一、達(dá)爾文生物進(jìn)化論

 

1．自然選擇學(xué)說的內(nèi)容 

 

內(nèi)容要點(diǎn)包括：過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存。以長頸鹿的進(jìn)化為例，長頸鹿產(chǎn)生的后代超過環(huán)境承受能力（過度繁殖）；它們都要吃樹葉而樹葉不夠吃（生存斗爭）；它們有頸長和頸短的差異（遺傳變異）；頸長的能吃到樹葉生存下來，頸短的因吃不到樹葉而最終餓死了（適者生存）。

 

2．對自然選擇的理解

 

（1）選擇的對象：自然選擇表面上是對一個個不同生物個體的選擇，實(shí)質(zhì)上是對個體所包含的變異進(jìn)行選擇。從分子水平上看現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為，自然選擇實(shí)質(zhì)上是對變異所對應(yīng)的基因進(jìn)行選擇，從而改變著種群不同基因的基因頻率。

 

（2）選擇的因素：對生物的變異起選擇作用的是個體所處的自然環(huán)境。環(huán)境因素很多，其中一種或幾種起主導(dǎo)選擇作用，如在干旱環(huán)境中水起主導(dǎo)作用。

 

（3）選擇的手段：選擇生存斗爭。通過生存斗爭使少數(shù)具有有利變異的個體生存下來，從而完成一次對生物的選擇。

 

（4）選擇的結(jié)果：適者生存，不適者淘汰。通過多次選擇使生物的微小有利變異通過繁殖遺傳給后代，使之得以積累和加強(qiáng)，從而使生物能更好的適應(yīng)環(huán)境，并朝著特定的方向進(jìn)化發(fā)展，久而久之，便產(chǎn)生了適應(yīng)環(huán)境的新類型。

 

3．變異與環(huán)境的關(guān)系

 

變異在環(huán)境變化之前已經(jīng)產(chǎn)生，環(huán)境只起選擇作用，并不影響變異的方向。通過環(huán)境選擇將生物個體產(chǎn)生的適應(yīng)環(huán)境的變異保留下來。

 

4．有利變異與不利變異的比較

 

有利變異是指有利于生物在環(huán)境中生存的變異，而不利變異是不利于生物在環(huán)境中生存的變異。具有有利變異的個體，在生存斗爭中，取得有限生活條件的能力強(qiáng)，因而在生存斗爭中生存下來（適者生存）；大部分的個體具有不利變異，它們?nèi)〉糜邢奚�活條件的能力差，因而在生存斗爭中，被環(huán)境淘汰（不適者被淘汰）。所以，生物具有的變異類型決定著它們在生存斗爭中的命運(yùn)。

 

二、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論

 

1．  建立解釋模型

 

 

解讀：①種群是生物進(jìn)化的基本單位。②突變和重組是生物進(jìn)化的原材料，其中基因突變是新基因的產(chǎn)生途徑，是生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供原始材料。③自然選擇決定生物進(jìn)化方向，生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)上是基因頻率的定向改變。因此只要種群的基因頻率改變，生物就進(jìn)化了；只要生物進(jìn)化了，種群的基因頻率就會改變。④只有當(dāng)不同種群基因頻率的改變突破物種的界限形成生殖隔離時，才能形成新的物種。⑤生物進(jìn)化的過程實(shí)際上是生物與生物、生物與無機(jī)環(huán)境共同進(jìn)化的過程，進(jìn)化導(dǎo)致生物的多樣性。⑥物種的形成是漸變式的，隔離是新物種形成的必要條件。不過物種的形成有時也可以是驟變式的，如以染色體數(shù)目變化的方式形成新物種。

 

2．幾組易混概念的比較

 

（1）種群和物種

 

種群是指生活在同一地點(diǎn)的同種生物的一群個體，物種是指分布在一定的自然區(qū)域，具有一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能，而且在自然狀態(tài)下能夠相互交配和繁殖，并能夠產(chǎn)生可育后代的一群生物個體。兩者的區(qū)別主要體現(xiàn)在兩個方面：一是指代的范圍不同，種群指代的范圍小，不同種群間有地理隔離，物種指代的范圍大，全球同種，不同物種間有生殖隔離。二是判斷的標(biāo)準(zhǔn)不同，種群的標(biāo)準(zhǔn)是同一地點(diǎn)的同種生物，通過個體間的交配保持一個共同的基因庫，物種的標(biāo)準(zhǔn)主要是形態(tài)特征以及能否自由交配并產(chǎn)生可育后代。屬同一物種的不同種群的個體之間可實(shí)現(xiàn)基因交流，不同物種的個體之間不能進(jìn)行基因交流。

 

（2）地理隔離和生殖隔離

 

地理隔離是指同一物種的不同種群由于在地理上的障礙，使彼此間無法相遇而不能交配，它強(qiáng)調(diào)能交配并產(chǎn)生可育后代但無緣交配。生殖隔離是指種群間的個體不能自由交配，或者交配后不能產(chǎn)生可育后代，它強(qiáng)調(diào)即使給機(jī)會交配卻不能交配，或能交配卻不能產(chǎn)生可育后代，或能交配也能產(chǎn)生后代，但后代不可育。一般來講，先有地理隔離，再形成生殖隔離。但是沒有地理隔離，有時也能產(chǎn)生新物種，如多倍體的形成。

 

（3）生物進(jìn)化和物種形成 

 

