达尔文和他的进化思想课件

General Biology1General Biology1General Biology2达尔文学说与微进化达尔文学说与微进化宏进化与系统发生宏进化与系统发生 物种形成 General Biology2达尔文学说与微进化宏进化与系General Biology32020.1 进化理论的创立进化理论的创立20.2 生物的微进化生物的微进化达尔文学说与微进化达尔文学说与微进化General Biology32020.1 进化理论的General Biology4 进化理论的创立进化理论的创立 General Biology4 进化理论的创立 General Biology51.1 1.1 早期人类对生物的认识早期人类对生物的认识进化论形成的过程和背景进化论形成的过程和背景v特创论：特创论：Aristotle Aristotle 古希腊古希腊 哲学家、科学家、哲学家、科学家、教育家教育家 认为生物自出现在地球上就一成不变。此认为生物自出现在地球上就一成不变。此观点持续了观点持续了20002000多年。多年。v设计论设计论:生物世界，似乎是既复杂又和生物世界，似乎是既复杂又和 谐有序，就像是被有目的地智谐有序，就像是被有目的地智 能设计出来的。能设计出来的。设计现象就被用于证明造物主设计现象就被用于证明造物主 上帝的存在。上帝的存在。亚里士多德亚里士多德 (前前384前前322年）年）General Biology51.1 早期人类对生物的认识General Biology6林奈的生物系统分类林奈的生物系统分类生物系统分类生物系统分类 Linnaeus Linnaeus：瑞典博物学家：瑞典博物学家 首先把类似的动植物归首先把类似的动植物归类，并给予拉丁文名称，类，并给予拉丁文名称，明确了生物间存在异同明确了生物间存在异同性的概念；并创建生物性的概念；并创建生物命名的双名法命名的双名法 （属名（属名+种名）。种名）。General Biology6林奈的生物系统分类生物系统分General Biology7布丰的布丰的进化学说进化学说Buffon进化学说进化学说 乔治乔治.布丰布丰 法国博物学家法国博物学家 第一个提出广泛而具体的进化学第一个提出广泛而具体的进化学说的博物学家说的博物学家,在在自然史自然史一书中一书中提出了进化论点，认为物种是可变提出了进化论点，认为物种是可变的，特别强调环境对生物的直接影的，特别强调环境对生物的直接影响，当物种生存环境的改变，尤其响，当物种生存环境的改变，尤其是气候与食物性质的变化，可引起是气候与食物性质的变化，可引起生物机体的改变。生物机体的改变。由于这个进化论点和教义明显不由于这个进化论点和教义明显不一致，布丰没有坚持其进化观点。一致，布丰没有坚持其进化观点。General Biology7布丰的进化学说Buffon进General Biology8居维叶的生物灾变学说居维叶的生物灾变学说Cuvier的的生物灾变学说生物灾变学说 乔治居维叶乔治居维叶 法国自然科法国自然科学家学家 比较解剖学和古生物比较解剖学和古生物学奠基人学奠基人 研究了巴黎附近页岩层的化研究了巴黎附近页岩层的化石，发现许多物种在较近的石，发现许多物种在较近的地层中完全消失地层中完全消失.认为物种消认为物种消失是由地球上发生的一系列失是由地球上发生的一系列灾难性事件所导致。灾难性事件所导致。General Biology8居维叶的生物灾变学说CuviGeneral Biology9拉马克的进化理论拉马克的进化理论Lamarck的进化理论的进化理论 拉马克拉马克 法国博物学家法国博物学家 进化论先驱进化论先驱 第一个通过化石的研究，提出生物第一个通过化石的研究，提出生物进化观点的学者，认为器官的用进进化观点的学者，认为器官的用进废退是生物适应环境的方式。获得废退是生物适应环境的方式。获得性变异能够遗传给下一代，最终导性变异能够遗传给下一代，最终导致新物种的形成。致新物种的形成。