现代生物进化理论简介.ppt

现代生物进化理论简介,(一)自然选择学说的主要内容,生物的变异有的是有利于生存的，有的是不利于生存的。,生物个体之间的相互斗争，以及生物与无机自然条件之间的斗争的现象；,生物的繁殖能力总是大大地超过环境的承载能力；,一、达尔文的自然选择学说,（1）、过度繁殖,（2）、生存斗争,（3）、遗传和变异,达尔文把在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择。,经生存斗争，凡是生存下来的生物个体都是对环境能适应的，而被淘汰的生物都是对环境不适应的。,（4）、适者生存,（二）、自然选择的概念,(三)、对长颈鹿的进化过程的解释,长颈鹿的祖先存在的个体差异，有的长颈鹿的颈和前肢长一些，有的长颈鹿的颈和前肢短一些。,在缺乏青草的环境中，颈和前肢长一些的长颈鹿由于能够吃到高处的树叶而得以生存，而颈和前肢较短的个体则遭淘汰。,颈和前肢较长的变异，通过自然环境的定向选择而得到逐代的积累和加强，逐渐进化成现在的长颈鹿。,(四)、有关自然选择学说的几个结论,遗传和变异是生物进化的内在因素 生物的变异为生物进化提供了原始的选择材料；生物的遗传使有利的变异在后代里得到积累和加强。,生存斗争推动着生物的进化，它是生物进化的动力。自然选择是通过生存斗争来实现的。,生物的变异是不定向的，而自然选择是定向的。定向的自然选择决定着生物进化的方向。,适者生存是自然选择的结果。,过度繁殖为自然选择提供了更多的材料，并且加剧了生存斗争。同时过度繁殖本身也是自然选择的结果。,人工选择与自然选择相比有何不同？,想一想,(五)、对自然选择学说的评价,能够科学的解释生物进化的原因，以及生物的多样性和适应性。,达尔文发表物种起源时，还没有遗传学的理论。因此，他对于遗传和变异的性质，自然选择对遗传和变异如何起作用等问题，不可能做出本质上的阐述。,(六)、生物进化理论的发展,遗传和变异的研究,性状水平分子水平,自然选择作用等问题,个体为单位群体为单位,二、现代生物进化理论,(一)种群是生物进化的基本单位,1、种群、基因库、基因频率,种群：生活在同一地点的同种生物的 一 群个体。,种群的基因库：一个种群的全部个体所 含有的全部基因。,种群是生物繁殖的基本单位。,请举几个种群的实例。,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。,种群是生物进化的基本单位。,基因频率：某种基因在某种群中出现的比例。,从某个种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，求基因A和a的基因频率。,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。,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 4)没有个体迁入迁出 5)没有选择,基因频率与基因型频率的关系,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,即:(A+a)2=A2+2Aa+a2=AA+2Aa+aa=p2+2pq+q2,例1、中心血防站调查了1788个MN血型其中397人是M型（LMLM），861人是MN型（LMLN），530人是NN（LNLN），请分别计算LM和LN的基因频率。LM _ LN_,例2、据调查得知，某小学的学生中基因型比率为：XBXB：XBXb：XbXb：XBY：XbY=44%：5%：1%：43%：7%，则Xb的基因频率是_,例3、在一个处于遗传平衡的种群中，有AA个体400只，Aa的个体500只，aa的个体100只，则三年后，该种群中AA基因型和aa基因型个体各占_和_。,46.3%,9.3%,42.25%,12.25%,例四、人类的血型有A、B、AB、O四种，它们的基因型分别是_,又已知人群中的IA、IB、i基因频率分别为0.4、0.4、0.2，则人群中A型血、B型血、AB型血、O型血的出现的比例分别为_。,即:(IA+IB+i)2=(IA)2+(IB)2+i2+2IAi+2IBi+2IAIB,影响基因频率的因素,在自然条件下，哈迪-温伯格定律所需的五个条件是难以满足的，因而基因频率总是要发生改变，也就是说进化在任何种群中都是必然要发生的。