生物的进化(1)

生物的进化（1）达尔文(1809～1882）:英国博物学家，进化论奠基人。生于英国施洛郡希鲁斯伯里，卒于肯特郡达温村。1825～1827在爱丁堡大学学医，1827～1831在剑桥大学学神学。1831年经汉斯罗教授推荐，参加贝格尔舰环球航行，历时5年，观察、搜集了大量动、植物和地质方面资料。通过试验、总结和长期思考，逐步形成了生物进化的概念。1859年出版《物种起源》一书，不但以丰富的事实论证了生物的进化，而且提出自然选择理论，对生物的多样性和适应性作出了合理的解释。1868年出版《动植物在家养条件下的变异》、1871年出版《人类起源和性选择》等著作，充实和发展了进化学说。他的进化学说，被恩格斯誉为19世纪自然科学三大发现之一。他热爱自然，热爱科学，坚持实践，细心观察，研究、探索自然规律，共发表80多篇论文，出版20多部著作，为人类留下了丰富的科学遗产，是一位不断追求真理并作出划时代贡献的伟大科学家。自然选择学说１、过度繁殖２、生存斗争３、遗传变异４、适者生存地球上生物普遍具有很强的繁殖能力，都有依照几何比率增长的倾向。达尔文指出，象是一种繁殖很慢的动物，但是如果每一头雌象一生（30～90岁）产仔6头，每头活到100岁，而且都能进行繁殖的话，那么到750年以后，一对象的后代就可达到1900万头。照此计算，就是繁殖不是很快的动、植物，也会在短时期内产生大量后代而占满整个地球。但事实上，几万年来，象的数量也从没有增加到那样多，自然界里很多生物的繁殖能力都远远超过了象的繁殖能力，但各种生物的数量在一定的时期内都保持相对的稳定状态，这是为什么呢？达尔文因此想到了生存斗争。过渡繁殖生存斗争生物的繁殖能力是如此强大，但事实上，每种生物的后代能够生存下来的却很少。这是什么原因呢？他认为，主要是繁殖过度引起生存斗争的缘故。任何一种生物在生活过程中都必须为生存而斗争。生存斗争包括生物与无机环境之间的斗争，生物种内的斗争，如为食物、配偶和栖息地等的斗争，以及生物种间的斗争。由于生存斗争，导致生物大量死亡，结果只有少量个体生存下来。但在生存斗争中，什么样的个体能够获胜并生存下去呢？达尔文用遗传和变异来进行解释。遗传和变异达尔文认为一切生物都具有产生变异的特性。引起变异的根本原因是环境条件的改变？。在生物产生的各种变异中，有的可以遗传，有的不能够遗传。但哪些变异可以遗传呢？达尔文用适者生存来进行解释。适者生存生存斗争中，具有有利变异的个体，容易获胜而生存下去。而不利变异的个体，容易在生存斗争中失败而死亡。凡是生存下来的生物都是适应环境的，而被淘汰的都是对环境不适应的，这就是适者生存。达尔文把在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程叫做自然选择。自然选择是一个长期、缓慢、连续的过程。由于生存斗争不断地进行，因而自然选择也是不断地进行，通过生存环境的选择作用，物种变异被定向地向着一个方向积累，于是性状逐渐和原来的祖先不同了，这样，新的物种就形成了。由于生物所在的环境是多种多样的，因此，生物适应环境的方式也是多种多样的，所以，经过自然选择也就形成了生物界的多样性。达尔文的自然选择学说科学地解释了生物进化的原因及生物的多样性和适应性。但由于受到当时科学发展水平的限制，自然选择学说对于遗传和变异的本质，自然选择如何对可遗传的变异起作用的问题不能作出科学的解释。以自然选择学说为基础的现代生物进化理论的提出:近些年来，生物学家在达尔文的进化理论的基础上，将遗传学、生态学等研究成果引入到进化论的研究中，形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。现代生物进化理论现代生物进化理论简介现代生物进化理论的主要内容包括：一、种群是生物进化的基本单位二、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：种群是生活在同一地点的同种生物的一群个体、是生物繁殖后代的基本单位。种群中的个体间可以彼此交配，通过繁殖将自己的基因传递给后代。例如：一、种群是生物进化的基本单位1、种群的概念：2、种群的基因库：一个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，每一个种群都有自己的基因库，种群中的个体有生有死，而基因库却在前后代遗传过程中保存和发展。种群中每个个体所含有的基因只是种群基因库的一个组成部分。不同的基因在种群基因库中所占的比例是不同的。时空条件组成和数量生殖和遗传组成一个池塘一片草地全部鲤鱼所有蒲公英相互交配，交流基因相互交配，交流基因一定自然区域同种生物个体总和群体共有全部基因种群基因库一、种群是生物进化的基本单位一、种群是生物进化的基本单位某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。计算时，先分别求出某种基因的个数和全部的控制同种性状的等位基因的总数（可通过随机取样得到），然后按下列图示计算，其比例即为某基因在该种群中的基因频率。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1、种群的概念：2、种群的基因库：3、基因频率：一、种群是生物进化的基本单位4、基因频率的计算：（1）通过基因型计算基因频率：例1、从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个。求A、a的基因频率分别是多少？练习1、在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型AA的个体占24%，基因型Aa的个体占72%，基因型aa的个体占4%，那么基因A和基因a的频率分别是：A.24%72%B.36%64%C.57%43%D.60%40%4、基因频率的计算：（1）通过基因型计算基因频率：（2）通过基因型频率来计算基因频率：计算时需用遗传平衡公式：（p+q）2=p2+2pq+q2。若种群中一等位基因为A和a，则p为A的基因频率，q为a的基因频率，p2为AA的基因频率，q2为aa的基因频率，2pq为Aa的基因频率。这一公式反映的是在遗传平衡时，基因频率和基因型频率的关系。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。遗传平衡定律是由英国数学家哈代和德国医生温伯格分别于1908年和1909年独立证明的，这一定律又称哈代——温伯格定律，它是指在一个极大的随机交配的种群中，在没有突变、选择和迁移的条件下，种群的基因频率和基因型频率可以世代相传不发生变化，保持平衡。遗传平衡指的是理想种群。在自然界中基因频率是会发生变化。例题2、在某一个种群中，已调查得知，隐性性状患者（等位基因用A、a表示）占16%，那么该性状的AA、Aa基因型个体出现的概率分别为：练习2、在欧洲人群中，每2500人中就有一人患囊性纤维性变性，这是一种常染色体遗传病。一对健康的夫妇有一个患有此病的孩子。以后该妇女又与一健康男子再婚，问这对再婚如生一孩子，孩子患病的几率是：A1/25B1/5C1/100D1/625练习3、下列生物属于种群的是：A．一块水田里的全部水稻、水草、鱼、虾及其他生物B．一块朽木上的全部真菌C．一块棉田中的全部幼蚜，有翅和无翅的成蚜D．一个池塘中的全部鱼练习4、从某生物种群中随机抽出1000个个体，测知基因型为BB、Bb、bb的个体分别为300个、600个和100个。(1)在这1000个个体中，B基因；其基因频率为。(2)在这1000个个体中，b基因有；其基因频率为。练习5、中心血防站调查了1788个MN血型，其中397人是M型（LMLM），861人是MN（LMLN）,530人是N型（LNLN）,分别计算LM和LN的基因频率？练习6、据调查得知，某小学学生中基因型比率为：XBXB:XBXb:XbXb:XBY:XbY=44%:5%:1%:43%:7%,则Xb的基因频率为：A、13.2%B、9.5%C、14%D、9.3%