生态学生物种及其变异与进化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
《生态学生物种及其变异与进化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生态学生物种及其变异与进化省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx(63页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第5章生物种及其变异与进化第1页生物种及其变异与进化生物种及其变异与进化一、生物种概念一、生物种概念Mayr(1982):物种是由许多群体组成生殖单元(与其它:物种是由许多群体组成生殖单元(与其它单元生殖上隔离),它在自然界中占有一定生境位置。单元生殖上隔离),它在自然界中占有一定生境位置。物种特点物种特点:生物种是由内聚原因(生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统等)联络起来个体集合。分类阶元 物种是自然界真实存在。物种是一个可随时间进化改变个体集合。物种是生态系统中功效单位。第2页二、物种遗传变异与选择二、物种遗传变异与选择1 1,基因、基因库和基因频率,基因、基因库和基因频率基因基因:是带
2、有可产生特定蛋白遗传密码DNA片段。基因是成对结构,由两个等位基因组成。等位基因在染色体上占据位置叫座位,二倍体生物个体在每个座位上有两个等位基因(相同或不一样)。种群内存在全部基因组和等位基因叫做基因库基因库。种群内每个基因型所占百分比叫基因型频率基因型频率。在种群中不一样基因所占百分比,即为基因频率基因频率。第3页哈代哈代-魏伯格定律魏伯格定律(Hardy-Weinberg frequencies)是指在一个巨大、个体交配完全随机、没有其它原因干扰(如突变、选择、迁移、漂变等)种群中,基因频率和基因型频率将世代保持稳定不变。这种状态被称为种群遗传平衡状态 第4页设二倍体个体染色体某一座位有
3、二对等位基因,记为A1和A2;假如种群基因库中有50A1和50A2,那么其基因型频率将是25A1A1,50A1A2和25A2A2。假如没有其它别过程干扰基因平衡,则随机交配将保持这个基因型频率在世世代代中不变。第5页变异、自然选择和遗传漂变变异、自然选择和遗传漂变地理亚种:适合度适合度(fitness):以基因型个体平均生殖力乘以存活率算出,假如以W表示适合度,m表示基因型个体生育力,l表示基因型个体存活率,则W=ml。变异是自然选择自然选择(natural selection)基础。遗传漂变遗传漂变(genetic drift):遗传漂变强度决定于种群大小,种群越大,遗传漂变越弱;种群越小,
4、遗传漂变越强。种群大小倒数,通惯用作遗传漂变强度指标。第6页第7页变异变异是自然选择基础是自然选择基础形态、生理、行为和生态特征上差异或区分存活能力和生育能力上不一样自然选择过程基础不一样基因型个体含有一样存活能力和生育能力,那么就没有自然选择,这么基因型之间,能够称为选择中性。所以,自然选择只能出现在含有不一样存活和生育能力、所以,自然选择只能出现在含有不一样存活和生育能力、遗传上不一样基因型个体之间。遗传上不一样基因型个体之间。第8页广布种形态、生理、广布种形态、生理、行为和生态特征往行为和生态特征往往在不一样地域有往在不一样地域有显著差异,称为显著差异,称为地地理变异理变异第9页表现型特
5、征或等位基因频率逐步改变种群叫表现型特征或等位基因频率逐步改变种群叫渐变群渐变群环境选择压力在地理空间上不连续,或物种种群隔离,环境选择压力在地理空间上不连续,或物种种群隔离,则会形成则会形成地理亚种地理亚种第10页自然选择模型自然选择模型假设理想种群出发:在一个世代离散随机交配种群假设理想种群出发:在一个世代离散随机交配种群中,设世代开始于受精卵(当初基因型是按哈中,设世代开始于受精卵(当初基因型是按哈-温温比率分布),配子融合后开始在环境中死亡,从受比率分布),配子融合后开始在环境中死亡,从受精卵到下次交配受精为一世代,各基因型存活率和精卵到下次交配受精为一世代,各基因型存活率和生育率都为
6、一定值。生育率都为一定值。l l1111表示表示A A1 1A A1 1基因型个体存活率,基因型个体存活率,l l1212表示表示A A1 1A A2 2基因型个体存活率,基因型个体存活率,l l2222表示表示A A2 2A A2 2基因型个体存活率;基因型个体存活率;m m1111表示表示A A1 1A A1 1基因型个体生育力,基因型个体生育力,m m1212表示表示A A1 1A A2 2基因型个体生育力,基因型个体生育力,m m2222表示表示A A2 2A A2 2基因型个体生育力基因型个体生育力。第11页在每一世代(在每一世代(t)开始时统计合子数量,并)开始时统计合子数量,并以
