啦，便放出一股辛辣的毒汁，把這大學(xué)生的舌頭蜇得又麻又痛。他這才想起口中的甲蟲，張口把它吐到手里。然后，不顧口中的疼痛，得意洋洋地向市內(nèi)的劍橋大學(xué)走去。這個大學(xué)生就是查理·達爾文。后來，人們?yōu)榱思o念他首先發(fā)現(xiàn)的這種甲蟲，就把它命為“達爾文”。 年，達爾文從劍橋大學(xué)畢業(yè)。他放棄了待遇豐厚的牧師職業(yè)，依然熱衷于自己的自然科學(xué)研究。這年月，英國政府組織了“貝格爾號”軍艦的環(huán)球考察，達爾文經(jīng)人推薦，以“博物學(xué)家”的身份，自費搭船，開始了漫長而又艱苦的環(huán)球考察活動。達爾文每到一地

14、總要進行認真的考察研究，采訪當?shù)氐木用?，有時請他們當向?qū)?，爬山涉水，采集礦物和動植物標本，挖掘生物化石，發(fā)現(xiàn)了許多沒有記載的新物種。他白天收集谷類巖石標本、動物化石，晚上又忙著記錄收集經(jīng)過。年月，“貝格爾”號停泊在大西洋中佛得角群島的圣地亞哥島。水兵們都去考察海水的流向。達爾文和他的助手背起背包，拿著地質(zhì)錘，爬到山上去收集巖石標本。一路上，達爾文把各式各樣的石頭敲下來放進背包，有黑色的、白色的，還有夾著一束花紋的。一會兒，背包便放滿各種各樣的石頭，背包帶深深地勒進達爾文的肉里，渾身上下都被汗水浸透了?！斑_爾文先生，這些亂七八糟的石頭，到底有什么用？”看著吃力向前爬行的達爾文，助手不解地問?！澳?/p>

15、看，石頭是有層次的，每層石頭里有著不同的貝殼和海生動物的遺骨，它能告訴我們不同年代的生物！”達爾文喘著粗氣說道。助手總算明白了一些，趕忙從達爾文身上接過背包，背在自己的肩上。在考察過程中，達爾文根據(jù)物種的變化，整日思考著一個問題：自然界的奇花異樹，人類萬物究意是怎么產(chǎn)生的？他們?yōu)槭裁磿ё內(nèi)f化？彼此之間有什么聯(lián)系？這些問題在腦海里越來越深刻，逐漸使他對神創(chuàng)論和物種不變論產(chǎn)生了懷疑。年月底，“貝格爾”號到達巴西，達爾文上岸考察，向船長提出要攀登南美洲的安第斯山。艦長吃了一驚，急忙說道：“這山又高又長，您怎么走得過去？”“我就是要走前人沒走過的路！”達爾文堅定地說道。艦長被他的精神所感動，答應(yīng)了他

16、的要求，為了安全起見，又派了向?qū)Ш万咇R一同前往。當他們撲到海拔多米的高山上時，達爾文意外地在山頂上發(fā)現(xiàn)了貝殼化石。達爾文非常吃驚，他心中想到：“海底的貝殼怎么會跑到高山上了呢？”經(jīng)過反復(fù)思索，他終于明白了地殼升降的道理。心中異常激動地說道：“看來，這條高大的山脈地帶，在億萬年前，原來是一片大海洋啊！”達爾文抑制不住內(nèi)心的激動，帶領(lǐng)大家一直往上爬去。到了安第斯山的最高峰，達爾文忽覺心胸開朗了許多。他俯瞰山下，突然發(fā)現(xiàn)山脈的兩邊，植物的種類并不相同。再仔細一看，即使同一種類，樣子也相差很遠。它們?yōu)槭裁磿忻黠@的差別呢？達爾文腦海中一陣翻騰，對自己的猜想有了更進一步的認識：“物種不是一成不變的，而是

