第一部分、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的由來,第24講、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容,在達(dá)爾文之前，人們是怎樣看待生物的進(jìn)化的?,在西方國家，當(dāng)時神創(chuàng)論和物種不滅論占據(jù)著統(tǒng)治地位，人們普遍認(rèn)為所有的物種都是上帝創(chuàng)造的，自古以來既沒有物種的絕滅，也沒有新的物種產(chǎn)生。不同物種之間沒有親緣關(guān)系!,拉馬克學(xué)說,拉馬克進(jìn)化學(xué)說的主要內(nèi)容 : 生物不是神造的，而是由古老生物進(jìn)化來的 生物是由低等到高等逐漸進(jìn)化的 生物各種適應(yīng)性特征的形成都是由于用進(jìn)廢退和獲得性遺傳。,拉馬克認(rèn)為生物進(jìn)化原因: 一是“用進(jìn)廢退”； 二是“獲得性遺傳”,指環(huán)境引起或由于用進(jìn)廢退引起的變化是可以遺傳的,食蟻獸,拉馬克認(rèn)為，器官用得越多就越發(fā)達(dá)，如食蟻獸的舌頭之所以細(xì)長，是由于長期舔食螞蟻的結(jié)果。,鼴鼠,拉馬克認(rèn)為，器官廢而不用，就會造成形態(tài)上的退化。如鼴鼠長期生活在地下，眼睛就萎縮、退化。,用拉馬克進(jìn)化學(xué)說解釋一下長頸鹿為什么脖子長？,拉馬克認(rèn)為長頸鹿的進(jìn)化是因?yàn)椴莸赝嘶笠詷淙~，當(dāng)然頸長的有優(yōu)勢，它們想要長頸，于是天天使勁地將頸伸長，終于形成了現(xiàn)在的長頸鹿。,達(dá)爾文的生物進(jìn)化理論,拉馬克的用進(jìn)廢退學(xué)說雖有一定道理，但事實(shí)上由于使用而發(fā)達(dá)起來的器官特征并不能遺傳給后代。達(dá)爾文通過幾十年的觀察分析，終于在1859年出版了物種起源一書，提出了自然選擇學(xué)說為基礎(chǔ)的生物進(jìn)化理論。,達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的主要內(nèi)容,1、過度繁殖 2、生存斗爭 3、遺傳變異 4、適者生存,結(jié)合自然選擇學(xué)說的解釋模型，利用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的觀點(diǎn)解釋長頸鹿為什么脖子長？,達(dá)爾文對長頸鹿進(jìn)化的解釋,達(dá)爾文認(rèn)為長頸鹿的進(jìn)化原因是：長頸鹿產(chǎn)生的后代超過環(huán)境承受能力（過度繁殖）；它們都要吃樹葉而樹葉不夠吃（生存斗爭）；它們有頸長和頸短的差異（遺傳變異）；頸長的能吃到樹葉生存下來，頸短的卻因吃不到樹葉而最終餓死了（適者生存）。 達(dá)爾文把這種在生存斗爭中，適者生存、不適者被淘汰的過程，叫做自然選擇。,達(dá)爾文的生物進(jìn)化理論的意義,1、從豐富的事實(shí)出發(fā)，論證了生物是不斷進(jìn)化的，并且對生物進(jìn)化的原因提出了合理的解釋。使生物學(xué)第一次擺脫了神學(xué)的束縛，走上了科學(xué)的軌道。 2、它揭示了生命現(xiàn)象的統(tǒng)一性是由于所有的生物都有共同的祖先，生物的多樣性和適應(yīng)性是進(jìn)化的結(jié)果；生物界千差萬別的種類之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系，從而大大促進(jìn)了生物學(xué)各分支學(xué)科的發(fā)展。 3、它給予神創(chuàng)論和物種不變論以致命的打擊。,達(dá)爾文進(jìn)化論的局限,1、 不能解釋遺傳和變異的本質(zhì)； 達(dá)爾文接受了拉馬克關(guān)于器官用進(jìn)廢退和獲得性遺傳的觀點(diǎn)。 2、對進(jìn)化的解釋局限于個體水平； 如果個體出現(xiàn)可遺傳的變異，相應(yīng)基因必須在群體里擴(kuò)散并取代原有的基因，這樣新的生物類型才可能形成。