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生物和进化_图文

一、自然选择学说及其发展
达尔文1809~1882
达尔文自然选择学说 的内容有四方面: 1、过度繁殖; 2、生存斗争; 3、遗传变异; 4、适者生存。

过度繁殖:

各种生物都具有很强的繁殖能力,产生很多的后代。

远远超过环境的承受能力。

鱼群

荚迷

人可能是繁殖能力最小的!一对夫妻最多 的能产生十几个子女。若以每对夫妻平均生三 个子女,平均30年传递一代计算,每隔50年人 口就将增加一倍。只需数百年时间世界人口就 将达到几万亿人。动物、植物和微生物的繁殖 能力比人强很多很多倍!

生存斗争: 生物的生存资源有限,要生存就必须与无机环境、 异种及同种的其他个体进行斗争!
过度繁殖而资源有限,所以生物要生存下去,就必 须与环境中的各种因素进行斗争!
生存斗争的意生义存:斗争对斗争中失败的个体不利,
但斗争中获胜的个体可以得到更多的资源而有利, 对整个物种的生存和发展是有利的。

遗传变异: 生物产生的后代会发生变异,产生各种不同于亲代 的性状,由遗传物质引起的变异可遗传给后代。
生物的变异有的比亲代更适应环境, 有的却更不适应环境!即变异是不定向的, 变异的方向与环境没有必然的联系。

适者生存
达尔文认为长颈鹿的进化原因是:长颈鹿 产生的后代超过环境承受能力(过度繁殖); 它们都要吃树叶而树叶不够吃(生存斗争); 它们有颈长和颈短的差异(遗传变异);颈长 的能吃到树叶生存下来,颈短的却因吃不到树 叶而最终饿死了(适者生存)。

自然选择学说对生物进化的解释:

实例

生物进化过程

长颈鹿祖先发生变异 变异是不定向 内因

个体有长颈长前肢的 也有短颈短前肢的

个体差异

外因

生存斗争

缺乏青草的环境下

(动力)

长颈长前肢生存

适者生存,不适 者被淘汰

自 然 选 择



逐代选择

有利变异逐代积累 内因 因

现代长颈鹿

适应环境新类型

自然选择的概念: 在生存斗争中,适者生
存,不适者被淘汰的过程叫做自然选择。自 然选择是定向的。
自然选择学说的科学性与局限性
? 自然选择的科学性 (1)能科学地解释生物进化的原因;
(2)能科学地解释生物的多样性和适应性。
? 自然选择的局限性
对生物遗传和变异的本质,不能做出科学的解释; 对生物进化的解释也局限于个体水平。

自然选择学说的发展—
现代生物进化理论
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,提出了以自 然选择学说为基础的现代的生物进化理论。现 代生物进化理论的基本内容也有四点:
? 种群是生物进化的单位 ? 突变和基因重组产生进化的原材料 ? 自然选择决定生物进化的方向 ? 隔离导致物种形成

(一)种群是生物进化的单位
1、种群的概念: 种群是生活在同一地点的同种生物的一群
个体。是生物繁殖的基本单位。个体间彼此交 配,通过繁殖将自己的基因传递给后代。
生活在这里的每 一种动物、植物和 微生物都构成一个 种群。生物个体通 过繁殖将自己的基 因传递给后代。
判断下列是否属于一个种群:
一座山上全部的蛇( × ) 一个池塘里全部的鲤鱼( √ )

(一)种群是生物进化的单位
2基因库:种群全部个体所含的全部基因叫做 这个种群的基因库。其中每个个体所含的基因 只是基因库的一部分。
这些金鱼各自有 自己的基因,共同构 成了种群的基因库。 它们各自的基因都是 基因库的一部分。个 体数目越多,个体间 的差异越大,基因库 也就越大。

(一)种群是生物进化的单位
3 基因频率:某种基因在整个种群中出现的比例。 生物进化的实质就是种群基因频率的改变过程。
如何测定种群的基因频率? 随机抽样调查法
基因频率的计算:例1、一群金鱼有1000条,它们 有2000个颜色基因,其中纯合灰色200条,杂合的 有400条,红色的有400条。则灰色基因频率为:
(200*2+400)/2000=40%; 红色基因频率为:(400*2+400)/2000=60%。
人类把鲫鱼的后代培 育成金鱼,实质就是通过 选择改变基因频率。从图 中看,显然红色基因的频 率显著提高了。

基因频率计算习题:

