1 / 80

第 6 章 进化的动力与机制 （ 12.11) 第 7 章 物种及其形成 (12.18) 第 8 章 分类系统与进化谱系 第 9 章 大进化（宏观进化） (12.25)

进化生物学 Evolutionary Biology. 第 6 章 进化的动力与机制 （ 12.11) 第 7 章 物种及其形成 (12.18) 第 8 章 分类系统与进化谱系 第 9 章 大进化（宏观进化） (12.25) 第 10 章 分子进化与分子系统学 (1.2) 交作业（ 1.8) 《 进化生物学 》 考核内容 平时 20% 期未 翻译一篇 Evolution, Molecular Phylogemy and Evolution,

kylee
Download Presentation

第 6 章 进化的动力与机制 （ 12.11) 第 7 章 物种及其形成 (12.18) 第 8 章 分类系统与进化谱系 第 9 章 大进化（宏观进化） (12.25)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 进化生物学 Evolutionary Biology 第6章 进化的动力与机制 （12.11) 第7章 物种及其形成 (12.18) 第8章 分类系统与进化谱系 第9章 大进化（宏观进化） (12.25) 第10章 分子进化与分子系统学 (1.2) 交作业（1.8) 《进化生物学》考核内容 平时20% 期未 翻译一篇 Evolution, Molecular Phylogemy and Evolution, Molecular Biology and Evolution Ecology; American Journal of Botany Molecular Ecology New Phylogest; Nature; Science; 有关进化任何分支领域的文章+一段评述(500字) 80% 傅承新 88206607 cxfu@zju.edu.cn http://www.cls.zju.edu.cn/sub/fulab

  2. 第6章 进化的动力与机制 Dynamics and mechanism of Evolution Section 1 Evolution of Chromosomes and Genome 染色体及基因组的进化

  3. 1、Evolution in Chromosomal Level

  4. 2倍体-the lowest chromosome number in the somatic cells is its diploid number(2n). e.g, in rice 2n=24 -the 2n genome consists of two fullchromosome sets, one from ovulate (maternal) parent & one from pollen (paternal) parent.

  5. 单倍体-one full set is borne by spore and by gametes and sperm which have haploid chromosomenumber(n). e.g, in rice n = 12 基数-the lowest haploid number in a group of plants is referred to as the base number (x). Wheat x=7, n=21, 2n=42 Smilax 2n=32, x=n=16

  6. -in Betula（桦木）, x = 14, and lowest diploid number in the genus is 2n = 28. -the chromosome numbers of angiosperms range from 2n = 4( Brachycome短毛菊, Asteraceae & some other spp.) to 2n = 250 (Crassulaceae景天科). -Ophioglossaceae（瓶尔小草科） & Polypodiaceae（水龙骨科） show usually high chromosome numbers, the highest 2n = 1260 in genus Ophioglossum.

  7. Variation of Chromosomes 数目的变异： euploid aneuploid

  8. 部分菊科植物的染色体数目

  9. 部分植物染色体数目的系列变化 -in 马樱丹属 Lantana (Verbenaceae) 2n=18,22,24,27,33,44,48,72 烟草属 Nicotiana 2n=12, 11, 10, 9 堇菜属Vicia 2n=10,12,14,18, 22, 24,28 也有不变的 -almost all members of Pinaceae are diploids 2n =24.

  10. Variation of Chromosomes 结构的变异：

  11. 基因组重排 麂属 Muntjac 2n=46 2n=7

  12. Trend of Chromosomal Evolution Numbers: From many to less Sizes: From small to large Karyotypes: from symmetry to asymmetry Lycoris chinensis 2n＝16＝6M+10T L. sprengri 2n=22T

  13. L. aurea 2n=6M+10T 由6M+10T产生22T

  14. 基因组结构重排 Smilax discotis Smilax arishanensis

  15. 2、Evolution in Gene and Genome Level 在基因和基因组水平的进化

  16. 1) Evolution of Gene structure 基因结构的进化 Evolution and origin of intron 内含子 是一个重大的理论问题. 其发现本身是一个分子生物学的 重大突破; 比例多达90%. 真核生物

  17. Evolution and origin of intron 内含子 Origin: 先起源, 后起源; ? Evolution: I 类内含子, II, III 类内含子与核mRNA内含子; 核tRNA内含子与古细菌的内含子 公认的是: 核mRNA intron源于原始的II类 intron 内含子在基因组中量的变化趋势反映了它的进化 基因组大内含子多, 植物线粒体大含教多内含子.

