生物的进化

高中生物之生物的进化后两节整理，包括种群基因组成的变化、物种形成、协同进化、生物多样性等等。

生物的进化（续）

• 隔离在物种形成中的作用
  • 物种：能在自然状态下相互交配，并产生可育后代的一群生物
  • 生殖隔离：不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代
  • 地理隔离：同种生物由于地理隔离而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象
    • 物种形成过程： 突变&基因重组→自然选择→基因库差异→（地理隔离）→生殖隔离→新物种产生（已发生进化）进化≠新物种产生
• 协同进化
  • 斯坦利“收割理论”
    • 内容：捕食者往往捕食个体数量多的物种
    • 意义
      • 会避免出现一种或少数几种在生态系统中占绝对优势的局势，为其他物种的形成腾出空间
      • 捕食者的存在有利于增加物种多样性，促进种群发展
  • 概念：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展
    • 地球上原始大气中无氧气，最早出现的生物都是厌氧的；最早光合生物的出现是原始大气中有了氧气，为好氧生物的出现创造了前提条件
• 生物多样性的形成
  • 生物通过有性生殖，实现基因重组，增强了生物变异的多样性，生物进化的速度明显增快
  • 三个层次
    • 遗传多样性（基因多样性）
    • 物种多样性
    • 生态系统多样性
• 生物进化理论（总结）
  • 适应是自然选择的结果
  • 种群是是进化的基本单位
  • 突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过形成生殖隔离形成新的物种
  • 生物进化——生物与生物、生物与无机环境协同进化
  • 生物多样性是协同进化的结果
• 种群基因组成的变化
  • 种群基因的变化
    • 种群
      • 定义：生活在一定区域的同种生物全部个体的集合
      • 一个繁殖的单位
    • 种群基因库
      • 一个种群中全部个体含有的全部基因
    • 基因频率
      • 某个基因占全部等位基因数的比值
    • 变化规律
      • 符合5条件时，子代自由交配基因型频率、基因频率保持不变
        • 自由交配——基因&基因型频率不变 自交——基因频率不变，基因型频率变
        • 种群非常大
        • 所有雌雄个体间都能自由交配产生后代
        • 无迁入和迁出
        • 所有个体生存和繁殖机会均等（无自然选择）
        • 不发生突变
    • 计算
      • A: p a: q AA:p² Aa:2pq aa:q²
      • 某基因频率=该基因总数/该基因及其等位基因总数
      • 伴性遗传
  • 种群基因频率的变化
    • 基因突变产生新的等位基因，使种群基因频率发生变化
    • 可遗传变异提供了生物进化的原材料
      • 基因突变
      • 染色体变异
      • 基因重组
    • 特征
      • 自发突变频率很低
      • 许多突变有害
        • 突变有害及有利不是绝对的，取决于生物的生存环境
      • 突变和重组都是随机的、不定向的
    • 基因突变产生的等位基因→基因重组→形成多种多样的基因型
  • 自然选择对种群基因频率变化的影响
    • 桦尺蛾，由于树干被熏成黑褐色，浅色基因基因频率变低，黑色基因基因频率升高
    • 自然选择下，具有有利变异的个体有更多机会产生个体→相应基因的基因频率不断提高 自然选择作用下，种群基因频率发生定向改变，生物朝一定方向进化
      • 进化标志：基因频率改变
    • 区分
      • 变异（人工诱发/自然发生）——不定向
      • 自然选择&进化——定向
    • 实验：探究抗生素对细菌的选择作用
      • 原理：一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性，在培养基中加入抗生素后，耐药菌可存活
      • 耐药菌很可能存在于抑菌圈边缘
      • 连续培养几代后，抑菌圈直径会变小→细菌耐药性增强
      • 1组纸片不含抗生素（空白对照） 2、3、4组重复试验