《生物进化理论》PPT课件.ppt

第一部分、现代生物进化理论的由来,第24讲、现代生物进化理论的主要内容,在达尔文之前，人们是怎样看待生物的进化的?,在西方国家，当时神创论和物种不灭论占据着统治地位，人们普遍认为所有的物种都是上帝创造的，自古以来既没有物种的绝灭，也没有新的物种产生。不同物种之间没有亲缘关系!,拉马克学说,拉马克进化学说的主要内容 : 生物不是神造的，而是由古老生物进化来的 生物是由低等到高等逐渐进化的 生物各种适应性特征的形成都是由于用进废退和获得性遗传。,拉马克认为生物进化原因: 一是“用进废退”； 二是“获得性遗传”,指环境引起或由于用进废退引起的变化是可以遗传的,食蚁兽,拉马克认为，器官用得越多就越发达，如食蚁兽的舌头之所以细长，是由于长期舔食蚂蚁的结果。,鼹鼠,拉马克认为，器官废而不用，就会造成形态上的退化。如鼹鼠长期生活在地下，眼睛就萎缩、退化。,用拉马克进化学说解释一下长颈鹿为什么脖子长？,拉马克认为长颈鹿的进化是因为草地退化后要吃树叶，当然颈长的有优势，它们想要长颈，于是天天使劲地将颈伸长，终于形成了现在的长颈鹿。,达尔文的生物进化理论,拉马克的用进废退学说虽有一定道理，但事实上由于使用而发达起来的器官特征并不能遗传给后代。达尔文通过几十年的观察分析，终于在1859年出版了物种起源一书，提出了自然选择学说为基础的生物进化理论。,达尔文自然选择学说的主要内容,1、过度繁殖 2、生存斗争 3、遗传变异 4、适者生存,结合自然选择学说的解释模型，利用达尔文的自然选择学说的观点解释长颈鹿为什么脖子长？,达尔文对长颈鹿进化的解释,达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。 达尔文把这种在生存斗争中，适者生存、不适者被淘汰的过程，叫做自然选择。,达尔文的生物进化理论的意义,1、从丰富的事实出发，论证了生物是不断进化的，并且对生物进化的原因提出了合理的解释。使生物学第一次摆脱了神学的束缚，走上了科学的轨道。 2、它揭示了生命现象的统一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多样性和适应性是进化的结果；生物界千差万别的种类之间有一定的内在联系，从而大大促进了生物学各分支学科的发展。 3、它给予神创论和物种不变论以致命的打击。,达尔文进化论的局限,1、 不能解释遗传和变异的本质； 达尔文接受了拉马克关于器官用进废退和获得性遗传的观点。 2、对进化的解释局限于个体水平； 如果个体出现可遗传的变异，相应基因必须在群体里扩散并取代原有的基因，这样新的生物类型才可能形成。,达尔文自然选择学说,请同学们用达尔文的自然选择学说的四个要点填空： 自然选择的基础是： 自然选择的内因是： 自然选择的手段是： 自然选择的结果是：,生存斗争,遗传变异,适者生存， 不适者被淘汰,过度繁殖,第二部分、现代生物进化理论的主要内容,种群、基因库、基因频率,一个种群的全部个体所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。,一定时间内，生活在一定区域的同种生物的全部个体，叫做种群。种群是生物繁殖的基本单位。,某种基因在某个种群中出现的比例，叫做基因频率。,种群是生物进化的基本单位,每一个种群都有它自己的基因库，种群中的个体一代一代地死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。所以，生物进化的单位不是个体，而是种群。,基因频率的计算,例：某昆虫种群中，绿色翅的基因为A, 褐色翅的基因位a，调查发现AA、Aa、aa的个体分别占30%、60%、10%、那么A、a的基因频率是多少？,A=60% a=40%,哈迪-温伯格定律,1908年，英国数学家哈迪和德国医生温伯格分别提出关于基因稳定性的见解。他们指出，一个有性生殖的自然种群中，在符合以下五个条件的情况下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变的。或者说是保持着基因平衡的。 这五个条件是：1、种群很大 2、随机交配 3、没有突变和重组 4、没有个体迁入迁出 5、没有选择,哈迪-温伯格定律,处于平衡状态的种群，一对等位基因Aa，A的频率为p，a的频率为q，则： AA的机率为p2； Aa的机率为2pq； aa的机率为q2,哈迪-温伯格定律可用数学方程式表示为： (p+q)2=p2+2pq+q2,生物进化的实质是基因频率的改变,表面看，自然选择是对一个个生物个体的选择，实质上是对个体所包含的变异进行选择。从现代分子遗传水平看，自然选择实质上是对变异所对应的基因的选择，从而改变着群体中不同基因的基因频率。,自然选择决定了进化的方向,P117,物种的概念,在遗传学和进化论中，把能够在自然状态下相互交配，并能够产生出可育后代的一群生物称为一个物种，简称“种”。 