生物进化理论

生物学科术语

生物进化理论（Theory of biological evolution），生物学科术语。

简介

种群是生物进化的基本单位

① 理由如下。（1）就原核生物和无性繁殖的真核生物来说，来自同一亲本的无性繁殖系是由遗传上相同的个体组成的，同一克隆内的个体之间没有遗传差异，自然选择作用的是无性繁殖系。（2）对于有性生殖的生物来说，个体的基因型是终身不变的，无论它在自然选择中具有多大优势，其基因型也不可能一成不变地传给下一代个体，这是因为个体的基因组成来自父母双方。但是就一个种群来说，种群中全部基因的总和（基因库）却可以在传宗接代过程中维持相对稳定，因此，自然选择作用的是种群，本质上是种群基因库。也可以这样理解：种群中个体的基因来自种群基因库，个体死亡后又通过其后代把基因归还给基因库。如果一个个体不能与种群中其他个体交配产生后代，这个个体在进化上就没有意义。

种群也是生物繁殖的基本单位，种群内的个体不是机械地集合在一起，而是彼此可以交配，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。

②基因库和基因频率

基因库是指一个种群中全部个体所含的全部基因。每个个体所含有的基因只是种群基因库中的一个组成部分。每个种群都有它独特的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却代代相传，并在传递过程中得到保持和发展。种群越大，基因库也越大，反之，种群越小基因库也越小。当种群变得很小时，就有可能失去遗传的多样性，从而失去了进化上的优势而逐渐被淘汰。

基因频率是指某种基因在某个种群中出现的比例。基因频率可用抽样调查的方法来获得。如果在种群足够大，没有基因突变，生存空间和食物都无限的条件下，即没有生存压力，种群内个体之间的交配又是随机的情况下，种群中的基因频率是不变的。但这种条件在自然状态下是不存在的，即使在实验条件下也很难做到。实际情况是由于存在基因突变、基因重组和自然选择等因素，种群的基因频率总是在不断变化的。这种基因频率变化的方向是由自然选择决定的。所以生物的进化实质上就是种群基因频率发生变化的过程。

③基因频率和基因型频率的相关计算

设有N个个体的种群，AA,Aa,aa的个体数分别是n1,n2,n3，A,a的基因频率分别用PA,Pa表示，AA，Aa,aa的基因型频率分别用PAA,PAa,Paa表示，则：

PA=（2n1+n2）/2N=(n1/N)+(1/2)X(n2/N)=PAA+(1/2)PAa

Pa=（2n3+n2）/2N=(n3/N)+(1/2)X(n2/N)=Paa+(1/2)PAa

结论

【1】在种群中一对等位基因的频率之和等于1，基因型频率之和也等于1.

【2】一个等位基因的频率=该等位基因纯合子的频率+1/2杂合子的频率。

(2)生物进化的原材料——突变和基因重组

可遗传的变异是生物进化的原始材料，可遗传的变异主要来自基因突变、基因重组和染色体变异，在生物进化理论中，常将基因突变和染色体变异统称为突变。

基因突变是指DNA分子结构的改变，即基因内部脱氧核苷酸的排列顺序发生改变。基因突变是普遍存在的。根据突变发生的条件可分为自然突变和诱发突变两类。不管在什么样的条件下发生突变，都是随机的，没有方向性。

一．现代进化理论的由来

1. 拉马克进化学说的要点

（1）生物由古老生物进化而来的；

（2）由低等到高等逐渐进化的；

（3）生物各种适应性特征的形成是由于用进废退与获得性遗传。

2. 达尔文自然选择学说的主要内容，意义及局限性

过度繁殖，生存斗争，遗传和变异，适者生存。论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。但对于遗传变异的本质未作出科学的解释，对生物进化的解释也局限于个体水平，强调特种的形成是渐变的结果，不能解释物种大爆发现象。

二．现代生物进化理论的主要内容

1.现代生物进化理论的主要内容

基本观点：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成。在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。

3. 生物进化与物种形成

生物进化是同种生物的发展变化，时间可长可短，任何基因频率的改变，不论其变化大小，引起性状变化程度如何，都属于进化的范围。物种形成是指一个物种发展为另一个物种的过程。必须当基因频率的改变突破物种界限形成生殖隔离时，方可成立。这其中不仅包括漫长的时间，较明显的基因型和表现型变化，还应包括生殖隔离的存在。因此生殖隔离是物种形成的必要条件，而不是生物进化的必要条件。

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