7、以Nt表示。表示。A1基因频率为基因频率为pt,A2基因频率基因频率为为qt,所以,所以qt=(1-pt)。)。能够预测自然选择怎样影响基因库。包含能够预测自然选择怎样影响基因库。包含5个步骤:个步骤:第12页(1)依据哈)依据哈-温比率,在温比率,在t时各基因型个体数量为时各基因型个体数量为(2)各基因型个体在其成熟交配时,其存活数应为)各基因型个体在其成熟交配时,其存活数应为 各基因型合子数分别乘以各自存活率,即:各基因型合子数分别乘以各自存活率,即:A A1 1A A1 1:p:pt t2 2N Nt tA A1 1A A2 2:2p pt tq qt tN Nt tA A2 2A A2
8、 2:q:qt t2 2N Nt tA A1 1A A1 1:l:l1111(p(pt t2 2N Nt t)A A1 1A A2 2:l l1212(2p(2pt tq qt tN Nt t)A A2 2A A2 2:l:l2222(q(qt t2 2N Nt t)第13页(3)预计)预计t+1时总合子数:以各基因型存活成熟个体数时总合子数:以各基因型存活成熟个体数分别乘以各自生育力,然后相加,即:分别乘以各自生育力,然后相加,即:(4)预计)预计t+1时合子中时合子中A1和和A2基因数基因数 N Nt+1t+1=m=m1111l l1111(p(pt t2 2N Nt t)+m)+m121
9、2l l1212(2p(2pt tq qt tN Nt t)+m)+m2222l l2222(q(qt t2 2N Nt t)N Nt+1t+1=(p=(pt t2 2m m1111l l1111+2p+2pt tq qt tm m1212l l1212+q+qt t2 2 m m2222l l2222)N)Nt tA A1 1基因数基因数=(2)m=(2)m1111l l1111p pt t2 2N Nt t+(1)m+(1)m1212l l12122p2pt tq qt tN Nt tA A基因数基因数=(2)m=(2)m2222l l2222p pt t2 2N Nt t+(1)m+(1
10、)m1212l l12122p2pt tq qt tN Nt t第14页(5)预计)预计t+1时时A1和和A2基因在基因库中频率,可直基因在基因库中频率,可直接将接将A1和和A2基因数分别除基因总数。基因库中基因基因数分别除基因总数。基因库中基因总数是总数是2Nt+1。p pt+1t+1=(2m=(2m1111l l1111p pt t2 2 N Nt t+m+m1212l l12122p2pt tq qt tN Nt t)/(2N)/(2Nt+1t+1)p pt+1t+1=(m=(m1111l l1111p pt t+m+m1212l l1212q qt t)p)pt t/(m/(m1111
11、l l1111p pt t2 2+m m1212l l12122p2pt tq qt t+m+m2222l l2222q qt t2 2)第15页用W来表示m与l两值积,即W11=m11l11W12=m12l12W22=m22l22W能够称为适合度(fitness,也称适应值),它综合了存活率和生育力,所以,某一基因型个体适合度实际上就是它下一代平均后代数。第16页种群大小和基因库随时间改变模型为:种群大小和基因库随时间改变模型为:N Nt+1t+1=(p=(pt t2 2W W1111+2p+2pt tq qt tW W1212+q+qt t2 2 W W2222)N)Nt tp pt+1t
12、+1=(p=(pt tW W1111+q+qt tW W1212)p)pt t/(p/(pt t2 2W W1111+2p+2pt tq qt tW W1212+q+qt t2 2W W2222)第17页假定假定A A1 1A A1 1纯合个体含有最高适合度,纯合个体含有最高适合度,WW11 11=2=2,WW1212=1.75=1.75,WW2222=1.5=1.5。能够构想。能够构想A A1 1是新产生突是新产生突变,新产生变,新产生A A1 1基因在开始时基因频率是很低,基因在开始时基因频率是很低,比如比如p p0 0=0.0001=0.0001,那么,那么A A2 2基因频率基因频率q
13、 q0 0=1-p=1-p0 0。假。假定种群大小在开始时为定种群大小在开始时为NN0 0=1000=1000,那么随时间,那么随时间推进,预测推进,预测NN和和p p改变。改变。第18页第19页假如在等位基因中,有一个是隐性致死基因,果蝇(假如在等位基因中,有一个是隐性致死基因,果蝇(Drosophila Drosophila melanogastermelanogaster),则自然选择将逐步地从基因库中淘汰这些致死),则自然选择将逐步地从基因库中淘汰这些致死性基因。实际观察结果与按模型预测很靠近。性基因。实际观察结果与按模型预测很靠近。第20页在大种群中,后代易于保持原来遗传结构,不大轻
