第七章 系统发育与进化树ppt课件.ppt

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1、第四章系统发育分析与进化树什么是系统生物学？1985年首先推动基因组计划的科学家之一的LeroyHood博士是最早提出“系统生物学”系统生物学是研究一个生物系统内所有组成份的构成,以及在特定条件下这些组成份相互关系的学科。系统发育（phylogeny）系统发育（phylogeny）是与个体发育相对而言的，它是指某一个类群的形成和发展过程。研究整个植物界的发生与发展，便称之为植物界的系统发育。也可以研究某个门、纲、目、科、属的系统发育，甚至亚种，变种中也存在种的系统发育问题。物竞天择适者生存达尔文进化论主要观点共同祖先自然选择达尔文《物种起源

2、》所有不同生物来自同一祖先生物种并非永久不变“后代渐变”适者生存所有生物必须繁殖所有生物都表现可遗传的变异对繁殖有利的变异必定成功,反之则必定失败,因此生物产生改变共同祖先进化系统分类生物地理比较解剖比较胚胎古生物共同祖先学说达尔文自己把《物种起源》称为“一部长篇争辩”，它论证了两个问题：第一，物种是可变的，生物是进化的。当时绝大部分读了《物种起源》的生物学家都很快地接受了这个事实，进化论从此取代神创论，成为生物学研究的基石。即使是在当时，有关生物是否进化的辩论，也主要是在生物学家和基督教传道士之间，而不是在生物学界内部进行的。第二，自然选

3、择是生物进化的动力。当时的生物学家对接受这一点犹豫不决，因为自然选择学说在当时存在着几大难题。自然选择1、生存斗争事实一：生活资源是有限事实事实二：生物繁殖力过剩推论一：生物后代的绝大部分必须灭亡2、自然选择事实三：生物后代之间存在可遗传的变异事实四：不同的变异可以有不同的生存能力和繁殖能力推论二：在生存斗争中，劣势的变异将逐渐被淘汰，优势的变异获得生存并留下后代马尔萨斯反达尔文学说-理论上智慧设计理论詹腓力PhilipJohnson《DarwinonTrial》仅适用于生物种范围之内能否制造新的物种?复杂的器官如何进化而来?英国天文学家弗

4、雷德.霍伊尔……相当于一阵旋风吹到一片充满各种破铜烂铁的废物堆之后,突然组成了一架波音747客机.反达尔文学说-道德上达尔文进化论的核心是自然选择理论,而达尔文最初理解的自然选择是个体选择,即生物个体是选择的单位。但如果生物个体是选择单位,那么生物界普遍存在的牺牲个人利益帮助他人的利他主义就不可能得到进化,因为,利他行为增加其他生物的适合度,减少了自己的适合度。这就是所谓的"达尔文难题"。DNA双螺旋结构确定，生物学从此进入了分子时代分子生物学揭示了生物界在分子水平上的一致性，在所有的生物体中遗传密码以及基本的分子机制都是相同的，证明了进化

5、论关于“所有的生物由同一祖先进化而来”的命题。假基因等所谓“垃圾DNA”的发现表明生物体内存在“分子化石”，这是生物进化的一条极其重要的证据。分子遗传学的“中心法则”表明遗传信息是单向的，只能从核酸传向蛋白质，而不能从蛋白质传回核酸，从而从根本上否定后天获得性遗传的可能性。用生物大分子序列分析生物进化分子生物学进展，进化到分子水平。依赖蛋白质核酸序列分析方法。包括遗传密码起源、基因结构形成与演化、进化动力，分析进化，从物种的分子序列研究其进化关系核酸（DNA）蛋白质蛋白质结构细胞色素C在不同物种间的差别中性学说或中性漂移学说1.进化过程中置

6、换绝大部分是中性或近似中性的突变随机固定的结果，而非达尔文选择的结果。2.许多蛋白质多态性必须在选择上为中性或近中性，并在群体中由突变引入与随机灭绝间两者的平衡维持。村资生日本遗传学家木村资生（MotooKimura，1924-1994）《自私的基因》道金斯基因。而我们眼中的形形色色的生命形式都是由它们所创造用来延续它们自己的生存、繁衍的机器，包括我们自己。分子进化研究的基础分子钟理论在不同的发育谱系或者在足够大的时间尺度中，许多序列进化速度几乎是不变的同源性直系同源：同源的基因是共同祖先进化而来的旁系同源：同源的基因是基因复制而成的创造

7、论创造者----神选择论完全自然的演进达尔文主义新达尔文主义分子进化钟与中性理论分析不同物种中同一分子同异细胞色素C是动植物细胞的线粒体中普遍存在的一种呼吸色素,在呼吸作用中起着电子转移作用。它是一种含亚铁卟啉环的球蛋白,由含有100多个氨基酸残基的一条多肽链组成。这种蛋白质很容易从细胞中抽提出来,因而受到广泛的重视。通过对许多物种的细胞色素C的测定表明:对不同种的生物来说,氨基酸序列的差异越小,它们的亲缘关系越近；差异越大,则亲缘关系越远。例如,人与黑猩猩的细胞色素C的氨基酸序列完全相同,差异数为0；人与马相比,差异数为12；与龟相比,差

8、异数为15；与天蚕蛾相比,差异数为31；与小麦相比,差异数为43；与红色螺菌相比,差异数为65。细胞色素C在不同物种间的差别从序列保守性上可以用生物分子序列进行进化树分析从序列变