如：铁匠和他的儿子如：铁匠和他的儿子 长颈鹿的脖子长颈鹿的脖子 招潮蟹的螯枝招潮蟹的螯枝General Biology9拉马克的进化理论LamarcGeneral Biology10拉马克的进化理论拉马克的进化理论主要思想：主要思想：“用进废退用进废退”或称或称“获得性状遗传学说：即生物在环境的直获得性状遗传学说：即生物在环境的直接影响下，经常使用的器官逐渐发达，不使用的器官逐渐退化，这样接影响下，经常使用的器官逐渐发达，不使用的器官逐渐退化，这样后天获得的性状可以遗传下去。后天获得的性状可以遗传下去。环境条件的改变决定了变异的方向，因此称此为环境条件的改变决定了变异的方向，因此称此为”定向变异定向变异“，同，同时定向变异又是生物对环境的一种适应，即变异时定向变异又是生物对环境的一种适应，即变异=遗传，称为遗传，称为“一步一步适应适应”。先进之处先进之处 最早比较完整地提出最早比较完整地提出“进化进化”理论。理论。提出由自然产生的最简单生物发展到最复杂生物（包括人类）这样一种提出由自然产生的最简单生物发展到最复杂生物（包括人类）这样一种真正的进化思想。真正的进化思想。强调地球年代的远久性，进化的渐进性。强调地球年代的远久性，进化的渐进性。认识到环境在进化中的作用。认识到环境在进化中的作用。不足之处不足之处 不清楚生物特征如何遗传给下一代。不清楚生物特征如何遗传给下一代。生物的活动并不能改变基因。生物的活动并不能改变基因。生物出生以前就已经开始了突变。生物出生以前就已经开始了突变。General Biology10拉马克的进化理论主要思想：General Biology11拉马克的进化理论拉马克的进化理论用进废退：是指一种动物由用进废退：是指一种动物由于若干世代中经常使用某器于若干世代中经常使用某器官，就会使该器官得到发展；官，就会使该器官得到发展；或者历代少用甚至不用某器或者历代少用甚至不用某器官，就会使该器官退化以致官，就会使该器官退化以致完全丧失。完全丧失。获得性遗传：由于环境影响获得性遗传：由于环境影响或用进废退所获得的变异性或用进废退所获得的变异性质，可以通过繁殖遗传给后质，可以通过繁殖遗传给后代。代。General Biology11拉马克的进化理论用进废退：General Biology12General Biology12General Biology13DarwinDarwin生平生平1.21.2达尔文是进化理论的主要创立者达尔文是进化理论的主要创立者General Biology13Darwin生平1.2达尔General Biology141828年，剑桥大学学习神学，钻研博年，剑桥大学学习神学，钻研博物学和自然史，结识了一些博学的教物学和自然史，结识了一些博学的教授学者。授学者。1831年，从剑桥毕业并获得学士学位年，从剑桥毕业并获得学士学位剑桥大学博物学教授剑桥大学博物学教授Henslow推荐去推荐去英国贝格尔号航海船上担任博物学专英国贝格尔号航海船上担任博物学专家。家。出发之前，亨斯罗教授特别向出发之前，亨斯罗教授特别向Darwin 赠送了赠送了Lyell（英国著名地质学（英国著名地质学家）的家）的地质学原理地质学原理第一卷。第一卷。达尔文的达尔文的“贝格尔号贝格尔号”航行航行General Biology141828年，剑桥大学学习神General Biology15 Beagle于于1831年年12月月27日从英格兰日从英格兰德文港德文港起锚远航，穿越起锚远航，穿越北大西洋北大西洋到达到达南美洲南美洲，沿南美洲西岸航行，绕过南美洲的沿南美洲西岸航行，绕过南美洲的合恩岛合恩岛后进入后进入南太平洋南太平洋，再沿着南美洲的南，再沿着南美洲的南岸航行，然后驶向岸航行，然后驶向加拉帕戈斯岛加拉帕戈斯岛，之后再向南半球出发，到达澳洲的，之后再向南半球出发，到达澳洲的悉尼悉尼，沿着，沿着澳洲的南岸行驶到达澳洲的南岸行驶到达霍巴特霍巴特，绕过澳洲后进入，绕过澳洲后进入印度洋印度洋，绕道非洲的，绕道非洲的好望角好望角进入进入北大西洋北大西洋回回英国英国（1836年年2月月27日）。日）。