14、易发生偏离。假如种群很小,遗传结构就很可能发生偶然改变,某个基因或基因型可能从种群中消失。遗传漂变遗传漂变(genetic drift)就是指基因频率在小种群里随机增减现象比如:只有一个杂合A1A2自交植株种群第21页两种进化动力比较两种进化动力比较自然选择强度决定于适合度不一样,自然选择强度决定于适合度不一样,W值之间区分越大,自值之间区分越大,自然选择强度就越高。表示自然选择强度指标是然选择强度就越高。表示自然选择强度指标是选择系数,以选择系数,以s表示。表示。其计算:其计算:取最大取最大WW值,并以它除全部值,并以它除全部WW值,得相对适合度,值,得相对适合度,通常通常以以小写小写w表示
15、。比如表示。比如WW11 11=2=2,W W1212=1=1,WW2222=0.5=0.5,则其相对适,则其相对适合度分别为合度分别为 w11=W11/2=1 w12=W12/2=0.5 w22=W22/2=0.25 然后找出然后找出w值间最大差值,即选择系数值间最大差值,即选择系数s s。上例中,。上例中,s s=1-=1-0.25=0.750.25=0.75。第22页遗传漂变强度决定于种群大小,种群越大,遗传漂遗传漂变强度决定于种群大小,种群越大,遗传漂变越弱;种群越小,遗传漂变越强。种群大小倒数,变越弱;种群越小,遗传漂变越强。种群大小倒数,能够用作遗传漂变强度指标。能够用作遗传漂变强
16、度指标。自然选择和遗传漂变是两种进化动力研究焦点集中于所谓研究焦点集中于所谓“中性说论战中性说论战”(neutrality controversy)上,尤其是,当已确定自然种群某染)上,尤其是,当已确定自然种群某染色体座位是多型时候,就要追究这种多型性是因为色体座位是多型时候,就要追究这种多型性是因为强烈自然选择所决定(比如异配优势),还是因为强烈自然选择所决定(比如异配优势),还是因为彼此选择中立等位基因世代间随机改变(即遗传漂彼此选择中立等位基因世代间随机改变(即遗传漂变)结果。变)结果。第23页第一类假说认为遗传变异完全是突变和遗传漂变结果,第一类假说认为遗传变异完全是突变和遗传漂变结果
17、,不包含自然选择,可称为中性说。中性说是依据分子不包含自然选择,可称为中性说。中性说是依据分子生物学结果(蛋白质分子进化速度是恒定)。生物学结果(蛋白质分子进化速度是恒定)。第二类认为遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择第二类认为遗传变异是突变、遗传漂变和自然选择联合结果。依据这种学说,多数突变是有害或中性,联合结果。依据这种学说,多数突变是有害或中性,有利突变极少见。自然选择使有害突变降低和消失,有利突变极少见。自然选择使有害突变降低和消失,但对中性突变是中立。这个学说可称为筛选选择说但对中性突变是中立。这个学说可称为筛选选择说(sieve selection hypothesissieve
18、selection hypothesis)。)。平衡选择说(平衡选择说(balancingselection hypothesisbalancingselection hypothesis),认为),认为遗传变异完全是自然选择结果。遗传变异完全是自然选择结果。三类假说三类假说第24页自然选择和遗传漂变是两种进化动力。选择系数(s)=1 相对适合度(w)。漂变强度:种群大小倒数。1/N自然选择和遗传漂变是两种进化动力(自然选择和遗传漂变是两种进化动力(evolutionary forces)第25页遗传瓶颈和建立者效应遗传瓶颈和建立者效应在新建同类群时候,因为抽样引发等位基因频率改变。因为小样本
19、效应而引发基因频率改变一样会在种群大小经历一次锐减后再恢复时出现,这种现象称为遗传瓶颈。遗传瓶颈:遗传瓶颈:建立者效应建立者效应(奠基者效应奠基者效应):第26页假如一个种群在某一时期因为环境灾难或过捕等原因数量急假如一个种群在某一时期因为环境灾难或过捕等原因数量急剧下降剧下降,这会伴随基因频率改变和总遗传变异下降这会伴随基因频率改变和总遗传变异下降,这个过程这个过程叫叫遗传瓶颈遗传瓶颈遗传变异和特定基因在新种中展现将完全依赖这少数几个移遗传变异和特定基因在新种中展现将完全依赖这少数几个移植者基因型植者基因型,从而产生从而产生建设者种群建设者种群因为移植种群和母种群有不一样选择压力因为移植种群
20、和母种群有不一样选择压力,使建设者种群与母使建设者种群与母种群差异越来越大种群差异越来越大,此种现象称为此种现象称为建立者效应建立者效应(奠基者效应奠基者效应)第27页第28页第29页第30页第31页第32页第33页第34页基因型基因型 A1A1 A1A2 A2A2 总计总计频率 p2 2pq q2 1适合度 w11 w12 w22对下一代贡献 p2w11 2pqw12 q2 w22 w=p2w11+2pqw12+q2w22选择后 p2w11/w 2pqw12/w q2w22/w基因型频率 1同一位点两个等位基因在选择前后基因型频率同一位点两个等位基因在选择前后基因型频率第35页表型自然选择类
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生态 学生 物种 及其 变异 进化 公共课 一等奖 全国 获奖 课件
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。