现代生命科学导论 宏观第一讲 生命的起源与进化第二节 生命的进化

现代生命科学导论宏观第一讲生命的起源与进化第二节生命的进化知识总结，包括进化的定义、进化思想的产生和发展、达尔文的自然选择学说等内容。

宏观第一讲 生命的起源与进化 第二节 生命的进化

• 进化的定义
  • 是指一个群体随时间积累的可遗传的变化。
• 一、进化思想的产生和发展
  • 林奈：二名法
  • 拉马克：物种是在变化、进化的
  • 达尔文、华莱士： 自然选择的进化理论
• 二、拉马克获得性遗传学说 (用进废退)
  • 拉马克是历史上第一位提出完整且具体的进化学说的博物学家。
  • 学说的特点
    • 1. 相信物种的变异是连续的和渐变的过程
    • 2. 指出“用进废退”和 “获得性遗传”是导致生物进化的重要原因。
• 三、达尔文的自然选择学说
  • 达尔文提出了一套真正可靠的进化机制。
  • 体系：个体差异--->自然选择--->新种形成
  • 主要内容
    • 遗传
      • 遗传是生物进化的重要因素。遗传是 生物的一个普遍特征，生物有这个特征，物种 才能稳定存在。
    • 变异
      • 亲代与子代之间、同一亲本产生的各子 女之间都存在着差异。
    • 繁殖过剩
      • 所有物种都可以 产生超过其所居 住环境承载量的 后代。
    • 生存斗争
      • 物种之所以不会数量大增，由于生存斗争。
        • 种内斗争
        • 种间斗争（竞争）
        • 环境斗争
    • 适者生存
      • 不同的个体在形态、生理等方面存在着不同的 变异。有的变异使生物在生存斗争中生存下来，有 的变异却使生物在生存斗争中不能生存。
    • 自然选择
      • 自然选择是一个过程。某些具有特定可遗传的 特征的个体在此过程中存活，并且比其他个体 具有更高的繁殖能力
      • 随着时间的推移，自然选择可以让生物更适应 周围的环境
      • 当环境发生改变或者生物迁移至新的生存环境 时，自然选择会推动生物对周围环境的适应， 有时候会产生新的物种。
        • • 不是药剂刺激病毒产生抗药性. 应该是病毒中本来就有因为遗传变异而具有抗药 性的病毒，药剂使得不能抗药的病毒都死光了， 剩下的都是能抗药的病毒不断的繁殖增生。
• *四、现代达尔文主义（综合进化论/群体进化理论）
  • 背景
    • 费希尔（R.A.Fisher），霍尔丹（J.B.S.Haldane） 和赖特（S.Wright|）等在孟德尔（Gregor Johann Mendel）和摩尔根（T.H.Morgen）遗传基础发展了群体遗传学（The Evolution of Populations）。
      • 深入到遗传变异的内在机制，并同自然选择学说 相结合（深化达尔文的进化论，更加完整正确）
  • *两个基本点
    • 1）认为群体是生物进化的基本单位。
    • 2）突变、选择和隔离是物种进化、物种形成和新种产生的机制。
      • 突变
        • 突变为新种的形成提供了原材料。但只有 极少数的突变是有利的，可以作为进化的原材 料。突变是否有利，随所处环境而异。
        • 引起突变的原因
          • 定点突变
          • 染色体变异（转座、缺失，重复）
          • 有性生殖（重组）
      • 隔离
        • 地理隔离
          • 隔离使生活在不同的 环境中的物种， 性状逐渐发生分歧，形成不同的亚 种，进一步的地理隔离， 则有助于新种的形成。
          • 意义
            • 阻止了遗传物质的交流。
        • 生殖隔离
          • 物种的概念强调生殖隔离而非外观的相似性。
  • *自然选择
    • 突变形成了基因重组， 新基因形成的新物种通过自然选择能适应的个体保留下来， 不能适应的被淘汰。
• *五、分子进化的中性学说
  • 内容
    • 中性突变
      • 生物分子水平的突变大多是中性的,即⽆所谓有利或不利， 因此对于这些中性突变不会发⽣自然选择与适者⽣存的情况。
        • 同义突变
        • 非功能性突变（intron）
        • 不改变功能的突变
    • 随机漂变（genetic drift）
      • 遗传漂变是分子进化的基本动力。中性突变通过遗传漂变在群体中固定下来.
        • 随机事件造成等位基因 遗传频率的不均等。 常发生在小群体中。
        • ⽣物的进化主要是中性突变在自然群体中进⾏随机的“遗传漂变”的 结果，⽽与选择⽆关。
    • 分子进化速率
      • 生物进化速率由中性突变速率决定
  • 中性学说与综合进化理论的分歧
    • 综合进化论重视自然选择
      • 综合进化论认为遗传漂变对生物进化是有作用的，但是比起选择来，它的作用要小得多。
    • 中性学说削弱选择的作用，重视遗传漂变
      • 中性学说认为遗传漂变不只限于小种群，任何一个种群都能发生遗传漂变，遗传漂变是分子进化的基本动力。
• *六、生命进化的证据
  • *生命进化树
  • 证据
    • 一、 古生物学证据
      • 1. 根据化石证据推断鲸的进化过程
    • 二、 比较解破学证据
      • 亲缘关系比较近的物种之间尽管有时外部形态有很大的差别，却有共同的结构特征 。亲缘关系比较远的物种之间尽管有时外部 形态有十分相似，结构却有很大的差别。
      • *同源器官（homologous organ）
        • 不同动物的器官，功用不同，形状相异， 但来源和基本结构却相同，叫做同源器官。
          • 如：牛马的前肢、蝙蝠的翼、鲸的鳍状肢 等同源；哺乳动物的三块听骨和鱼类的部分咽 弓同源。
      • *同功器官(analogous organ)
        • 是指两种动物身体上功用相同，形状相似，但来源和基本结构完全不同的器官。
          • 如：鸟和昆虫的翅膀
      • *痕迹器官（vestigial organ）
        • 是失去功能，在发育中退化，只留残迹的器官。
          • 如：人的尾椎骨；仙人掌的刺。
        • 意义：“痕迹器官”的存在，支持了生物进化论的观点，有助于了解各种器官的演变过程 和该种动物的进化历程。
    • 三、 胚胎学证据
      • 重演律表明了动物的个体发育重演了系统发育的过程。
    • 四、 细胞遗传学证据
    • 五、 生物地理学证据
    • 六、 生化和分子生物学证据
      • 1. 生命共同起源的物质基础
        • ·组成生命的元素和化合物大体是相同的， ·构成蛋白质的氨基酸都是L-型的， ·核酸的结构和三体密码也是一样的， ·所有细胞都利用ATP 转化能量
      • 2. 亲缘远近与化学结构的关系
        • ·细胞色素C的组成差异大小与亲缘关系远 近成正比。 ·血红蛋白氨基酸的排列方式也是。