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1、关于生物的微观进化(2)第一页，本课件共有52页一、微观进化的概念n现代生物进化理论认为：n进化区分为：宏观进化和微观进化。n古生物学家辛普孙在其进化速度与方式一书中：小进化是指种内的 个体和种群层次上的进化改变，大进化是指种和种以上分类群的进化。小进化是进化中的“跬步”。n小进化就是微观进化第二页，本课件共有52页n是研究领域的区分或研究途径的不同。也就是说，生物学家以现生的生物种群和个体为对象，研究 其短时间内的进化改变，是为小进化（微观进化)。n生物学家和古生物学家以现代生物和古生物资料为依据，研究物种和物种以上的高级分类群在长时间内的进化现象，称为大进化（宏观进化）。第三页，本课件共有
2、52页n现代综合进化论认为：n通过自然选择积累的微小变异所导致的种群内的进化改变是微观进化。n微观进化是进化的基础，汇集结果是宏观进化.第四页，本课件共有52页二、生物微观进化的单位n生物微观进化的基本单位不是个体生物微观进化的基本单位不是个体n而是无性繁殖系和种群n对于原核生物和无性繁殖的真核生物：同一克隆的个体之间无遗传差异（如不发生突变），但不同的克隆之间有遗传差异。n对于有性生殖而言，来源于双方，差异.第五页，本课件共有52页无性繁殖系n是指从一个祖先通过无性繁殖方式产生的后代,是具有相同遗传性状的群体。n无性繁殖方式有营养繁殖、单性生殖和细胞分裂等。n无性繁殖系可以是从一株苹果树嫁接
3、产生的所有苹果树,从一条匍匐茎产生的所有草莓植株,从一块植物组织的外植体、一团愈伤组织或一个细胞产生的所有愈伤组织或细胞群。第六页，本课件共有52页三、种群的遗传结构n(一)种群遗传基础的杂合性n1、种群n遗传学上定义的种群是随机互交繁殖的个体集合。是有性繁殖的基本单位。n是指生活在同一生态环境中能自由交配和繁殖的一群同种个体。n基因库n群体遗传学：一个种群内基因的传递情况和基因频率改变的科学。n从微观角度阐明进化的机制。第七页，本课件共有52页2、种群遗传基础的杂合性n种群内大多数基因位点上存在着一系列等位基因，它们以不同的频率存在于种群中。n杂合体组成n植物中表现杂合的基因位点占17%，无
4、脊椎动物13.4%，脊椎动物6.6%,人6.7%.n杂合是种群的基本属性之一n杂合性保证种群的多样性。第八页，本课件共有52页(二)基因频率与基因型频率n现代综合进化论认为:n生物进化是种群在长期内遗传组成上的变化,这种变化主要体现在基因频率与基因型频率的改变.n基因频率:是指群体中某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所占的比率.n基因型频率:是指某种基因型的个体在群体中所占的比率.第九页，本课件共有52页表7-1基因频率与基因型频率的关系基因型LMLMLMLNLNLN总数个体数306010100基因型频率0.30.60.11基因 LM LN600606002012080 200基 因
5、LM频 率 LN 0.6 0.4 1第十页，本课件共有52页n基因频率与基因型频率是从量化角度研究种群遗传组成的两个重要指标,基因频率与基因型频率之间存在一定的数量关系.n表7-2 P145第十一页，本课件共有52页(三)群体遗传平衡-Hardy Weinberg定律n1.遗传平衡n在一个大的随机交配的群体里,基因频率与基因型频率在没有迁移.突变和选择等(理想)条件下,世代相传,不发生变化的现象.第十二页，本课件共有52页四.改变基因频率的因素n(一)突变对基因频率的影响n突变本身是影响基因频率的一种力量n突变为自然选择提供了原始材料(进化材料)n非频发突变:不经常发生的单一突变(小)n频发突
