生物进化论

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生物进化论的创始人是达尔文------.
达尔文是英国生物学家,进化论的奠基人.在探究生物进化奥秘的过程中,具有重要贡献,他提出了生物进化的自然选择学说,被恩格斯赞誉为“19世纪自然科学三大发现”之一.生物进化论,是生物学最基本的理论之一,是指生物在变异、遗传与自然选择作用下的演变发展、物种淘汰和物种产生过程;地球上原来无生命,大约在30多亿年前,在一定的条件下,形成了原始生命,其后,生物不断的进化,直至今天世界上存在着170多万个物种;生物进化论最早是由达尔文提出的,其在著《物种起源》时有详细的论述;进化论有三大经典证据:比较解剖学、古生物学和胚胎发育重演律.故答案为:√。
什么是生物进化论?
在生物进化研究中,要阐明两个主要问题:一是进化历程,二是进化机制。

至20世纪60年代中叶,主要是由古生物学家、胚胎学家和系统学家研究第一个问题,群体遗传学家研究第二个问题。在研究生物进化历程时,一般把物种作为进化单位,从化石、胚胎发育以及形态和生理性状比较中,以确定生物进化系统发育树。

在研究生物进化机制方面,本文重点介绍分子进化研究中的主要发现及其对原有进化论的影响。为了弄清分子进化论产生的背景,先简要介绍与它有关的几种进化学说。

1 历史回顾

1.1 达尔文学说

1859年,英国生物学家和生物进化论的奠基者达尔文,在其巨著《物种起源》中提出了生物进化的自然选择学说。该学说的要点是群体中的个体具有性状差异,这些个体对其所处的环境具有不同的适应性;由于空间和食物有限,个体间存在生存竞争,结果,具有有利性状的个体得以生存并通过繁殖传递给后代,具有不利性状的个体会逐渐被淘汰(达尔文把自然界这种留优汰劣的过程称为自然选择);由于自然选择的长期作用,分布在不同地区的同一物种就可能出现性状分歧和导致新物种的形成。

由于当时对群体变异的来源不清楚,人们对该学说褒贬不一。有人认为该学说揭示了自然选择在物种形成中的创造性作用;有人则认为自然选择作用于物种内的连续变异不足以导致新物种的形成,新物种的形成只能依靠物种内的非连续变异。

1.2 突变学说

人们对达尔文学说的争论,促使荷兰遗传学家德·弗里斯(de Vries)提出了物种形成的突变学说(1903)。该学说受到当时的许多生物学家的欢迎,因为它是在对美洲物种夜报春花(Oenothera lamarchiana)试验研究的基础上提出的,似有过硬的试验证据。首先,他在该物种的自然群体中观察到几种变型。然后,在多代繁育试验中发现,该物种总能连续产生少数变型;这些变型或能真实遗传,或能分离成该物种和自然群体中原观察到的那几种变型。由于某些变型与原物种差别很大,故定为新物种,而新物种的形成很易用单突变解释。但后来证明,德·弗里斯所用的材料实为一永久杂种,他所发现的所谓新物种只不过是这一永久杂种的分离产物。

在德·弗里斯突变论的启发下,摩尔根根据他试验得到的许多突变体实受孟德尔基因控制,从而认为:在进化中,突变的作用大于自然选择的作用——前者创造变异,后者只保留现存的有利变异;少数有利变异会在群体中逐渐占优势,而进化是群体中更为有利的基因替换原有基因的过程。因此,摩尔根这一进化学说往往叫突变学说,但最好叫突变-自然选择学说,因它没有否定自然选择在进化上的作用。

1.3 综合进化学说

在本世纪20~30年代,英国学者费希尔(R. A. Fisher)、霍尔登(j. B. S. Haldance)和美国学者赖特(S.Wright),综合了选择论和基因论的成就,运用群体遗传学的理论和方法,对突变、选择和遗传溧变引起群体等位基因频率的变化,在数学上进行了深入的理论研究后得出:选择对群体等位基因频率的影响,要比突变有效得多。这一理论成果很快为许多实验遗传学家所接受。

