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1、关于生物种及其基本特征第1页，讲稿共30张，创作于星期二 5.1 生物种的概念1 传统生物学家的物种传统生物学家的物种(species)概念概念 真实存在、形态相似、自由交配、产生可育后代真实存在、形态相似、自由交配、产生可育后代 物种不变、中间无亲缘关系物种不变、中间无亲缘关系 2 达尔文的物种概念达尔文的物种概念 人为分类单位，亲缘关系密切的个体群人为分类单位，亲缘关系密切的个体群 物种可变、个体差异在种间渐变物种可变、个体差异在种间渐变3 近代的物种概念近代的物种概念 形态和遗传结构相似的种群构成，种类个体间存在差形态和遗传结构相似的种群构成，种类个体间存在差异异 4 现代的物种概念现代
2、的物种概念(Mayr,1982)由许多群体形成的生殖单元由许多群体形成的生殖单元(与其他单元生殖上隔与其他单元生殖上隔离离)，占有一定的生境位置，占有一定的生境位置第2页，讲稿共30张，创作于星期二 生物种的特点生物种的特点n由个体联系起来的的集合由个体联系起来的的集合 n可随时间进化改变的个体集合可随时间进化改变的个体集合 n生态系统的功能单位生态系统的功能单位第3页，讲稿共30张，创作于星期二 5.2 物种的遗传变异与选择5.2.1 基因、基因库和基因频率基因、基因库和基因频率5.2.2 变异、自然选择和遗传漂变变异、自然选择和遗传漂变5.2.3 遗传瓶颈和建立者效应遗传瓶颈和建立者效应5
3、.2.4 迁移活动及非随机交配迁移活动及非随机交配5.2.5 表型的自然选择类型表型的自然选择类型第4页，讲稿共30张，创作于星期二5.2.1 基因、基因库和基因频率基因、基因库和基因频率n相关概念相关概念 n染色体、同源染色体，基因染色体、同源染色体，基因(gene)、等位基因、等位基因(allele)、座位座位(locus)n纯合、杂合，显性、隐性、共显性，多基因形状纯合、杂合，显性、隐性、共显性，多基因形状 n基因库基因库(gene pool)n基因频率基因频率(gene frequency)和基因型频率和基因型频率(genotypic frequency)n哈代哈代-魏伯格定律魏伯格定
4、律(Hardy-Weinberg Law)n巨大、随机交配、无其它因素干扰的种群巨大、随机交配、无其它因素干扰的种群 n基因频率基因频率和基因型频率世代保持稳定和基因型频率世代保持稳定 n遗传平衡状态遗传平衡状态第5页，讲稿共30张，创作于星期二基因频率的改变基因频率的改变n n突变突变突变突变 n n遗传漂变遗传漂变遗传漂变遗传漂变 l l种群大小的作用种群大小的作用种群大小的作用种群大小的作用 l l奠基者效应奠基者效应奠基者效应奠基者效应 l l瓶颈效应瓶颈效应瓶颈效应瓶颈效应 n n迁移迁移迁移迁移 n n自然选择自然选择自然选择自然选择第6页，讲稿共30张，创作于星期二5.2.2 变
5、异、自然选择和遗传漂变变异、自然选择和遗传漂变变异变异 l遗传物质的变异遗传物质的变异 基因突变、染色体突变基因突变、染色体突变(结构结构/数量数量)多态座位比例、平均杂合性多态座位比例、平均杂合性 l基因表达的蛋白质基因表达的蛋白质(酶酶)的变异的变异 凝胶电泳技术识别同工酶凝胶电泳技术识别同工酶(别构酶别构酶)l表现型数量性状的变异表现型数量性状的变异 形态、结构、功能的差异形态、结构、功能的差异 l地理变异地理变异 渐变群渐变群(cline)地理亚种地理亚种(subspecies)第7页，讲稿共30张，创作于星期二变异、自然选择和遗传漂变变异、自然选择和遗传漂变n自然选择自然选择(nat
6、ural selection)n变异、个体间存活能力、生殖能力是自然选择的基础变异、个体间存活能力、生殖能力是自然选择的基础 n适合度、相对适合度和选择系数适合度、相对适合度和选择系数 n遗传漂变遗传漂变(genetic drift)n遗传漂变现象遗传漂变现象 n遗传漂变的产生遗传漂变的产生 n自然选择和遗传漂变是进化的动力自然选择和遗传漂变是进化的动力第8页，讲稿共30张，创作于星期二0 20 40 60 80 1000 20 40 60 80 1002.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.41.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0A1基
