《生物进化》PPT课件 (2)

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感染
Qβ噬菌体载体
大肠杆菌
分离
74次转移、选择、扩增
变异型QβRNA
QβRNA复制酶
（新性状：分子量小了 17% ；复制速度快了1.5倍）
（试管中）
分子进化工程举例
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三、适应进化 形式：
形态结构：花对于昆虫采粉的适应等； 隐蔽色和保护色：如竹节虫等； 适应 恶臭： 如 蝽蟓、黄鼬等； 警戒色：如蛇、蝴蝶的花色等； 拟态：如 蜂蝇等。
1、 异地物种形成：起因是地理隔离 适应新环境而发展到生殖隔离；
2、同地物种形成：因基因突变，新性状适应 不同的生态位，最后到生殖隔离。
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五、基因工程：
基因工程：通过重组DNA技术, 按人 的意志定向改变生物的遗传性状, 即在体 外将外源DNA ( 特定基因 ) 经切割和连 接, 插入到病毒等载体分子中, 形成重组 DNA分子,然后导入受体细胞中, 表达并 产生新性状的过程。
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（一）基因工程理论上的三大发现:
1、遗传物质DNA的发现: 20世纪40年代 2、DNA双螺旋结构和半保留复制机制的
发现: 50年代 3、遗传信息传递方式的发现，（即三联
密码子，所有生物的密码子同氨基酸之 间关系相同，且通用）：60年代
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（二）基因工程技术上的三大发明:
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（三）基因工程的基本内容:
1、从生物有机体的基因组中，分离出带目的基因的 DNA片段。
2、将带目的基因的外源DNA片段，连接到能自我复 制的载体分子上，形成重组DNA分子。
3、将重组DNA分子转移到适当的受体细胞内。 4、筛选获得了重组DNA分子的受体细胞克隆。 5、克隆基因的表达，产生出人类所需要的物质。
中性学说尽管能说明分子进化的某些现象， 也只不过是对达尔文进化理论的补充，而不是对 达尔文进化理论的否定。
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关于分子进化工程：
指在试管内、分子层次上模拟和再 现生物自然种群层次上的进化机制。也 就是在试管中人工培养条件下实现：
分子复制（繁殖） 突变
遗传
自然选择
产生最适应所处环境的新类型
比值
97
92
79 75 58 37 17 8
表2 各种动物与人血红蛋白β链氨基酸组成差异数
———————————————————————— 动物名称 大猩猩 长臂猿 罗猴 狗 牛 白鼠 袋鼠 鸡 蛙 七鳃鳗
差异数
1
2 8 15 25 27 38 45 67 125
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遗传漂变 ----- 指生物种群因小群体和偶然事件 而造成的基因频率的随机波动。
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几种遗传理论的相关性：
以上几种遗传理论都是主张进化，但研究的 角度不同。达尔文主义从个体和群体的层次出发， 中性学说是从分子的层次出发；前者认为生物进 化的主导因素是自然选择，后者则认为是中性突 变；前者认为生物进化的速率受环境和生物世代 等因素的制约，后者则认为生物的进化速率是一 致的，中性突变的速率就是分子进化的速率。
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二、生物进化理论：
（一）拉马克学说：
用进废退,获得性遗传。
例：长颈鹿长脖子的形成; 生物中各种痕 迹器官;生活在黑暗中眼的退化等。 意义：推翻了物种不变论；否定了上帝
创造生物论。 缺陷：缺乏科学的实验证据。
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（二）达尔文学说：
① 遗传； ② 变异； ③ 过剩繁殖(过度繁殖)； ④ 生存竞争:与无机环境的竞争,种内
质 粒: 游离于细胞质中的环形双链DNA,可以整合到寄主
细胞染色体上复制、遗传；
噬菌体: 细菌病毒的总称,可以克隆更大的DNA片段,感染
效率极高；
柯斯质粒: 人工构建的含有λDNA的cos序列和质粒复制子,
兼具以上两种载体的优点(3—4万bpDNA片段)；
YAC载体(酵母人工染色体): 承载100万bpDNA片段。
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3、重组基因的转移 ：
即将重组DNA分子转移到适当的受体细胞内。
转移的途径 ：
（1）转化 用于原核、酵母等单细胞生物。
（2）转导
（3）显微注射
用于高等动植物细胞。
（4）电穿孔
4、克隆的目的基因在受体细胞中表达：
通过受体细胞产生人类所需要的物质(或性状)。
式进 化
形
协同进化（共进化）：
趋同进化：如鲸与鱼，沙漠中的大戟科植物与仙人掌；
