生物進化第五篇第1頁2達爾文學說與微觀進化259第五篇生物進化26物種形成宏觀進化與系統發育27第2頁325.1進化理論創建25.2生物微觀進化達爾文學說與微觀進化25第3頁425.1進化理論創建第4頁5共同由來學說：那些彼此相同而又互有區分物種來自一個共同祖先。自然選擇學說：自然選擇就是有差異存活和生殖：過分繁殖→生存斗爭→遺傳和變異→適者生存→變異積累→新物種形成。

達爾文進化理論主要學說1859年，Darwin《物種起源》問世。第5頁6歷史和證據鏈接：物種起源第6頁7

歷史：拉馬克第一個提出進化理論進化論與神創論斗爭1831年，Darwin和貝格爾號航行1859年，達爾文《物種起源》終于問世證據：形態學比較解剖學比較胚胎學比較地質年代與生物化石比較人工選擇共同由來自然選擇第7頁8加拉帕戈斯地雀喙（huì）形態學比較第8頁9脊椎動物前肢結構解剖學比較第9頁10脊椎動物胚胎比較它們早期胚胎很相同，都含有鰓裂和尾。第10頁化石統計顯示，越老地層，生物形態越簡單；越新地層，生物形態越復雜。現已發覺化石大部分屬于水生生物。地質年代與生物化石比較第11頁12第12頁1325.2生物微觀進化第13頁14微觀進化：在物種范圍內，隨時間推移，群體遺傳結構發生改變。宏觀進化：研究物種及物種以上分類群怎樣演變。物種：物種是互交繁殖自然群體，一個物種與其它物種在生殖上相互隔離。群體：一群能相互繁殖個體組成群體。一個物種是最大群體。第14頁15基因庫：一個群體中全部個體所帶有全部基因（包含全部等位基因）總和。基因頻率：一個群體內某一等位基因占它全部等位基因總數百分比。比如：A=60%，a=40%遺傳漂變：在一個小群體內，某個基因因為某種偶然原因增加或丟失，引發群體基因頻率改變。基因流：一個群體個體遷入到另一個群體中去，不論是老個體遷出還是新個體加入，都會使種群基因頻率發生改變。第15頁16微觀（群體）進化原因遺傳漂變基因流自然選擇最終造成基因頻率改變小群體內基因增減基因或染色體突變有選擇地交配突變非隨機交配群體之間基因流動差異個體適者生存第16頁17Naturalselection第17頁18

第18頁1926物種形成26.1物種概念26.2物種形成方式第19頁2026.1物種概念第20頁21物種：物種是互交繁殖自然群體，一個物種與其它物種在生殖上相互隔離。生殖障礙造成生殖隔離，生殖隔離造成物種分離：合子前障礙合子后障礙地理障礙季節障礙形態障礙配子障礙雜種不活雜種不育雜種破落生殖障礙第21頁2226.2物種形成方式第22頁23物種形成方式地理隔離條件下物種形成——異地物種形成新老物種是因被隔離在不一樣環境下而產生性狀分歧及生殖隔離——漸進式彼此獨立發生相同物種形成生境相同，進化相同——漸進式多倍體植物一經產生就是一個新物種染色體倍數發生畸變——跳躍式第23頁24

達爾文學說和綜合進化論主張進化是微小突變積累，自然選擇造成進化只能是遲緩、漸變過程。這種了解成功地解釋了物種以下種群進化(小進化)，而在解釋物種以上單元起源(大進化)時，卻碰到了困難。漸變式進化和跳躍式進化第24頁25ChangeTime(a)Gradualistmodel第25頁點斷平衡模式1972，古生物學家艾爾德雷奇和古德爾物種進化性改變是非勻速，不是一個漸變平滑過程。新物種是跳躍式出現。新物種一旦形成，在它存在上百萬年時間里，并未出現顯著改變，處于表型平衡狀態，直至另一次物種形成突然出現。此模式與化石統計一致。26第26頁27TimeChange(b)Punctuatedequilibriummodel第27頁28

新物種起源于大突變。一些種群因為基因漂變、建立者效應以及調整基因置換作用，易于發生大突變，這些大突變在隔離環境中有更大可能被留存下來，從而形成新物種。比如：人與黑猩猩之間在形態等各方面巨大差異，就是因為幾個調整基因發生突變（置換）所致。

大突變學說第28頁2927.1研究宏觀進化依據27.2生物宏觀進化27.3生物系統發育宏觀進化與系統發育27第29頁3027.1研究宏觀進化依據第30頁31宏觀進化依據主要來自兩方面：化石及其年代測定分子生物學比較測定14C對12C百分比，半衰期5730年測定40K對40Ar百分比，半衰期13億年同源蛋白質序列比較DNA同源序列比較測定中性突變速率第31頁32

