获得性性状与遗传性状
遗传性状由生殖细胞(卵子和精子)里的基因控制,所以能传给下一代,例如眼睛颜色、血型,还有我们那些甲虫的红色。
获得性性状是生物在自己一生中,因为环境或习惯而形成的:饿瘦的甲虫、摔跤手的肌肉、伤疤、你学会的语言。这些变化发生在体细胞(不参与繁殖的细胞)里,没有改变生殖细胞的DNA,所以不能遗传,也不会带来进化。
| 遗传性状 | 获得性性状 |
|---|---|
| 在生殖细胞的DNA中 | 只在体细胞中 |
| 传给后代 | 不会传给后代 |
| 能引起进化 | 不能引起进化 |
自然选择与遗传漂变
变异产生于繁殖过程中。当环境对某些变异有利时(红甲虫躲过了乌鸦),这些个体就更容易活下来、生更多后代,这种变异就扩散开来。这就是自然选择。在小种群里,一种变异也可能纯属意外地扩散或消失(比如一头大象踩死了很多甲虫),这叫遗传漂变。两者都会随时间改变种群的基因组成。
物种形成:新物种怎样产生
物种是指成员之间能互相交配并生出可育后代的一群生物。物种形成就是新物种的产生。
它通常从种群被分开开始,比如被河流、山脉或海洋隔开(地理隔离)。两群之间没有基因交流,自然选择和遗传漂变就让两群朝不同方向变化。经过很多代,DNA或染色体的变化大到即使两群再次相遇也不能互相繁殖,它们就成了不同的物种。
追踪生物之间的亲缘关系
同源器官
这类器官基本结构和来源相同,但功能不同:人(抓握)、蝙蝠(飞行)、鲸(游泳)和青蛙(跳跃)的前肢,都有一块上臂骨、两块前臂骨、腕骨和指骨。它们说明有共同的祖先。
同功器官
这类器官功能相同,但结构和来源不同:鸟的翅膀(带羽毛的前肢变化而来)和昆虫的翅膀(体壁长出的薄片)。它们只说明不同的生物可以适应同一种工作,并不说明它们是近亲。
化石
化石是很久以前生活的生物留下的遗体或印迹,例如硬化泥土中的叶子印痕,或变成石头的贝壳。越深的岩层越古老,所以埋得越深的化石越古老。化石的年代还可以用放射性测年(碳测年)来测定。像始祖鸟这样的化石,既有爬行动物的特征(牙齿、有骨的尾巴),又有鸟类的特征(羽毛),显示了不同类群之间的联系。
分阶段进化
复杂的器官不是一下子出现的。它们是一步一步积累起来的,而且每一步都必须有用。
- 眼睛:它先是感光的小斑点(像扁虫那样),然后是杯状,再后来有了晶状体。每个阶段都对动物有帮助。
- 羽毛:它们最早帮恐龙保暖,很久以后才用来飞行。为一种用途进化出来的特征,以后可以用在另一种用途上。
- 人工选择:农民在几千年里把野甘蓝培育成了西兰花、花椰菜、卷心菜和羽衣甘蓝。
- 分子证据:比较不同物种的DNA,可以看出它们的亲缘关系有多近。
人类的进化
化石和DNA研究表明,现在所有的人都属于同一个物种,智人。我们最早的祖先生活在非洲。经过几万年,一小群一小群的人走出非洲,散布到世界各地。肤色或身高的差异只是小小的变异,在生物学意义上并不构成不同的“人种”。进化不是一把梯子,人类并不站在顶端:每一种现存的生物,都是生命之树上各自那根树枝的顶端。
注意:在印度CBSE 2026-27的安排中,这个主题只属于形成性评价,也就是通过课堂活动来考查,不出现在会考试卷中。
重点公式和概念
- 遗传性状:在生殖细胞的DNA中 → 会遗传;获得性性状:只在体细胞中 → 不遗传
- 自然选择:有利的变异存活并扩散
- 遗传漂变:小种群中的随机变化
- 物种形成:隔离 → 没有基因交流 → 变化积累 → 不能互相繁殖
- 同源器官:来源相同,功能不同(有共同祖先)
- 同功器官:来源不同,功能相同
- 化石的年代:看岩层深度和放射性(碳)测年
例题讲解
1. 一个人把塔布拉鼓学得特别好。他的孩子生下来就会打塔布拉鼓吗?
不会。这项技能是获得性性状。它通过练习改变的是大脑,而不是卵子或精子的DNA,所以不能遗传。
2. 蝙蝠的翅膀和蝴蝶的翅膀是同源器官还是同功器官?
同功器官。两者都用来飞行,但蝙蝠的翅膀是有骨头和皮膜的前肢,蝴蝶的翅膀是薄薄的膜。来源不同,功能相同。
3. 马的前肢和鸟的翅膀是同源器官还是同功器官?
同源器官。两者都是由同一套骨头(上臂、前臂、腕、指)组成的前肢,只不过一个用来奔跑,一个用来飞行。
4. 一条新修的公路横穿森林,把一群蜗牛分成了两半。请解释两个物种可能是怎样形成的。
两群蜗牛再也碰不到面,所以没有基因交流。不同的选择压力和随机漂变让每一群各自改变。经过很多代,变化大到即使把它们放在一起也不能互相繁殖,于是形成了两个物种。
5. 我们怎么知道埋在地下深处的化石比靠近地表的化石更古老?
岩层是随时间一层压一层形成的,所以越深的岩层沉积得越早。化石或岩石的年代还可以用放射性测年来验证。
常见错误
- 说获得性性状(比如被剪掉的尾巴或结实的肌肉)会传给孩子。只有生殖细胞里的DNA变化才会遗传。
- 把同源器官和同功器官弄混:同源 = 结构相同,用途不同;同功 = 用途相同,结构不同。
- 以为进化就是“进步”,或以为人类是从现在的黑猩猩进化来的。我们和它们有共同的祖先,两者都是不同的分支。
- 认为物种会因为“需要”而改变。变异先是随机出现的,自然选择只是把有用的留下来。