6、变:大群内频繁发生的突变(大)n两者对基因频率的影响有所不同n突变率与基因频率第十三页，本课件共有52页(二)在选择作用下基因频率的变化n1、适合度和选择系数n适合度和选择系数是对自然选择进行定量研究的一组概念。适合度大的群体其选择系数就小，有利于群体的生存，反之亦然。n适合度：指某一基因型个体与其他基因型个体相比能够存活并把它的基因传给下一代的能力。Wn选择系数：某一基因型在群体中不利于生存的程度。sns=1-W第十四页，本课件共有52页2.选择对基因频率变化的影响n选择是微观进化的主要因素，选择可以改变种群的遗传构成，都能提高种群的平均适合度，并最终引起种群个体适应性的进化改变。n选择对隐
7、性基因不利nWAA =WAa Waa=1-s,s0n选择也可作用于显性基因（不利基因）第十五页，本课件共有52页(三)迁移(基因流动)对基因频率的影响n迁移导致基因的流动n迁移群体与土生群体有差异n与迁入群体的大小有关第十六页，本课件共有52页(四)遗传漂变对基因频率的影响n1.遗传漂变n在群体遗传学中,赖特把由于群体太小引起的基因频率随机增减甚至丢失的现象称为遗传漂变.n由于抽样误差引起群体内等位基因频率随机变化的现象。常发生在小群体中，因为抽样误差的大小与样本含量的大小成反比样本越小，误差越大。n育种小群体随机留种造成第十七页，本课件共有52页第十八页，本课件共有52页第十九页，本课件共有
8、52页五、自然选择的作用n（一）概念 自然选择学说是达尔文进化论的核心内容，也是现代达尔文主义的主要依据，达尔文认为，自然选择即最适者生存，它是指适合于环境（包括食物、生存空间、风土气候等）的生物被保留下来，不适合者被淘汰的现象。自然选择是在生存斗争中实现的，它通过微小的积累促进生物的进化。第二十页，本课件共有52页达尔文进化论n以长颈鹿为例，长颈鹿之所以脖子长，是因为脖子长可以吃到高处的树叶，而脖子短只能吃到矮处的树叶，终究被淘汰。所以剩下的都是脖子长的，如此代代进化，现在看到的都是脖子长的长颈鹿。第二十一页，本课件共有52页拉马克的进化论n而拉马克认为，生物的特征可以通过每一代的学习慢慢积
9、累起来，也就是说每一代的学习到的特征可以遗传给下一代。n以拉马克的理论解释长颈鹿问题，就是说因为每一代的长颈鹿为了吃更高处的树叶，就不断的伸长脖子，如此代代相传，每一代的脖子都会长些，所以才有了现在的长颈。第二十二页，本课件共有52页n对于自然选择这一经典概念，n现代进化论的新的认识：1、对“最适者”的理解问题。那些能留下最多后代的类型才是“最适者”，且“最适者”对生存条件的表型特征能通过繁衍后代而遗传下去。2、关于进化的单位问题。进化的基本单位不是个体而是群体，因为只有相互繁育的群体才能保持一个相对稳定的基因库。3、关于选择的模式问题。现代进化论研究表明，除了消除有害等位基因的正常化选择模式
10、外，自然界中还存在其他的选择模式或机制。第二十三页，本课件共有52页自然选择的新概念n迈耶：是不同基因型的有差异（区分性）的延续；自然选择是一个统计学现象，它只是意味着较好的基因型有较好的延续机会。n阿耶拉：自然选择可简单地定义为不同遗传变异体的差别繁殖。它可以起因于差别的生存或差别的生殖力，或两者兼而有之。第二十四页，本课件共有52页自然选择的作用n 集中表现在对群体中基因频率基因频率的影响方面，任何基因型都会影响生物体的表型问题，而表型又往往与个体的存活和繁殖联系着，因此可以说任何基因几乎都与选择有关。n 第二十五页，本课件共有52页(二)自然选择的类型n1.正态化选择（稳定性选择）n使物
11、种趋于稳定,保留一种最普通适合度最高的常见类型的选择方式.n麻雀受伤136只n活一来72只,死64只(大重变异特殊)n 常态型第二十六页，本课件共有52页2.前进性选择n单向性:把某一极端的变异保留下来(普通化),淘汰掉另一极端的变异,使生物类型朝向某一变异方向发展.n如:英国桦尺蛾的黑化就是环境定向变化导致的种群趋向性改变.n分歧性:两种或以上截然不同的变异,使物种向不同方向发展的一种选择方式.n中间常态型则大为减少的选择.如昆虫第二十七页，本课件共有52页n在特殊自然环境条件下n马德拉岛(北大西洋东部)大风n有一般飞翔能力的甲虫淘汰n残翅无翅的或翅膀特别发达的类型被保留下来的现象第二十八页
