第八章 物种的起源与进化机制.ppt

一 物种的概念 是指能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物 简称为 种 生殖隔离 不同物种之间一般是不能够相互交配的 即使交配成功 也不能够产生可育的后代 这种现象叫生殖隔离 如季节隔离 不亲合性 杂种不活 杂种不育 求偶方式等 求偶方式 季节隔离 不亲和性 杂种不育 马 驴 骡 杂种不育 两个池塘的鱼都是鲤鱼 它们是属于两个种群 此时 两个池塘中的鲤鱼不能发生基因的交流 但如果把他们放到一个池塘里饲养 它们就可以交配 进行基因的交流 并产生可育的后代 如果把东北虎和华南虎放在同一片草原上 它们仍然可以自发交配并产生可育后代 说明东北虎和华南虎仍然属于同一物种 地理隔离 同一种生物由于地理上 高山 河流 沙漠等 的障碍而分成不同的种群 使得种群间不能发生基因交流的现象 二 生物种群的遗传变异 1 三种可遗传变异的比较 2 网络图示 1 基因突变的原因 特点等 2 基因重组与进化的关系 3 单倍体 二倍体和多倍体 4 几种育种方法的比较 5 现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较 6 运用现代进化理论分析生物的进化适应性和新物种的形成 例1 改编题 下列与变异有关的叙述中 正确的是 A 子代的性状分离是基因重组的结果B 用二倍体植物的花药离体培养 能得到叶片和果实较小的单倍体植物C 肺炎双球菌抗药性的变异来源有基因突变 基因重组和染色体变异三种类型D 若蝗虫的两个次级精母细胞中由一个着丝点相连的两条染色单体所携带的基因不完全相同 其原因最可能是发生过交叉互换 答案 D 例2 济宁5月模拟 右图为果蝇体细胞染色体图解 以下叙述错误的是 A 从染色体组成分析 如图所示的果蝇可以产生16种配子B 图中所示的细胞具有两个染色体组 其中Y染色体上的基因并不全是控制性别的基因C 对此果蝇进行基因组测序时需要检测5条染色体上基因的脱氧核苷酸排列顺序D X 或Y 四条染色体携带了控制果蝇生长发育所需的全部遗传信息 答案 C 例3 改编题 玉米 2N 20 是重要的粮食作物之一 已知玉米的高秆 易倒伏 A 对矮秆 抗倒伏 a 为显性 抗病 B 对易感病 b 为显性 控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上 现有两个纯合的玉米品种甲 AABB 和乙 aabb 据此培养AAbb品种 根据材料分析回答 1 由品种AABB aabb经过a b c过程培育出新品种的育种方式称为 F2的高秆抗病玉米中纯合子占 2 将图1中F1与另一玉米品种丙杂交 后代的表现型及其比例如图2所示 则丙的基因型为 3 过程e常采用 由AaBb得到Ab个体 与过程a b c的育种方法相比 过程a e f的优势是 与过程g的育种方式相比 过程d育种的优势是 杂交育种 1 9 aaBb 花药离体培养 明显缩短育种年限 能定向改造生物性状 4 上述育种方法中 最不容易获得矮秆目标品种的是 原因是 g 诱变育种 基因突变的频率较低 而且是不定向的 5 欲使玉米中含有某种动物蛋白成分可采用上述 育种方法 若现有玉米均为晚熟品种 欲培育早熟品种可采用 方法 6 在一块高秆 纯合子 玉米田中 发现了一株矮秆玉米 请设计实验方案探究该性状出现的可能的原因 简要写出所用方法 结果和结论 d 基因工程 g 诱变育种 将矮秆玉米与高秆玉米杂交 如果子一代为高秆 子二代高秆 矮秆 3 1 或出现性状分离 则矮秆性状是基因突变造成的 否则 矮秆性状是环境引起的 或矮秆玉米与高秆玉米种植在相同环境条件下 如果两者未出现明显差异 则矮秆性状是环境引起的 否则 矮秆性状是基因突变的结果 例4 下图表示生物新物种形成的基本环节 对图示分析正确的是 A 图中A表示基因突变和基因重组 为进化提供原材料B 种群基因频率的定向改变是形成新物种的前提C 图中B表示地理隔离 是新物种形成的必要条件D 图中C表示生殖隔离 指两种生物不能杂交产生后代 答案 B 例5 江苏卷改编 某植物种群中 AA个体占16 aa个体占36 请问 1 该种群随机交配产生的后代中 AA个体百分比为 A的基因频率 a的基因频率 与亲代种群相比是否发生了进化 请简述理由 2 若该种群全部自交 则产生的后代中AA个体百分比为 A的基因频率 与亲代种群相比是否发生了进化 简述理由 16 40 60 没有进化 因为种群的基因频率没有发生变化 28 40 没有进化 因为种群的基因频率没有发生变化 3 若在某环境条件下 具有隐性性状的个体均被淘汰 则该植物种群中随机交配的方式有 种 若是显性个体被淘汰 A的基因频率比a的基因频率 下降或上升得快 慢 差不多 原因是 由此可见 自然选择使种群 从而决定了生物进化方向 3 下降得快 