清华大学生物学导论第八课:自然选择——宏观生物学
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简述自然选择学说的主要内容自然选择学说是进化生物学的核心理论之一,其主要内容是:物种适应环境的过程中,某些个体具有更有利的遗传特征,从而在繁殖中更成功地传递这些特征给后代,而其他个体则会由于缺乏这些有利特征而在繁殖中相对较弱。
这一过程导致了物种的适应性进化和物种的分化。
自然选择学说是英国科学家达尔文提出并发展起来的,并在19世纪末和20世纪初得到了广泛认可。
达尔文在其著作《物种起源》中提出了自然选择学说的基本原理。
根据自然选择学说,生物界的物种多样性和复杂性是通过逐渐积累的微小变化和适应性进化所形成的。
自然选择学说的核心观点包括以下几点:1. 变异性:个体在遗传上存在着差异,这些差异可能是由于遗传变异、突变或遗传重组等因素引起的。
这种变异性使得个体在适应环境时具有不同的优势和劣势。
2. 遗传:个体的遗传特征可以通过基因传递给后代。
这些遗传特征可能是有利的,使得个体能够更好地适应环境,也可能是不利的,使得个体在适应环境时相对较弱。
3. 适应性:在特定环境中,某些个体具有更适应的特征,从而能够更好地生存和繁殖。
适应性较强的个体更有可能将自己的遗传特征传递给后代。
4. 竞争:由于资源的有限性,个体之间存在着竞争。
适应性较强的个体更有可能获得更多的资源,从而更好地生存和繁殖。
5. 繁殖:适应性较强的个体更有可能繁殖更多的后代,将自己的遗传特征传递给下一代。
6. 积累:随着时间的推移,适应性较强的遗传特征逐渐在物种中积累,导致物种的适应性进化和物种的分化。
自然选择学说的主要意义在于解释生物界的多样性和复杂性。
通过自然选择,物种能够逐渐适应环境的变化,进化出适应性更强的特征,从而在竞争中更具优势。
同时,自然选择也解释了物种分化的原因,不同环境中的物种适应性差异使得它们发展出不同的特征和行为方式。
自然选择学说的应用也十分广泛。
在农业领域,人们通过选育和改良作物和家畜,利用自然选择的原理来提高农作物和家畜的产量和质量。
生物学导论重点生物演化论Evolution:饰变中的演替痕迹器官:同源器官:具有不同的功能和外部形态,却具有相同的基本结构的器官。
拉马克提出用进废退,获得性状等理论;认为演化有向复杂化发展的内在动力和环境的影响力两种动力。
生命是蛋白体的存在方式,具有新陈代谢,繁殖,遗传等特征。
原始生命的特征:1.具有脂双层膜围成的与环境隔开的含水囊泡。
2.囊泡内有多种核酸、蛋白质,糖类大分子。
3.能选择性地从环境中吸纳食物。
4.利用食物的分解,复制自身一部分起核心作用的大分子。
5.囊泡因大分子增多而生长,繁殖。
达尔文认为:决定生物演化的因素是遗传的变异和选择,认为获得性状可以遗传。
现代达尔文主义认为:决定生物演化的因素是突变(包括重组)、选择、隔离。
获得性状不能遗传。
变异:一定变异:环境引起的体质或机能的变异,不能遗传。
不定变异:相同环境条件下发生的彼此不同,能够遗传。
变异的原因:突变、重组、畸变。
基因突变:是某一基因内部发生了化学性质的变化,与原来基因形成对性关系。
突变体:由于基因突变而表现突变性状的细胞或个体。
基因突变在演化中的意义:为生物演化提供有生存价值的材料为生物演化提供丰富的材料。
自然选择:适合环境条件的生物被保留下来,不适合的被淘汰。
性选择:同性个体间为争取与异性交配而发生竞争,是自然选择的一种特殊形式。
自然选择的类型:稳定性选择,前进性选择。
选择的实质:定向改变群体的基因频率。
遗传和变异的交互作用是演化的动力。
适合度:一个生物能够生存并把他的基因传给下一代的相对能力。
适应:生物适应环境而形成一定特性和性状的现象。
适应的普遍性:适应是自然选择的结果。
适应在进化中的作用:个体数目增加,分布区扩大,物种的进化。
适应的起源:条件:要有遗传的变异;环境的变化;具有生存价值的变异方式:遗传基础先发生变化;环境先发生变化物种的形成:自然选择以微小的变异为原始材料,通过生存斗争,保存积累有利变异,经过许多时代,形成新的生物类型。