,達(dá)爾文自然選擇學(xué)說,請同學(xué)們用達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的四個要點(diǎn)填空： 自然選擇的基礎(chǔ)是： 自然選擇的內(nèi)因是： 自然選擇的手段是： 自然選擇的結(jié)果是：,生存斗爭,遺傳變異,適者生存， 不適者被淘汰,過度繁殖,第二部分、現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的主要內(nèi)容,種群、基因庫、基因頻率,一個種群的全部個體所含有的全部基因，叫做這個種群的基因庫。,一定時間內(nèi)，生活在一定區(qū)域的同種生物的全部個體，叫做種群。種群是生物繁殖的基本單位。,某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例，叫做基因頻率。,種群是生物進(jìn)化的基本單位,每一個種群都有它自己的基因庫，種群中的個體一代一代地死亡，但基因庫卻在代代相傳的過程中保持和發(fā)展。所以，生物進(jìn)化的單位不是個體，而是種群。,基因頻率的計算,例：某昆蟲種群中，綠色翅的基因?yàn)锳, 褐色翅的基因位a，調(diào)查發(fā)現(xiàn)AA、Aa、aa的個體分別占30%、60%、10%、那么A、a的基因頻率是多少？,A=60% a=40%,哈迪-溫伯格定律,1908年，英國數(shù)學(xué)家哈迪和德國醫(yī)生溫伯格分別提出關(guān)于基因穩(wěn)定性的見解。他們指出，一個有性生殖的自然種群中，在符合以下五個條件的情況下，各等位基因的頻率和等位基因的基因型頻率在一代一代的遺傳中是穩(wěn)定不變的?；蛘哒f是保持著基因平衡的。 這五個條件是：1、種群很大 2、隨機(jī)交配 3、沒有突變和重組 4、沒有個體遷入遷出 5、沒有選擇,哈迪-溫伯格定律,處于平衡狀態(tài)的種群，一對等位基因Aa，A的頻率為p，a的頻率為q，則： AA的機(jī)率為p2； Aa的機(jī)率為2pq； aa的機(jī)率為q2,哈迪-溫伯格定律可用數(shù)學(xué)方程式表示為： (p+q)2=p2+2pq+q2,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變,表面看，自然選擇是對一個個生物個體的選擇，實(shí)質(zhì)上是對個體所包含的變異進(jìn)行選擇。從現(xiàn)代分子遺傳水平看，自然選擇實(shí)質(zhì)上是對變異所對應(yīng)的基因的選擇，從而改變著群體中不同基因的基因頻率。,自然選擇決定了進(jìn)化的方向,P117,物種的概念,在遺傳學(xué)和進(jìn)化論中，把能夠在自然狀態(tài)下相互交配，并能夠產(chǎn)生出可育后代的一群生物稱為一個物種，簡稱“種”。 即：不同物種之間有生殖隔離（動物因求偶方式不同、繁殖期不同，植物因開花季節(jié)、花的形態(tài)不同，而造成的不能交配等都屬于生殖隔離 ）,隔離,概念：不同種群間的個體，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象。,隔離的類型,生殖隔離,地理隔離,隔離導(dǎo)致物種的形成,物種的形成往往是經(jīng)過長期的地理隔離將不同種群間的差異不斷積累，最后達(dá)到生殖隔離，形成新物種。,有時無需地理隔離也能形成新物種,在自然界里還存在另一種物種形成方式，它往往只需要幾代甚至一代就完成了，而且不需經(jīng)過地理隔離。例如，多倍體植物的形成就是如此。自然界里幾乎將近一半的被子植物和某些栽培作物就是這樣形成的。,總結(jié),種群是生物進(jìn)化的基本單位,突變和基因重組、自然選擇及隔離是物種形成過程的三個基本環(huán)節(jié)（突變和基因重組產(chǎn)生生物進(jìn)化的原材料，自然選擇使種群的基因頻率定向改變并決定生物進(jìn)化的方向，隔離是新物種形成的必要條件）。,生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)在于種群基因頻率的改變。,以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論的基本觀點(diǎn)是：,共同進(jìn)化,任何一個物種都不是單獨(dú)進(jìn)化的。 不同物種之間，生物與無機(jī)環(huán)境之間在相互影響中不斷進(jìn)化和發(fā)展，這就是共同進(jìn)化。,捕食者所捕食的大多是被捕食者中年老、病弱或年幼的個體，客觀上起到促進(jìn)種群發(fā)展的作用。