12-1遗传变异与演化.ppt

第十二章：演化 第一節 遺傳變異與演化 遺傳變異 1.遺傳變異的來源：基因重組、基因突變或 染色體構造、染色體數目的改變。 2.個體間的差異大多來自基因的重組。 3.遺傳變異是生物演化的基礎，演化方向 則由天擇決定 (視環境而定)。 4.演化與遺傳的關係： 天擇、遷徙、突變、非逢機交配等因素 → 造成子代基因頻率改變 → 長時間而言造成生物演化(性狀改變) 族群內的遺傳變異 1.連續性的變化：如身高、膚色等是多基因遺傳 2.非連續性的變化：豌豆的紫花和白花，是不同 等位基因的表現所造成的結果。 3.多型性：族群中某性狀出現兩種或兩種以上非 連續性的差異。 (1)形態多型性：外表形態有明顯不同，且在族 群中出現的頻率高到可輕易察覺。 (2)有些差異須藉助生化或分子生物學的 研究才能知道，如：基因多型性 、染色體多型性、蛋白質多型性。 突變及有性生殖對遺傳變異的影響 1.突變的基因差異可經選擇而保存下來，即 能適應環境的突變個體才能存活。 例如：長期使用抗生素造成抗藥性細菌增加，抗藥性細菌品系是由突變而自然產生的，而抗生素只是一種篩選劑，讓適應環境的遺傳變異被保留下來。 2.有性生殖：可產生遺傳性狀不盡相同的子代 (1)減數分裂：等位基因分離、染色體互換， 使配子間具有不同遺傳變異。 (2)受精作用：配子組合成生物體的基因型。 天擇 與 適應 1.適應：族群經過多次天擇作用的結果，在 形態構造上、生理上及行為上，產生能夠 和生活環境相互配合的情形。 2.「適應」有演化的意涵。一個生物族群經過基因重組、突變，產生許多差異性個體，若出現能夠適合環境的個體，便能夠增進族群的生存力。 3.地球上現存的所有物種，都經過數十億年的演化，是目前較能適應地球環境的物種。 天擇的類型 天擇會選擇性地對族群成員（個體）施以不同 的存活率及生殖率。可歸納為三型： 1.穩定型：保留了中間型態的個體，族群中的 成員會更趨於一致，如：臺灣新生兒平均體 重大多集中在3000～3300公克。 Why？ 過重的胎兒會增加懷孕時的風險，分娩時也 容易危及母親生命；過輕的胎兒可能因為發 育不良而死亡率偏高。 想一想 ◎嬰兒在分娩過程中，受母親哪一部位的構造限制？為何當胎兒過重時，醫生都會建議進行剖腹產？ 受母親之骨盆構造及產道大小的限制，故嬰孩的頭如果太大，母親將因難產而死亡，嬰孩也無法順利產下。 天擇的類型模式圖 天擇的類型 (續) 2.定向型：使族群朝向某特定形態發展 如：英國胡椒蛾(樺尺蠖蛾)族群，白色型及黑色型的比例受到工業化影響。 3.分歧型 ：保留兩端的個體，族群呈雙峰分布 。如2004至2006年間，加拉巴哥群島發生嚴 重乾旱，使得島上的食物短缺，造成中型鳥 喙的鷽鳥族群縮小，而大型及小型鳥喙的鷽 鳥族群皆增加。 想一想 ◎為何乾旱時食物短缺，有利於雀鳥的鳥喙 呈現分歧型演化，想想看有何原因。 食物減少使種內競爭增強。 形態適應 1.昆蟲常以偽裝或擬態等方式， 來躲避天敵或接近獵物。 2.許多生物也會透過保護色來 隱匿自己，或是以警戒色來 警示想要攻擊牠的掠食者。 生理適應 ◎射水魚生活於河口半淡鹹水交界處，以生理 適應來面對每天兩次漲退潮的鹽度劇烈改變： 1.在淡水中，射水魚鰓上的粒線體富含型細胞 的數量顯著增加，且多呈凸起型，用以主動 吸收離子，以維持身體滲透壓之恆定。 2.在鹽度千分之五的海水中，其粒線體富含型細 胞數量則會減少，轉變成深洞型，負責排除過 多離子。 行為適應 1.鳥類的季節遷徙、魚類的生殖洄游，以及動物的日、夜行性等，則是屬於行為適應。 2.生物適應往往是多重的改變，例如：北極熊 (1)形態適應：毛呈白色且為中空可保暖 (2)生理適應：能耐低溫或長時間游水 (3)行為適應：以冬眠度過獵物短少的日子 生態棲位 1.某物種在棲息環境中所利用的生物及非生物資源之總 和，稱為該物種的「生態棲位」。 2.生態棲位也包含了該物種在生態環境中所扮演的角色 ，及其所行使的生態功能。 3.物種間的生態棲位過於相近時，生物會面臨競爭。 (1)競爭可能造成物種間相互排斥，讓競爭力較弱者 數量減少甚至滅亡。 (2)有些物種演化出能利用不同類型資源的能力，將 生存資源的