宏进化与系统发生ppt课件.ppt
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1、,达尔文学说与微进化,25,宏进化与系统发生,物种形成,General Biology,1,26,27,目录,27 宏进化与系统发生,General Biology,2,27.1 研究宏进化依据的科学材料27.2 生物的宏进化27.3 生物的系统发生27.4 进化与发育的修饰,General Biology,3,27.1 研究宏进化依据的科学材料,一、化石的形成和年代的测定,化石是先前生活的生物被保存在地层中的遗留物或它的印痕,如:石化的躯体、躯体印痕、足迹、排遗物粪便等。,北京人头盖骨化石及头部复原像,General Biology,4,27.1 研究宏进化依据的科学材料,海洋与湖泊的沉积埋
2、藏作用是化石形成的重要条件现已发现的化石大部分属于水生生物。,General Biology,5,27.1 研究宏进化依据的科学材料,化石记录显示,越老(下部)的地层,生物形态越简单;越新(上部)的地层,生物形态越复杂。,因此,可依据上下层关系确定地层及其中化石的相对年代。,General Biology,6,27.1 研究宏进化依据的科学材料,放射性核素测定法同位素衰变: 同位素具有一定的衰变速度,并且这个速度不受环境条件(如气候)的影响。利用这一特点,就可以比较准确地计算出各新、老地层和化石的年龄。 同位素的衰变速度都是用半衰期(half-life)来计算的,半衰期是指一个样品中某一同位素
3、原子衰变一半所需的时间。,General Biology,7,27.1 研究宏进化依据的科学材料,同位素衰变 半衰期 适用范围87铷87锶 490 亿年 1 亿年232釷208铅 140 亿年 2 亿年238铀206铅 45 亿年 1 亿年40钾40氩 13 亿年 1 亿年235铀207铅 7亿年 10 万年14碳14氮 5730 年 6 万年,元素的半衰期表,General Biology,8,27.1 研究宏进化依据的科学材料,二、分子生物学是研究宏观进化的有力工具,生物界即存在着巨大的多样性,又存在着高度的统一性。通过分析、比较两个物种共有和不共有的性质和数量可以判断它们亲缘的远近。有两
4、种方法: 经典解剖学的方法(表型特征对比) 分子生物学的方法(遗传信息对比),遗传密码通用性蛋白质、核酸分子蕴含大量有关生物多样性的信息,General Biology,9,27.1 研究宏进化依据的科学材料,1、中性突变与同源蛋白质的比较同源蛋白质: 在不同的生物中,行使相同功能,并具有明显相似的氨基酸序列的蛋白质,称为同源蛋白。,中性突变: 同源蛋白质上很少或没有对存活和生殖发生影响的突变称为中性突变。 大多数中性突变经历几代遗传漂变后随机淹没,少数经遗传漂变在群体中得以固定,因此自然选择不起作用。,General Biology,10,27.1 研究宏进化依据的科学材料,对比同源蛋白质的
5、氨基酸序列可以判断亲缘关系的远近。,细胞色素C是一个具有104112个氨基酸的多肽分子,从进化上看,它是很保守的分子。不同生物的细胞色素C中氨基酸的组成和顺序反映了生物之间的亲缘关系,氨基酸差异越大,亲缘关系越远。,General Biology,11,27.1 研究宏进化依据的科学材料,2、同源DNA的比较 生物的特征最终是编码于DNA中的遗传信息决定的,也就是由DNA中的核苷酸序列决定的。对不同生物的DNA进行比较是确定它们亲缘远近的最直接方法。 对两个物种可比较的DNA片段进行直接测序后比较,是最精准的测定亲缘距离的方法。 DNA-DNA分子杂交的方法更加简便。,General Biol
6、ogy,12,27.1 研究宏进化依据的科学材料,3、分子钟 高度保守的基因及其产物蛋白质,其中性突变的速率是恒定的。DNA、蛋白质等生物大分子中性突变相对恒定的速率起到了分子钟的作用。同源测序核苷酸或氨基酸置换数目从化石记录中查找分歧时期计算中性突变的速率,General Biology,13,27.1 研究宏进化依据的科学材料,利用DNA比较和分子钟可以帮助解决分类学中的一些困难。,分子钟显示,大熊猫更接近熊。,General Biology,14,27.2 生物的宏进化,一、地层中的化石记录了生物进化的历程二、地壳板块的移动影响了生物进化三、集群性灭绝掀开生命史新的一页四、进化趋势是如何
7、产生的五、真核细胞的内共生起源是一种进化机制六、旧结构对新功能的适应,General Biology,15,27.2 生物的宏进化,一、地层中的化石记录了生物进化的历程,化石记录了35亿多年来地球上的生物及其环境演化的历史。地球的历史约有45亿年,地质学家将其分为四个大阶段,即4个宙: 冥古宙(45-38亿年前) 太古宙(38-25亿年前) 元古宙(25-6亿年前) 显生宙(6亿年前至今),General Biology,16,27.2 生物的宏进化,冥古宙是地球史的第一个大的阶段。这个阶段地球演变的主要事件是地球的形成、地壳的形成以及前生命的化学进化。,1、冥古宙(45-38亿年前),Gen
8、eral Biology,17,27.2 生物的宏进化,没有化石古老的生命印记,2、太古宙(38-25亿年前),露头,叠层石,General Biology,18,27.2 生物的宏进化,露头 37亿年前,碳斑点12C与13C比例非常接近生物来源的值 生物活动能对12C和13C有分馏作用: 12C机碳化合物生物:生物体内12C远高于13C;叠层石 35亿年前,是微生物群体构建的一种生物礁;微体化石 源于原核生物-但常遭质疑。,General Biology,19,27.2 生物的宏进化,蓝细菌走向繁盛元古宙的一大地质特色是存在大规模的叠层石碳酸盐沉淀,3、元古宙(25-6亿年前),叠层石,由古
9、代的蓝藻和化学沉积相间堆积而成,General Biology,20,27.2 生物的宏进化,蓝细菌,光合作用,代谢作用,氧,臭氧层,碳酸盐沉淀,全球平均温度降低,阻挡紫外线平衡温度,为真核生物出现创造条件: 19亿年前出现单细胞真核生物,6-6.5亿年前出现植物化石,海水的物理化学性质,General Biology,21,27.2 生物的宏进化,显生宙的主要进化事件是多核真核生物的进化古生代中生代新生代,4、显生宙(6亿年前至今),General Biology,22,27.2 生物的宏进化,古生代,寒武纪:动物类型爆发增长、各大类群藻类进化趋势基本完成,General Biology,2
10、3,27.2 生物的宏进化,古生代,寒武纪:动物类型爆发增长、各大类群藻类进化趋势基本完成,General Biology,24,27.2 生物的宏进化,中生代,白垩纪末期恐龙走向灭亡。,General Biology,25,27.2 生物的宏进化,新生代,General Biology,26,27.2 生物的宏进化,生物个体结构的复杂性和多样性,呈增长趋势。,General Biology,27,27.2 生物的宏进化,二、地壳板块的移动影响了生物进化,生物进化是在移动的板块上进行的,地球上的陆地曾经大合大分,这对环境和生物进化带来巨大的影响。大陆漂移学说澳大利亚动物区系-原兽亚纲,后兽亚纲
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