贝格尔号航海路线贝格尔号航海路线1831年12月27日1836年2月27日加拉帕戈斯群岛火地岛好望角新西兰大西洋太平洋印度洋General Biology15 Beagle于18General Biology161835年年的的夏夏天天，贝贝格格尔尔号号到到达达太太平平洋洋东东部部，离离南南美美洲洲西西海海岸岸965 km的的加加帕戈斯群岛。考察了一个多月，采集了大量的岩石及植物和动物标本。帕戈斯群岛。考察了一个多月，采集了大量的岩石及植物和动物标本。Darwin发发现现，岛岛上上26种种陆陆栖栖鸟鸟类类中中，有有25种种是是特特有有的的，15种种海海栖栖鱼鱼类类全全部部是是新新种种，25种种甲甲壳壳虫虫中中只只有有23种种是是南南美美洲洲也也有有的的，185种种显显花花植植物物中中新种为新种为100种。种。不不同同岛岛屿屿上上的的海海龟龟形形态态各各不不相相同同，显显示示出出这这些些不不同同的的物物种种是是这这里里特特殊的气候和环境创造的。殊的气候和环境创造的。物物种种是是可可变变的的，这这种种变变化化明明显显受受自然环境的影响和选择！自然环境的影响和选择！达尔文进化思想的产生达尔文进化思想的产生General Biology161835年的夏天，贝格尔号达尔文和他的进化思想课件General Biology18GalapgosGalapgos岛上的达尔文地雀岛上的达尔文地雀岛上的雀类与大陆雀类似。岛上的雀的种类更丰富，其食物岛上的雀类与大陆雀类似。岛上的雀的种类更丰富，其食物来源也多样化（包括种子、坚果、浆果和昆虫等）。达尔文来源也多样化（包括种子、坚果、浆果和昆虫等）。达尔文地雀的喙有多种类型与其收集的食物的种类相适应。地雀的喙有多种类型与其收集的食物的种类相适应。General Biology18Galapgos岛上的达尔General Biology19随着贝格尔号长达随着贝格尔号长达5年的航海探险考察后，年的航海探险考察后，1836年年10月，月，Darwin回到了英国。回到了英国。整整理理和和收收集集资资料料：1838年年，他他阅阅读读了了英英国国著著名名的的经经济济学学家家Malthus的的人人口口论论，进进一一步步认认识识到到生生存存竞竞争争的的结结果果使使各各物物种种在在自自然然界界中中保保持持适适当当的的数数量量，同时逐渐向着更加适应于环境的方向变化。同时逐渐向着更加适应于环境的方向变化。生生存存竞竞争争和和适适者者生生存存为为Darwin的的自自然然选选择择学学说说的的形形成成提提供供了了依依据据，他他的的关关于于生物通过自然选择而连续进化的理论开始成型。生物通过自然选择而连续进化的理论开始成型。1858年年，英英国国年年青青的的博博物物学学家家Wallace给给Darwin写写信信，阐阐述述他他通通过过对对马马来来西西亚群岛动植物的考察所得出的生物进化的结论。亚群岛动植物的考察所得出的生物进化的结论。同同年年，Darwin和和Wallace在在英英国国Linnaean学学会会上上公公布布了了他他们们各各自自的的论论文文和和摘摘要。要。1859年，年，Darwin物种起源物种起源终于问世。终于问世。物种起源物种起源的问世的问世General Biology19随着贝格尔号长达5年的航海General Biology20n自然选择导致生物进化自然选择导致生物进化生生物物进进化化是是指指地地球球上上的的生生命命从从最最初初最最原原始始的的形形式式经经过过漫长的岁月变异演化为几百万种形形色色生物的过程。漫长的岁月变异演化为几百万种形形色色生物的过程。所所谓谓自自然然选选择择实实质质上上是是自自然然环环境境导导致致生生物物出出现现生生存存和和繁繁殖能力的差别，一些生物生存下去，另一些生物被淘汰。殖能力的差别，一些生物生存下去，另一些生物被淘汰。Darwin主主义义包包含含了了两两方方面面的的基基本本含含义义：（1）现现代代所所有有的的生生物物都都是是从从过过去去的的生生物物进进化化来来的的，即即共共同同由由来来学学说说；（2）自自然然选选择择是是生生物物适适应应环环境境而而进进化化的的原原因因，即即自然选择学说。