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DNA在生命中是怎么延续的?DNA重组是进化的一种吗?

发布时间:12-13 阅读量:92

生命是由DNA和蛋白质相互作用产生的,从环境中获取物质、能量和信息以维持自身平衡的复杂系统。生命最基本的单位是细胞,最基本的功能是生存、繁衍和与环境互作。
   生命诞生之初拥有的只是DNA和蛋白质,生物所能依赖的只能是刻在DNA里的遗传信息。如果环境能够提供足够的能量与物质,生物就能不断的生存与繁殖。比如来源于人类宫颈癌的海拉细胞系,不仅可以无限分裂,而且细胞也不会衰老,因此在理论上生物能够实现永生的功能。但是自然环境在不停的变​化,即使能够演化出永生生命,也会因为不能适应环境的变化而灭绝,因此生物生存的前提是适应环境。
    在以DNA为核心的生命系统中,生存是繁殖的前提,繁殖是DNA变化的前提,适宜环境是生存的前提,三者形成循环反复。在此循环中,自然环境随着时间而改变,是自变量(x),生物基本的生命活动都受DNA的操控,DNA是应变量(y),需要随着环境变化而改变,DNA和环境存在着y=f(x)函数关系。生物个体的DNA是定量,在诞生时的就已经被预编码,后天很难改变,只有在繁殖时,DNA才有可能突变、重组和交换重新编码。

生命的三种基本功能

   
    生物的繁殖方式可分为有性生殖和无性生殖,无性生殖是由母体直接产生新个体,DNA复制传递给后代的繁殖方式。最原始的原核生物和古细菌都采用无性繁殖,真核生物酵母菌的出芽生殖、植物的营养生殖也属于无性生殖。无性生殖产生后代的速度快,数量多,但是产生的后代基因型比较单一。
    有性生殖是指经过两性生殖细胞结合,再由合子或受精卵发育成为新个体的生殖方式。有性生殖优点是来自于亲本双方的DNA发生重组和交换,能够产生和保留更多的遗传变异,促进了有利突变在种群中的传播,增加了子代适应环境变化的能力。高等动植物都采用有性生殖,现存150余万种生物中,能进行有性生殖的种类占98%以上,有性生殖增加了生物的多样性和生物进化的速度。

生物的繁殖方式

   有些生物酵母菌、水母具有无性和有性两种繁殖方式,当环境条件适宜时,它们都进行无性生殖,快速的复制自己,但在环境恶化时,它们都进行有性生殖,因为有性生殖的后代基因型更加多样化,从而帮助生物度过恶劣的环境。
    在生物繁殖过程中DNA会发生复制、重组和突变,从而导致后代个体遗传信息的改变。在无性生殖时,DNA复制成两个相同的DNA分子,子代获得和母代相同的遗传信息。无性生殖有较低概率发生基因突变,导致后代DNA出现碱基或小片段的改变。
   在有性生殖时,DNA与组蛋白结合包装成线状结构的染色体,来自于亲本双方的染色体会在相同的位置处发生交换或重组,形成新的遗传信息排列组合。有性生殖的DNA突变不仅包括基因突变,也包括染色体结构和数量的变异。
    生物进化中的反馈,来自于适者生存的环境选择和生物竞争的优胜劣汰。进化是以种群的形式进行的,种群是进化的基本单位,个体是组成群体的单个生物,携带有不同的基因型特征,种群内个体基因型的集合称为基因库。基因型是性状在生物个体内部的DNA编码,表现型是基因型的输出,是基因型和环境交互作用的产物。个体对于生存环境的适应程度称为适应度。进化的外在表现是种群逐渐适应生存环境,本质是种群内基因频率的改变。


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