第12章现代进化理论.ppt

,现在进化理论和基因组进化模式,现在进化理论,生物进化理论,达尔文的自然选择学说,事实1：生物都有过度繁殖的倾向,事实2：物种内的个体数能保持稳定,事实3：资源是有限的,推论1：个体间存在着生存斗争,达尔文的自然选择学说,推论1：个体间存在着生存斗争,事实4：个体间普遍存在差异（变异）,事实5：许多变异是可以遗传的,推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多,达尔文的自然选择学说,推论2：具有有利变异的个体，生存并留下后代的机会多,推论3：有利变异逐代积累，生物不断进化出新类型,达尔文的自然选择学说,过度繁殖,生存斗争,遗传变异,适者生存,各种各样的抗生素对治疗细菌感染造成的疾病发挥着重要作用。一种抗生素使用一段时间后，杀菌效果就会下降，原因是细菌产生了抗药性。试用达尔文的自然选择学说解释细菌产生抗药性的原因，并分析这一解释有什么不够完善之处。,细菌在繁殖过程中会产生各种可遗传的变异，其中就有抗药性强的变异。在未使用抗生素时，抗药性强的变异不是有利变异，这样的个体在生存斗争中不占优势。使用抗生素以后，抗药性弱的个体大量死亡，抗药性强的个体有机会产生更多的后代，一段时间后，抗生素的杀菌效果就会下降。这一解释未能深入到基因水平，没有说明基因突变在进化中的作用。,一个思考题：,现代生物进化理论,（一）、种群是生物进化的单位（二）、突变和基因重组产生进化的原 材料。（三）、自然选择决定生物进化的方向。（四）、隔离导致物种的形成。,一、现代达尔文主义1、进化的基本单位是种群,一定自然区域,同种生物个体总和,群体共有全部基因,2、进化的实质,基因突变、基因重组和染色体变异都引起遗传物质的改变。突变和基因重组为进化提供了原材料。,探究活动：生物产生了可遗传的变化，那么，哪一种变异代表了生物进化的方向？,2、突变和基因重组产生进化的原材料,生物的突变率很低，而且一般是有害的，为什么还能作为生物进化的原材料？,(1)虽然对于每一个基因来说,突变率是很低的，但一个种群每一代都会产生大量的突变；,(2)突变的有利和有害取决于生物的生存环境。,(3)在突变过程中产生的等位基因，通过有性生殖过程中的基因重组，可以形成多种多样的基因型，从而使种群出现大量的可遗传变异，而且变异的产生是不定向的，所以为生物进化提供了原材料。,3、自然选择决定生物进化的方向,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,4、隔离导致物种的形成,物种:,分布在一定的自然区域，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并且能够产生出可育后代的一群生物个体。,最常见的一类物种形成过程,种 群,地理隔离,小的种群,自然选择,基因频率产生改变,生殖隔离,新物种,经过长期的地理隔离而达到生殖隔离,：,1、突变大多是中性的,二、中性学说,中性突变：不影响核酸和蛋白质的功能，对生物既无害处也无好处的基因突变。,“同义”突变、结构基因中的突变及“非功能性”DNA顺序中发生的突变是中性突变。,2、中性学说认为，生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。,通过群体中的随机交配即遗传漂变，使这些中性突变在群体里固定、发展和消失。,在美国宾州有一种“敦克尔人”，是18世纪初从德国西部迁居来的。他们在本族内通婚，形成了一个半隔离的小群。如今，敦克尔人的脸部特征不同于德国西部人，也不同于宾州的其他美国人。生活在北极的白人、瑞典人、德国人、意大利人的脸部特征各不相同，但是，他们是同一祖先的后裔。请解释原因？,关于构成蛋白质的各种氨基酸平均10亿年的置换率,1、分子水平的进化速率几乎是恒定的2、不同蛋白质的进化速率又各不相同,3、进化的速率由中性突变的速率决定,比较现代达尔文主义和中性学说对生物进化解释的差异。,自然选择,中性突变本身,随机自由组合,环境和生物世代,恒定的,自然选择,