《生物進(jìn)化理論》PPT課件

第一部分、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來(lái),第24講、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容,在達(dá)爾文之前，人們是怎樣看待生物的進(jìn)化的?,在西方國(guó)家，當(dāng)時(shí)神創(chuàng)論和物種不滅論占據(jù)著統(tǒng)治地位，人們普遍認(rèn)為所有的物種都是上帝創(chuàng)造的，自古以來(lái)既沒(méi)有物種的絕滅，也沒(méi)有新的物種產(chǎn)生。不同物種之間沒(méi)有親緣關(guān)系!,拉馬克學(xué)說(shuō),拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容 : 生物不是神造的，而是由古老生物進(jìn)化來(lái)的 生物是由低等到高等逐漸進(jìn)化的 生物各種適應(yīng)性特征的形成都是由于用進(jìn)廢退和獲得性遺傳。,拉馬克認(rèn)為生物進(jìn)化原因: 一是“用進(jìn)廢退”； 二是“獲得性遺傳”,指環(huán)境引起或由于用進(jìn)廢退引起的變化是可以遺傳的,食蟻獸,拉馬克認(rèn)為，器官用得越多就越發(fā)達(dá)，如食蟻獸的舌頭之所以細(xì)長(zhǎng)，是由于長(zhǎng)期舔食螞蟻的結(jié)果。,鼴鼠,拉馬克認(rèn)為，器官?gòu)U而不用，就會(huì)造成形態(tài)上的退化。如鼴鼠長(zhǎng)期生活在地下，眼睛就萎縮、退化。,用拉馬克進(jìn)化學(xué)說(shuō)解釋一下長(zhǎng)頸鹿為什么脖子長(zhǎng)？,拉馬克認(rèn)為長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化是因?yàn)椴莸赝嘶笠詷?shù)葉，當(dāng)然頸長(zhǎng)的有優(yōu)勢(shì)，它們想要長(zhǎng)頸，于是天天使勁地將頸伸長(zhǎng)，終于形成了現(xiàn)在的長(zhǎng)頸鹿。,達(dá)爾文的生物進(jìn)化理論,拉馬克的用進(jìn)廢退學(xué)說(shuō)雖有一定道理，但事實(shí)上由于使用而發(fā)達(dá)起來(lái)的器官特征并不能遺傳給后代。達(dá)爾文通過(guò)幾十年的觀察分析，終于在1859年出版了物種起源一書(shū)，提出了自然選擇學(xué)說(shuō)為基礎(chǔ)的生物進(jìn)化理論。,達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō)的主要內(nèi)容,1、過(guò)度繁殖 2、生存斗爭(zhēng) 3、遺傳變異 4、適者生存,結(jié)合自然選擇學(xué)說(shuō)的解釋模型，利用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn)解釋長(zhǎng)頸鹿為什么脖子長(zhǎng)？,達(dá)爾文對(duì)長(zhǎng)頸鹿進(jìn)化的解釋,達(dá)爾文認(rèn)為長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化原因是：長(zhǎng)頸鹿產(chǎn)生的后代超過(guò)環(huán)境承受能力（過(guò)度繁殖）；它們都要吃樹(shù)葉而樹(shù)葉不夠吃（生存斗爭(zhēng)）；它們有頸長(zhǎng)和頸短的差異（遺傳變異）；頸長(zhǎng)的能吃到樹(shù)葉生存下來(lái)，頸短的卻因吃不到樹(shù)葉而最終餓死了（適者生存）。 達(dá)爾文把這種在生存斗爭(zhēng)中，適者生存、不適者被淘汰的過(guò)程，叫做自然選擇。,達(dá)爾文的生物進(jìn)化理論的意義,1、從豐富的事實(shí)出發(fā)，論證了生物是不斷進(jìn)化的，并且對(duì)生物進(jìn)化的原因提出了合理的解釋。使生物學(xué)第一次擺脫了神學(xué)的束縛，走上了科學(xué)的軌道。 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(yīng)性是進(jìn)化的結(jié)果；生物界千差萬(wàn)別的種類(lèi)之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系，從而大大促進(jìn)了生物學(xué)各分支學(xué)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(dá)爾文進(jìn)化論的局限,1、 不能解釋遺傳和變異的本質(zhì)； 達(dá)爾文接受了拉馬克關(guān)于器官用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的觀點(diǎn)。 2、對(duì)進(jìn)化的解釋局限于個(gè)體水平； 如果個(gè)體出現(xiàn)可遺傳的變異，相應(yīng)基因必須在群體里擴(kuò)散并取代原有的基因，這樣新的生物類(lèi)型才可能形成。,達(dá)爾文自然選擇學(xué)說(shuō),請(qǐng)同學(xué)們用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)的四個(gè)要點(diǎn)填空： 自然選擇的基礎(chǔ)是： 自然選擇的內(nèi)因是： 自然選擇的手段是： 自然選擇的結(jié)果是：,生存斗爭(zhēng),遺傳變異,適者生存， 不適者被淘汰,過(guò)度繁殖,第二部分、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容,種群、基因庫(kù)、基因頻率,一個(gè)種群的全部個(gè)體所含有的全部基因，叫做這個(gè)種群的基因庫(kù)。,一定時(shí)間內(nèi)，生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個(gè)體，叫做種群。種群是生物繁殖的基本單位。,某種基因在某個(gè)種群中出現(xiàn)的比例，叫做基因頻率。,種群是生物進(jìn)化的基本單位,每一個(gè)種群都有它自己的基因庫(kù)，種群中的個(gè)體一代一代地死亡，但基因庫(kù)卻在代代相傳的過(guò)程中保持和發(fā)展。所以，生物進(jìn)化的單位不是個(gè)體，而是種群。,基因頻率的計(jì)算,例：某昆蟲(chóng)種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, 褐色翅的基因位a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個(gè)體分別占30%、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(guó)數(shù)學(xué)家哈迪和德國(guó)醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因穩(wěn)定性的見(jiàn)解。他們指出，一個(gè)有性生殖的自然種群中，在符合以下五個(gè)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(shuō)是保持著基因平衡的。 這五個(gè)條件是：1、種群很大 2、隨機(jī)交配 3、沒(méi)有突變和重組 4、沒(méi)有個(gè)體遷入遷出 5、沒(méi)有選擇,哈迪-溫伯格定律,處于平衡狀態(tài)的種群，一對(duì)等位基因Aa，A的頻率為p，a的頻率為q，則： AA的機(jī)率為p2； Aa的機(jī)率為2pq； aa的機(jī)率為q2,哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為： (p+q)2=p2+2pq+q2,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變,表面看，自然選擇是對(duì)一個(gè)個(gè)生物個(gè)體的選擇，實(shí)質(zhì)上是對(duì)個(gè)體所包含的變異進(jìn)行選擇。