即：不同物种之间有生殖隔离（动物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因开花季节、花的形态不同，而造成的不能交配等都属于生殖隔离 ）,隔离,概念：不同种群间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。,隔离的类型,生殖隔离,地理隔离,隔离导致物种的形成,物种的形成往往是经过长期的地理隔离将不同种群间的差异不断积累，最后达到生殖隔离，形成新物种。,有时无需地理隔离也能形成新物种,在自然界里还存在另一种物种形成方式，它往往只需要几代甚至一代就完成了，而且不需经过地理隔离。例如，多倍体植物的形成就是如此。自然界里几乎将近一半的被子植物和某些栽培作物就是这样形成的。,总结,种群是生物进化的基本单位,突变和基因重组、自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节（突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件）。,生物进化的实质在于种群基因频率的改变。,以自然选择学说为核心的现代生物进化理论的基本观点是：,共同进化,任何一个物种都不是单独进化的。 不同物种之间，生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，这就是共同进化。,捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的个体，客观上起到促进种群发展的作用。,“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能将所有的猎物吃掉，否则自己也无法生存。,“收割理论”：捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的形成腾出空间有利于增加物种的多样性。,捕食者的存在是否对被捕食者有害无益？,生物进化与无机环境变化的关系,例： 生物的新陈代谢类型由原始异养厌氧自养厌氧自养需氧。,生物多样性的形成,地球上所有的植物、动物和微生物，它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统，共同构成了生物多样性。,简单复杂 低等高等 原核细胞真核细胞 单细胞多细胞 无性生殖有性生殖 原始异养厌氧自养厌氧自养需氧 水生水陆两栖陆生,生物多样性的形成,分子进化与中性学说,这一学说认为，生物体内绝大多数突变都是中性突变；生物体内的大分子都是以一定的速率进化着，这一速率与种群的大小、物种的生殖力以及生物世代的长短都无关，也不受环境因素的影响，因此对于这些中性突变不会发生自然选择与适者生存的情况。生物的进化主要是中性突变在自然群体中进行随机的“遗传漂变”的结果，而与选择无关。也就是说，遗传漂变才是分子进化的基本动力。,基因频率因偶然的机会，而不是由于选择，而发生变化，这种现象称为遗传漂变。,渐变式进化与跳跃式进化,传统的进化理论认为生物的进化是渐变式的，但渐变式的进化难以解释下面两个问题。 问题一：生物化石的记录所显示的大多不是渐变式的进化，而是跳跃式的进化。 问题二：如果生物演变是渐进的，那么各种适应性的器官结构在尚未发展完善之前，即在还没有发展到有适应功能之前是怎样逃脱自然选择的压力的？ 所以跳跃式进化理论认为，生物的进化起源于大突变（特别是某些调节基因的突变）。,课堂练习,1.以自然选择学说为核心的现代生物进化理论认为,新物种的形成是 A、自然选择的结果 B、突变，选择和遗传的综合作用 C、用进废退的结果 D、突变和基因重组，自然选择及隔离的综合作用 2.下列关于隔离的叙述，不正确的是 A、阻止了种群间的基因交流 B、对所有的物种来说,地理隔离必然导致生殖隔离 C、种群基因库间的差异是产生生殖隔离的根本原因 D、不同的物种之间必然存在着生殖隔离,D,B,5.人类的苯丙酮尿症是代谢疾病，由隐性基因控制。如果群体的发病率是1/10000，表现型正常的个体与苯丙酮尿症患者婚配，生出患苯丙酮尿症小孩的概率是 。,3.在一个种群中随机抽出一定数量的个体，其中基因型为AA的个体占18%，基因型为Aa的个体占78%，aa的个体占4% .基因A和a的频率分别是 A、18% 82% B、36% 64%； C、57% 43% D、92% 8%；,4.据调查得知，某小学的学生中基因型的比率为： XBXB 44% XBXb 5% XbXb 1% XBY 43% XbY 7% 则Xb的基因频率是 A、13.2% B、5% C、14% D、9.3%,C,D,1/12,6、某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因的携带者为15人，患者5人，男性患者11人，那么这个群体中色盲基因的频率是多少？ 7、一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设一个种群中有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体呈遗传平衡，那么有多少只杂合子的蛾？,6%,320,