动物:
①具有在神经系统支配下的复杂的感觉和运动系统 ②具有能够高效完成新陈代谢的复杂结构 ③具有复杂而又精确的自我调控系统
④动物细胞没有细胞壁,身体运动更灵活; 另外没有细胞壁的阻隔,细胞内外的物质交换效率更高。 微生物
①许多微生物个体都是体积很小的单细胞,具有相对较大的吸收面积。
②许多微生物都能利用各种碳水化合物以及从分子态的氮到复杂高分子蛋白质的能力。 ③微生物繁殖力强,数量大,分布广,适应力强。
3、免疫功能的进化
单细胞生物能够分泌某些物质消灭异物。这种识别是非特异性的。
无脊椎动物还不具有对抗原的识别能力,但它们身体内的“白细胞样细胞”或“巨噬样细胞”对侵入的微生物等异物具有一定的抵抗能力。无脊椎动物的识别功能是动物界防御识别功能中的一个“过渡阶段” 脊椎动物中均可发现进化程度有所差异的免疫系统。圆口类动物出现了小淋巴细胞,鱼类开始具备较复杂的免疫系统,软骨鱼具有B细胞,硬骨鱼具有T细胞。鸟类和哺乳类的免疫系统功能最完善。主要功能有,1消灭病原微生物及中和毒素2清楚机体内各种衰老和破损的细胞器,保持体内各种细胞恒定的自身稳定功能3识别并清除机体内已发生突变的异
第六章 生物的微观进化
重点内容:
遗传平衡理论:指在一个大的随机交配的群体里,基因频率和基因型频率没有迁移、突变和选择等条件下,世代相传,不发生变化的现象。
①在一个大的随机交配的群体里,如果没有突变、自然选择等因素的干扰,各代基因频率保持恒定不变。 ②对于单一位点而言,如果群体中基因型频率是不平衡的,只要一代随机交配就可达到平衡。如果是多于一个位点,其平衡的速率就要减慢。
③一个群体在平衡状态下,基因频率与基因型频率的关系是P=p^2、H=2pq、Q=q^2。
选择、突变、迁移、遗传漂变对基因频率的影响
⒈突变在物种进化中的作用一方面表现为突变本身是影响基因频率的一种因素;另一方面突变为自然选择提供了原始材料,是进化材料的主要来源。
⒉自然选择是种群基因频率改变的一个重要因素,由选择引起的种群遗传构成的改变,都能提高种群的平均适合度。在自然条件下,选择对隐性基因和显性基因均起作用。选择是微观进化的主要因素。 ⒊迁移必然导致基因的流动,在一定条件下同样能引起基因频率的变化。迁移群体的等位基因频率与土生群体该基因频率往往存在一定的差异,这样就有可能改变迁入地群体该等位基因的频率。迁入个体比率大,迁入群体某基因的频率与土生群体该基因频率之间差异也比较大时,迁移对群体的基因频率才会有比较大的影响。
⒋由于群体太小引起的基因频率随机增减甚至丢失的现象,在大群体中不容易出现遗传漂变。
遗传漂变产生的原因及作用机理
遗传漂变是由于在有限的群体内取样误差而产生的基因频率的随机波动。漂变在所有群体中均能出现,不过群体越大漂变就越小,可以忽略不计。群体很小时,漂变的效应就很明显。因此从同一对祖先产生的子代群体,如果群体不大,由于随机留种的缘故,后代中的基因频率可能完全不同,而且完全可能把一些中
性的或无任何适应价值的形状保留下来。同时,也由于群体过小,不能达到像大群体那样的充分随机交配,因而在群体内不能达到完全的自由分离的组合,使基因频率产生偏差。
自然选择的类型及对种群的影响 ⒈正态化选择
又叫稳定性选择,即把趋于极端的变异淘汰掉而保留那些中间类型的个体,使生物类型具有相对稳定性。 ⒉单向性选择
把趋于某一极端的变异保留下来,淘汰掉另一极端的变异,使生物类型朝向某一变异方向发展。例如英国桦尺蠖的黑化。 ⒊分裂性选择
又称歧异化选择或分歧性选择,是指把一个种群中的极端变异按不同方式保留下来,而中间常态型则大为减少的选择。如海岛上的无翅,中间型,强翅个体。 ⒋平衡性选择