17、隨著客觀條件的不同而相應(yīng)變異！”后來，達爾文又隨船橫渡太平洋，經(jīng)過澳大利亞，越過印度洋，繞過好望角，于年月回到英國。在歷時五年的環(huán)球考察中，達爾文積累了大量的資料?；貒螅幻嬲磉@些資料，一面又深入實踐，同時，查閱大量書籍，為他的生物進化理論尋找根據(jù)。年，他第一次寫出物種起源的簡要提綱。年月達爾文經(jīng)過多年研究而寫成的科學(xué)巨著物種起源終于出版了。在這部書里，達爾文旗幟鮮明地提出了“進化論”的思想，說明物種是在不斷的變化之中，是由低級到高級、由簡單到復(fù)雜的演變過程。這部著作的問世，第一次把生物學(xué)建立在完全科學(xué)的基礎(chǔ)上，以全新的生物進化思想，推翻了“神創(chuàng)論”和物種不變的理論。物種起源是達爾文進

18、化論的代表作，標志著進化論的正式確立。物種起源的出版，在歐洲乃至整個世界都引起轟動。它沉重地打擊了神權(quán)統(tǒng)治的根基，從反動教會到封建御用文人都狂怒了。他們?nèi)浩鸸ブ?，誣蔑達爾文的學(xué)說“褻瀆圣靈”，觸犯“君權(quán)神授天理，”有失人類尊嚴。與此相反，以赫胥黎為代表的進步學(xué)者，積極宣傳和捍衛(wèi)達爾文主義。指出：進化論轟開了人們的思想禁錮，啟發(fā)和教育人們從宗教迷信的束縛下解放出來。緊接著，達爾文又開始他的第二部巨著動物和植物在家養(yǎng)下的變異的寫作，以不可爭辯的事實和嚴謹?shù)目茖W(xué)論斷，進一步闡述他的進化論觀點，提出物種的變異和遺傳、生物的生存斗爭和自然選擇的重要論點，并很快出版這部巨著。晚年的達爾文，盡管體弱多病，但

19、他以驚人的毅力，頑強地堅持進行科學(xué)研究和寫作，連續(xù)出版了人類的由來等很多著作。年月日，這位偉大的科學(xué)家因病逝世，人們把他的遺體安葬在牛頓的墓旁，以表達對這位科學(xué)家的敬仰。自然選擇自然選擇（natural selection），語出物種起源（the Origin of Species)，亦稱“自然淘汰”。達爾文學(xué)說中進化過程的主要機制。是能導(dǎo)致種群在遺傳特性上趨異的因素之一。由于對食物和空間的競爭，以及對捕食者的作用，可影響某一種群的組成，結(jié)果那些對周圍發(fā)生有利變異的生物存活下來，不利變異的則被消滅。達爾文把這種生存斗爭中，適者生存、不適者被淘汰的過程，叫做自然選擇。經(jīng)過長期的自然選擇，微小的有

20、利變異得到積累而成為顯著的有利變異，從而產(chǎn)生了適應(yīng)特定環(huán)境的生物新類型。自然選擇的作用比遺傳漂變大得多，自然選擇在大小種群中都能成為它們進化性變化有效動力。自然選擇是種群內(nèi)所產(chǎn)生的經(jīng)過遺傳得來的變化。因為某些個體和其他個體留下更多的后代，許多世代以后，具有能使生物存活和留下更多后代的特征的基因，靠犧牲那些提供較少適應(yīng)度的基因來增加其頻率，只要環(huán)境中有足夠的變異讓不同的遺傳品系去適應(yīng)環(huán)境的不同部分，一個種群就能夠?qū)ψ匀贿x擇作出反應(yīng)而分歧，這種對環(huán)境異質(zhì)性充分協(xié)調(diào)的現(xiàn)象在所有有機體類型中，甚至在種群水平上，都是一種極其普遍的現(xiàn)象。達爾文的自然選擇學(xué)說，其主要內(nèi)容有四點：過度繁殖，生存斗爭（也叫生存