自然选择学说。General Biology20 自然选择导致生物进化生General Biology21自然选择学说自然选择学说v1 1遗传遗传v2 2变异变异 可遗传变异与不可遗传变异可遗传变异与不可遗传变异v3 3繁殖过剩繁殖过剩 v4 4生存竞争生存竞争 种内、种间、环境种内、种间、环境v5 5适者生存适者生存 生存下来的生物都具有适应性，适应性是在选择生存下来的生物都具有适应性，适应性是在选择中形成的。生存斗争和适者生存的过程就是自然选中形成的。生存斗争和适者生存的过程就是自然选择的过程，自然选择是一个长期、缓慢连续的过程。择的过程，自然选择是一个长期、缓慢连续的过程。General Biology21自然选择学说1遗传General Biology22先进性与不足先进性与不足v能够科学的解释能够科学的解释生物进化的原因生物进化的原因以及生物的以及生物的多样性和适应多样性和适应性性。v不能科学的解释不能科学的解释遗传和变异的本质遗传和变异的本质以及以及自然选择如何对可自然选择如何对可遗传的变异起作用遗传的变异起作用等问题。等问题。General Biology22先进性与不足能够科学的解释General Biology23General Biology23General Biology241.3 1.3 生物进化的证据生物进化的证据v化石化石v生物地理学生物地理学v比较解剖学比较解剖学v比较胚胎学比较胚胎学v分子生物学分子生物学General Biology241.3 生物进化的证据化石General Biology25v化石：留在岩石中的古生物的遗体、遗迹或印痕。化石：留在岩石中的古生物的遗体、遗迹或印痕。为共同为共同由来提供了最直接的证据。由来提供了最直接的证据。v大部分化石发现于沉积岩。大部分化石发现于沉积岩。v证实生物的出现具有历史顺序。证实生物的出现具有历史顺序。较新的地层含有较新的地层含有年代较近的化石年代较近的化石较老的地层含有较老的地层含有较古老的化石较古老的化石河流把沉积物带入海洋。河流把沉积物带入海洋。含有化石的沉积岩在海底形成含有化石的沉积岩在海底形成随着时间推移，含有随着时间推移，含有各个时期化石的地层叠加各个时期化石的地层叠加当海平面变化、海底隆起，当海平面变化、海底隆起，沉积岩暴露在外被河水侵蚀，沉积岩暴露在外被河水侵蚀，地层便显露出来。较深的地层便显露出来。较深的地层含有较古老的化石地层含有较古老的化石化石记录化石记录General Biology25化石：留在岩石中的古生物的General Biology26v最古老的化石：最古老的化石：3535亿年前的原核生物亿年前的原核生物（古细菌和细菌）与分子和细胞学的（古细菌和细菌）与分子和细胞学的证据相吻合。证据相吻合。v较新的地层中的化石记录了真核生物各较新的地层中的化石记录了真核生物各个类群的进化，如脊椎动物各纲的相个类群的进化，如脊椎动物各纲的相继出现。继出现。v许多过渡型的化石证明了许多类群的关许多过渡型的化石证明了许多类群的关联：联：如始祖鸟化石如始祖鸟化石 爬行类爬行类 鸟类鸟类 鲸的化石证明其与陆栖祖先的关联鲸的化石证明其与陆栖祖先的关联三叶虫三叶虫(The trilobite)化石化石 fossil始祖鸟复原图始祖鸟复原图General Biology26三叶虫(The triloGeneral Biology27l地地质质历历史史及及其其中中的的化化石石记记录录雄雄辩辩地地证证明明，生生物物是是进进化化的的，复复杂杂的的生生物物是是从简单的生物进化来的，陆生生物是从水生生物进化来的。从简单的生物进化来的，陆生生物是从水生生物进化来的。General Biology27地质历史及其中的化石记录雄General Biology28v生物地理学生物地理学研究物种地理分布的学科。研究物种地理分布的学科。v南美大陆温带地区的生物和其热带地区的生物更相近（与南美大陆温带地区的生物和其热带地区的生物更相近（与非洲热带比）；非洲热带比）；v拉帕戈斯群岛生物与南美大陆生物相似；拉帕戈斯群岛生物与南美大陆生物相似；v澳大利亚较多有袋类哺乳动物。