,突变和基因重组,自然选择,遗传漂变和迁移,(二)突变和基因重组产生生物进化的原材料,(三)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,1、物种的概念,不同物种间存在生殖隔离,(四)隔离和物种形成,地理隔离,生殖隔离,3、物种的形成,2、隔离的类型,1)地理隔离导致生殖隔离,例：达尔文地雀,种群,小种群,基因频率发生改变,新物种,基因库的差异,2)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。自然界里几平将近一半的被子植物和某些栽培作物就是这样形成的。,例：八倍体小黑麦的培育,例：不同人种,世界各地的人虽然各有不同，但他们之间可以彼此通婚，并且产生可育的后代。因此，全世界的人在生物学上属于同一个物种智人。,例：东北虎与华南虎,东北虎和华南虎分别生活在我国的东北地区和华南地区，这两个地区之间的辽阔地带就起到了地理隔离的作用。经过长期的地理隔离，这两个种群之间产生了明显的差异，成为两个不同的虎亚种。,例：马与驴的生殖隔离,马,驴,骡,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：,总结,人工选择和自然选择的比较，我们可以比较它们的不同点、相同点和二者的联系。它们的不同点主要是人工选择起选择作用的是人，自然选择起选择作用的是环境，人工选择创造品种，自然选择创造物种，人工选择所用的时间比较短，自然选择用的时间是及其漫长的。人工选择是对人有利，自然选择是对生物的生存有利。再比较他们的相同点，人工选择和自然选择都要利用生物的遗传和变异。第二点人工选择和自然选择都有创造力，都是定向的，他们都能定向改变种群的基因频率。人工选择创造品种必须建立在自然选择创造物种的基础上。,练习:,1、用达尔文进化论学说的观点来判断下列叙述，其中正确的是（）A.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长 B.北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体就产生了定向的白色变异 C.野兔的保护色和鹰锐利的目光是它们长期相互选择的结果 D.在长期有毒农药的作用下，农田害虫产生抗药性,C,2、用生物进化论的观点解释病菌抗药性不断增强的原因是（）A.使用抗菌素的剂量不断加大，病菌向抗药能力增强方向变异 B.抗菌素对病菌进行人工选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的 C.抗菌素对病菌进行自然选择，生存下来的病菌都是抗药能力强的 D.病菌中原来就有抗药性强的个体，在使用抗菌素的过程中淘汰了抗药性弱的个体,C、D,3、下列关于隔离的叙述正确的是（）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,A、C、D,4、果蝇是常用的遗传学研究的实验材料，据资料显示，果蝇约有104对基因，现有一黑腹果蝇的野生种群，约有107个个体，请分析回答以下问题（1）该种群的全部个体所含有的全部基因统称为种群的_，经观察，该种群果蝇有多种多样的基因型，分析其产生原因，是在突变过程中产生的_，通过有性生殖中的_而产生的，使种群中产生了大量的可遗传的_，其产生的方向是_,其来源包括_、_和_。它们都能为生物进化提供_，但不能决定生物进化的_。（2）假定该种群中每个基因的突变率都是10-5，那么在该种群中每一代出现的基因突变数是_。,（3）随机从该种群抽出100只果蝇，测知基因型AA或Aa（灰身）96只，aa（黑身）4只，请问A基因的基因频率为_，a的基因频率为_。杂合子果蝇有_只。（4）已知果蝇白眼（b）为隐性基因，在该种群中每2500只果蝇中才有一只白眼果蝇，那么白眼b基因的基因频率为_。（5）假定残翅（v）的基因突变率为10-5，由于在正常环境条件下，残翅果蝇难以生存，结果长翅（V）果蝇类型个体逐渐增多，V基因频率也随之升高，经过许多代后，长翅类型成为种群中常见类型。其他突变类型相比，残翅个体数要少得多，这一现象说明_.,