海洋與湖泊沉積埋藏作用是化石形成主要條件。堿性土壤、不含氧土壤輕易形成化石。化石：生物骨骼印跡化石：生物印跡琥珀：昆蟲被樹脂包埋第32頁33同源蛋白質序列比較

同源蛋白：不一樣生物之間所含有相同功效和相同結構蛋白。同源蛋白之間結構越相近，生物親緣關系就越近。第33頁34

中性突變是指這種突變對生物體是中性，無所謂有利或不利，即對生物生殖力和生存力沒有影響。中性突變經過隨機遺傳漂變在群體中得以固定,因而自然選擇對他們不起作用。這是分子進化中性學說與達爾文進化理論不一樣之處。同源蛋白上存在這些差異就是中性突變。第34頁35DNA同源序列比較第35頁36分子鐘概念提出中性學說認為，分子進化速率取決于生物大分子中氨基酸或核苷酸在一定時間內替換率（既中性突變率）。生物大分子（DNA、Pr）中性突變率是恒定。可作為生物產生分歧分子鐘。兩物種同源蛋白質之間氨基酸差異數目，與它們分歧時間成正比。第36頁3727.2生物宏觀進化第37頁38

生物進化歷史進程冥古宙太古宙元古宙顯生宙45億年前38億年前25億年前6億年前-今地質年代地球形成化學進化，細胞起源藍細菌繁盛多細胞真核生物進化第38頁顯生宙第39頁第40頁41

古生代——寒武紀：生物大暴發，藻類、蕨類、軟體動物、棘皮動物奧陶紀、志留紀：植物由水生到陸生進化泥盆紀：魚類大發展、昆蟲和兩棲動物興起石炭紀：兩棲動物繁盛，爬行類興起、動物由水生到陸生二疊紀：裸子植物繁茂

中生代——爬行動物時代三疊紀：爬行動物為優勢生物、出現鱷魚、鳥類、恐龍、蜥蜴、海龜侏羅紀：恐龍繁盛、原始哺乳動物出現白堊紀：恐龍滅絕、物種發生了一次大更替

新生代——第三紀：昆蟲與被子植物繼續繁盛分化、出現鳥類和大量哺乳動物第四紀：靈長類一支進化為人類第41頁42

生物進化趨勢趨同進化：在同一環境中不一樣物種進化產生類似適應性狀。比如，在水中生活鯊、魚龍和海豚分別屬于魚類、爬行類和哺乳類動物，但都進化形成了適應游泳流線型身軀。趨異進化：是指同一個群分為兩個群體，因為生活環境不一樣，各自發生和積累不一樣遺傳變異，最終形成兩個不一樣物種。北極熊和棕熊。平行進化：是指兩種以上有親緣關系物種各自獨立發生相同進化。如澳大利亞袋狼和歐亞大陸狼相同。第42頁43水平進化——產生物種多樣性：是同種生物之間微小基因改變。這種改變往往是由所處環境決定。比如在熱帶叢林里呆著蜥蜴就是綠色，而在沙漠中呆著就是褐黃色。垂直進化——物種由低級向高級演變：是一個生物演化到其它各種不一樣生物。比如進化論中說，魚-兩棲動物-爬行動物-哺乳動物-猩猩-人。第43頁44第44頁45

真核細胞起源真核細胞要比原核細胞復雜得多，含有膜包被細胞器即區域高度組織性真核細胞是怎樣從較簡單原核細胞進化來呢？

內共生學說第45頁46線粒體和葉綠體等細胞器形成：“內共生學說”原始較大原核細胞能夠吞入較小原核細胞，被吞入原核細胞經過內共生變成了細胞器。內共生學說認為，原來被吞入需氧細菌可變為線粒體，被吞入具葉綠素和光合作用功效藍細菌變成了葉綠體，如此，便逐步完成了向真核細胞進化。第46頁47

“內共生學說”試驗支持生物細胞間內共生現象是存在。好氧細菌與線粒體，藍細菌與葉綠體在大小、雙層膜組成及膜蛋白運轉作用等方面含有相同性。繁殖時，線粒體和葉綠體分裂方式與好氧細菌和藍細菌二分裂基本相同。線粒體與葉綠體內部含有環狀DNA，這一點也與好氧細菌和藍細菌相同。線粒體與葉綠體核酸序列分析結果也為內共生學說提供了支持。第47頁4827.3生物系統發育第48頁49系統發育是與個體發育相對而言，它是