12、，本课件共有52页3.平衡性选择n是使种群保留多态性的选择方式.n血型眼皮肤色第二十九页，本课件共有52页4.性选择第三十页，本课件共有52页性选择的概念n指造成许多雌雄异体的生物中与性别相关的体型颜色行为等方面差异的选择方式.n繁殖竞争,失败者只是生殖机会减少或不生殖.n性选择的形式可分为激烈的和缓和的两种形式.第三十一页，本课件共有52页(三)自然选择的意义n1.自然选择是一个创造性过程n体现在物种的多样性和生物的适应性上。n选择、淘汰，加强与积累，定向发展，新种枯叶蝶的拟态第三十二页，本课件共有52页选择具有方向性、积累、复杂、高级第三十三页，本课件共有52页2.自然选择是一个决定性过程
13、n是对这些随机的(不定的)变异的非随机性的存留与淘汰.n自然选择的方向决定于环境的要求.n变异适应环境-存留n自然选择决定了物种的存留第三十四页，本课件共有52页六、适应n（一）适应的概念n是指生物的形态结构和生理机能与其赖以生存的一定环境条件相适合的现象。n一方面:指生物各层次的结构(从大分子细胞组织器官群体组织)都与功能相适应.n另一方面:这种结构与相关的功能(行为习性等)适合于该生物在一定条件下的生存和延续.n“幸者生存”,“获得性状遗传”第三十五页，本课件共有52页（二）适应形成的条件n1、可遗传的变异是适应形成的前提n变异n2、定向的环境变化是适应形成的必要条件n一种选择压力n3、只
14、有变异具有生存价值才能被自然选择保留下来，进而形成新的适应。第三十六页，本课件共有52页（三）自然选择下的适应进化第三十七页，本课件共有52页1.工业黑化n由于工业污染而造成某种蛾类黑化类型增多的现象.英国1850年n黑色斑纹的灰色常态型n黑色突变态型n保护色选择者是鸟类n地衣死亡第三十八页，本课件共有52页2、加拉帕戈斯群岛地雀喙形的进化第三十九页，本课件共有52页3、适应的普遍性和相对性n(1)适应的普遍性n植物对环境的适应表现在其结构和功能对其生存环境的适应。n不能移动n虫媒花风媒花第四十页，本课件共有52页动物对环境的适应:保护色拟态警戒色第四十一页，本课件共有52页微生物对环境的适应
15、n细菌的抗药性n人为条件下的自然选择的实例n自从使用杀虫剂以来,害虫中迟早会产生抗药性,n如DDTn金黄色葡萄链球菌对青霉素的抗药性第四十二页，本课件共有52页（2）适应的相对性n适应是有条件的暂时的.n滞后性n遗传基础是相对稳定的n而环境变化是不定向的且多样性第四十三页，本课件共有52页适应形成的过程第四十四页，本课件共有52页适应相对性的原因第四十五页，本课件共有52页适应在进化中的作用第四十六页，本课件共有52页七、微观进化在生物进化中的意义n微观进化是渐进进化的基础n是生物体保持其连续性所必须的,n是物种的基因库不断丰富的的原因之一.第四十七页，本课件共有52页八、关于宏观进化与微观进
16、化的讨论。n（一）微观进化能否解释宏观进化n微观进化与宏观进化是不同层次上的进化，二者相互关联，一般认为微观进化是宏观进化的基础，许多事件说明了微观进化可以解释宏观进化。第四十八页，本课件共有52页（二）是否存在宏观进化的特殊机制-大突变n导致大的表型改变的大突变在遗传上是可能存在的。第四十九页，本课件共有52页（三）个体发育能否反映系统发展n重演律是否正确？第五十页，本课件共有52页作业十一:n1、试述自然选择在微观进化中的作用。n2、谈谈你对适应的认识。n3、试述生物的微观进化和宏观进化的异同点，两者之间有什么关系？第五十一页，本课件共有52页感感谢谢大大家家观观看看第五十二页，本课件共有52页