生物進(jìn)化實(shí)質(zhì)上是指種群基因頻率改變的過程，屬于量變。物種形成是指種群基因頻率的改變至突破種的界限，形成生殖隔離，屬于質(zhì)變。因此隔離是物種形成的必要條件，而不是生物進(jìn)化的必要條件。

 

(4)自然選擇和人工選擇

 

自然選擇是指由環(huán)境選擇能適應(yīng)的類型，起選擇作用的環(huán)境可以是自然的或人為的，結(jié)果是生物進(jìn)化了，如抗菌素和殺蟲劑的選擇作用。人工選擇是指在人為的環(huán)境中選擇相應(yīng)的類型，結(jié)果是符合人的需要，但不一定適應(yīng)環(huán)境，如雜交育種過程中人對優(yōu)良品種的選擇作用。

 

3．現(xiàn)代生物進(jìn)化理論與達(dá)爾文生物進(jìn)化理論的比較

 

（1）共同點(diǎn):都能解釋生物進(jìn)化的原因及生物的多樣性和適應(yīng)性。
　  （2）聯(lián)系:現(xiàn)代生物進(jìn)化理論以達(dá)爾文生物進(jìn)化論（自然選擇學(xué)說）為基礎(chǔ)。

 

（3）不同點(diǎn):①達(dá)爾文生物進(jìn)化論沒有闡明遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇的作用機(jī)理，而現(xiàn)代生物進(jìn)化理論克服了這個缺點(diǎn)。②達(dá)爾文生物進(jìn)化論是從個體水平研究生物的進(jìn)化；現(xiàn)代生物進(jìn)化理論則強(qiáng)調(diào)群體的進(jìn)化，認(rèn)為種群是生物進(jìn)化的基本單位，并從分子水平上闡明生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變。

 

4．生物多樣性的形成

 

（1）形成過程：生物多樣性是長期自然選擇的結(jié)果。地球上生物生存的環(huán)境是多種多樣的，在不同的環(huán)境中自然選擇的方向是不同的，不同的選擇方向形成不同的生物類型，最后形成不同的物種。不同的物種，其基因庫中的基因組成也是不同的，這就形成了遺傳基因的多樣性。

 

（2）多樣性的內(nèi)容：基因多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性（提醒：多樣性的三個層次是密切聯(lián)系的，基因多樣性是形成物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的基礎(chǔ)，反過來物種和生態(tài)系統(tǒng)多樣性又影響基因多樣性）。

 

三、基因頻率的相關(guān)計(jì)算

 

1．運(yùn)用“定義式”計(jì)算基因頻率

 

基因頻率是指某個種群中某一基因出現(xiàn)的比例，即基因頻率=種群中該基因總數(shù)/種群中該等位基因總數(shù)（說明：就某一對等位基因而言，每個個體看作含兩個基因）。

 

2．運(yùn)用“推導(dǎo)式”計(jì)算基因頻率

 

設(shè)種群中有n個個體，基因型為AA、Aa、aa的個體數(shù)分別為n1、n2、n3，則AA的基因型頻率= n1/n，Aa的基因型頻率= n2/n，aa的基因型頻率= n3/n，依定義式可進(jìn)一步求得，A的基因頻率=(2n1+ n2)/2n= n1/n+ n2/2n，a的基因頻率=( n2+2n3)/2n= n3/n+ n2/2n。由此可得基因頻率計(jì)算的推導(dǎo)式：①等位基因頻率之和等于1；②基因頻率=該基因純合子頻率+1/2雜合子頻率。該推導(dǎo)式僅適用于常染色體遺傳實(shí)例中基因頻率的計(jì)算，對于伴性遺傳實(shí)例而言，其基因頻率的計(jì)算方法具有特殊性。以色盲遺傳為例，由于色盲基因只存在于X染色體上，Y染色體上沒有相應(yīng)的等位基因，故只需考慮X染色體上的基因數(shù)，計(jì)算公式為：XB的基因頻率=（2XBXB+XBXb+XBY）/(2女性人數(shù)+男性人數(shù))；Xb的基因頻率 =(2XbXb+XBXb+XbY)/(2女性人數(shù)+男性人數(shù))。

 

3．運(yùn)用“遺傳平衡公式”計(jì)算基因頻率

 

遺傳平衡定律指出：在一個巨大的、隨機(jī)交配和沒有干擾基因平衡因素的種群中，基因頻率將世代保持不變。遺傳平衡計(jì)算公式表示為：(p+q)2=p2+2pq+q2=1（說明：一個進(jìn)行有性生殖的種群有一對等位基因?yàn)锳和a，設(shè)p代表A的基因頻率，q代表a的基因頻率，則p2是AA的基因型頻率，2pq是Aa的基因型頻率，q2是aa的基因型頻率）。

 

 

 

作者簡介：周偉，生物奧賽主教練。主要從事生物教學(xué)與奧賽培訓(xùn)研究，近年來在《生物學(xué)教學(xué)》、《中學(xué)生物教學(xué)》、《吉首大學(xué)學(xué)報(bào)》、《新高考》、《考試報(bào)》、《素質(zhì)教育報(bào)》、《中學(xué)生理化報(bào)》、《中學(xué)生學(xué)習(xí)報(bào)》、《當(dāng)代中學(xué)生報(bào)》等報(bào)刊上發(fā)表文逾100篇。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/108096.html

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