澳大利亚较多有袋类哺乳动物。袋鼠树袋熊生物地理学生物地理学General Biology28生物地理学研究物种地理分布General Biology29v比较解剖学：比较解剖学：比较不同物比较不同物种之间的身体构造的学科。种之间的身体构造的学科。v物种之间特定的解剖学相物种之间特定的解剖学相似性蕴含着进化史的证据。似性蕴含着进化史的证据。为共同起源提供了重要的为共同起源提供了重要的证据。证据。同源器官：同源器官：起源于相同祖先而起源于相同祖先而具有相似的结构，但外形与功具有相似的结构，但外形与功能不同的器官。如人、猫、能不同的器官。如人、猫、鲸和蝙蝠哺乳动物的前肢。鲸和蝙蝠哺乳动物的前肢。前肢同源结构前肢同源结构比较解剖学比较解剖学General Biology29比较解剖学：比较不同物种之General Biology30v是对不同生物在发育过程中所出现的结构进行比较的学科。是对不同生物在发育过程中所出现的结构进行比较的学科。v亲缘关系近的生物在胚胎发育阶段形态相似。亲缘关系近的生物在胚胎发育阶段形态相似。它们的早期胚胎很相似，都具有鳃裂和尾。它们的早期胚胎很相似，都具有鳃裂和尾。七种脊椎动物胚胎比较七种脊椎动物胚胎比较比较胚胎学比较胚胎学General Biology30是对不同生物在发育过程中所General Biology31分子生物学：在分子水平上研究生命现象的科学。分子生物学：在分子水平上研究生命现象的科学。分子生物学分子生物学从分子水平寻找证据，对基因以及基因产物从分子水平寻找证据，对基因以及基因产物（蛋白质、（蛋白质、DNA）进行序列分析。）进行序列分析。如果两个物种的基因和如果两个物种的基因和蛋白质文库中单体的序列非常匹配，那这些序列必然是从蛋白质文库中单体的序列非常匹配，那这些序列必然是从共同祖先拷贝而来。共同祖先拷贝而来。v达尔文最大胆的假设：所有生命形式都在一定程度上相关，达尔文最大胆的假设：所有生命形式都在一定程度上相关，都从最古老的生物体分支进化而来，即所有物种都存在着都从最古老的生物体分支进化而来，即所有物种都存在着亲缘关系。亲缘关系。v分子生物学和化石记录等都支持达尔文这一观点：所有物分子生物学和化石记录等都支持达尔文这一观点：所有物种具有同样的遗传密码。种具有同样的遗传密码。分子生物学分子生物学General Biology31分子生物学：在分子水平上研General Biology32例例：人人类类与与其其他他几几种种脊脊椎椎动动物物血血红红蛋蛋白白多多肽链的氨基酸序列差别肽链的氨基酸序列差别人人猴子：猴子：8人人鼠鼠：30人人八目鳗：八目鳗：125分子生物学分子生物学General Biology32例：人类与其他几种脊椎动物General Biology33人工选择：是人类有计划地从生物群体中选择优良变异个体，人工选择：是人类有计划地从生物群体中选择优良变异个体，从而形成生物新类型的过程。从而形成生物新类型的过程。人工选择过程中包括变异、遗传和选择三个要素，其中选择人工选择过程中包括变异、遗传和选择三个要素，其中选择是最关键的。是最关键的。三要素的关系：三要素的关系：没有变异就没有选择的材料；没有变异就没有选择的材料；没有遗传，变异就不能传代和积累；没有遗传，变异就不能传代和积累；没有选择就没有变异的定向发展。没有选择就没有变异的定向发展。实质：实质：人类按照自己的需要和喜爱，对生物变异的不断人类按照自己的需要和喜爱，对生物变异的不断 “留优去劣留优去劣”。1.4 1.4 人工选择的效应是自然选择的一个有用佐证人工选择的效应是自然选择的一个有用佐证General Biology33人工选择：是人类有计划地从General Biology34羽衣甘蓝卷心菜花椰菜西兰花芥菜General Biology34羽衣甘蓝卷心菜花椰菜西兰花General Biology35General Biology35General Biology3620.2 20.2 生物的微进化生物的微进化General Biology3620.2 生物的微进化General Biology37宏进化与微进化宏进化与微进化v宏进化：长时间跨度导致的物种形成或者灭绝的事件宏进化：长时间跨度导致的物种形成或者灭绝的事件,即即物种和种以上分类群的进化。