内容正文:
第六章 生物的进化
第一节 生物有共同祖先的证据
一、达尔文进化论的两大学说
1.共同由来学说:指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的。
2.自然选择学说:揭示了生物进化的机制,解释了适应的形成和物种形成的原因。
二、地层中陈列的证据——化石
1.化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。
2.化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
3.越早形成的地层中首次出现的生物越低等,生物特征越简单;
4.大量化石证实:
①生物是由原始的共同祖先逐渐进化而来的;
②生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。
三、当今生物体上进化的印迹
(一)比较解剖学
脊椎动物的器官、系统的形态和结构,具有高度一致性,说明脊椎动物有共同的祖先。
(二)胚胎学证据
①人和鱼的胚胎在发育早期会出现相似的鰓裂和尾;
②脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段;
③说明人和其他脊椎动物有共同的祖先。
(三)细胞和分子水平的证据
①当今生物都有能进行代谢、生长和增殖的细胞,细胞有共同的物质基础和结构基础。
③不同生物的DNA 和蛋白质(如细胞色素c)等生物大分子的差异大小揭示了当今生物种类亲缘关系的远近,以及它们在进化史上出现的顺序。
第二节 自然选择与适应的形成
一、适应的普遍性和相对性
1.适应的含义:①指生物的形态结构适合于完成一定的功能;②指生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的环境中生存和繁殖。
2.适应的来源:可遗传的变异:
3.适应的特点:普遍性和相对性;
4.适应相对性的根本原因:遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾。
二、适应是自然选择的结果
(一)拉马克的进化学说
1.主要内容:他认为适应的形成都是由于用进废退和获得性遗传:因用进废退而获得的性状是可以遗传给后代的;
2.意义:彻底否定了神创论和物种不变论。
3.局限:过于强调环境的变化直接导致物种的改变。
4.用拉马克观点解释长颈鹿脖子长的原因:长颈鹿在旱季缺乏青草时会伸长脖子去吃高处的树叶,长期使用下,脖子越来越长(用进废退),并将获得的长脖子性状遗传给下一代(获得性遗传)。
(二)达尔文的自然选择学说
1.主要内容:过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存。
2.适应的来源是可遗传的变异,适应是自然选择的结果。
3.群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件。
4.用达尔文自然选择学说解释长颈鹿脖子长:
(1)解释:在缺乏青草的干旱时期,那些颈部较长的个体会有较多的机会吃到高处的树叶,而能够生存下来,并繁殖后代,群体中颈部较长的个体就会越来越多。
(2)注意:
①颈部长(有利变异)出现在缺乏青草(环境变化)前;
②缺乏青草(环境)起选择作用;
4.意义:
①对生物的进化和适应的形成作出了合理的解释;
②使生物学第一次摆脱了神学的束缚,走上了科学的轨道;
③揭示了生物界的统一性是由于所有的生物都有共同祖先,而生物的多样性和适应性是进化的结果。
5.局限性:
①对遗传和变异的认识还局限于性状水平,不能科学地解释遗传和变异的本质;
②仅从个体水平解释了生物的进化;
③不能很好地解释物种大爆发。
(三)现代进化理论的发展
1.现代生物进化理论的核心:自然选择。
2.发展:
①深入到基因水平,认识到遗传和变异的本质;
②发展到以种群为单位。
第三节 种群基因组成的变化与物种的形成
一、种群基因组成的变化
(一)种群和种群基因库
1.自然选择直接作用的是生物个体的表型。
2.种群:生活在一定区域的同种生物全部个体的集合;是生物繁衍、进化的基本单位。
3.基因库:一个种群中全部个体所含有的全部基因;
4.基因频率:基因库中,
某个基因占全部等位基因数的比值=。
5.已知基因型求基因频率
(1)常染色体上基因频率的计算
(2)X染色体上基因频率的计算
6.已知基因频率求基因型频率
(1)常染色体基因
平衡群体符合“哈代-温伯格”定律:(p+q)2=p2+2pq+q2=1,(p代表PA,q代表Pa);即PAA=(PA)2,PAa=2PA×Pa,Pa=(Pa)2。
(2)X染色体上基因
男性中P(XBY)=PB,P(XbY)=Pb;
女性中P(XBXB)=(PB)2,P(XBXb)=2PBPb,P(XbXb)=(Pb)2
(二)种群基因频率的变化
1、(1)平衡种群:种群足够大,所有雌雄间能自由交配并产生后代,没有迁入、迁出,自然选择没有起作用,没有发生基因突变。
(2)若种群随机交配:①每一代基因频率不变:②从子一代开始基因型频率不变;
(3)若种群自交:①每一代基因频率不变;②每一代杂合子频率不断减小;
2.基因突变产生新的等位基因,可以使种群的基因频率发生变化。
3.进化的原材料:可遗传的变异,包括突变(基因突变和