综合进化学说的主要论点有:突变是随机的,是生物进化的原始材料,但由于对等位基因频率变化的影响很小,在进化中作用很小;自然群体存在的遗传变异足以对不同环境的自然选择作出反应,自然选择是影响生物进化的主要因素,决定着生物进化的方向;由于自然选择,处在不同环境下的有利基因分别被固定,最终可使不同环境下的生物出现生殖隔离而形成新物种。由于综合进化学说的基本观点仍是自然选择,所以又叫新达尔文学说。

2 分子进化学说

分子进化一般涉及两方面内容:一是重建物种或基因的进化历程,即重建分子系统发育树;二是研究生物大分子(如 DNA和蛋白质)的进化机制。

2.1 试验结果

利用不同的分子技术(如序列分析、电泳分析和DNA杂交),对蛋白质和核酸分析的主要发现有:

2.1.1 对于特定的蛋白质或基因,只要功能不变,每年每位点的进化速率((用氨基酸或核苷酸替换率表示)为一常数。分析的基本思路是,测定特定蛋白质(或核酸)不同物种自趋异以来的氨基酸差异数d;根据古生物学等可知道不同物种开始趋异的时间t。研究发现,d和t存在显著的直线回归关系,进而可求得特定蛋白或基因的进化速率。进化速率依蛋白质或基因的类型而定,如纤维蛋白肽、血红蛋%B
生物进化根本
遗传物质的变异是进化的内因,环境对遗传物质的变异起到诱发与筛选的作用,进化后的生物对环境又有反作用。

具体: 1 遗传物质的变异是进化的内因 自然界存在数亿种生物,它们形态各异,种类纷繁,生物的多样性,主要就是遗传物质不同造成的。同一物种遗传物质的相对稳定性保证了该物种的稳定性和连续性。

而遗传物质的变异为生物进化提供了可能性。 1.1 基因突变和染色体畸变 中性学说在对生物大分子的量化分析后认为,基因随时会产生大量的中性突变。

对于编码蛋白质的结构基因而言,当三联体密码中的 1 个核苷酸(尤其是第 3 位)发生置换往往不会使氨基酸类型发生改变。蛋白质的保守性替换又指出,即使改变了个别氨基酸残基,但该残基是在可变区域内这种变化也并不影响生命体的生存价值。

此外,结构基因只是整体 DNA 序列中的小部分,还有大量不编码蛋白质的序列,如调节基因、重复序列、内含子、假基因和退化基因等。由此,木村资生( Motto.Kimura )等人结论生物进化在分子水平上起主导因素的是那些对生物生存即不有利,又无害的“中性”基因。

但如何界定“绝对”的中性突变,仍然是一个复杂的问题。调节基因、内含子、重复基因、假基因等非编码蛋白质基因虽然不直接指导蛋白质的合成,但它们与各种环境因素相结合通过调节转录,翻译的过程来发挥作用。

有研究表明:由猿到人的变化,主要是调节基因的变化,不是结构基因的变化 [1] 。许多实验证据也支持了 Gilbert 提出的关于内含子功能的假说,认为结构基因是通过内含子序列之间的重组,将外显子聚集在一起而产生的,即内含子是原初基因重新组合过程的残留物。

此外,就目前人们的认识来看,内含子还具有影响基因的表达调控;调控 RNA 的剪接;编码特定的蛋白质;保护基因家族等功能 [2] 。同属于重复基因的 rRNA 和 tRNA 在蛋白质翻译中也具有各自的功能。

假基因可通过接受邻近功能基因的片段或者由于功能基因移动而获得功能。假基因与功能基因之间发生外显子交换的例证已在小鼠 ψ a3 中有所发现 [3] 。

一些单个核苷酸被置换后,也许不能改变氨基酸的类型,但它通过化学键对邻近核苷酸的作用是不容忽视的。它能改变邻近核苷酸的置换率。

因此,我认为将一些基因突变定义为绝对中性是欠妥当的。 染色体畸变包括染色体结构和数目的变化,它与基因突变一样在进化中占有重要的位置。

染色体畸变牵涉到 DNA 分子上较大范围内的变化,影响基因间的连锁和交换,改变基因表达的方式,产生生殖隔离机制,加速物种分化的过程等。 1.2 基因重组 病毒的进化很难用渐进突变累积来解释,病毒与宿主或其它病毒之间的基因重组引起的飞跃式突变起了很大的作用 [4] 。