物种和种以上分类群的进化。v微进化：短时间跨度（世代到世代）导致种群基因型或表现型发微进化：短时间跨度（世代到世代）导致种群基因型或表现型发生改变的事件，即生物种群和个体在相对较短时间内发生的进化生改变的事件，即生物种群和个体在相对较短时间内发生的进化。General Biology37宏进化与微进化宏进化：长时General Biology382.1 2.1 群体是生物微进化的基本单位群体是生物微进化的基本单位群体（群体（population）：）：生活在同一地域、同一时期生活在同一地域、同一时期的同种个体的集合称为群体，又称孟德尔群体，的同种个体的集合称为群体，又称孟德尔群体，生态学又称为种群。生态学又称为种群。v现代达尔文主义现代达尔文主义认为：认为：群体群体是生物进化的最小单位。自然是生物进化的最小单位。自然选择对进化的影响只有在追踪一个种群随时间所发生的改选择对进化的影响只有在追踪一个种群随时间所发生的改变时才明显可见。变时才明显可见。v群题之间往往很少有明显界限，而是相互重叠。群题之间往往很少有明显界限，而是相互重叠。v一个群体可以和同一物种的其他群体分离开来。一个群体可以和同一物种的其他群体分离开来。v群体内的个体往往比不同群体间的个体之间联系更密切。群体内的个体往往比不同群体间的个体之间联系更密切。v 群体遗传变异的主要来源：群体遗传变异的主要来源：染色体变异、基因突变、基因重组染色体变异、基因突变、基因重组General Biology382.1 群体是生物微进化的General Biology39综合进化论（现代达尔文主义）综合进化论（现代达尔文主义）v突出人物：突出人物：T.T.杜布赞斯基杜布赞斯基 ，俄国出生的美国，俄国出生的美国生物学家生物学家 现代综合进化理论的奠基人之一。现代综合进化理论的奠基人之一。19371937年发表年发表。v来源于拉马克进化学说，达尔文主义，孟德尔来源于拉马克进化学说，达尔文主义，孟德尔遗传学（遗传学（18561856年开始豌豆杂交）。年开始豌豆杂交）。v主要内容包括两方面：主要内容包括两方面：学说的特点在于彻底否定了获得性状遗传学学说的特点在于彻底否定了获得性状遗传学说，认为进化现象是群体现象，肯定了自然说，认为进化现象是群体现象，肯定了自然 选择所起的压倒一切的重要作用。选择所起的压倒一切的重要作用。第一：群体是生物进化的基本单位。进化机制第一：群体是生物进化的基本单位。进化机制 的研究属于群体遗传学范畴。的研究属于群体遗传学范畴。第二：突变、选择、隔离是物种形成和生物进第二：突变、选择、隔离是物种形成和生物进 化的机制。化的机制。T.Dobzhansky General Biology39综合进化论（现代达尔文主义General Biology40生物种群的遗传变异生物种群的遗传变异v基因库：是一个种群全部个体所带有的全部遗传基因的集基因库：是一个种群全部个体所带有的全部遗传基因的集合，种群基因库遗传变异的大小取决于种群的大小和种群合，种群基因库遗传变异的大小取决于种群的大小和种群中个体的基因杂合率。中个体的基因杂合率。v基因频率基因频率:一个基因座位上不同等位基因在基因库中所占一个基因座位上不同等位基因在基因库中所占的相对比例。的相对比例。General Biology40生物种群的遗传变异基因库：General Biology41v微进化实质上是种群等位基因频率的改变。微进化实质上是种群等位基因频率的改变。vHardy-Weinberg平衡：平衡：不发生进化的种群，处于遗传平衡不发生进化的种群，处于遗传平衡中，即种群的基因库始终保持恒定。中，即种群的基因库始终保持恒定。v有性生殖过程中，有性生殖过程中，基因重组基因重组本身并不能改变基因库。本身并不能改变基因库。