四、現代生物進化理論(複習)

回顧與思考:請分別用拉馬克的進化學說、達爾文的自然選擇學說和以自然選擇學說為核心的現代生物進化理論來解釋細菌抗藥性的形成問題。

(一)現代生物進化理論的由來

1.簡述拉馬克的進化學說的觀點並評價。

1)觀點:生物是進化來的;(變異由環境引起並能遺傳;)適應性形成是由於「用進廢退」和「獲得性遺傳」。

2)評價:解放思想,否定神創論和物種不變論;(變異並不都由環境引起;環境引起的變異並不都能遺傳;)適應形成機制推測得不到科學支持。

2.簡述達爾文自然選擇學說觀點並評價。

1)觀點:過度繁殖,生存鬥爭,遺傳變異,適者生存。

2)評價:「19世紀自然科學的三大發現」(恩格斯語)之一,為辨證唯物主義世界觀提供了有力武器。

a.能合理解釋生物進化的原因以及生物的統一性、多樣性和適應性;

b.不能科學解釋遺傳變異的本質;

c.對進化的解釋局限在個體水平;

d.漸變論不能解釋物種的大爆發。

3.簡述達爾文以後進化理論的發展趨勢。

1) 遺傳和變異的本質:研究從性狀深入到基因;

2) 自然選擇的作用:從以個體為單位→以種群為單位。

(二)現代生物進化理論的主要內容

1.種群是生物進化的基本單位

a.什麼是種群?什麼是種群基因庫?什麼是種群基因(型)頻率?怎樣計算?

(注意平衡群體中基因頻率的簡化計算:(p+q)2= p2+2pq+q2;伴性基因頻率按定義計算。)

b.為什麼說種群而非個體是生物進化的基本單位?

——教材P112:如果個體出現可遺傳的變異,相應基因必須在群體里擴散並取代原有的基因,這樣新的生物類型才有可能形成。

——教材P114:個體的表現型(即使是有利的)也會隨著個體的死亡而消失,決定表現型的基因卻可以隨著生殖而世代延續,並且在群體中擴散。

——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定,因此,自然選擇作用的是種群,本質上是種群基因庫。也可以這樣理解:種群中個體的基因來自種群基因庫,個體死亡後又通過其後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生後代,這個個體在進化上就沒有意義。

2.生物進化的實質是種群基因頻率的定向改變

在種群極大、自由交配、沒有遷移、沒有突變、沒有選擇的假設條件下,種群基因(型)頻率在傳代中有變化嗎?(教材P115討論:用數學方法討論基因頻率的變化)如果不能自由交配,而是嚴格自交呢?如果有突變發生呢?

3.突變和基因重組產生進化的原材料

閱讀教材P116,回答:

a.進化的原材料是什麼?可遺傳變異是怎樣產生的?

b.染色體結構和數目的變異都能引起種群基因頻率的變化嗎?

c.自發突變頻率低、且多數有害,為什麼還能作為進化原材料?

d.基因重組並不能產生新基因,為什麼還能提供進化的原材料?單是基因重組能使種群基因

頻率改變嗎?

e.突變和重組為什麼不能決定生物進化的方向?

4.自然選擇決定生物進化方向

a.自然選擇如何決定生物進化的方向?

——在自然選擇作用下,不同個體的基因型差異帶來生殖能力的差別,各自基因傳遞到後代的機會不等,從而使保留在種群基因庫中的「優良基因」頻率升高,「不良基因」頻率降低。

教材P117探究:自然選擇對種群基因頻率變化的影響

b.在自然選擇中,直接受選擇的是個體基因型還是表現型?為什麼?

5.隔離是物種形成的必要條件

a.什麼是物種?和種群有何異同?二倍體西瓜和四倍體西瓜是否同一物種?為什麼?純種高莖豌豆和純種矮莖豌豆是否同一物種?為什麼?

b.隔離的類型?分別起何作用?

c.物種形成是否必經地理隔離?是否必經生殖隔離?地理隔離是否必然導致新種形成?

教材P120資料分析:加拉帕戈斯群島通過海洋的地理隔離形成13種地雀

圖解:

6.共同進化導致生物多樣性形成

a. 共同進化指什麼?生物多樣性指什麼?

b. 共同進化如何導致生物多樣性形成?

——生物要適應不同的、變化的環境。多樣性總是和適應性相聯繫。

c. 生物進化的總趨勢如何?

(三)生物進化理論本身在「進化」

1.中性突變論 決定生物進化方向的是中性突變逐漸積累,還是自然選擇?

2.間斷平衡說 種群長期穩定(漸變)與迅速形成新種(驟變)交替出現。

……


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