7、基因因频频率率 种种群群增增长长因因子子世代世代世代世代A1A1纯合个体具最高适合度的假设条件下，种群中A1基因频率和种群指数增长因子随世代的变化第9页，讲稿共30张，创作于星期二预测值预测值观察值隐隐 性性 基基 因因 频频 率率0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 世代世代果蝇试验种群的进化。隐形致死基因随时代而逐渐减少第10页，讲稿共30张，创作于星期二5.2.3 遗传瓶颈和建立者效应遗传瓶颈和建立者效应n遗传瓶颈遗传瓶颈(Bottleneck Effect)种群数量急剧下降导致基因频率变化和总遗传种群数量急剧下降导致基因频率变化和总遗传 变异的下降变异的下降 n经过瓶颈后的结果
8、经过瓶颈后的结果 n建立者效应建立者效应(Founder Effect)n建立者种群建立者种群 n建立者效应建立者效应 第11页，讲稿共30张，创作于星期二遗传瓶颈遗传瓶颈遗传瓶颈遗传瓶颈 100%在原种群中在原种群中 基因频率基因频率 为为80%在越冬种群中在越冬种群中基因频率为基因频率为50%在第二年种群中在第二年种群中基基 因频率就变化为因频率就变化为50%在第三年种群中基因在第三年种群中基因 频率就变化为频率就变化为100%在越冬种群基在越冬种群基 因频率为因频率为100%遗传瓶颈遗传瓶颈第12页，讲稿共30张，创作于星期二:=5:1:=5:2第13页，讲稿共30张，创作于星期二5.2
9、.4 迁移活动及非随机交配迁移活动及非随机交配迁移活动迁移活动 迁入迁入/迁出导致基因流动，可以改变种群的基因频率；迁出导致基因流动，可以改变种群的基因频率；有迁入的种群基因频率的变化率迁入率有迁入的种群基因频率的变化率迁入率（迁入个体和原（迁入个体和原种群个体频率差值）种群个体频率差值）非随机交配非随机交配 自然种群的个体交配几乎总是有选择的，故自然种群的自然种群的个体交配几乎总是有选择的，故自然种群的基因频率很难保持稳定基因频率很难保持稳定 性选择例是典型的非随机交配例子性选择例是典型的非随机交配例子第14页，讲稿共30张，创作于星期二5.2.5 表型的自然选择表型的自然选择表型的自然选择
10、表型的自然选择 表型自然选择的种类表型自然选择的种类 稳定选择稳定选择 定向选择定向选择 分裂选择分裂选择自然选择的生物学单位自然选择的生物学单位 个体选择个体选择 配子选择配子选择 亲属选择亲属选择 群体选择群体选择 性选择性选择第15页，讲稿共30张，创作于星期二5.3 物种形成物种形成(speciation)5.3.1 物种形成及其过程物种形成及其过程 地理物种形成学说地理物种形成学说 地理隔离地理隔离独立进化独立进化 生殖隔离机制的建立生殖隔离机制的建立 生殖隔离机制的种类生殖隔离机制的种类 Tab5-1 P95 5.3.2 物种形成的方式物种形成的方式 异域性物种形成异域性物种形成
11、邻域性物种形成邻域性物种形成 同域性物种形成同域性物种形成 适应辐射适应辐射第16页，讲稿共30张，创作于星期二巴巴西西亚亚马马逊逊河河流流域域西西部部的的Rio Jurua河河两两岸岸，绢绢猴猴的的两两个个种种群群被被分分隔隔形形成成遗遗传传差差异异图片：物种形成实例第17页，讲稿共30张，创作于星期二扩展扩展 分布区分布区地理隔离地理隔离独自独自 进化进化生殖隔离生殖隔离形成形成2个个 物种物种即使相遇即使相遇 已经不能已经不能 相互配育相互配育异域性物种形成异域性物种形成A大范围地理隔离大范围地理隔离第18页，讲稿共30张，创作于星期二扩展扩展 分布区分布区地理隔离地理隔离独自独自 进化
12、进化生殖隔离生殖隔离形成形成2个个 物种物种即使相遇即使相遇 已经不能已经不能 相互配育相互配育异域性物种形成异域性物种形成B处于分布区边缘的小种群因建立者效应产生差异处于分布区边缘的小种群因建立者效应产生差异第19页，讲稿共30张，创作于星期二扩展扩展 分布区分布区独自独自 进化进化生殖隔离生殖隔离形成形成2个个 物种物种即使相遇即使相遇 已经不能已经不能 相互配育相互配育部分的地理隔离部分的地理隔离 存在基因交流屏障存在基因交流屏障如生物的运动能力及如生物的运动能力及 繁殖体传播能力差繁殖体传播能力差邻域性物种形成邻域性物种形成第20页，讲稿共30张，创作于星期二生境选择差异生境选择差异