事实上,在微生物间由于转化、接合和转导引起的基因重组发生的频率比基因突变高达一万倍 [5] 。由此可见,基因重组是病毒及微生物进化的一种主要方式。

对于高等生物来说通过食物摄入,有性生殖,微生物介导也能获得外源核酸,为基因重组提供必须的物质要素。张光明等人 [6] 提出微生物能有效介导基因重组,从原核生物到真核生物中广泛存在的转座作用可能是微生物介导的基因重组的一种重要方式。

微生物先感染一种生物,携带上该种生物的遗传物质,再感染另一种生物,将所携带的遗传物质转移到另一种生物的基因组中。因为另一种生物本身已具有完善稳定的遗传机制,这种基因重组获得表达并固定下来的机率并不是很大,但不可否认基因重组在生物进化中起着重要作用。

2 环境对遗传物质变异的诱发与筛选作用 从生态学的角度来说,任何生物都生存在总体稳定又时时处于变化之中的生态环境中,与环境存在物质、能量、信息的交流。环境是生物进化的外因,它诱导遗传物质发生变异,又对其进行筛选,经过时间的积累达到生物的进化。

这里指的环境包括生物环境和非生物环境,宏观环境和微观环境是指所有对研究主体有影响的外界因素。 2.1 环境诱发遗传物质变异 就化学环境而言,生物体从环境中摄入各种物质,经分解、吸收作用后,送入细胞中,这些物质中的某些化学成分与元素可能会与遗传物质的组成物发生反应,或使遗传物质的结构发生变化。

某些化学物质直接作用于生物体的表面,也可能引起表面细胞的破坏,并使遗传物质发生变异。 物理环境能引起遗传物质变异的最主要因素是射线。

生物生活在地球上,无时无刻不受宇宙射线和地球上的放射性物质发出的射线的照射。科学家作了统计,一个人一年平均受的射线照射在人体中可把大约十亿个分子的化学键打开。

DNA分子在人体中所占比例很小,计算结果,每年每人平均损伤约200个DNA分子 [7] 。若生物偶然接触到能量更大的射线则引起突变的机率更大。

现在,许多科学家利用遗传工程技术,将 DNA上的某些片段人为的进行改变,培育出有利于生产经济的新品种。进行了转基因改造的动植物及微生物若被推广,则为该种生物的进化提供了一定的物质可能性。

新品种与近源野生种的杂交,有可能使人为改造过的基因片段得到传播,并且固定下来。这在植物中更为常见。

也可以说这是人为环境对生物进化的影响。微生物。
【生物进化的过程】
这是一个很大的题目哦,设计太广了,随便说说吧从几十亿年前地球形成开始是没有生命的,但是地球特定的地理环境有大气层和水,在大气层中有闪电产生,由于闪电的作用,地球中最原始的无机物质在闪电的作用下形成氨基酸等最基本的生命体的单体(这个是米勒实验验证的).然后经过漫长的化学反应,氨基酸逐渐形成肽链的高分子的物质,然后再经过漫长的演化而与其他大分子物质形成单细胞生物.单细胞生物比较简单,在演化的过程中,单细胞生物组建聚集起来,形成团聚的多细胞团,多细胞团的功能相同,形状相同.细胞内部功能出现分化,向着专门化的方向发展.这是多细胞生物产生的基础.从多细胞生物开始进一步演化,从原生动物、腔肠动物等单细胞动物到线形动物等高级一点的多细胞动物.这些可以说事无脊椎动物的鼻祖.从无脊椎动物进一步演化到脊索动物,就逐渐出现脊椎动物的雏形了.脊椎动物从鱼类开始进化,整个进化的思路是要摆脱水环境的影响.鱼类向着两栖类发展,可以离开水而相对独立生活,呼吸系统进化很大,从鳃到肺和皮肤呼吸.两栖类再到爬行类,表皮能够防止水分蒸发,呼吸系统进一步进化.然后到了鸟类,最终演化成哺乳类.整个进化过程是从单细胞到多细胞,从低级到高级的过程.是细胞内分工的结果,是自然选择和生物对环境适应的过程.。
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