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生物化学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第十六章第十六章生生 命命 进进 化化普通生物学 第二部分 个体生物学1第1页一、达尔文和他自然选择理论一、达尔文和他自然选择理论二、基因频率和自然选择作用二、基因频率和自然选择作用普通生物学 第二部分 个体生物学 第十六章 生命进化2第2页一、达尔文和他自然选择理论一、达尔文和他自然选择理论 神创论神创论:生物在某一时刻一次形成,其生物在某一时刻一次形成,其 后不变后不变 进化思想:进化思想:一个物种是从另一个物种一个物种是从另一个物种 演化而来。达尔文、演化而来。达尔文、物种起物种起 源源普通生物学 第二部分 个体生物学 第十六章 生命进化3第3页(一)达尔文和物种起源(一)达尔文和物种起
2、源(二)自然选择学说(二)自然选择学说 1 1、遗传、遗传 2 2、变异、变异 3 3、繁殖过剩、繁殖过剩 4 4、生存斗争、生存斗争 5 5、适者生存、适者生存普通生物学 第二部分 个体生物学 第十六章 生命进化4第4页(一)达尔文和物种起源(一)达尔文和物种起源 1.介绍:介绍:1831-18361831-1836年年,达达尔尔文文乘乘“贝贝格格尔尔号号”作作5 5年环球探险航行。观察采集标本年环球探险航行。观察采集标本 加加拉拉帕帕戈戈斯斯群群岛岛:海海龟龟、地地雀雀分分布在各小岛上,种类多,相同而不相同布在各小岛上,种类多,相同而不相同 推断:推断:生物由共同祖先种分化出来生物由共同祖
3、先种分化出来 神创论解释不了这些现象神创论解释不了这些现象 马尔萨斯人口论马尔萨斯人口论普通生物学 第二部分 个体生物学5第5页 繁殖力极强繁殖力极强 而数量稳定而数量稳定 食物有限食物有限 生存斗争生存斗争 适者生存,不适者淘汰适者生存,不适者淘汰 18591859年,达尔文出版物种起源,年,达尔文出版物种起源,提出生物进化看法提出生物进化看法 旧约旧约-神创论神创论普通生物学 第二部分 个体生物学6第6页(二)自然选择学说(二)自然选择学说 1 1、遗传、遗传 普遍特征,物种稳定存在基础普遍特征,物种稳定存在基础 2 2、变异、变异 普遍存在、随机产生普遍存在、随机产生 可遗传变异可遗传变
4、异 染色体畸变和基因突变染色体畸变和基因突变 基因重组(有没有限变异可能性)基因重组(有没有限变异可能性)不遗传变异不遗传变异(达尔文学说中指达尔文学说中指)普通生物学 第二部分 个体生物学7第7页3 3、繁殖过剩、繁殖过剩-极强生殖力极强生殖力 一对家蝇一对家蝇 每代产卵每代产卵10001000个,个,每世代为每世代为1010天天 繁殖一年繁殖一年 可把地球覆盖可把地球覆盖2.542.54厘米厚厘米厚 大象大象(繁殖很慢繁殖很慢)一头雌象一生产仔一头雌象一生产仔6 6头头 活活100100岁岁 750750年后可有年后可有149149万头子孙万头子孙 实实际际上上,自自然然界界各各种种生生物
5、物数数量量在在一一定定时时期期内部保持相对稳定,内部保持相对稳定,为何?为何?普通生物学 第二部分 个体生物学8第8页4 4、生存斗争、生存斗争 定定义义:为为争争取取食食物物和和生生存存场场所所而而进进行行种内斗争、种间斗争种内斗争、种间斗争 分类分类 种内斗争:种内斗争:争夺食物和交配权争夺食物和交配权 种间斗争:种间斗争:争夺食物和生存空间争夺食物和生存空间 意义意义 经经过过生生存存斗斗争争,有有些些生生物物活活下下来来了了,有许多生物被淘汰或毁灭了有许多生物被淘汰或毁灭了普通生物学 第二部分 个体生物学9第9页5 5、适者生存、适者生存 生存斗争结果就是适者生存生存斗争结果就是适者生
6、存 选择:选择:有适应性变异个体被有适应性变异个体被 保留下来保留下来 淘汰:淘汰:不具适应性变异个体被不具适应性变异个体被 毁灭毁灭普通生物学 第二部分 个体生物学10第10页 二、基因频率和自然选择作用二、基因频率和自然选择作用(一)基因库(一)基因库(二)哈迪(二)哈迪温伯格定律温伯格定律(三)基因频率改变(三)基因频率改变(四)物种和物种形成(四)物种和物种形成(五)适应和进化形式(五)适应和进化形式(六)进化理论发展(六)进化理论发展普通生物学 第二部分 个体生物学11第11页(一)基因库(一)基因库 种群种群 定定义义:在在一一定定地地域域中中,一一个个物物 种全体组员组成一个种群