  18. Intron in Actin Genes of different species

  19. Genome evolution 基因组进化: 1、核酸含量 from small to large 2、核酸序列的变化 relation to time 3、结构变化 i.e. Chromosomal variation 4、基因家族的进化 duplication 2-many copies 5, 假基因的进化, Similar sequence but no function 6、基因的水平转移 horizontal transfer ITS 28s NTS ETS 18s ITS 28s NTS 脊椎动物rDNA重复序列

  20. 2、核酸序列的变异 relation to time 变化速率在不同区域和不同基因都可能不同, 与功能制约 有关

  21. 3、结构变化 ---- 染色体多倍化 导致基因组扩增 Smilax China L. 2X, 2n=32 Smilax China L. 4X, 2n=64

  22. 4、基因家族的进化 duplication 2-many copies gene family, offen appear in the same Chromosome Concerted evolution 致同进化发生在基因家族中 ITS 28s NTS ETS 18s ITS 28s NTS 脊椎动物rDNA重复序列 协同进化

  23. 5, 假基因的形成, Similar sequence but no function

  24. 6、基因的水平转移 horizontal transfer 遗传物质在不同物种基因组间的转移, 进化意义大. 昆虫复眼的系统发育树 Phylogeny tree

  25. 第2节 小进化是生物进化的基础 Microevolution is the basis of evolution macroevolution 1、概念 Goldschmit 1940:自然选择在物种之内作用于基因， 只能产生小的进化改变，称之为小进化； Simpson 1944,《进化的速度与方式》一书中重新 定义小进化与大进化概念：小进化是指种内的个 体和种群层次上的进化改变，大进化是指种和种 以上分类群的进化。

  26. Genetic variation of Cucurbita pepo 2 loci gene, Shape and Color 小进化

  27. Smilax China L. 2X, 2n=32 Smilax China L. 4X, 2n=64

  28. 2、小进化的基本单位(basic unit) 个体不是进化的基本单位 无性生殖的生物的进化单位是无性繁殖系(Clone), 有性繁殖的生物的进化单位是种群(population)。 有性生殖的真核生物，同种个体之间不存在生殖隔离。但是，同种个体被不同程度的分隔，形成不同程度隔离的个体集合，称为种群或居群。 进化就是群体基因库gene pool的改变（Ayala, kiger 1984) 群体遗传结构可看成遗传变异在群体间的分布式样。

  29. Phylogeography of Kirengeshoma (Hydrangeaceae) cpDNA haplotype diversity(h), haplotype richness (R), and nucleotide diversity (π).

  30. 3、种群的遗传结构 • 种群内的个体之间互交繁殖的几率显著大于 • 不同种群个体之间互交繁殖的几率。 • 孟德尔种群（Mendelian population） • 可以随机互交繁殖的个体的集合 • Doubzhansky（1977）： • 实验种群的遗传分析认为：种群中各基因位点上的 • 正常型等位基因的纯合子占优势，突变等位基因因 • 负选择而保持极低的频率。

  31. SARS-Cov Genomic sequences tree

  32. 自然种群的遗传分析却得相反结论：种群内的多个基自然种群的遗传分析却得相反结论：种群内的多个基 因位点上存在着一系列等位基因（allele)，它们以不同 的频率存在于种群中；种群内大多数个体在大多数位 点上是不同等位基因的杂合子。 许多物种自然种群的遗传结构分析证明：自然种 群中有大量的变异存在。 进化生物学研究证明了自然种群中存在着大量的 变异。 自然种群中保持大的变异贮存对种群是有利：种群 内多基因型所对应的表型范围很宽，从而使种群在整体 上能适应可能遇到环境变化。

  33. C H842 遗传多样性 ( Genetic diversity ) --- molecular level S55引物 八角莲的 某个居群 S 58 引物 RAPD，随机扩增多型DNA ( DNA指纹)

  34. 湖北神农架 安徽天堂寨 IDH 湖南天坪山 安徽天堂寨 PGD

  35. 4 小进化机制 Mutation突变、Selection选择、migration迁移 以及偶然因素能引起种群基因频率(gene frequency) 变化，它们是小进化的主要因素。 基因频率(gene frequency) one allele / total allele numbers in the site 基因型频率（genotype frequency) individual number with the allele / total individuals in one population

