第12讲生命的起源与进化论.ppt

第12讲 生命的起源与进化 沈 显 生 中国科学技术大学 生命科学学院 参考课件来自：复旦大学；清华大学 主要内容 12.1 生命的起源 12.2 Darwin的进化论 12.3 进化论的发展 12.4 分子进化的中性学说 12.5 生命进化的证据和历程 中国古代人对生命的理解《论衡.论死》——王充（东汉） 人死血脉竭， 竭而精气灭， 灭而形体朽， 朽而成灰土， 何以为鬼？ （二）达尔文的自然选择学说 1.遗传变异 普遍存在,可遗传 染色体畸变与基因突变，基因重组 2.繁殖过剩 一对家蝇 1000个卵/年, 每个世代10天,1年整个地球2.54cm厚。 象, 6头, 100岁； 750年后,1900万头。 3. 生存斗争 个体之间,种群之间。 4.适者生存 Darwin认为生存斗争与适者生存就是自然选择的过程。 例如：海龟的联趾是有利的性状。 分趾性状 W 联趾性状 w WW Ww ww 1、动物的辐射适应? 适应——动物（植物）普遍适应。 协同进化——？ 趣同进化——爬行类和哺乳动物的趣同进化：飞行——翼龙-蝙蝠； 食草——三角龙-犀牛，斑马； 食肉——霸王龙-狮，虎； 水生——鱼龙-鲸，海狮； 趣异进化——？ 适应辐射——？ 隔离在物种形成中的作用 Darwin将某些地理障碍如大的山脉、峡谷、海洋等把生物相互隔开称为地理隔离。 地理隔离造成小种群间基因交流的阻断使基因库的差异越来越大，最终出现了生殖隔离，即不同小种群间的个体不能彼此交配和产生有生殖能力的后代（交配前隔离；交配后隔离）。 例. 马德拉岛上的家兔, 500年的隔离,不能与欧洲的家兔杂交繁殖后代了。 物种形成的其他方式 多倍体——同源多倍体（四倍体西瓜4n=44）；异源多倍体（小麦4n=28; 6n=42） 渐变群——大种群，分布区两端的个体生殖隔离，而中间是连续的，如何确定种的界限？例如，美洲豹蛙（Rana pipiens）。 异地物种形成——常见的，不同环境的种群形成新物种的过程。 同地物种形成——少见的物种形成方式。 （五）自然选择下的基因频率 1.基因库 (gene pool) 在一定的地域中,一个物种的全体成员构成一个种群(population) 一个种群中所带的全部基因的总和就是一个基因库  2.哈迪-温伯格定律 符合5个条件: (1)种群足够大 (2)种群中个体间交配是随机的 (3)没有突变发生 (4)没有新基因加入 (5)没有自然选择 基因频率和等位基因在一代一代遗传中稳定不变 举例 一对等位基因 A : a = 1/2 : 1/2 第2代 Aa ? Aa AA: Aa: aa = ? AA +1/2 Aa +1/4 aa 3种基因型 1: 2: 1 等位基因的基因频率 A: a =1/2:1/2 不变 第3代 ………… A: a =1/2:1/2 不变 哈迪-温伯格定律 例.人的白化病 纯合子aa 白化病 AA, Aa 正常 调查 10000人 1人白化病 白化病的频率 q2=0.0001 3、基因频率的变化规律 （1）遗传漂变 例如：某一基因频率 0.02 分析种群： 100万个个体, 有这一基因的个体2万个(大种群) 50个个体, 有这一基因的个体1个（小种群）.在小种群中基因频率可因偶然机会发生变化, 可能发生基因丢失.这叫做遗传漂变.  （2）建立者效应 通过个体迁移,地理隔离,小种群的基因频率,可以由首先分离出的几个或几十个建立者的基因频率决定的。如：非洲的舞蹈病。 （3）瓶颈效应  2. 生物之间的关系不但有生存竞争，还有捕食、寄生、共生、合作等多种方式，这些相互关系只要影响到基因频率的变化和所涉及的相关因素，都应该有进化的价值。 3.变异的类型有可遗传的变异和非遗传的变异，应该区分开来。将自然选择与孟德尔理论和基因理论结合起来。 所以：综合进化论是修正了、巩固了达尔文理论。 12.4 分子进化的中性学说 1968年，日本人 木村资生 (M. Kimura) 提出分子进化的中性学说(Neutral Theory of Molecular Evolution) 美国人J.L.King 和T. H. Jukes支持。 (1) 中性突变 绝大多数突变是中性的,无所谓有利或不利,对生物的生殖力或生活力没有影响.中性突变不会发