7、种全体组员组成一个种群 特特征征:种种群群内内雌雌雄雄个个体体能能经经过过有有性生殖而实现基因交流性生殖而实现基因交流 举举例例:一一个个湖湖泊泊中中全全部部鲤鲤鱼鱼、田田螺螺普通生物学 第二部分 个体生物学12第12页 基基因因库库:一一个个种种群群全全部部个个体体所所带带有有全部全部基因基因总和总和 研究意义:研究意义:了了解解生生物物进进化化机机制制 群群体体或或种种群群进化进化普通生物学 第二部分 个体生物学13第13页(二)哈迪(二)哈迪温伯格定律温伯格定律 19,哈哈迪迪和和温温伯伯格格分分别别提提出出基基因因频频率稳定性率稳定性看法看法概概念念:一一个个有有性性生生殖殖自自然然种
8、种群群符符合合以下以下5个条件,保持基因平衡:个条件,保持基因平衡:种群大种群大 种群中个体间交配随机种群中个体间交配随机 没有突变发生;没有突变发生;没有新基因加入没有新基因加入 (见下一页见下一页)普通生物学 第二部分 个体生物学14第14页 没有自然选择没有自然选择 举例举例(书上书上)意义:意义:上述条件永远不能满足上述条件永远不能满足 基因频率发生改变基因频率发生改变 从从反反面面证证实实进进化化必必定定发生发生普通生物学 第二部分 个体生物学15第15页 种群大小种群大小 概率:概率:数量足够大数量足够大 稳定稳定 种群数量小种群数量小 基因频率波动基因频率波动 出现以下情况:出现
9、以下情况:遗传漂变遗传漂变 建立者效应建立者效应 瓶颈效应瓶颈效应普通生物学 第二部分 个体生物学16第16页 遗传漂变遗传漂变 定义:定义:小群体小群体 因偶然机会,而非选择因偶然机会,而非选择 基因频率发生改变现象基因频率发生改变现象 举例:举例:某一个基因频率为某一个基因频率为0.02,有有100万万个个体体 有有2万万个个个个体体有有此此基基因因 有有50个个体个个体 仅有仅有1个含此基因个含此基因 偶然死亡或无机会和异性个体交配偶然死亡或无机会和异性个体交配 在在F1代中该基因消失代中该基因消失 仅剩纯合子个体仅剩纯合子个体普通生物学 第二部分 个体生物学17第17页 建立者效应建立
10、者效应 定义:定义:小种群造成特殊基因频率。小种群造成特殊基因频率。某种群中少数个体某种群中少数个体 迁移到它处定居迁移到它处定居 有些等位基因没带出有些等位基因没带出 造成与种群基因频率有差异造成与种群基因频率有差异 经过经过自然选择自然选择 形成新品种或新种形成新品种或新种普通生物学 第二部分 个体生物学18第18页 瓶颈效应瓶颈效应 定义:定义:很多生物,尤其是动物,很多生物,尤其是动物,春季繁殖春季繁殖 夏季数量多夏季数量多 冬季严寒和缺乏食物大量死亡冬季严寒和缺乏食物大量死亡 其数量形成瓶颈模式其数量形成瓶颈模式 (瓶颈部分为冬季数量降低时期瓶颈部分为冬季数量降低时期)普通生物学 第
11、二部分 个体生物学19第19页 举例举例 (P452)第一年夏季 第二年夏季 第三年夏季 基因频率2%3%0%说明:上例能够看出瓶颈效应所带来 基因频率改变有实际意义:(见下一页)普通生物学 第二部分 个体生物学20第20页 农药选择压 杀虫剂杀死敏感性个体 F1代抗 性基因频率增加 冬季严寒选择压 严寒杀死抗性个体F1代抗性基因频率下降。只要该种群不形成抗性纯合系,则停顿用药几年后,抗药性基因频率就恢复到原来水平。经常换农药就是这个道理。普通生物学 第二部分 个体生物学21第21页 不随机交配不随机交配 动物中极常见动物中极常见 包括行为(与植物不一样)包括行为(与植物不一样)突变和新基因加
12、入突变和新基因加入 没有新基因加入是可能没有新基因加入是可能 种群迁入种群迁入影响基因频率稳定影响基因频率稳定 突变速度突变速度 很低很低 人:人:10万个基因,出生时万个基因,出生时2个突变;个突变;突变:随机、无方向性,仅是选择材料突变:随机、无方向性,仅是选择材料 如突变被选择如突变被选择,基因频率就增加。基因频率就增加。普通生物学 第二部分 个体生物学22第22页 自然选择作用自然选择作用 自然选择引发基因频率改变自然选择引发基因频率改变 多基因性状选择多基因性状选择 自然选择类型自然选择类型 选择压选择压普通生物学 第二部分 个体生物学23第23页 自然选择引发基因频率改变自然选择引
