生物的进化竞赛辅导资料.pptx

在加拉帕哥斯群岛 还生活着两种鬣蜥， 其中一种与世界其 他地方的鬣蜥没什 么两样，以植物为 食；另一种称为海 洋鬣蜥，与陆地鬣 蜥截然不同，这种 鬣蜥能潜水，以礁 石上的海藻为食， 为此进化出许多适 应性特征。达尔文 认为这种海洋鬣蜥 是由陆地鬣蜥进化 而来的。
回到英国后， 达尔文又对 自己的想法 深思熟虑了 20年，发展 出自然选择 学说的概念， 但直到 Wallace也得 出十分相似 的结论时， 他才将自己 的结论公之 于众。
生物进化
一、生命的起源 二、达尔文及其自然选择学说 三、达尔文进化论的发展——现代综合论 四、现代综合进化论面临着新的挑战
一、生命的起源 宇宙的进化和地球的形成
宇宙大爆炸 巨大星云 星云收缩 原始星
行星（地球） 恒星（太阳）
化学进化
1.从无机分子生成有机分子 2.从有机小分子生成生物大分子 3.多分子体系的形成和原始生命的出现 4.多分子体系生物化学过程的进化和自养营养的出现
自我复制机制的起源是核心问题
遗传学家Muller (20年代) 提出“裸基因说”(naked gene theory): 生命发生从基因开始；
T.Cech (80年代) 发现具有催化活性的RNA ---ribozyme
H.F.Noller (1992) 发现纯化的rRNA有催化肽链合成的功能
具有催化活性的RNA:包括rRNA和tRNA; 完成多种功能：自我剪接；催化剪切；
生命起源说与RNA world 蛋白质起源说
奥巴林的团聚体 (coacervate)假说（1924）； 用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶） 混合得到团聚体 。
福克斯用类蛋白质加热得到微球体;
S. Miller (1953)的模拟实验
澳大利亚 陨石中发现(1959)氨基酸、嘧啶 和脂肪酸；
核酸起源说
林奈是物种 不变论的支 持者
Lamarck的用 进废退学说
位于厄瓜多尔西部加 拉帕哥斯群岛上13种 雀类在形态上有许多 共同点，表明它们的 亲缘关系很近，但它 们喙的形状和食物又 有所不同。达尔文从 这一现象推测最先该 岛仅有一种雀，后来 由于食物不同而进化 分支为13种。
达尔文还观察到加 拉帕哥斯群岛大海 龟颈的长短与取食 环境的关系。长颈 海龟生活在较为干 旱的岛屿上，以高 大的仙人掌为食； 短颈海龟生活在较 为潮湿的岛屿上， 以低矮的草类为食 。达尔文从这一现 象推测它们也来源 于共同的祖先，因 不同的取食环境而 进化成不同的分支 。
生物进化研究内容及方法论
生物进化的主要研究内容 1.研究进化的过程（将进化作为一个历史过程来研究）
☆ 进化的事实和证据 ☆ 生物界的连续性（系统发生） ☆ 生物界的不连续性（物种形成和灭绝） ☆ 进化的速度和方向（趋势）
2.研究进化的机制和原因（将进化作为进行中的过程来研究） ☆ 遗传 ☆ 变异 ☆ 进化因素（内因、外因）
二、生物的进化
生物进化概念
遗传学家G.L.Stebbins的定义： 生物进化乃是生物与其生存环境之间的相互作用的变化所导致的 部分和整个生物种群遗传组成的一系列不可逆的改变。 其定义中有“一个限制”和“两个不确定”。 限制：“种群” 两个不确定 没有提及变化的后果或变化的特征
不提变化的方向 修正后的定义： 生物进化是生物与其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时 间而发生的一系列不可逆的改变，并导致相应的表型的改变。在大 多数情况下，这种改变导致生物总体对其生存环境的相对适应。
达尔文进化论的发展 ——现代综合论（modern synthesis）
种群而非个体是生物进化的单元； 种群是指一个地Biblioteka Baidu中某一物种的全体成员
能通过有性生殖而交流基因的群体。 基因库（gene pool）：一个种群全部个体所 带有的全部基因（包括全部等位基因）的总和， 就是一个基因库。
基因型频率（genotypic frequency）：在一
多肽合成；催化核苷酸的合成
有助于“蛋鸡悖论”的解决
RNA world
RNA既能储存信息，也能催化化学反应 （1）RNA初始序列作为互补序列模板； （2）互补序列作为模板，合成具初始序列RNA分子。
RNA在进化上早于DNA：RNA world如何转化为DNA world
基于RNA的系统
RNA复制
基于RNA和蛋白质 的系统
（a）20%； （b）50%； （c）60%； （d）40%；
Hardy-Weinberg定律
个种群内，由同源染色体同一位点上的等位基
因所构成的不同基因型所占的比例，就是基因
型频率。
基因频率（gene frequency）：一个种群内某
一等位基因占它的全部等位基因总数的比例， 即为该基因的频率。
40只鸟组成的群体，其中基因型AA为4只、Aa为16只和aa为20只，如果 发生基因流有4只基因型为aa的鸟迁出，4只基因型为AA的鸟迁入，请问 新群体等位基因a的频率将是多少？
达尔文的自然选择学说
遗传与变异 繁殖过剩 生存斗争 适者生存
自然选择过程即生存斗争与适者生存的 过程：达尔文的理论将遗传 和适 应分开，遗 传问题由生物去做；然后 生 物无方向的变异 由自然进行适应性选择，因此经自 然 选择保 留下来的生物按照与环境相适应的方向发展。
生物多样性来自环境对变异的适应性选 择和长期积累。
古老大气环境的模拟实验
甲烷＋氨气等混合物放电丙氨酸＋甘氨酸、氢氰酸、甲酸 等，嘌呤、嘧啶等 原始地球物理化学条件，合成生物大分子的努力均告失败
1986年，Louis Lerman提出生命在原始海洋表面的小泡中形成
澳大利亚西部海岸的生态环境和原始生命（生活在 300万年以前）的化石
生活在数百万 年以前单细胞 生物的化石
RNA到蛋白质
现代细胞
DNARNA蛋白质
生物大分子的化学分工与进化
DNA校RNA稳定，有利于遗传稳定性； 蛋白质多样性大于RNA, 有利于反应复杂性的进化
系统论观点对生命起源的启示
奥地利学者Schuster（1984）提出的从 化学进化到生物进化的阶梯式过渡型；
生命起源和DNARNA蛋白质秩序 的建立是多种原始生物分子协同驱动 的动力学系统的有序自组织过程。