,“精明的捕食者”策略：捕食者一般不能將所有的獵物吃掉，否則自己也無法生存。,“收割理論”：捕食者往往捕食個體數(shù)量多的物種，這樣就會避免出現(xiàn)一種或幾種生物在生態(tài)系統(tǒng)中占絕對優(yōu)勢的局面，為其他物種的形成騰出空間有利于增加物種的多樣性。,捕食者的存在是否對被捕食者有害無益？,生物進(jìn)化與無機(jī)環(huán)境變化的關(guān)系,例： 生物的新陳代謝類型由原始異養(yǎng)厭氧自養(yǎng)厭氧自養(yǎng)需氧。,生物多樣性的形成,地球上所有的植物、動物和微生物，它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，共同構(gòu)成了生物多樣性。,簡單復(fù)雜 低等高等 原核細(xì)胞真核細(xì)胞 單細(xì)胞多細(xì)胞 無性生殖有性生殖 原始異養(yǎng)厭氧自養(yǎng)厭氧自養(yǎng)需氧 水生水陸兩棲陸生,生物多樣性的形成,分子進(jìn)化與中性學(xué)說,這一學(xué)說認(rèn)為，生物體內(nèi)絕大多數(shù)突變都是中性突變；生物體內(nèi)的大分子都是以一定的速率進(jìn)化著，這一速率與種群的大小、物種的生殖力以及生物世代的長短都無關(guān)，也不受環(huán)境因素的影響，因此對于這些中性突變不會發(fā)生自然選擇與適者生存的情況。生物的進(jìn)化主要是中性突變在自然群體中進(jìn)行隨機(jī)的“遺傳漂變”的結(jié)果，而與選擇無關(guān)。也就是說，遺傳漂變才是分子進(jìn)化的基本動力。,基因頻率因偶然的機(jī)會，而不是由于選擇，而發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為遺傳漂變。,漸變式進(jìn)化與跳躍式進(jìn)化,傳統(tǒng)的進(jìn)化理論認(rèn)為生物的進(jìn)化是漸變式的，但漸變式的進(jìn)化難以解釋下面兩個問題。 問題一：生物化石的記錄所顯示的大多不是漸變式的進(jìn)化，而是跳躍式的進(jìn)化。 問題二：如果生物演變是漸進(jìn)的，那么各種適應(yīng)性的器官結(jié)構(gòu)在尚未發(fā)展完善之前，即在還沒有發(fā)展到有適應(yīng)功能之前是怎樣逃脫自然選擇的壓力的？ 所以跳躍式進(jìn)化理論認(rèn)為，生物的進(jìn)化起源于大突變（特別是某些調(diào)節(jié)基因的突變）。,課堂練習(xí),1.以自然選擇學(xué)說為核心的現(xiàn)代生物進(jìn)化理論認(rèn)為,新物種的形成是 A、自然選擇的結(jié)果 B、突變，選擇和遺傳的綜合作用 C、用進(jìn)廢退的結(jié)果 D、突變和基因重組，自然選擇及隔離的綜合作用 2.下列關(guān)于隔離的敘述，不正確的是 A、阻止了種群間的基因交流 B、對所有的物種來說,地理隔離必然導(dǎo)致生殖隔離 C、種群基因庫間的差異是產(chǎn)生生殖隔離的根本原因 D、不同的物種之間必然存在著生殖隔離,D,B,5.人類的苯丙酮尿癥是代謝疾病，由隱性基因控制。如果群體的發(fā)病率是1/10000，表現(xiàn)型正常的個體與苯丙酮尿癥患者婚配，生出患苯丙酮尿癥小孩的概率是 。,3.在一個種群中隨機(jī)抽出一定數(shù)量的個體，其中基因型為AA的個體占18%，基因型為Aa的個體占78%，aa的個體占4% .基因A和a的頻率分別是 A、18% 82% B、36% 64%； C、57% 43% D、92% 8%；,4.據(jù)調(diào)查得知，某小學(xué)的學(xué)生中基因型的比率為： XBXB 44% XBXb 5% XbXb 1% XBY 43% XbY 7% 則Xb的基因頻率是 A、13.2% B、5% C、14% D、9.3%,C,D,1/12,6、某工廠有男女職工各200名，對他們進(jìn)行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，女性色盲基因的攜帶者為15人，患者5人，男性患者11人，那么這個群體中色盲基因的頻率是多少？ 7、一種蛾中控制淺顏色的等位基因是隱性的，控制深顏色的等位基因是顯性的。假設(shè)一個種群中有640只淺色的蛾和360只深色的蛾，群體呈遺傳平衡，那么有多少只雜合子的蛾？,6%,320,