13、发基因频率改变 P454 图图16-5 选择或淘汰一些基因选择或淘汰一些基因 例例:假设基因选择压为假设基因选择压为0.001(1000:999)即即(AA+Aa):aa=1000:999 频率为频率为0.00001显性基因显性基因 23400世代世代 基因频率为基因频率为 0.99 23 400个世代在地质年代上是很短个世代在地质年代上是很短 假设生物一年繁殖一代假设生物一年繁殖一代 234就可使物种发生基本改变。就可使物种发生基本改变。普通生物学 第二部分 个体生物学24第24页 选择压高选择压高 短时期形成新品种短时期形成新品种 金黄葡萄球菌存在抗性基因金黄葡萄球菌存在抗性基因抗抗 青霉
14、素,选择压强青霉素,选择压强,几个世代后几个世代后 纯合纯合 无法控制病菌无法控制病菌 所以不可滥用抗生素,且要经常更换所以不可滥用抗生素,且要经常更换 抗生素种类抗生素种类 普通生物学 第二部分 个体生物学25第25页 多基因性状选择多基因性状选择 P456 P456 图图16-8 表现型表现型 分布频率:分布频率:15个基因,每个个基因,每个1%频率频率 它它们们同同存存于于一一个个生生物物体体几几率率:1/1030 生物中不可能出现生物中不可能出现 人工育种:人工育种:一定选择压一定选择压 基因频率改变基因频率改变 新基因组合新基因组合 新表现型新表现型 比如:比如:玉米含油量玉米含油量
15、5%15%普通生物学 第二部分 个体生物学26第26页 自然选择类型自然选择类型 定向性选择定向性选择 极端类型极端类型 如:如:抗性选择抗性选择 含油量选择含油量选择 英英国国椒椒花花蛾蛾:19世世纪纪中中叶叶以以前前带带斑斑点点 灰白色,发觉第一只暗黑色椒花蛾灰白色,发觉第一只暗黑色椒花蛾 19世纪末,则世纪末,则98%为暗黑色为暗黑色 稳定性选择稳定性选择 中间类型中间类型 如:如:新生儿体重新生儿体重(4.5-8.52-11)2-11):六斤左:六斤左 右存活率最高右存活率最高 中止性选择中止性选择 两极端类型两极端类型 如:如:白足鼠:长尾、短尾保留,淘汰中间白足鼠:长尾、短尾保留,
16、淘汰中间类型类型普通生物学 第二部分 个体生物学27第27页 选择压选择压 定义:定义:两两个个相相对对性性状状间间,一一个个性性状状被被选选择择生生存存 优优势势。或或说说两两个个基基因因频频率率间间,一一个个比比另另一一 个更能生存优势。个更能生存优势。特点:特点:相对性:相对性:依依环境环境而变。而变。综合性:综合性:综合后有利综合后有利 +选择压选择压 基因被基因被选择选择 综合后不利综合后不利 选择压选择压 基因被基因被淘汰淘汰 举举例:例:雄鸭艳丽羽毛;镰刀型贫血病与雄鸭艳丽羽毛;镰刀型贫血病与 疟疾疟疾图图16-116-1 图图16-216-2普通生物学 第二部分 个体生物学28
17、第28页(四)物种和物种形成(四)物种和物种形成 物种物种 种群种群 隔离在物种形成中作用隔离在物种形成中作用 异地物种形成和同地物种形成异地物种形成和同地物种形成 渐变群渐变群 多倍体多倍体普通生物学 第二部分 个体生物学29第29页 物种:物种:分类单位,客观存在分类单位,客观存在 定义:定义:形态上类似,彼此能够交配,形态上类似,彼此能够交配,要要求求类类似似环境条件生物个体总称环境条件生物个体总称 当当代代遗遗传传学学:一一个个含含有有共共同同基基因因库库,与与其其它它类类群群有生殖隔离类群有生殖隔离类群 依据:依据:有没有生殖隔离有没有生殖隔离 但依据形态特征进行物种判定不但有效,但
18、依据形态特征进行物种判定不但有效,且且方便:方便:化石(古生物)化石(古生物)只进行无性生殖生物只进行无性生殖生物 、细菌等原核生物细菌等原核生物 思索:思索:个体能代表一个物种吗?个体能代表一个物种吗?普通生物学 第二部分 个体生物学30第30页 种群种群 定义:定义:同一物种一群个体同一物种一群个体 个体间交配个体间交配 保持同一个基因库保持同一个基因库 特点:特点:同一物种种群间同一物种种群间 地理隔离地理隔离 不一样物种种群间不一样物种种群间 生殖隔离生殖隔离 同种种群间消除隔离同种种群间消除隔离 相互交配相互交配 基因交流基因交流普通生物学 第二部分 个体生物学31第31页 隔离在物
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