v自然选择自然选择 改变基因库改变基因库微进化是基因库的改变微进化是基因库的改变General Biology41微进化实质上是种群等位基因General Biology422.2 2.2 遗传平衡定律（哈迪温伯格定律）遗传平衡定律（哈迪温伯格定律）vHardy-Weinberg平衡：平衡：在一个有性生殖的自然种群中，在在一个有性生殖的自然种群中，在种群大种群大、个体间随机交配个体间随机交配、无突变发生无突变发生、无新基因加入无新基因加入和和无自然选择无自然选择这这5 5个条件下，各等位基因的频率和等位基因个条件下，各等位基因的频率和等位基因的基因型频率将稳定不变地代代相传，即保持着基因平衡。的基因型频率将稳定不变地代代相传，即保持着基因平衡。例如：一种野花，红花基因(R)与白花基因(r)是一组等位基因，其基因频率分别为：p（显性等位基因频率）、q（隐性等位基因频率），则：p+q=1 v如果一个基因库是完全稳定的，则没有进化发生，这时可通过基因频率 推算种群中不同基因型频率（某一基因座的一对等位基因组合占种群此基因座等位基因组合的比率）General Biology422.2 遗传平衡定律（哈迪General Biology43基因库中所有基因型的频率之和为1，即Hardy-Weinberg 公式。如具有一对等位基因，公式为：哈迪温伯格定律哈迪温伯格定律实际上，遗传平衡常被打破，使群体基因库发生变化，实际上，遗传平衡常被打破，使群体基因库发生变化，而一定时间内群体基因库的变化即生物种群的进化。而一定时间内群体基因库的变化即生物种群的进化。显性纯合子的频率杂合子的频率隐性纯合子的频率p2 2pq q2 1General Biology43基因库中所有基因型的频率之General Biology44v影响群体微进化的因素：影响群体微进化的因素：（1 1）基因突变）基因突变 （2 2）基因流动）基因流动 （3 3）小群体的遗传漂变）小群体的遗传漂变 在小群体中由于随机事件的影响，等位基因的频在小群体中由于随机事件的影响，等位基因的频率从上一代到下一代容易发生波动变化，这种变化称为遗率从上一代到下一代容易发生波动变化，这种变化称为遗传漂变。传漂变。如：瓶颈效应：杀虫剂与昆虫如：瓶颈效应：杀虫剂与昆虫 （4 4）非随机交配性选择）非随机交配性选择 （5 5）自然选择）自然选择 定向性选择、稳定性选择、中断性选择定向性选择、稳定性选择、中断性选择 2.3 影响生物种群进化（小进化）的因素影响生物种群进化（小进化）的因素General Biology44影响群体微进化的因素：2General Biology45General Biology45General Biology46基因突变基因突变v随机突变：遗传物质随机改变，如影响蛋白质功能，则有害。随机突变：遗传物质随机改变，如影响蛋白质功能，则有害。v中性突变：突变不影响蛋白质功能，对个体无影响中性突变：突变不影响蛋白质功能，对个体无影响 极少数情况下极少数情况下 千百代选择下的中性突变形成等位基因，因千百代选择下的中性突变形成等位基因，因为促进生殖成功率为促进生殖成功率 世代越短的生物，突变产生的遗传变异可发生迅速进化，世代越短的生物，突变产生的遗传变异可发生迅速进化，如细菌；反之，世代长则突变对遗传变异影响不明显，如大如细菌；反之，世代长则突变对遗传变异影响不明显，如大多数动植物多数动植物基因突变基因突变General Biology46基因突变基因突变General Biology47v一个种群通过基因流可以获得或丧失等位基因一个种群通过基因流可以获得或丧失等位基因v能育的个体或配子在能育的个体或配子在种群间迁徙种群间迁徙就发生基因流就发生基因流v种间繁殖可导致某种基因频率的增大，发生微进种间繁殖可导致某种基因频率的增大，发生微进化化v基因流可减少种群间的差异。足够范围的基因流基因流可减少种群间的差异。足够范围的基因流可导致两个种群混合而具有共同的基因库可导致两个种群混合而具有共同的基因库基因流基因流：与其他种群的基因交换。：与其他种群的基因交换。