生命科学导论第一章绪论21世纪将是生命科学的世纪,面向21世纪的大学生应有生命科学基础,而不应该成为“生物盲”。
一.什么是生物学?1. 定义生物学(biology)是研究生物体生命现象和生命活动规律的科学,因此,又称为生命科学(life sciences)。
生物学研究生物体的形态、构造、行为、机能、演变及其与环境间相互关系等问题。
2. 生物学的研究对象生物学的研究对象正在日渐加深和扩大,不仅要研究肉眼看不见的微生物,也要研究自然界的动物、植物。
生物学还要研究人类自己,因为人类也是一种生物。
生物学还要研究小至生物大分子的基团行为,广至地球表面的生物圈(bio-sphere)的将来动态,延伸至玄古生命的发生和宇宙中生命存在的问题。
3. 生物学的分科根据研究对象分为:动物生物学、植物生物学、微生物学、人类学。
根据研究角度分为:分类学,形态学,生理学,胚胎学,古生物学,遗传学,生态学等。
根据研究范围分为:生物化学,生物物理学,分子生物学,细胞生物学,组织生物学,器官生物学,个体生物学,群体生物学等。
二.生物学的历史和发展从传统生物学到现代生命科学(1)描述生物学阶段(19世纪中叶以前)主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物,寻找他们之间的异同和进化脉络。
代表人物:达尔文—《物种起源》(1859)(2)实验生物学阶段(19世纪中叶~20世纪中叶)利用各种仪器工具,通过实验过程,探索生命活动的内在规律。
(3)创造生物学阶段(20世纪中叶以后)分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。
(4)生物学的发展趋势从微观到宏观分子→细胞→整体水平高度分化和高度综合的辨证统一现代生物学的高度分化,各学科的相互渗透,新学科或边缘学科的产生。
三.生物学的研究方法1. 观察与描述方法外部观察和外部形态描述:分类学。
《尔雅》、《本草纲目》、亚里士多德对500种动物的描述分类、林奈的双名法等。
2. 比较方法比较解剖学:脊椎动物各类群的器官和器官系统的形态,结构进行解剖,加以比较,为生物进化论提供证据。
八年级生物自然选择知识点生物是自然界最为丰富多彩的一类生命体,而自然选择则是无论是动物还是植物都必须面对的一个重要问题。
在本文中,我们将深入了解自然选择这个生物学中的重要知识点,并且了解它的基本概念、作用以及在实践中的应用。
一、自然选择的基本概念自然选择是指在自然界中,一些适应环境的生物更容易生存并繁殖后代,而不适应环境的生物则容易被淘汰。
自然选择理论由英国生物学家达尔文于1859年提出,它认为物种的进化是由于自然选择所引起的。
自然选择包括两个基本概念:适应性和遗传性。
适应性指的是个体的表型特征能够使它在某种环境条件下生存和繁殖的概率更大;而遗传性是指适应性表现在个体的基因上,并可以遗传给下一代。
二、自然选择的作用自然选择对进化起着非常重要的作用。
它通过生物为适应环境而不断进化,使物种不断发展、繁衍和进化。
适应环境的生物将会更容易生存并繁殖后代,而不适应环境的生物则会被淘汰。
这样,在进化的过程中,经过数代的演化,物种就能够得到更适应环境的基因和生理特征,使生物的存活能力不断提高。
三、自然选择的应用自然选择的应用在生物学领域中有着广泛的展现。
例如,对于动物、植物等生物的研究中,许多科学家都运用了自然选择的理论,探索生态系统中的各个环节。
除此之外,在实践中,自然选择理论也被广泛地应用于农业、畜牧业、药物研发、环保以及医学等领域。
在农业中,运用自然选择理论,科学家们培育了更加适应环境、生长更快速、产量更大、更抗病害的植物和动物。
在医学领域中,自然选择的理论也被广泛地应用于对病毒、细胞等的研究中,以期能够开发出对人类健康治疗更有效、更安全的药物。
综上所述,自然选择作为生物学中的重要知识点,无论是在理论研究中还是实践应用中,都展现出了其重要性。