1、在某个种群中AA的个体有300个,Aa的个体有 600个,aa的个体有100个,求A、a的基因频率。
A=60℅、a=40℅

2、在某地区的人群中XBXB占42.32℅,XBXb占

7.36℅,XbXb占0.32℅,XBY占46℅,XbY占

4℅,

XB=92℅、Xb=8℅

求XB、Xb的基因频率。 3、在某地区的人群中血型基因型为IAIA占0.1,

IAi 占0.3,IBIB占0.15,IBi占0.25,IAIB占

0.05,ii占0.15,求IA、IB、i的基因频率。

IA=27.5℅、IB=30℅、i=42.5℅

按遗传平衡求基因频率的计算题:题中不知道 全部基因型的比例,但是告诉了纯合子的比例 求基因频率。
1、某人群中血型有A型的有135人,AB型的人 有36人,B型的有288人,O型的有441人, 求IA、IB、i的基因频率。 IA=10℅、IB=20℅、i=70℅
2、一片地里的豌豆植株中高茎的有400株, 矮茎的有225株,求杂合子有多少株?
300 株

(二)突变和基因重组产生进化的原材料
生物在繁殖的过程中会产生基因重组、基 因突变及染色体变异等可遗传的变异。其中基 因突变和染色体变异都可称为突变。突变和基 因重组使生物个体间出现可遗传的差异。
由于突变和基因重组, 某海岛上的昆虫出 桦尺蠖形成了不同的体色。 现残翅和无翅类型
变异是不定向的,变异方向与环境没有必然的联系

(二)突变和基因重组产生进化的原材料
自然突变的频率很低,为什么还能为生物 的进化提供原材料呢?
例:某果蝇种群一代可以产生108个子代,体细胞 中有104对基因,每个基因的突变率为10-5,这样每 一代出现的突变基因数有多少呢?
精子或卵细胞中突变基因数有: 108(精子或卵细胞数)×104(配子中基因数)×10-5
所以子代中突变基因数共有: 2×108×104×10-5=2×107个
从上可知:在个体数很多的生物种群中,突变基 因是很多的。可以为进化提供丰富的原材料。

(二)突变和基因重组产生进化的原材料
突变一般是有害的,为什么还能为生物的 进化提供原材料呢? 突变的有害和有利并不是绝对的,取决于生物 的生存环境。如下例:
一般来说,昆虫中正常翅是有利的,但由于突变的 原因,会出现残翅和无翅的类型,这类昆虫在正常 情况下很难生存下去,残翅和无翅是不利性状。
但在某海岛上的昆虫, 正常翅能飞的个体会因被 风吹到海中淹死而变成了 不利性状。

(三)自然选择决定生物进化的方向
在一定的环境条件下,具有不同性状的生 物个体的适应环境的能力是不同的。不适应环 境的性状及控制该性状的基因会因个体死亡或 难以繁殖而减少(频率降低);反之,适应环 境的基因其频率会升高。
下面以桦尺蠖在工业区体色变黑的例子来说明 自然选择在进化中的重要作用。

树皮为浅色时 浅色为有利性状 黑色为不利性状
5% (Ss或SS)
自然选择保 留有利基因 型个体,淘

95% (ss)
导致基因 频率定向 变化.

汰不利基因 型个体.
95%

5%
树皮为黑色时 浅色为不利性状 黑色为有利性状

由上可知:进化的方向是由自然选择决定的。

(四)隔离导致物种形成
1、物种的概念:指分布在一定的自然区域, 具有一定的形态结构和生理功能,而且在自然 状态下能互相交配,并产生出可育后代的一群 生物个体。
如全世界的人都是一个物种,所有人都生 活在地球上,无论白人黑人黄种人结婚,都能 产生具有生殖能力的后代。
同样,所有的马是一个物种,所有的驴也 是一个物种。但马和驴不是一个物种,因为马 与驴交配产生的后代骡没有生殖能力。
新的物种是怎样形成的呢? 先要有隔离

(四)隔离导致物种形成
2、隔离:指同一物种不同种群间的个体,在 自然条件下基因不能自由交流的现象。包括:
地理隔离:由于高山、河流、沙漠等地理上 的障碍,使彼此间不能相遇而不能交配。
生殖隔离:种群间的个体不能自由交配或交 配后不能产生可育的后代。
如麻鸭(上)和孚鸭(下)都是大 雁的后代,由于长期地理隔离而 没有相互交配,没有基因交流, 形成了生殖隔离,现在即使人为 让它们交配,也不能产生可育的 后代了。也就是说,它们形成两 个不同的物种了。

(四)隔离导致物种形成
3、物种的形成:物种形成的方式有多种,经过长 期地理隔离而达到生殖隔离是比较常见的方式。
如大雁的后代形成麻鸭和孚鸭。
又如达尔文在加拉戈斯 群岛发现的地雀: 这些地雀原属一个物种, 这些从南美洲迁来后, 分布到不同的群岛上, 由于海水的隔离,不同岛上的地雀出现不同的突 变和基因重组,由于自然选择的方向不同,基因 频率就会向不同的方向发展。久而久之,出现生 殖隔离。生殖隔离一旦形成,就形成不同物种。

小结:



为核心的现代生物进化理论,其基

本观点是: 是生物进化的基本

单位,生物进化的实质在于





及 是物种形成

过程的三个基本环节。

在进化过程中,

产生生物进化的

原材料,

使种群

定向改变

并决定生物进化的方向, 是新物种形成的必要

条件。


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