《生物進化理論》PPT課件

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1、第一部分、現(xiàn)代生物進化理論的由來,第24講、現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容,在達爾文之前，人們是怎樣看待生物的進化的?,在西方國家，當時神創(chuàng)論和物種不滅論占據(jù)著統(tǒng)治地位，人們普遍認為所有的物種都是上帝創(chuàng)造的，自古以來既沒有物種的絕滅，也沒有新的物種產(chǎn)生。不同物種之間沒有親緣關系!,拉馬克學說,拉馬克進化學說的主要內(nèi)容 : 生物不是神造的，而是由古老生物進化來的 生物是由低等到高等逐漸進化的 生物各種適應性特征的形成都是由于用進廢退和獲得性遺傳。,拉馬克認為生物進化原因: 一是“用進廢退”； 二是“獲得性遺傳”,指環(huán)境引起或由于用進廢退引起的變化是可以遺傳的,食蟻獸,拉馬克認為，器官用得越多就越發(fā)達

2、，如食蟻獸的舌頭之所以細長，是由于長期舔食螞蟻的結(jié)果。,鼴鼠,拉馬克認為，器官廢而不用，就會造成形態(tài)上的退化。如鼴鼠長期生活在地下，眼睛就萎縮、退化。,用拉馬克進化學說解釋一下長頸鹿為什么脖子長？,拉馬克認為長頸鹿的進化是因為草地退化后要吃樹葉，當然頸長的有優(yōu)勢，它們想要長頸，于是天天使勁地將頸伸長，終于形成了現(xiàn)在的長頸鹿。,達爾文的生物進化理論,拉馬克的用進廢退學說雖有一定道理，但事實上由于使用而發(fā)達起來的器官特征并不能遺傳給后代。達爾文通過幾十年的觀察分析，終于在1859年出版了物種起源一書，提出了自然選擇學說為基礎的生物進化理論。,達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容,1、過度繁殖 2、生存斗爭

3、 3、遺傳變異 4、適者生存,結(jié)合自然選擇學說的解釋模型，利用達爾文的自然選擇學說的觀點解釋長頸鹿為什么脖子長？,達爾文對長頸鹿進化的解釋,達爾文認為長頸鹿的進化原因是：長頸鹿產(chǎn)生的后代超過環(huán)境承受能力（過度繁殖）；它們都要吃樹葉而樹葉不夠吃（生存斗爭）；它們有頸長和頸短的差異（遺傳變異）；頸長的能吃到樹葉生存下來，頸短的卻因吃不到樹葉而最終餓死了（適者生存）。 達爾文把這種在生存斗爭中，適者生存、不適者被淘汰的過程，叫做自然選擇。,達爾文的生物進化理論的意義,1、從豐富的事實出發(fā)，論證了生物是不斷進化的，并且對生物進化的原因提出了合理的解釋。使生物學第一次擺脫了神學的束縛，走上了科學的軌道。

4、 2、它揭示了生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多樣性和適應性是進化的結(jié)果；生物界千差萬別的種類之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系，從而大大促進了生物學各分支學科的發(fā)展。 3、它給予神創(chuàng)論和物種不變論以致命的打擊。,達爾文進化論的局限,1、 不能解釋遺傳和變異的本質(zhì)； 達爾文接受了拉馬克關于器官用進廢退和獲得性遺傳的觀點。 2、對進化的解釋局限于個體水平； 如果個體出現(xiàn)可遺傳的變異，相應基因必須在群體里擴散并取代原有的基因，這樣新的生物類型才可能形成。,達爾文自然選擇學說,請同學們用達爾文的自然選擇學說的四個要點填空： 自然選擇的基礎是： 自然選擇的內(nèi)因是： 自然選擇的手段是： 自然選擇

5、的結(jié)果是：,生存斗爭,遺傳變異,適者生存， 不適者被淘汰,過度繁殖,第二部分、現(xiàn)代生物進化理論的主要內(nèi)容,種群、基因庫、基因頻率,一個種群的全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。,一定時間內(nèi)，生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體，叫做種群。種群是生物繁殖的基本單位。,某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例，叫做基因頻率。,種群是生物進化的基本單位,每一個種群都有它自己的基因庫，種群中的個體一代一代地死亡，但基因庫卻在代代相傳的過程中保持和發(fā)展。所以，生物進化的單位不是個體，而是種群。,基因頻率的計算,例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因為A, 褐色翅的基因位a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占3

6、0%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？,A=60% a=40%,哈迪-溫伯格定律,1908年，英國數(shù)學家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的?；蛘哒f是保持著基因平衡的。 這五個條件是：1、種群很大 2、隨機交配 3、沒有突變和重組 4、沒有個體遷入遷出 5、沒有選擇,哈迪-溫伯格定律,處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因Aa，A的頻率為p，a的頻率為q，則： AA的機率為p2； Aa的機率為2pq； aa的

