高中生物課本中的進化知識點總結
高中生物學的每一章都蘊含著生物進化知識,全篇始終貫穿著進化的觀點。篩選、整合和挖掘這些進化點,對學生科學地認識生命自然界及其發展規律、增強學習的條理性、建立正確的世界觀大有裨益。下面是小編為大家整理的關於高中生物生物的進化相關知識點,希望對大家有所幫助!
高中生物學中的進化點歸納
1、基因分子結構的進化
核酸、蛋白質、糖類、脂質、水和無機鹽是細胞內的生命物質。其中核酸和蛋白質在生命活動中有著十分重要的生理功能。這裡僅以遺傳物質—基因結構的進化為例來加以說明。
1944年,由於艾弗裡***1877-1955***及其同事的工作,得出了DNA是遺傳物質的結論,這個爭論了幾十年的問題畫上了圓滿的句號。但整個DNA分子並非都具有遺傳性,起遺傳作用的只是DNA分子上有遺傳效應的片段,這個片段是基因。我們知道,原核生物細胞中的基因是由成百上千個脫氧核苷酸組成的。組成基因的脫氧核苷酸序列可分為不同的區段,在基因表達過程中,不同區段所起的作用並非相同。有的可以轉錄為相應的mRNA,進而指導蛋白質的合成。這個區段的基因叫編碼區。有的不能編碼蛋白質,這段叫非編碼區,非編碼區是由上游和下游的DNA分子組成的。就原核生物來說,其基因結構是連續的。也就是說,只要是編碼區就有編碼蛋白質的功能。而真核細胞基因中的編碼區的結構較原核生物有很大的不同,其結構複雜得多。上面已經講到,原核生物的基因是連續的,那麼真核生物的基因是間斷的,或者說是不連續的。因為有內含子的存在將外顯子隔開,內含子的發現是近幾十年來分子生物學研究領域的一個最重大突破。由此看來,從基因進化這個角度看,基因結構的進化趨勢是:連續 間斷。
2、細胞結構上的進化
從原核細胞發展成為真核細胞,最顯著的變化是生物膜系統的分化。在真核細胞中膜系統是細胞分化的基礎,第一,分化出核膜,將細胞分為細胞核和細胞質。遺傳物質的轉錄與複製在細胞核中進行,物質代謝、能量代謝等代謝過程在細胞質中進行。這樣使得核和質的分工更加明確、準確。第二,分化出多種細胞器,使得細胞的結構和功能區域化和特定化,使細胞器的職能更加清晰,提高了代謝效率。細胞結構的複雜化和功能的專一化是細胞進化的顯著標志。
3、動物個體發育的進化
3.1從受精過程看:魚類、兩棲類的受精過程離不開水,是在體外進行的,胚胎的發育也是在體外進行的。爬行類、鳥類的受精及胚胎髮育是在體外完成的,哺乳類的受精及胚胎髮育是在體內進行。受精方式:體外受精 體內受精。
3.2從產生的後代的形態上看:爬行類、鳥類的生殖形態是卵生,需要在體外的適宜的溫度等條件下,繼續發育才能成為新個體。而哺乳類的生殖形態是胎生,由母體產生的個體是一個小的幼體。幼體可以得到母體適合生長髮育的條件,便於得到母體的保護以及獲得充分的營養物質,提高了幼體的成活率。生殖形態進化為:卵生 胎生。
3.3從胚胎結構上看:魚類、兩棲類動物的胚胎無羊膜和羊水,其胚胎髮育離不開水,幼體生活在水中。爬行類、鳥類和哺乳類動物在胚胎髮育的早期,從胚胎的四周表面開始,形成了圍繞胚胎的胚膜。胚膜的內層叫羊膜。羊膜內的液體叫羊水。它的存在可使得胚胎髮育擺脫水的束縛。因此,爬行動物才是陸地上真正的脊椎動物,這是動物在生存環境上的一次創新。這個事實也間接地說明了,生物從水生到陸生的進化趨勢。胚胎結構的進化:無羊膜 有羊膜。
4、生殖上的進化
