課程內(nèi)容

《現(xiàn)代生物進化理論》
一、拉馬克進化學說
主要內(nèi)容：
1、生物不是神造的，而是古老生物進化來的
2、生物是由低等到高等逐漸進化的
3、生物各種適應性特征的形成都是由于進廢退和獲得性遺傳
生物進化主要原因：
一是“用進廢退”
二是“獲得性遺傳”
意義：反對神創(chuàng)論和物種不變論，奠定生物進化論的基礎
拉馬克的用進廢退學說
食蟻獸的舌頭之所以細長，是長期舔食螞蟻的結果。
鼴鼠的眼睛因為長期不用而退化。
二、達爾文的自然選擇學說：
事實1：生物都有過渡繁殖傾向
事實2：物種內(nèi)的個體數(shù)能保持穩(wěn)定
事實3：資源是有限的
推論1：個體間存在著生存斗爭
事實4：個體間普遍存在差異（變異）
事實5：許多變異是可能遺傳的
推論2：具有有利變異的個體，生存并留下后代的機會多
推論3：有利變異逐代積累，生物不斷進化出新類型
自然選擇學說的內(nèi)容包括：過渡繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存、各內(nèi)容之間的關系可用以下圖解表示：
生活在海洋的翻車魚：
一條魚能產(chǎn)卵3億多粒
如果這些卵都變成魚并存活下來，那么廣闊的海洋就會成為翻車魚的世界了。遺憾的是，這些魚卵能平安地長大成魚的，只有10條左右，其他都成了沙丁魚等魚類的美餐。
達爾文自然選擇學好的評價
論證了生物是不斷發(fā)展變化的，對生物進化的原因提出了合理的解釋。（這就使生物學第一次擺脫了神學的束縛，走上了科學的軌道。）
所有的生物都有共同的祖先，生物的多樣性是生物進化的結果。（生物界千差萬別的種類之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系。這一科學理論的影響遠遠超出了生物學的范疇，給予神創(chuàng)論和物種不變論以致命的打擊，為辯證唯物主義的世界觀提供了有力的武器。）
馬克思和恩格斯對達爾文的理論給予高度的評價，他們認為這是科學史上的一次革命，極大地推動著十九世紀自然科學的發(fā)展。恩格斯將達爾文的進化論譽為十九世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一。
達爾文自然選擇學說的評價：
局限性：
1、對于遺傳和變異的本質(zhì)不能作出科學解釋
2、對生物進化的解釋局限于個體水平
3、強調(diào)物種形成都是漸變的結果，無法解釋物種大爆發(fā)現(xiàn)象
達爾文以后進化理論的發(fā)展
關于遺傳和變異的研究，已經(jīng)是從性狀水平深入到基因水平，逐漸認識到遺傳和變異的本質(zhì)
獲得性遺傳的觀點，已經(jīng)被大多數(shù)學者所摒棄
關于自然選擇的作用等問題的研究，已經(jīng)從生物個體為單位，發(fā)展到以種群為基本單位
形成了自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論
現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容
1、種群是生物進化的基本單位
個體攜帶的基因隨個體死亡而從基因庫中消失，但通過繁殖它把自身一部分基因傳給了后代，通過突變使新基因進入了基因庫。如果一個個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。
（1）種群：生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體，叫做種群。種群是生物進化的基本單位。
（2）基因庫：一個種群中全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。
（3）基因頻率：在一個種群基因庫中，某個基因占全部基因數(shù)的比例
（4）生物進化的實質(zhì)：種群基因頻率的改變
2、突變和基因重組產(chǎn)生進化的原料
（1）可遺傳的變異為生物進化提供了原材料。
（2）可遺傳變異的三個來源：基因突變、基因重組和染色體變異（基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為突變）
基因突變產(chǎn)生的等位基因，這就可能使種群的基因頻率發(fā)生變化。新的等位基因通過基因重組產(chǎn)生多種基因型。由于突變和重組都是隨機的、不定向的，所以它們只是提供了生物進化的原材料，不能決定生物進化的方向。
3、自然選擇決定生物進化的方向
在自然選擇作用下，不利變異不斷地被淘汰，有利變異被保留而得到積累，從而使種群基因頻率發(fā)生定向改變，導致生物朝著適應環(huán)境的方向進化。
4、隔離與物種的形成
物種：能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。
隔離：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象叫做隔離
地理隔離：同一種生物由于地理上的障礙而分成不同的種群，使得種群間不能發(fā)送基因交流的現(xiàn)象叫做地理隔離。必然兩個池塘中的鯽魚屬于一個物種，兩種種群，它們之間存在著地理隔離，不能發(fā)送基因交流。
生殖隔離：不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。產(chǎn)生生殖隔離是新物種形成的標志。
（1）長期的地理隔離而達到生殖隔離是物種形成的常見方式
地理隔離→突變、基因重組、自然選擇→生殖隔離→新物種
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，最終導致新物種的形成。
隔離是物種形成的必要條件
（2）有時沒有地理隔離，也能產(chǎn)生新物種，如植物中多倍體的形成
5、共同進化與物種多樣性的形成
共同進化：指不同物種之間、生物與無機環(huán)境之間的相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是共同進化。
捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？
捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進種群發(fā)展的作用。
“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無法生存。
“收割理論”：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增加物種的多樣性。
不僅不同生物之間在進化上密切相關，生物的進化與無機環(huán)境的變化也是相互影響的。例如，地球上原始大氣中是沒有氧氣的，因此，最早出現(xiàn)的生物都是厭氧的，光合作用的出現(xiàn)，使得原始大氣中有了氧氣，這就是好氧生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了前提條件。
通過漫長的共同進化過程，地球上不僅出現(xiàn)了千姿百態(tài)的物種，而且形成了多種多樣的生態(tài)系統(tǒng)。
生物多樣性的形成
地球上所有的植物、動物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構成了生物多樣性。
生物多樣性：基因多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性
簡單→復雜
低等→高等
原核細胞→真核細胞
單細胞→多細胞
無性生殖→有性生殖
原始異養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)厭氧→自養(yǎng)需氧
水生→水陸兩棲→陸生
6、物種形成與生物進化

