第八章物种的起源与进化机制

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1、一、物种的概念一、物种的概念v是指能够在是指能够在自然状态自然状态下相互交配并下相互交配并且且产生可育后代产生可育后代的一群生物。简称的一群生物。简称为为“种种”生殖隔离生殖隔离： 不同物种之间一般是不能够相不同物种之间一般是不能够相互交配的，即使交配成功，也互交配的，即使交配成功，也不能够产生可育的后代不能够产生可育的后代，这种，这种现象叫现象叫生殖隔离生殖隔离。如季节隔离；如季节隔离；不亲合性；杂种不活；杂种不不亲合性；杂种不活；杂种不育；求偶方式等。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，两个池塘的鱼都是鲤鱼， 它们是属于两个种群，此它们是属于

2、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，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。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v同一种生物由于地理上（高山、河流、沙漠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。不能发生基因交流的现象。二、生物种群的遗传变异

3、1三种可遗传变异的比较三种可遗传变异的比较类型类型项目项目基因突变基因突变基因重组基因重组染色体变异染色体变异概念概念DNA分子中发生碱分子中发生碱基对的替换、增添基对的替换、增添和缺失，而引起的和缺失，而引起的基因结构的改变基因结构的改变在生物体进行有在生物体进行有性生殖的过程中，性生殖的过程中，控制不同性状的控制不同性状的基因的重新组合基因的重新组合因染色体数目或因染色体数目或结构发生变化而结构发生变化而导致生物性状发导致生物性状发生变异生变异适适用用范范围围生物种生物种类类所有生物所有生物(包括包括病毒病毒)均可发生均可发生自然状态下只发生于自然状态下只发生于真核生物有性生殖过真核生物有

4、性生殖过程中，为核遗传程中，为核遗传真核生物细胞增真核生物细胞增殖过程中均可发殖过程中均可发生生生殖方生殖方式式无性生殖、有无性生殖、有性生殖性生殖有性生殖有性生殖无性生殖、有性无性生殖、有性生殖生殖类型类型自然突变自然突变诱发突变诱发突变交叉互换交叉互换自由组合自由组合人工人工DNA拼接技术拼接技术染色体结构变异、染色体结构变异、染色体数目的变染色体数目的变异异发生发生时期时期DNA复制时复制时(有有丝分裂丝分裂间期、间期、减数第一次分减数第一次分裂前的裂前的间期间期)减数分裂减数分裂四分体时期四分体时期及减数及减数第一次分裂过第一次分裂过程中程中细胞细胞分裂期分裂期产生产生机理机理DNA上

5、发生碱基上发生碱基对的增添、缺失、对的增添、缺失、改变，从而引起改变，从而引起DNA碱基序列即碱基序列即遗传信息的改变遗传信息的改变非同源染色体非同源染色体上非等位基因上非等位基因的自由组合；的自由组合；交叉互换交叉互换由于细胞分裂受阻，体细胞由于细胞分裂受阻，体细胞中染色体组成倍地增加；直中染色体组成倍地增加；直接由生物的配子，如未受精接由生物的配子，如未受精卵细胞、花粉粒发育而来，卵细胞、花粉粒发育而来，使染色体组数成倍地减少使染色体组数成倍地减少产生产生结果结果产生产生新的基因新的基因只产生只产生新的基新的基因型，因型，不产生不产生新的基因新的基因不产生新的基因，但可引起不产生新的基因，

6、但可引起基因数目或顺序的变化基因数目或顺序的变化镜检镜检光镜下均无法检出，可根据是否光镜下均无法检出，可根据是否有有新性状或新性状组合确定新性状或新性状组合确定光镜下可检出光镜下可检出育种育种应用应用诱变育种诱变育种杂交育种杂交育种基因工程育种基因工程育种单倍体育种单倍体育种多倍体育种多倍体育种2. 网络图示网络图示 (1)基因突变的原因、特点等基因突变的原因、特点等(2)基因重组与进化的关系基因重组与进化的关系3单倍体、二倍体和多倍体单倍体、二倍体和多倍体杂交育种杂交育种诱变育种诱变育种单倍体育单倍体育种种多倍体育多倍体育种种基因工程育基因工程育种种原理原理基因重组基因重组基因突变基因突变染