4.1從細胞增殖方式上看:原核生物往往進行無性生殖,隨著細胞結構的複雜化,真核細胞可以行有絲分裂。有絲分裂是真核生物進行細胞增殖的主要方式,在生殖時又進行減數分裂。當然,也不排除在高等動植物中還保留著無絲分裂,但那並不是主要的增殖方式,往往發生在應付急變時才進行。因此,從細胞增殖上看,從無絲分裂 有絲分裂。
4.2從生殖方式上看,低等生物常常行無性生殖,如分裂生殖、斷裂生殖、孢子生殖、出芽生殖和營養生殖等方式。這些生殖方式的一個共同點是,不經過生殖細胞的結合,由母體直接產生新個體。隨著生物體的結構和功能的複雜化便產生了有性生殖,有性生殖是要經過生殖細胞的結合先形成配子,以配子為載體再產生新個體。如配子生殖、接合生殖和單性生殖。蜜蜂等生物的有性生殖屬於特例。配子生殖是有性生殖的主要方式。包括同配生殖、異配生殖和卵配生殖***卵式生殖***。藻類植物中的衣藻可以進行同配生殖,空球藻能夠進行異配生殖,團藻可行卵配生殖。行卵配生殖的細胞在大小、形態上都有很大的差異,它是一種極端的異配生殖。可大大提高受精的成功率,更加利於生物的生存和發展。生殖方式的進化可表示為:無性生殖 有性生殖;配子生殖方面的進化趨勢為:同配生殖 異配生殖 卵配生殖。
5、代謝方式的進化
原始大氣是不含遊離態氧的,因此原始生命的異化作用型別是厭氧型。但在原始大氣及原始海洋情況下是能夠產生有機顆粒,而原始生命在原始海洋中可利用這些有機顆粒進行代謝,因此它的同化作用型別是異養型的。在此之後,地球上出現了藻類植物,通過藻類植物的光合作用,從而改變了原始大氣的成分,這為需氧生物的出現奠定了基礎。於是地球上出現了自養需氧型生物。由於氧氣的產生在大氣層中便形成了臭氧層,因為臭氧層吸收大量的紫外線,這就為生物由水生邁向陸生提供了軟著陸。需氧生物較厭氧生物明顯提高了代謝率,有機物分解徹底,釋放能量充裕,為生物的進化提供了能量基礎。再看食物的消化方式,單細胞的原生動物生活在水中,身體直接與水接觸,可以通過水來吸收營養物質,進行細胞內消化,並將代謝終產物直接排向水體。到了腔腸動物,其消化食物的方式有了新的變化,能夠進行細胞外消化,部分結構還進行細胞內消化,但這與原生動物相比,畢竟有了一定程度的進步。腔腸動物後動物其消化食物的方式均為細胞外消化。因此,從代謝角度看,生物進化的趨勢是:異養厭氧型 自養厭氧型 自養需氧型 異養需氧型。消化方式進化:細胞內消化 細胞內與細胞外消化 細胞外消化。
6、生命活動調節方式的進化
6.1植物生命活動調節方式:由於植物沒有神經系統,其生命活動的調節主要依賴於植物激素,植物對來自內外環境的刺激發生的反應叫植物的應激性。詩人葉紹翁的“春色滿園關不住,一枝紅杏出牆來”是對植物應激性的生動描述。植物的應激性包括感性運動和向性運動,二者都是植物對環境適應的表現。但二者還是有區別的,植物的向性運動是有方向的,其方向與刺激的方向表現為一致性。而感性運動的方向與刺激方向無關,這就是說,感性運動的目的性較差,沒有向性運動明確,向性運動比感性運動的生物學意義更加重大。進化途徑:感性運動 向性運動。