從現(xiàn)代分子遺傳水平看，自然選擇實(shí)質(zhì)上是對(duì)變異所對(duì)應(yīng)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(jìn)化的方向,P117,物種的概念,在遺傳學(xué)和進(jìn)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(chēng)為一個(gè)物種，簡(jiǎn)稱(chēng)“種”。 即：不同物種之間有生殖隔離（動(dòng)物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因開(kāi)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：不同種群間的個(gè)體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。,隔離的類(lèi)型,生殖隔離,地理隔離,隔離導(dǎo)致物種的形成,物種的形成往往是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的地理隔離將不同種群間的差異不斷積累，最后達(dá)到生殖隔離，形成新物種。,有時(shí)無(wú)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(guò)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(jìn)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(guò)程的三個(gè)基本環(huán)節(jié)（突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)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(jìn)化的方向，隔離是新物種形成的必要條件）。,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。,以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)是：,共同進(jìn)化,任何一個(gè)物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。 不同物種之間，生物與無(wú)機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)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(gè)體，客觀上起到促進(jìn)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(wú)法生存。,“收割理論”：捕食者往往捕食個(gè)體數(shù)量多的物種，這樣就會(huì)避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)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(duì)被捕食者有害無(wú)益？,生物進(jìn)化與無(wú)機(jī)環(huán)境變化的關(guān)系,例： 生物的新陳代謝類(lèi)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(dòng)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(gòu)成了生物多樣性。,簡(jiǎn)單復(fù)雜 低等高等 原核細(xì)胞真核細(xì)胞 單細(xì)胞多細(xì)胞 無(wú)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(jìn)化與中性學(xué)說(shuō),這一學(xué)說(shuō)認(rèn)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(jìn)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(zhǎng)短都無(wú)關(guān)，也不受環(huán)境因素的影響，因此對(duì)于這些中性突變不會(huì)發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。生物的進(jìn)化主要是中性突變?cè)谧匀蝗后w中進(jìn)行隨機(jī)的“遺傳漂變”的結(jié)果，而與選擇無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)，遺傳漂變才是分子進(jìn)化的基本動(dòng)力。,基因頻率因偶然的機(jī)會(huì)，而不是由于選擇，而發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為遺傳漂變。,漸變式進(jìn)化與跳躍式進(jìn)化,傳統(tǒng)的進(jìn)化理論認(rèn)為生物的進(jìn)化是漸變式的，但漸變式的進(jìn)化難以解釋下面兩個(gè)問(wèn)題。 問(wèn)題一：生物化石的記錄所顯示的大多不是漸變式的進(jìn)化，而是跳躍式的進(jìn)化。 問(wèn)題二：如果生物演變是漸進(jìn)的，那么各種適應(yīng)性的器官結(jié)構(gòu)在尚未發(fā)展完善之前，即在還沒(méi)有發(fā)展到有適應(yīng)功能之前是怎樣逃脫自然選擇的壓力的？ 所以跳躍式進(jìn)化理論認(rèn)為，生物的進(jìn)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(xí),1.以自然選擇學(xué)說(shuō)為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)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(jìn)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(guān)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(duì)所有的物種來(lái)說(shuō),地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離 C、種群基因庫(kù)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(lèi)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(gè)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.在一個(gè)種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個(gè)體，其中基因型為AA的個(gè)體占18%，基因型為Aa的個(gè)體占78%，aa的個(gè)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(xué)的學(xué)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(chǎng)有男女職工各200名，對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查時(shí)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(gè)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(shè)一個(gè)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,