7、色体变染色体变异异染色体变染色体变异异基因重组基因重组常用常用方式方式选育纯种：杂选育纯种：杂交交自交自交选优选优自交自交选育杂选育杂种种杂交杂交杂杂交种交种辐射诱变、辐射诱变、激光诱变、激光诱变、空间诱变空间诱变花药离体花药离体培养，然培养，然后再加倍后再加倍秋水仙素秋水仙素处理萌发处理萌发的种子或的种子或幼苗幼苗转基因转基因(DNA重组重组)技术将技术将目的基因导目的基因导入生物体内，入生物体内，培育新品种培育新品种4. 几种育种方法的比较几种育种方法的比较育育种种程程序序优优点点使位于不使位于不同个体的优同个体的优良性状集中良性状集中到一个个体到一个个体上上操作简便操作简便可以提高变可以

8、提高变异的频率、异的频率、加速育种进加速育种进程或大幅度程或大幅度地改良某些地改良某些性状性状明显缩短明显缩短育种年限育种年限所得品种所得品种为纯合子为纯合子器官巨器官巨大，提大，提高产量高产量和营养和营养成分成分打破物种打破物种界限，定界限，定向改变生向改变生物的性状物的性状缺缺点点育种育种时间长时间长不能克服远缘不能克服远缘杂交不亲和的障杂交不亲和的障碍碍有利变异有利变异少，需大少，需大量处理实量处理实验材料验材料(有有很大盲目很大盲目性性)技术技术复杂复杂且需且需与与杂交育种配杂交育种配合合只适用于只适用于植物，植物，发发育延迟，育延迟，结实率低结实率低有可能引有可能引发发生态危生态危机

9、机应应用用用纯种高秆抗病用纯种高秆抗病小麦与矮秆不抗小麦与矮秆不抗病小麦培育矮秆病小麦培育矮秆抗病小麦抗病小麦高产青霉高产青霉菌菌用纯种高秆抗用纯种高秆抗病小麦与矮秆病小麦与矮秆不抗病小麦快不抗病小麦快速培育矮秆抗速培育矮秆抗病小麦病小麦三倍体无三倍体无子西瓜、子西瓜、八倍体小八倍体小黑麦黑麦转基因转基因“向日葵向日葵豆豆”、转、转基因抗虫基因抗虫棉棉5现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比现代生物进化理论与达尔文自然选择学说的比较较达尔文自然选择学说达尔文自然选择学说现代生物进化理论现代生物进化理论基基本本观观点点遗传变异遗传变异是自然选择的内因；是自然选择的内因；过度繁殖过度繁殖为自然选

10、择提供更多的选为自然选择提供更多的选择材料，加剧了生存斗争；择材料，加剧了生存斗争；变异一般是不定向的，定向的自然变异一般是不定向的，定向的自然选择决定着生物进化的方向；选择决定着生物进化的方向；生存斗争生存斗争是自然选择的过程，是生是自然选择的过程，是生物进化的动力；物进化的动力；适者生存适者生存是自然选择的结果；是自然选择的结果；自然选择过程是一个长期、缓慢、自然选择过程是一个长期、缓慢、连续的过程连续的过程种群种群是生物进化的基本单位，生物进是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群化的实质在于种群基因频率基因频率的改变；的改变；突变和基因重组、自然选择及隔离突变和基因重组、自然选择及

11、隔离是是物种形成过程的三个基本环节；物种形成过程的三个基本环节；突变和基因重组突变和基因重组提供了生物进化的原提供了生物进化的原材料；材料；自然选择自然选择使种群的基因频率定向改变使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向；并决定生物进化的方向；隔离隔离是新物种形成的必要条件是新物种形成的必要条件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原原因因内因内因遗传保留有利变异，变异为选择提供原始材料遗传保留有利变异，变异为选择提供原始材料外因外因生物生存的各种环境条件，如各种生态因素对生物的影响生物生存的各种环境条件，如各种生态因素对生物