6.2動物生命活動調節方式:單細胞的原生動物無神經系統,接受刺激和發生反應是通過原生質的流動來實現的,其結構基礎是細胞膜的流動性。低等的多細胞動物如水螅已經具有網狀神經系統,因此它的反應較慢、範圍大、彌散,所以定位不準確。水螅後動物已經形成中樞神經系統,特別是產生了腦這個指揮機構,可以通過反射弧來接受刺激和發生反應與外界環境相適應。動物的調節方式:趨性 非條件反射和本能 印隨 模仿 判斷、推理;總的進化趨勢為:原生質流動 神經系統調節***非條件反射條件反射***。
7、遺傳和變異上的進化
7.1遺傳:從傳遞遺傳物質的載體看:從無性生殖的孢子發展到有性生殖的配子;從遺傳體的來源看,首先是單親本作為親本然後發展到二親本;從遺傳物質的來源上看,從無遺傳物質的重組到有遺傳物質的重組;這樣就造成了遺傳的複雜化和多樣性,使生物的變異增強,生物對環境的適應能力和生活力都大幅度地攀升。
7.2變異:從變異的原料上看:原核生物的變異只有基因突變和基因重組,到了真核生物其變異的原料既有基因突變,又有基因重組和染色體畸變。從抵抗外界干擾的能力上看:原核生物的抗干擾能力較差,存在性狀跟進現象。只要基因中的鹼基發生變化,就會產生突變,而帶來性狀的隨之跟進。真核生物則不然,即便基因中某鹼基發生突變也不一定會帶來性狀跟進現象。比方說,UUU代表苯丙氨酸的密碼子,假如由於基因突變,使得右側的U鹼基成為C,則形成了UUC密碼子,雖然基因發生了變化,但性狀並沒有變化,它所指導的氨基酸仍然是苯丙氨酸。另外,如果突變的鹼基發生在內含子上,也不會影響到性狀。還有,發生突變的鹼基是在非編碼區,也不會發生性狀的改變。因此,真核細胞的抗干擾能力較原核生物大得多,利於生物的遺傳和進化。
8、生態上的進化
8.1從生物的生境上看:最早的生命生活在水中,當能夠進行光合作用的植物產生後,便改變了大氣的成分,出現了遊離態的氧,由此產生了臭氧層,在臭氧層的保護下,才造成了水生生物向陸生生物的演進。
8.2從生物之間的關係上看:生態系統的生物因素中不外乎種內關係和種間關係,種內關係包括種內互助和種內競爭。二者從發生的時間上看,首先出現的是種內互助,後出現種內競爭。通過種內競爭才能實現汰劣留良,使得遺傳性狀好的個體得以保留,這也催促了生物的進化。種間關係包括種間互助和種間競爭,種間互助主要指共生與共棲關係。種間競爭主要有寄生、競爭和捕食。寄生是一種最原始的競爭方式,寄生生物與宿主之間猶如“軍備競賽”,二者間是彼此消長演繹著共同進化。常常伴隨有害的“負作用”銳減,最後演變為互惠互利的共生關係。由於互惠互利關係對雙方都有利,這樣難以向前發展。因此,這種互惠互利又逐漸發展為不平衡,由此產生了偏利共生,再由偏利共生再演變為共棲。
8.3從群落的走勢上看:群落的演化是從結構和功能的單一化向著複雜化的方向發展。一些物種被另一些物種取代的過程叫群落的演替,包括初生演替和次生演替,其實質是生物群落的進化。
8.4從生態系統的能量利用效率上看:隨著生態系統中生物的進化,造成了初級生產力和能量的轉化率的不斷提高,從而導致了生物量對初級生產的比值也逐步上升,表現為生態系統的生產力在進化。
8.5從生態系統的空間上看:生態系統佔有的空間在逐步擴充套件,主要表現為由深海逐步擴充套件到淺海、由淺海擴充套件到陸地以及陸地上的水體和空間。生態系統的空間逐步被佔用,物種佔據的小生境由不飽和狀態達到飽和狀態,主要表現在種間競爭加劇,物種滅絕速率及新物種形成的速率提高。這些都表明了生態系統仍在進化。
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