又称为保留不同等位基因的选择,是指能使两个或几个不同质量性状的群体若干世代中的比例保持平衡的现象。常导致多态现象。如人血型,眼和皮肤颜色。 ⑴对杂合体有利的选择 ⑵依赖于频率的选择
个体的适合度常随着基因型频率的改变而改变。 ⒌性选择
性选择是指造成许多雌雄异体的生物钟与性别相关的体形、颜色、行为等方面差异的选择方式。性选择的意义是使适应性较强的个体得到更多的繁殖机会,有利于提高后代的遗传素质。
适应形成的条件
⒈变异应当是可遗传的变异,这是适应形成的先决条件
⒉这种变异应当具有生存价值,在选择上具有优势,也就是说发生变异的生物个体不仅能生存,而且能够成功地繁衍后代
⒊环境的变化是定向的,这种定向的环境变化实质是提供了一种选择压力,使生物已产生的利于生存和繁衍的变异不断得到积累和加强,最终形成对于改变了的环境的适应。
基本概念:
微观进化:是无性繁殖系或种群在遗传组成上的微小差异导致的微小变化。 种群:是随机互交繁殖的个体集合,又称为孟德尔种群,是有性繁殖的基本单位。 遗传漂变:由于群体太小引起的基因频率随机增减甚至丢失的现象,又称赖特效应。 基因频率:指群体中某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所占的比率。 基因型频率:某种基因型的个体在群体中所占的比率。
适合度:自然选择过程是不同基因型组成的种群在生态系统中与环境互相作用,导致种群中不同基因型具有差异适合度的过程。适合度也称适应值。是指某一基因型个体与其它基因型个体相比能够存活并把它的基因传给下一代的能力。
选择系数:表示某一基因型在群体中不利于生存的程度,是表示相对选择强度的数值。
正态化选择:又叫稳定性选择,即把趋于极端的变异淘汰掉而保留那些中间类型的个体,使生物类型具有相对稳定性。
前进性选择:单向性选择和分裂性选择因为它们都能导致物种的分化,统称为前进性选择。
平衡性选择:又称为保留不同等位基因的选择,是指能使两个或几个不同质量性状的群体若干世代中的比例保持平衡的现象。
分裂性选择:又称歧异化选择或分歧性选择,是指把一个种群中的极端变异按不同方式保留下来,而中间常态型则大为减少的选择。
适应:生物的形态结构和生理机能与其赖以生存的一定环境条件相适合的现象。
应用:
适应的普遍性和相对性 ⒈适应的普遍性 ⑴植物对环境的适应
植物不能移动,所以只能通过改善各种器官的机能来适应其生存环境。高等植物的根茎叶,虫媒花的构造颜色香气,风媒花的形态特征及花粉粒小而数量大等。 ⑵动物对环境的适应 保护色,警戒色,拟态。 ⑶微生物对环境的适应 细菌的抗药性 ⒉适应的相对性
有条件的,暂时的。体现在生物体对环境变化的适应的滞后性。
⑴对一定条件的适应,而不是所有条件的适应。鹰的眼睛无法分辨颜色等。 ⑵暂时的,不是永久性的。爱尔兰鹿。
第七章 物种与物种的形成
重点内容:
物种的几种概念
非时向的物种概念:只对现在存活的生物进行分门别类。
时向种概念:分类对象包括地质历史上生存过的生物,涉及时间尺度,包括时间种和分支种。
物种划分的标准 1、形态学标准 2、遗传学标准 应用局限性 不适用无性生殖
生殖隔离并非区分物种的决定性指标:形态学差异巨大,异地分布,杂种完全可育——不同的物种;形态差异小,生殖隔离——某些姐妹种。 3、生态学标准
一个物种发生了分异,占据了不同的生态位,从生态学种来说,2个不同的物种。 4、生物地理学标准
分布范围不同,也是区分物种的标准之一。
物种的基本层次结构 1、个体 2、种群 3、亚种
物种的形成过程