因此,我们应该不断增强对于这一知识点的了解和应用,从而使我们更好地理解自然、认识自身。
自然选择的例子自然选择是进化生物学中的一个重要概念,它指的是环境中适应性更好的个体会更有可能生存下来并繁殖后代,从而不断传递其适应性特征给下一代。
在自然界中,自然选择通过对群体基因组的改变实现物种的适应性进化。
下面将介绍一些关于自然选择的经典例子,以更好地理解这一概念。
1. 珍稀黑胶鹳的喂食行为在非洲的河流中生活着一种名叫珍稀黑胶鹳的鸟类。
它们以捕食鱼类为生,而鱼类数量有时会出现周期性的变化。
当河流缺水时,鱼类数量减少,珍稀黑胶鹳也面临着食物短缺的挑战。
然而,这些细长的鸟嘴却能派上大用场。
在这种食物短缺的情况下,只有那些能更好地使用鸟嘴进行捕食的黑胶鹳能够更好地生存下来并繁殖后代。
随着时间的推移,这种捕食技巧通过基因传递给下一代,使得该物种对于缺水期间的食物短缺具有更强的适应性。
2. 驯化的果蝇实验在实验室中,研究人员通过对果蝇进行驯化实验,发现了自然选择的明显效应。
研究人员将一群果蝇引入实验室,提供两种食物选择:混合玉米和谷物的食品。
最初,果蝇对两种食物都表现出类似的食用量。
然而,研究人员逐渐增加了混合玉米的毒性,使得食用混合玉米食物的果蝇大量死亡。
随着时间的推移,仅仅那些对混合玉米不太敏感的果蝇得以幸存并繁殖后代。
随着实验的进行,更多的果蝇能够有效地避免混合玉米食物,以适应周围环境的变化。
3. 长颈鹿的进化长颈鹿是自然界中的一个著名例子,它们的颈部长度逐渐进化成为一种生存的优势特征。
在食物资源稀缺的非洲大草原上,竞争激烈,植物的叶子位于较高位置,其他动物很难获得。
然而,长颈鹿的颈部长度适应了这种环境,使它们能够轻松地获取到其他动物无法触及的植物叶子。
那些颈部较长的长颈鹿更容易生存下来并繁衍后代,逐渐形成了长颈鹿种群的主导特征。
4. 细菌的抗药性细菌的抗药性是自然选择的又一个突出例子。
在抗生素广泛应用的环境下,一些细菌具有与抗生素抗争的能力。
当抗生素进入细菌环境时,大部分敏感的细菌被杀死,但是那些具有抗药性基因的细菌能够幸存下来。
达尔文自然选择学说高中生物概述说明以及解释1. 引言1.1 概述达尔文的自然选择学说是生物学中最为重要和具有影响力的理论之一。
它揭示了物种演化和生命适应性背后的原理,并为我们解释了为什么某些特征或行为在物种中得以保留和传递下去。
自然选择作为进化生物学的核心概念,被广泛应用于高中生物课程教育中,帮助学生更好地理解和认识生物多样性以及适应环境变化的能力。
1.2 目的本文旨在全面介绍并解读达尔文自然选择学说在高中生物教育中的重要性和价值。
通过对定义、背景知识、关键概念以及相关示例与案例的深入讨论,帮助读者更好地理解自然选择学说及其在现代生物学研究中所扮演的角色。
1.3 结构本文分为五个主要部分来组织讨论内容。
首先,在引言部分将简要介绍文章整体结构与目标;接着,在第二部分将详细阐述达尔文自然选择学说的定义、背景以及重要概念解释;随后,在第三部分将探讨高中生物教育中自然选择学说的教育意义、学习重要性以及课程实践案例;其后,在第四部分将强调自然选择学说在现代生物学研究中的地位,包括进化理论与争议观点以及多样性和适应性研究进展;最后,在第五部分将总结全文要点回顾,并强调自然选择学说的教育意义和未来发展趋势。
通过以上架构,读者能够系统地了解和认知达尔文自然选择学说在高中生物教育以及现代生物学领域的重要性和影响,以及对于深化人们对生命演化和环境适应的理解所带来的启示。
2. 达尔文自然选择学说2.1 定义与背景达尔文自然选择学说指的是英国科学家查尔斯·达尔文通过研究物种适应环境变化的机制和规律,提出的一种解释生物进化的理论。
该理论于19世纪中叶被首次提出,并在达尔文的著作《物种起源》中详细阐述。
在19世纪之前,人们对物种起源和演化的认识相对有限。
达尔文通过长期观察和研究不同生物形态、行为特征以及它们在不同环境中的存活能力,提出了这个具有里程碑意义的理论。
2.2 重要概念解释自然选择是达尔文自然选择学说的核心概念之一。