第5章 生物种及其变异与进化2013【普通生态学】

3. 近代物种概念
z 生物种是由一些具有一定的形态和遗传相似性的种群构成 的，属于一个种的种群之间，以及同种所有的个体成员之 间的形态与遗传的相似性大于它们与其他物种成员的相似 性。 种内个体间的差异性真实存在，种内个体的共性是统计学 的抽象 承认种与种之间差异的真实性
z 现代生物分类学家在只对现在存活的生物进行分门别类， 而不考虑物种在时间上的延续和进化时间时，仍将形态特 征作为识别物种的主要依据。
A2A2，三种基因型的个体数分别为n1，n2，n3
基因型频率：
z
n1/N=x A1A1的频率
z
n2/N=y A1A2的频率
z
n3/N=z A2A2的频率
而 x＋y＋z＝100％
z 基因频率：
种群中有N个个体，由前一代的2N配子所结合。A1A1基因
基因型个体数为n1，说明有2n1的A1所组成；A1A2基因型 个体数为n2，说明有n2的A1和n2的A2所组成，因此
z 古生物学家不同于生物学的物种概念
物种的特点
z 生物种不是按任意给定的特征划分的逻辑的类，而是由内 聚因素(生殖、遗传、生态、行为、相互识别系统等)联系 起来的个体的集合。
z 物种是一个可随时间进化改变的个体集合。
z 物种是生态系统中的功能单位，维持生态系统能流、物流 和信息流的关键。
二、种群的遗传变异与选择
z 在世代传递过程中，亲代并不能把每一个体的基因型传 递给子代，传给子代的只是不同频率的基因。
z 基因频率会受到突变、选择、漂变、迁移等因素的影响 而发生变化。
进化
z 进化过程
基因库的变化 遗传基因组成的表达的变化 环境选择的压力对于种群内个体的作用－适者生存
z 进化按大小等级 微（观）进化：比较短的时期内出现的基因频率的变 化，种内进化 宏（观）进化：导致出现种以上较高分类单元起源的进 化，种外进化
（一）基因、基因库和基因频率
1.基因 z 生物体的遗传信息－DNA、染色体、同源染色体 z 基因：可产生特定蛋白的遗传密码的DNA片段。 z 等位基因：基因为成对结构，由两个等位基因构成，每一
等位基因来自一条同源染色体。 z 座位：等位基因在染色体上占据的位置。二倍体生物个体
在每个座位上有两个等位基因(相同或不同)。 纯合、杂合、共显性、显性、非显性或隐性基因 z 多基因性状；一个基因也影响许多性状。
第五章 生物种及其变异与进化
概述
z 种群数量动态：种群个体数量的定量
z 种群内个体质的特征：种内个体的基因型及表现型的构 成 种群数量动态与组成种群的个体质量和各质量等级相对 比例密切相关（适应能力和遗传等级） 随着种群大小的变动，选择压力也随着变化，对基因型 和表现型的变化产生影响
z 种群的数量与质量变化是种群动态过程的两个方面，两 者相辅相成，互为补充。
A1的基因频率 A2的基因频率
p=(2n1+n2)/2N
q=(n2+2n3)/2N p＋q=1
哈代-魏伯格定律（Hardy-Weinberg frequencies）
z 在一个巨大的、个体交配完全随机、没有其它 因素的干扰（如突变、选择、迁移、漂变等） 的种群中，基因型频率将世代保持稳定不变。
z x=p2， y=2pq，z=q2
z 基因型(genotype)：种群内每一个体的基因组合。 表现型(phenotype)：直接观察所感受到的生物的结构 和功能，是遗传基因的表达与环境共同作用决定的
遗传和变异
z 种群内个体可相互交配，共有一个基因库。其基因按一 定规律，从上一代传递给下一代。种群的迁入和迁出过 程使种群之间产生基因流动或遗传信息的变化和交流。
z 使用该方法区别物种的标准往往有人为决定的倾向
4.普遍接受的物种概念
z 物种是由许多群体组成的生殖单元（与其他单元生殖上隔 离），在自然界中占有一定的生境位置（Mayr，1982）。
z 生物学概念的物种与分类学阶元的物种有时不同 生殖隔离是种间不连续性的根本原因，也是区分物种的可靠 标准，但在分类实践中很难应用。 生殖隔离的标准不能应用于无性生殖的生物
一、生物种的概念
1.传统的生物学家（如林奈）
z 自然界种的真实存在，并且以形态标准和繁殖标准来识别种 －相似个体、自由杂交、可育后代、异种杂交不育；
z 物种是不变的、独立的，种间没有亲缘关系。 z 传统的分类学家多以形态特征的相似作为区分物种的依据。
2. 达尔文
z 一个物种可变为另一物种，种间存在不同程度的亲缘关系 z 过分强调个体差异和种间的连续性-物种为人为的分类单位
（二）变异、自然选择和遗传漂变
1.变异
变异：变异处于生命科学研究的心脏地位－进化的产物， 进化的根据。
种群内的变异：遗传物质的变异、基因表达的蛋白质(特 别是酶)的变异和表现型的数量性状的变异。
（1）遗传物质的变异
z 基因突变 基因突变率一般不高，但由于基因重组作用，会产生很多 变异
z 染色体变异：染色体结构的变化和数量的改变，如染色体 畸变和多倍体形成。
欧洲樱草
（3）地理变异
广布种的形态、生理、行为和生态 特征往往在不同地区有显著的差 异。
渐变群：如果环境选择压力在地理 空间上连续变化，则导致种群基因 频率或表现型的渐变，表现型特征 或等位基因频率逐渐改变的种群
z 遗传变异度量及技术 种群内的遗传变异通常可用多态座位比例和每个座位的平 均杂合性来度量。
研究技术
凝胶电泳：识别与特定 等位基因相关联的同工 酶或别构酶的蛋白，或 者是自身含有等位基因 的DNA，来判定多态座 位比例和每个座位平均 杂合性。
现代DNA序列分析技术
（2）表型性状的差异
可直接观察到的种内变异是个体在形态、结构和功能 等方面的差异。 多态现象：如同一种花，经常可呈现多种颜色。在种群中 许多等位基因的存在导致一种群中一种以上的表现型
减数分裂的过程
2N N N
2.基因库和基因频率
（1）基因库：种群内全部个体的所有基因的总和。 种群基因库的组成是不断变化的。 基因型：决定特定性状的同源染色体上的基因组合
（2）基因频率：在种群中不同基因所占的比例 基因型频率：种群内每个基因型Leabharlann 占的比例例：基因型频率的计算
z 设二倍体个体的染色体某一座位有两个等位基因，A1和 A2；假设种群中共有N个个体，而分别属于A1A1，A1A2，