第2章 分子生态学的基本理论课件.ppt

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1、第2章分子生态学的基本理论李永峰教授李巧燕研究生目录分子生态学概念的提出1分子生态学系统概念2生态学中的遗传学4分子生态系统的结构组成３2.1分子生态学概念的提出生命科学是研究生物生命活动规律的科学分子生物学的概念只停留在生物学的认识水平是不够的分子生物学必须含有生态学的概念分子生物学2.1分子生态学概念的提出分子生态学定义的含义运用现代分子个物学的技术研究传统生态学的有关规律包括核酸分子在内的所有生物活性分子所表现出生命活动时的分子生态条件的规律性2.1分子生态学概念的提出分子生态学的理论基础分子生态学的理

2、论基础，还可能联系到生命的起源、生命的发展、生命的进化和生物种的分化形成等等，甚至不可避免的要联系到这些生命活动的演化，是在什么环境条件下进行。分子生态学发展的现阶段，还只能局限于以分子生态学为基础的有关活性分子的分子生态的作用网络和连锁反应的水平。分子生态学的实践性分子生态学的实践性也是非常重要的，这不仅是学科本身发展的需要，也是科学技术转化为生产力的需要。2.1分子生态学概念的提出返回分子生态学是在分子水平上由生态学和生物学融合而成的新型科学。我们对分子生态学的认识和分子生态平衡是生命本质的认识，作为发展

3、分子生态学的前提。分子生态学的发展是以分子生物学的发展为基础。2.2分子生态学系统概念分子生态学生物活性分子的生态学生物活性分子生物进行生命活动的分子生态学是生命科学领域里的一个重要分文学科，生态学的理论与研究已深人到生命科学甚至非生命科学的各领域2.2分子生态学系统概念生态学宏观生态学(macroecology)微生态学(microecology)分子生态学(molecularecology)宏观生态学(macroecology)宏观生态学，即是以个体和群体为中心同其环境关系的生态学，是一门研究生物与生物、

4、生物与环境的相互依赖、相互制约的科学。概念微生态学(microecology)是以单细胞为中心同其环境关系的生态学是一门研究一切生物体(人类、动物、植物和微生物)与其内环境(微生态系)的微生态平衡、微生态失调及微生态调整的学科。分子生态学(molecularecology)以生物活性分子，特别是以核酸分子为中心同其分子环境关系的生态学阐明生命体和相关细胞的各种生物活性分子及其分子环境与网络相互作用的生理平衡态和病理失调态的分子机制，从而提出促进生理平衡和防止与治疗病理失调的措施及方法。概念研究内容微生态学与宏

5、观生态学和分子生态学之间的联系这三个生态学层次的划分，在国内已得到广泛的共识，这一划分的最新特点有二：一是将生态学概念不是一般地同分子生物学相联系；而是将分子生态学作为分子生物学向纵深发展的新兴学科看；二是将微生态学定义在细胞水平。生态学之所以从宏观水平深人到微观和分子水平，是由于生物学发展到分子生物学水平和生命科学发展到对生命的本质进行探讨的程度，这也是科学发展的规律性的必然反映。宏观生态学、微生态学和分子生态学三者之间、既有学科的联系性、也有学科的独立性。分子生态学的原理返回生物的生化一致性和多样性原理１

6、生物大分子进化速率恒定原理2表信息分子生态适应与生态进化的原理32.3分子生态系统的结构组成分子生态学的进化观２分子生态学的研究对象１分子生态学的研究对象返回生物大分子之间的相互作用分子生态学研究对象生物大分子生物小分子，如激素等分子生态学的进化观分子生态学的进一步发展从根本上改变了进化生物学的研究。主要表现在一下几个方面：①分子生态学提供了强大的新技术②分子生态学通常能回答一些进化的老问题③分子生态学提出了全新的问题分子中性突变中性突变的随机漂变理论，即中性学说认为，由蛋白质和DNA序列的比较研究所揭示的分

7、子水平上的大多数进化变异，并不是出达尔文选择而是内选择中性的或近中性的突变的随机漂变造成的。中性突变的随机漂变理论，即中性学说自然选择。自然选择生物进化理论争论的焦点随机漂变两者的相互作用可能在分子进化的过程中起着决定性的作用分子进化基因组尺寸的进化分子进化的动力基因组尺寸如何进化是一个早已存在的问题，然而，由于基因组测序的进行，这个问题现在反而变得新奇起来。基因组复杂性从单细胞到多细胞真核生物升高的方式与基因组大小特别是编码区的大小并无直接的关系，编码区的延长不能解释特定生物体（门、种系、组织等）中出现的许

8、多新功能。分子水平上生物的进化可以看作是一个两步的过程；首先是突变和重组，由此产生出可遗传的变异；其次是遗传变异有差异的世代相传。返回2.4生态学中的遗传学生态遗传学是研究遗传与环境对野生种群中个体间的变异所起作用的学科特征性状在时间上的频变与生态因子和自然选择压力相关联的。选择作用是通过降低猎物在不同生境中被捕食者发现的可能性而保存了它们的多样性中性论与选择论论争的焦点中性学说大多数的进化突变代换