7、機率為q2,哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學方程式表示為： (p+q)2=p2+2pq+q2,生物進化的實質(zhì)是基因頻率的改變,表面看，自然選擇是對一個個生物個體的選擇，實質(zhì)上是對個體所包含的變異進行選擇。從現(xiàn)代分子遺傳水平看，自然選擇實質(zhì)上是對變異所對應的基因的選擇，從而改變著群體中不同基因的基因頻率。,自然選擇決定了進化的方向,P117,物種的概念,在遺傳學和進化論中，把能夠在自然狀態(tài)下相互交配，并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。 即：不同物種之間有生殖隔離（動物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因開花季節(jié)、花的形態(tài)不同，而造成的不能交配等都屬于生殖隔離 ）,隔離,概念：不同種

8、群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。,隔離的類型,,生殖隔離,地理隔離,隔離導致物種的形成,物種的形成往往是經(jīng)過長期的地理隔離將不同種群間的差異不斷積累，最后達到生殖隔離，形成新物種。,有時無需地理隔離也能形成新物種,在自然界里還存在另一種物種形成方式，它往往只需要幾代甚至一代就完成了，而且不需經(jīng)過地理隔離。例如，多倍體植物的形成就是如此。自然界里幾乎將近一半的被子植物和某些栽培作物就是這樣形成的。,總結(jié),種群是生物進化的基本單位,突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)（突變和基因重組產(chǎn)生生物進化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進化的方向，隔

9、離是新物種形成的必要條件）。,生物進化的實質(zhì)在于種群基因頻率的改變。,以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論的基本觀點是：,共同進化,任何一個物種都不是單獨進化的。 不同物種之間，生物與無機環(huán)境之間在相互影響中不斷進化和發(fā)展，這就是共同進化。,捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進種群發(fā)展的作用。,“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無法生存。,“收割理論”：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增加物種的多樣性。,捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？,

10、生物進化與無機環(huán)境變化的關系,例： 生物的新陳代謝類型由原始異養(yǎng)厭氧自養(yǎng)厭氧自養(yǎng)需氧。,生物多樣性的形成,地球上所有的植物、動物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構成了生物多樣性。,簡單復雜 低等高等 原核細胞真核細胞 單細胞多細胞 無性生殖有性生殖 原始異養(yǎng)厭氧自養(yǎng)厭氧自養(yǎng)需氧 水生水陸兩棲陸生,生物多樣性的形成,分子進化與中性學說,這一學說認為，生物體內(nèi)絕大多數(shù)突變都是中性突變；生物體內(nèi)的大分子都是以一定的速率進化著，這一速率與種群的大小、物種的生殖力以及生物世代的長短都無關，也不受環(huán)境因素的影響，因此對于這些中性突變不會發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。生物的進化

11、主要是中性突變在自然群體中進行隨機的“遺傳漂變”的結(jié)果，而與選擇無關。也就是說，遺傳漂變才是分子進化的基本動力。,基因頻率因偶然的機會，而不是由于選擇，而發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為遺傳漂變。,漸變式進化與跳躍式進化,傳統(tǒng)的進化理論認為生物的進化是漸變式的，但漸變式的進化難以解釋下面兩個問題。 問題一：生物化石的記錄所顯示的大多不是漸變式的進化，而是跳躍式的進化。 問題二：如果生物演變是漸進的，那么各種適應性的器官結(jié)構在尚未發(fā)展完善之前，即在還沒有發(fā)展到有適應功能之前是怎樣逃脫自然選擇的壓力的？ 所以跳躍式進化理論認為，生物的進化起源于大突變（特別是某些調(diào)節(jié)基因的突變）。,課堂練習,1.

12、以自然選擇學說為核心的現(xiàn)代生物進化理論認為,新物種的形成是 A、自然選擇的結(jié)果 B、突變，選擇和遺傳的綜合作用 C、用進廢退的結(jié)果 D、突變和基因重組，自然選擇及隔離的綜合作用 2.下列關于隔離的敘述，不正確的是 A、阻止了種群間的基因交流 B、對所有的物種來說,地理隔離必然導致生殖隔離 C、種群基因庫間的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因 D、不同的物種之間必然存在著生殖隔離,D,B,,5.人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因控制。如果群體的發(fā)病率是1/10000，表現(xiàn)型正常的個體與苯丙酮尿癥患者婚配，生出患苯丙酮尿癥小孩的概率是 。,3.在

13、一個種群中隨機抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為AA的個體占18%，基因型為Aa的個體占78%，aa的個體占4% .基因A和a的頻率分別是 A、18% 82% B、36% 64%； C、57% 43% D、92% 8%；,4.據(jù)調(diào)查得知，某小學的學生中基因型的比率為： XBXB 44% XBXb 5% XbXb 1% XBY 43% XbY 7% 則Xb的基因頻率是 A、13.2% B、5% C、14% D、9.3%,C,D,1/12,6、某工廠有男女職工各200名，對他們進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人，那么這個群體中色盲基因的頻率是多少？ 7、一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設一個種群中有640只淺色的蛾和360只深色的蛾，群體呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子的蛾？,6%,320,