  36. 哈代—温伯格平衡（Hardy-Wenberg equilibrium）原理(1909) 在种群内不发生突变，种群成员无迁出和迁入，没有自然选择，没有任何其他进化因素作用情况下，有性生殖过程不会改变种群基因库（gene pool)的基因频率。

  37. 有性生殖种群在无突变、无迁移、无选择的情况下，有性生殖种群在无突变、无迁移、无选择的情况下， 一对等位基因A和a经过一代有性生殖后的频率变化

  38. 引起种群遗传组成变化的因素： 1）基因突变(mutation) 种群内突变是随机，突变本身并不造成驱动种群基因 频率定向的改变，即不产生突变压； 如果发生定向突变，例如等位基因A以每世代为u的突 变率变为等位基因a，回复突变不发生，或回复突变率v＜ u，则突变本身构成驱动种群内基因频率定向改变的因素， 即形成突变压。假设种群内等位基因A的初始频率Po＝1， 即全部个体的基因型为AA，经过n世代以后，等位基因A 的频率由于突变而下降，这时A的频率： Pn = p0 (1-u)n

  39. P = P - P(1 - u ) = up 即等位基因A的频率以每世代一up的速率下降。而种群内等位 基因a的频率q以每世代up的速率增长。因此，突变是驱动进化 的因素或进化的一个驱动力。 但高等动、植物的突变率低（10-5），单由突变压引起的 种群基因频率的改变是很缓慢的。10代只减少0.5％。 2）迁出和迁入 (Migration) 改变的程度取决于迁移的规模和种群的大小。 小种群发生较大规模的迁移时，种群遗传组成会发生大变动。 种群之间双向迁移，即种群之间互有迁出和迁入，会引起种 群间遗传差异的减少，种群内的变异量增大。 哈代—温伯格平衡原理只适用于大种群。

  40. population genetic structure of the living fossil Ginkgo biloba

  41. population genetic structure of the different species Sp. P%（Pop) A He Gst 明党参（Allozyme） 73.7(32.9) 1.50 0.081* 0.578 （RAPD） 69.0(32.8) 1.82 0.512 （ISSR） 84.7(32.0) 1.75 0.543 八角莲 (Allozyme） 33.3 1.16 0.024 0.468 （RAPD） 15.0 1.17 0.353 （ISSR） 39.77 1.68 0.368 屏边三七 (AFLP) 0.3985 银杏 （ISSR） 71.6（51.2) 1.44 0.241 0.143 （RAPD) 97.9(74.7) 1.75 0.316 0.11 (cpDNA-RFLP) 水杉 （Allozyme) 33.0 1.38 0.178 0.075 (RAPD) 38.6 0.137 0.108 (AFLP) 24.85 0.089 0.061 夏腊梅 （Allozyme) 21.7(4.3) 1.20 0.010 (ISSR) 5.9(0.62) 珙桐 P = 遗传多态性 A = 等位基因数 He = 期望杂合度 Gst = 群体分化值

  42. 基因流 gene flow 基因在群体内和群体间的流动（Hraint, 1991),是 对抗选择的重要因素，但在不同物种有差异; (Nm) the number of migrants per generation 交配系统 （breeding system) 近交和远缘杂交---引起种群遗传组成变化的其他因素。 隔离的小种群，自体受精的生物，运动能力有限 和配子散布的限制-----能造成长期的近亲繁殖----种群遗传 均一化，变异量减少。Gst high 这种状况有利于种群保持已获得的适应特征，却不 利于适应变化的环境。

  43. 3）造成种群进化改变的最重要的因素---选择（selection)3）造成种群进化改变的最重要的因素---选择（selection) Selection is a environmental press. Kemp(1940)对美国牧草的选择压试验 Hamrick(1972)对湿、干地区植物的研究……….. further prove that the selection made a key action to change genetic variation and structure of populations.

  44. 4) 遗传漂变 genetic drift 由于种群太小引起的基因 频率的增减或丢失现象。

  45. Genetics is like card games, Genetic drift is like a trip to Las Vegas Just as the amount of money in your Wallet will rise and fall as a result of The many individual games that you Play in Las Vegas, so does the frequency of individual alleles in the population rise or fall.

More Related