內(nèi)容	物種形成	生物進化
標志	生殖隔離出現(xiàn)	種群基因頻率改變
變化后生物與原生物關系	屬于不同物種	仍屬于同一個物種
二者聯(lián)系	①生物進化的實質(zhì)是基因頻率改變，這種改變可大可小，不一定會突破物種的界限。即生物進化不一定導致物種形成 ②新物種的形成要經(jīng)過生物進化，即生物進化是物種形成的基礎 ③二者是量變和質(zhì)變的關系

生物進化理論在發(fā)展
爭論和疑點：基因突變對生物適應性的影響并不是非宜即害或非害即宜的，大量的基因突變是中性的，自然選擇對這些基因突變不起作用，這些基因突變經(jīng)過長期積累，會導致種群間遺傳物質(zhì)出現(xiàn)較大的差別。因此有人主張，決定生物進化方向的是中性突變的逐漸積累，而不是自然選擇。
更多學者認為，基因突變并不都是中性的，有些基因突變反映在個體的性狀上，與環(huán)境相適應的程度有差異，因此，不能否認自然選擇的作用。
根據(jù)許多物種是在短時間內(nèi)迅速形成的現(xiàn)象，有人提出物種形成并不是漸變的過程。而是種群長期穩(wěn)定與迅速形成新種交替出現(xiàn)的過程。
生物的進化如此復雜，現(xiàn)有的進化理論所不能解釋的問題比已經(jīng)解釋的問題還要多。在這些學說中，以自然選擇為核心的進化理論比其他學說的影響要廣泛而深遠，它仍然是以后各個方面研究的一個基礎。進化理論同其他科學理論一樣，它不會停滯不前，它還在發(fā)展。