趋异进化：如北极熊与棕熊的体色；
适应辐射：
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四、物种的形成：
生物变异 隔离 (地理隔离 生殖隔离)
生物进化 适应 物种起源
a.种群足够大； b.种群中个体间的交配是随机的；
c.没有突变发生； d.没有新基因加入； e.没有自然选择。
事实上，这 5个条件永远不会满足，因而基
因频率总是要发生改变的。该定律从反面证明了进
化在任何种群中都是必然要发生的。
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（四）分子进化的中性学说：
1、突变大多是中性的，如同义突变等，它不
演系统发育。
3、细胞遗传学的证据: 染色体组型的比较； 4、分子水平的证据：免疫学的证据、蛋白质和核酸进化。
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5Leabharlann 完整版课件ppt6表1 抗血清与动物血清的滴定比值 （人血清的滴定值为100）
———————————————————————————— 动物名称 黑猩猩 大猩猩 长臂猿 狒狒 蜘蛛猴 狐猴 食蚁兽 猪
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（四）基因工程的应用:
1、生产基因工程药物: 如干扰素生产 2、制备疫苗: 如生产乙肝疫苗 3、基因治疗: 即用正常基因置换或增补遗传缺陷
基因,达到治病目的;
4、转基因动物: 即把外源基因转入动物受精卵,
从而发育出有特色的转基因动物。
5、转基因植物: 即把外源基因转入植物受精卵,
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2、利用载体获得重组基因:
即依赖于限制性内切酶和
DNA连接酶的作用,将带目的基
因的外源DNA片段,连接到能自我
复制的载体分子上,形成重组的
DNA分子。
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2、利用载体获得重组基因:
依赖于限制性内切酶和DNA连接酶的作用,将带 目的基因的外源DNA片段,连接到能自我复制的载体 分子上,形成重组的DNA分子。有四种载体如下：
进化的机制。 3、通过基因频率在后代中的变化（即基 因库的变化）阐述自然选择的作用，完善 了进化机制。
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基因频率和自然选择的作用：
1、基因库 ----- 在一个生物种群中能进行生殖的个
体所含有的全部遗传信息的总和。
2、哈迪－温伯格定律：一个有性生殖的自然种群，在
符合以下5个条件的情况下，各等位基因的频率和等 位基因的基因型频率在一代一代的遗传中是稳定不变 的，其5个条件是：
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1、获得目的基因:
即从生物有机体的基因组中分离出带目 的DNA片段。主要四种途径:
① 化链式反应系统)获得目的基因; ④逆转录法获得目的基因。
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竞争和种间竞争； ⑤ 自然选择, 适者生存。
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（三）现代达尔文主义的进化学说
( 综合进化论 )
综合进化论：以达尔文自然选择学说为基 础，综合现代基因学说,群体遗传学说及其 他分支学科新成就而完善的进化理论。 1、认为种群是生物进化的基本单位； 2、突变、选择和隔离是物种形成和生物
第十六章 生物进化
生物进化：指生物是由一个共同祖先种分化出来的，它们分别 适应了不同的环境而出现了不同的形态和机能上的分化。
一、生物进化的证据：
1、比较解剖学证据：
同源器官：外形和功能不同,内部构造和来源一致； 同功器官：如鱼鰭和鲸鰭； 痕迹器官：如蛇的四肢痕迹，人的阑尾。
2、胚胎学的证据: 生物发生律（重演论）：个体发育重
影响核酸和蛋白质的功能，对生物体的生存既无
害处，也无好处；
2、分子进化的速率由中性突变的速率所决
定，也就是由核苷酸和氨基酸的置换率所决定。
分子的种类不同，分子的置换率不同，进化的速
率也不同；同一分子在不同物种中，分子的置换
率相同，进化的速率也相同。
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（四）分子进化的中性学说：
3、在分子水平进化上，自然选择不起作用； 中性突变由于不承受自然选择的压力，通过随机 的遗传漂变在群体中得到固定和逐渐积累，造成 种群的分化，从而出现新的物种。
从而发育出有特色的转基因植物。
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1、限制性内切酶和DNA连接酶的发现： ——这是重组DNA的核心技术,使DNA分子 在体外进行切割和连接成为现实。
2、基因工程载体的发现: 载体指寄主细胞中 具备自我复制能力的DNA分子,它可以让目 的基因连接上来,并带动目的基因大量复制。 3、逆转录酶的发现: 这是对中心法则的补充, 该发现使真核基因制备成为可能。