1、可遗传的变异是物种形成的原材料 2、选择影响物种形成的方向 3、隔离是物种形成的重要条件
物种形成的方式 1、渐进的物种形成
① 异地种,临地种,同地种形成 ② 继承式和分化式物种形成 2、骤变式的物种形成
① 通过遗传系统中特殊的遗传机制 ② 通过染色体畸变 ③ 通过杂交形成新物种 ④ 通过多倍化形成新物种 ⑤ 通过随机因素和环境隔离因素 ⑥ 人类活动影响下的物种形成
基本概念:
物种:物种是由居群组成的生殖单元和其它单元在生殖上是隔离的, 在自然界占据一定的生态位。 非时向种:只对现在存活的生物进行分门别类,不考虑时间因素,所涉及的物种就是非时向种。 时向种:考虑时间向度,识别和区分不同物种的概念。
种群:居群,生活在一定群落里的一群同种个体,是物种的基本结构单元。 姊妹种:隐种,在外部形态上极为相似,互相间有完善的生殖隔离。
变种:种以下的分类单元,比原种相比具有形态、生理、遗传特征上的差异。
生殖隔离:在自然界由于某些机制阻碍了不同种群个体间的相互交配,即使能交配也不能繁殖后代。
应用:
物种形成在生物进化中的意义
1、物种形成是生物对不同生存环境适应的结果 为新的生物类型提供了新的进化起点
2、物种间的生殖隔离保证了生物类型的稳定性
物种的存在使生物保持遗传的相对稳定,又使进化不至停滞,保持进化的不可逆性。 3、物种是生物进化的基本单位 4、物种是生态系统中的功能单位
不同物种因其不同的适应特征在生态系统中占有不同的生态位,是维持生态系统能流,物流和信息流的关键。
第八章 生物的宏观进化
重点内容:
复式进化的基本内容
也称全面进化或上升进化,是生物体形态、结构和生理机能的全面复杂化、高级化。主要表现在代谢水平不断提高。
多细胞动物→无脊椎动物→鱼类→两栖类→爬行类→鸟类或哺乳类→人类。 藻类植物→蕨类植物→裸子植物→被子植物。
特化进化的基本内容
指由于生物对各种不同生活环境的适应,而出现的多方向的分化,但在生物体形态结构、生理功能等方面并没有质的提高和改变,其进化水平属于同一等级。特化式进化包括分歧、辐射、平行和趋同等。 (1)分歧(divergence , 趋异)由一个祖先物种适应于不同的环境,向着两个或两个以上方向发展的进化过程
(2)辐射(radiation)由一个祖先物种进化产生各种各样不同的新物种,以适应不同环境或生态位,从而形成一个同源的辐射状进化系统 。
(3)趋同(convergence) 指亲缘关系较远的生物在条件相同的环境中,在同样的选择压力下,有可能产生功能相同或十分相似的形态结构,以适应相同的环境条件,这种现象称为趋同。
(4)平行(parallelism) 指源于一个共同祖先,但后来适应不同条件产生分歧,之后又遇到了相同的条件,产生了对相似环境的相同适应。
简化进代的基本内容
指生物由复杂的结构转变为简单结构的进化方式.(退化)
渐变型式和间断平衡式异同
表型趋势异与谱系趋异
1、表型趋异(phyletic divergence):指后裔的平均表型相对于其祖先表型的偏离。由于进化改变常常造成谱系的倾斜
2、谱系趋异(phylogenetic divergence):是指一个单源群内代表不同进化方向的线系之间因种形成速率和绝灭速率的差异而造成的谱系不对称性。
生物进化不平衡性的表现
①生物的生理结构、机能发展的不平衡。
生物在身体构造、机能等方面的发展、进化是不平衡的,且发生的情况在不同生物中又是不同的。在大类群的发生和转化过程中,镶嵌进化就是由于性状发展的不平衡引起的。 ②生物进化速度的不平衡,可分为低速进化、中速进化和高速进化。 牡蛎、肺鱼、鸭嘴兽、大熊猫等. 中速进化:马已有6千万年的历史