21、競爭），遺傳和變異，適者生存。過度繁殖 達爾文發(fā)現(xiàn)，地球上的各種生物普遍具有很強的繁殖能力，都有依照幾何比率增長的傾向。達爾文指出，象是一種繁殖很慢的動物，但是如果每一頭雌象一生（3090歲）產(chǎn)仔6頭，每頭活到100歲，而且都能進行繁殖的話，那么到750年以后，一對象的后代就可達到1 900萬頭。因此，按照理論上的計算，就是繁殖不是很快的動、植物，也會在不太長的時期內(nèi)產(chǎn)生大量的后代而占滿整個地球。但事實上，幾萬年來，象的數(shù)量也從沒有增加到那樣多，自然界里很多生物的繁殖能力都遠遠超過了象的繁殖能力，但各種生物的數(shù)量在一定的時期內(nèi)都保持相對的穩(wěn)定狀態(tài)，這是為什么呢?達爾文因此想到了生存斗爭。生存斗

22、爭 生物的繁殖能力是如此強大，但事實上，每種生物的后代能夠生存下來的卻很少。這是什么原因呢?達爾文認為，這主要是繁殖過度引起的生存斗爭的緣故。任何一種生物在生活過程中都必須為生存而斗爭。生存斗爭包括生物與無機環(huán)境之間的斗爭，生物種內(nèi)的斗爭，如為食物、配偶和棲息地等的斗爭，以及生物種間的斗爭。由于生存斗爭，導(dǎo)致生物大量死亡，結(jié)果只有少量個體生存下來。但在生存斗爭中，什么樣的個體能夠獲勝并生存下去呢?達爾文用遺傳和變異來進行解釋。遺傳和變異 達爾文認為一切生物都具有產(chǎn)生變異的特性。引起變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。在生物產(chǎn)生的各種變異中，有的可以遺傳，有的不能夠遺傳。但哪些變異可以遺傳呢?達爾文

23、用適者生存來進行解釋。適者生存 達爾文認為，在生存斗爭中，具有有利變異的個體，容易在生存斗爭中獲勝而生存下去。反之，具有不利變異的個體，則容易在生存斗爭中失敗而死亡。這就是說，凡是生存下來的生物都是適應(yīng)環(huán)境的，而被淘汰的生物都是對環(huán)境不適應(yīng)的，這就是適者生存。達爾文把在生存斗爭中，適者生存、不適者被淘汰的過程叫做自然選擇。達爾文認為，自然選擇過程是一個長期的、緩慢的、連續(xù)的過程。由于生存斗爭不斷地進行，因而自然選擇也是不斷地進行，通過一代代的生存環(huán)境的選擇作用，物種變異被定向地向著一個方向積累，于是性狀逐漸和原來的祖先不同了，這樣，新的物種就形成了。由于生物所在的環(huán)境是多種多樣的，因此，生物適

24、應(yīng)環(huán)境的方式也是多種多樣的，所以，經(jīng)過自然選擇也就形成了生物界的多樣性。 達爾文雖借用了人工選擇中的“選擇”這個詞，但這只是一種比喻，并非說有超自然的力量在進行選擇。按照達爾文的意見，自然選擇不過是生物與自然環(huán)境相互作用的結(jié)果。從進化的觀點看，能生存下來的個體不一定就是最適者，只有生存下來并留下眾多后代的個體才是最適者；又考慮到進化是群體而不是個體的現(xiàn)象，現(xiàn)代綜合進化論從群體遺傳學(xué)的角度修正了達爾文的看法，認為自然選擇是群體中“不同基因型的有差異的（區(qū)分性的）延續(xù)”，是群體中增加了適應(yīng)性較強的基因型 頻 率的過程 。例如 ，英國有一種樺尺蛾，在1850年前都是灰色類型。1850年在曼徹斯特發(fā)現(xiàn)了黑色的突變體。19世紀后半葉，隨著工業(yè)化的發(fā)展，廢氣中的HS殺死了樹皮上的灰色地衣，煤煙又把樹干熏成黑色。結(jié)果，原先歇息在地衣上得到保護的灰色類型，這時在黑色樹干上卻易被鳥類捕食；而黑色類型則因煤煙的掩護免遭鳥類捕食反而得到生存和發(fā)展。于是黑色類型的頻率迅速提高，灰色類型的頻率則不斷下降。到19世紀末，前者已由不到 1上升至90以上；后者則從90