前者杂合子也受到选择作用 后者则不然 基因频率定向改变 三 物种的起源与大进化 一 关于生命起源的论争 化学进化说生命起源于原始地球上的无机物 这些无机物在原始地球的自然条件作用下 从无机到有机 由简单到复杂 通过一系列化学进化过程 成为原始生命体 宇宙胚种说地球上最初的生命是来自地球以外的宇宙空间 宇宙中的某种力量将生命的种子撒向地球 后来才在地球上生长并发展起来 17世纪中叶以前 上帝创造生物 近代科学的实证精神 鉴于人们观察到 腐肉生蛆 现象 生命产生的 自然发生说 19世纪法国著名科学家巴斯德 1822年 1895年 著名的 肉汤实验 证明 新的生命不可能自发地从非生命物质中产生 一 关于生命起源的论争 二 生物进化的机制及历程 1922年 俄国生物化学家奥巴林提出了化学演化说 1953年 美国芝加哥大学的研究生米勒用实验验证了奥巴林的这一假说 化学演化过程可分为4个阶段 第一阶段 有机小分子物质 原始大气 原始汤 原始海洋 无机小分子物质 第二阶段 有机高分子物质 第三阶段 多分子体系 第四阶段 原始生命 长期不断的演变相互作用 场所 过程 产物 场所 聚合 缩合 原始海洋 过程 场所 过程 场所 原始海洋 浓缩 凝聚 说明 生命来自于非生命 赫拉克利特 万物皆在流动状态之中 亚里斯多德 生物由一較不完美的状态往一較完美的状态移动的結果 凡是持审慎态度的博物学家大多反对进化的观点 而是哲学家们从他们的概念出发提出了进化的思想 如歌德 谢林 黑格尔等 如 法 布丰 ComtedeBuffon1707 1788 就提出了外界环境直接改变动物的学说 如 法 拉马克 Lamarck1744 1829 的用进废退学说 如苏格兰地质学家赖尔的地质渐变论 三 达尔文的生物进化论 达尔文 1809年 1882年 英国生物学家 1859年出版了 物种起源 包括两部分内容 一 前人如布丰和拉马克的一些观点 如变异和遗传 二 达尔文自己创造的理论 自然选择 和一些经过修改和发展的概念 主要为性状分歧 种形成与灭绝和系统树 达尔文进化学说是一个综合学说 其核心为自然选择 变异是自然选择的材料过度繁殖提供了自然选择的必要性和可能性生存斗争是自然选择实现的手段适者生存是自然选择的标准优胜劣汰是自然选择的必然结果 按照达尔文的理论 长颈鹿有这么长的脖子是因为有一些长颈鹿生来脖子就长一些 它们因此可以吃到更多的树叶 生活的更好 繁衍更多的子孙 来通过遗传继承这个自然生成的较长的脖子 自然变异和自然选择使得脖子继续慢慢地长起来 对长颈鹿身上的斑纹拉马克无法解释 而达尔文可以解释 一头由于变异而产生斑纹的长颈鹿 因为这些斑纹与树林背景交织在一起 能够更容易躲过捕食者 因而它就会留下更多的后代来继承它有斑纹的特征 四 20世纪发展起来的综合进化论 达尔文学说存在的问题 1 达尔文进化论只能解释生物物种的渐变 不能解释物种的突变2 达尔文进化论只包含了进化的必然性 未包含偶然性3 达尔文进化论只关注生物间的斗争 而忽略了协同 协作 综合进化论主要论点 突变是随机的 是生物进化的原始材料 但由于对等位基因频率变化的影响很小 在进化中作用很小 自然群体存在的遗传变异足以对不同环境的自然选择作出反应 自然选择是影响生物进化的主要因素 决定着生物进化的方向 由于自然选择 处在不同环境下的有利基因分别被固定 最终可使不同环境下的生物出现生殖隔离而形成新物种 由于综合进化学说的基本观点仍是自然选择 所以又叫新达尔文学说 五 生物多样性及生态系统的基本结构 生物多样性包括三个层面 1 生态系统多样性2 物种多样性3 遗传多样性 生态系统 生物群落 非生物环境 生产者 消费者 分解者 水 空气 太阳能 无机盐类 蛋白质 糖 脂类 生态系统的基本结构 1 生态系统的结构层次 生物个体 生物个体是物种里一个独立生活的单位 是生命的体现者 只要它所在的环境能够提供其生活所必需的条件 便能够生存一定的时间 物种 有共同的遗传基因 彼此能够进行交配繁殖而与其它生物类群有生殖隔离 并在形态上类似 行为习性相同和有类似的环境条件的生物个体 种群 占有一定的空间和时间的相同物种的集合体 种群内的个体通过自然繁殖产生遗传性稳定的后代 群落 在同一环境中由一定种类的生物种群所组成的一个生态功能单位 这种占据特定空间和时间的多种生物种群的集合体和功能单位被称为群落 2 生态系统的特征 1 生态系统内部在一定范围和限度下具有自我调节的能力 这种能力与生物多样性程度成正比 2 生态系统中的能量流动 物质循环和信息传递体现了生态系统的动力学特征 生态系统内部始终处于运动之中 能量的流动是单向的 物质的流动是循环式的 3 生态系统吸收的太阳能量一般都通过4 5个不同营养等级的生物进行传递 4 从地球上生物起源到现在 生态系统经历了从简单到复杂的发育阶段 3 生态系统的自我调节 反馈 当生态系统中某一成分发生变化时必然会引起其它成分