打破了打破了Hardy-weinberg平衡平衡遗传上与其他种群完全隔离遗传上与其他种群完全隔离基因流基因流General Biology47一个种群通过基因流可以获得General Biology48v瓶颈效应：瓶颈效应：环境中的某些灾难性环境中的某些灾难性变化，使种群的个体数急变化，使种群的个体数急剧减少。剧减少。由于偶然性，有由于偶然性，有些等位基因在幸存者中过些等位基因在幸存者中过量表达，另一些表达不充量表达，另一些表达不充分或者完全丢失。这种分或者完全丢失。这种由由于种群骤减引起的于种群骤减引起的极端典极端典型的型的遗传漂变现象称为瓶遗传漂变现象称为瓶颈效应颈效应。原始种群瓶颈事件存活种群“无黄色的”遗传漂变遗传漂变General Biology48瓶颈效应：原始种群瓶颈事件General Biology492.4 2.4 自然选择是有差别的存活和生殖自然选择是有差别的存活和生殖v自然选择被广泛研究的实例是工自然选择被广泛研究的实例是工业黑化的桦尺蛾。业黑化的桦尺蛾。General Biology492.4 自然选择是有差别的General Biology50v遗传漂变、基因流、突变、配子间非随机交配都可以导致遗传漂变、基因流、突变、配子间非随机交配都可以导致微进化，却不一定导致适应。微进化，却不一定导致适应。v只有自然选择产生适应：只有自然选择产生适应：适应适应=机会机会+分选分选 发遗传变异随机发生在某一代的几率，以及对生殖发遗传变异随机发生在某一代的几率，以及对生殖成功有差异的变异个体的分选，这两者之间结合产生了适成功有差异的变异个体的分选，这两者之间结合产生了适应。应。vHardy-weinberg平衡是指不发生进化的种群，要求所有个平衡是指不发生进化的种群，要求所有个体具有相同的生存能力和生殖能力体具有相同的生存能力和生殖能力。-实际上，最能适应生存环境的个体后代存活最多，对基实际上，最能适应生存环境的个体后代存活最多，对基因库贡献最大，如抗药性昆虫等。因库贡献最大，如抗药性昆虫等。-不同种群的基因库细微差别，可能导致生殖成功率的不同种群的基因库细微差别，可能导致生殖成功率的不同。不同。自然选择自然选择General Biology50遗传漂变、基因流、突变、配General Biology512.5 2.5 一因多效与选择压一因多效与选择压大多数基因对表型会产生一大多数基因对表型会产生一些不同的效应。些不同的效应。选择压：有利于具有某些性选择压：有利于具有某些性状的个体生存繁殖而不利状的个体生存繁殖而不利于具有另一些性状的个体于具有另一些性状的个体生存繁殖的自然环境条件。生存繁殖的自然环境条件。分：正选择压和负选择压。分：正选择压和负选择压。一个特定基因频率在世代之一个特定基因频率在世代之间是增加还是减低取决于间是增加还是减低取决于它的正选择压之和大于还它的正选择压之和大于还是小于负选择压之和。是小于负选择压之和。2.6 2.6 自然选择的靶子是整个自然选择的靶子是整个生物界（略）生物界（略）General Biology512.5 一因多效与选择压General Biology52定向化选择定向化选择 选择极端表型选择极端表型 抗药性昆虫抗药性昆虫多样化选择多样化选择 在两个或多个表型共存，达到一个平衡在两个或多个表型共存，达到一个平衡稳定化选择稳定化选择 使某一特定的性状在小范围内变化使某一特定的性状在小范围内变化 婴儿体重婴儿体重2.7自然选择有自然选择有3种主要模式种主要模式General Biology52定向化选择 选择极端表General Biology53作业作业1 1、概念：种群、基因库、基因频率、同源器官、哈迪、概念：种群、基因库、基因频率、同源器官、哈迪-温伯温伯格平衡格平衡2 2、简答进化的证据。、简答进化的证据。3 3、什么是微进化和宏进化，试述影响微进化的因素。、什么是微进化和宏进化，试述影响微进化的因素。4 4、简答自然选择的、简答自然选择的3 3种的主要模式。种的主要模式。General Biology53作业1、概念：种群、基因库Thank You!