13、食物选择差异食物选择差异 宿主选择差异宿主选择差异独自独自 进化进化生殖隔离生殖隔离形成形成2个个 物种物种即使相遇即使相遇 已经不能已经不能 相互配育相互配育无地理隔离无地理隔离 但生态位产生差异但生态位产生差异虽有基因交流的可能虽有基因交流的可能 但生境食物等习性阻止了交流但生境食物等习性阻止了交流同域性物种形成同域性物种形成第21页，讲稿共30张，创作于星期二物种形成的物种形成的4种模式种模式类别类别初始分化初始分化生殖隔离完成生殖隔离完成生殖隔离生殖隔离种形成模式种形成模式1 2分布区重叠分布区重叠 分布区重叠分布区重叠分布区重叠分布区重叠分布区重叠分布区重叠分布区重叠分布区重叠 分布
14、区不重叠分布区不重叠重叠模式重叠模式3 4 5 6 7分布区不重叠分布区不重叠 分布区不重叠分布区不重叠 分布区不重叠分布区不重叠 分布区相邻分布区相邻 分布区相邻分布区相邻分布区不重叠分布区不重叠 分布区不重叠分布区不重叠 分布区不重叠分布区不重叠 分布区不重叠分布区不重叠 分布区不重叠分布区不重叠分布区不重叠分布区不重叠分布区重叠分布区重叠分布区相邻分布区相邻分布区不重叠分布区不重叠 分布区重叠分布区重叠不重叠模式不重叠模式8 9 10分布区相邻分布区相邻 分布区相邻分布区相邻 分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区相邻 分布区相邻分布区相邻 分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区相邻 分布区
15、重叠分布区重叠 分布区不重叠分布区不重叠相邻模式相邻模式11 1213分布区不重叠分布区不重叠 分布区不重叠分布区不重叠 分布区不重叠分布区不重叠分布区相邻分布区相邻 分布区相邻分布区相邻 分布区相邻分布区相邻分布区相邻分布区相邻 分布区重叠分布区重叠 布区不重叠布区不重叠不重叠不重叠-相邻模式相邻模式第22页，讲稿共30张，创作于星期二适应辐射适应辐射共同祖先在进化过程中分化为各种类型适应多种生活方式共同祖先在进化过程中分化为各种类型适应多种生活方式如：如：分别在分别在 生境、生境、食性、食性、取食方式、取食方式、取食时间、取食时间、取食空间、取食空间、取食大小取食大小 多方面多方面 产生差
16、异产生差异第23页，讲稿共30张，创作于星期二鸟类的适应辐射第24页，讲稿共30张，创作于星期二鸟类的适应辐射第25页，讲稿共30张，创作于星期二本本 章章 小小 结结生物种、种群的概念生物种、种群的概念 变异、自然选择和遗传漂变的相关概变异、自然选择和遗传漂变的相关概念和理论念和理论 影响种群基因频率变化的因素影响种群基因频率变化的因素 物种形成过程物种形成过程 物种形成方式物种形成方式 第26页，讲稿共30张，创作于星期二本章主要概念本章主要概念 物种、物种形成、基因库、遗传漂变、瓶颈效物种、物种形成、基因库、遗传漂变、瓶颈效应、建立者效应、配子选择、亲属选择、群体选应、建立者效应、配子选
17、择、亲属选择、群体选择、性选择、渐变群、地理亚种、工业黑化、适择、性选择、渐变群、地理亚种、工业黑化、适应辐射、应辐射、第27页，讲稿共30张，创作于星期二思考题思考题1.比较分析自然选择和遗传漂变对种群进化的作用特点。比较分析自然选择和遗传漂变对种群进化的作用特点。2.按照选择的结果划分，自然选择可分为哪几种类型，并举例说明。按照选择的结果划分，自然选择可分为哪几种类型，并举例说明。3.物种的形成为什么要经过生殖隔离？生殖隔离有哪些形式和方式物种的形成为什么要经过生殖隔离？生殖隔离有哪些形式和方式？4.经历过遗传瓶颈的种群有哪些特点？经历过遗传瓶颈的种群有哪些特点？5.什么是多态现象？什么是
18、多态现象？6.种群的质量与种群的数量相互关系是什么？种群的质量与种群的数量相互关系是什么？第28页，讲稿共30张，创作于星期二本章建议读物本章建议读物1.孙儒泳孙儒泳,李庆芬李庆芬,牛翠娟牛翠娟,娄安如娄安如.2002.基础生态学基础生态学.高高等教学出版社等教学出版社,87-98 2.孙儒泳孙儒泳,李博李博,诸葛阳诸葛阳,尚玉昌编尚玉昌编.1992.普通生态学普通生态学.高高等教育出版社等教育出版社 3.李博主编李博主编.1999.生态学生态学.高等教育出版社高等教育出版社 4.Barbour M.G.,Burk J.H.,Pitts W.D.,Giliam F.S.and Schwartz M.W.1999.Terrestrial Plant Ecology.Addison Wesley Longman Inc.第29页，讲稿共30张，创作于星期二感谢大家观看第30页，讲稿共30张，创作于星期二