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1、第七章 生物地理分布的動態(tài)變化,Chapter 7 Dynamic distribution of living things,第一節(jié)、物種的形成,一、物種的概念 物種（species）：把能夠在自然狀態(tài)下相互交配并且產(chǎn)生可育后化的一群生物稱為 一個物種。簡稱“種”。,生殖隔離（reproductive isolation）,不同物種之間一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能產(chǎn)生可育后代。,地理隔離（Geographicalisolation）,同一種生物由于地理上的障礙而分為不同的種群，使得種間不能發(fā)生基因交流的現(xiàn)象 。,二、物種隔離(species isolation),不同種群的個體
2、，在自然條件下基因不能自由交流的現(xiàn)象 。,三、隔離產(chǎn)生新的物種,1、遺傳物質(zhì)及其變異 遺傳物質(zhì)的主要載體染色體,染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì),染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體，因?yàn)榻^大部分的遺傳物質(zhì)（DNA）是在染色體上的。 也有少量的DNA在線粒體和葉綠體中，所以線粒體和葉綠體被稱為遺傳物質(zhì)的次要載體,水稻2n=24, n=12 小麥2n=42, n=21 人類2n=46 n=23,不同生物的染色體數(shù)目不同,克隆Clone,克?。汉唵蔚卣f就是一種人工誘導(dǎo)的無性繁殖方式，克隆技術(shù)即無性繁殖技術(shù)。 在自然界中，很多動植物，如番薯、馬鈴薯、玫瑰、柳樹等插枝即可繁殖。 但動物卻不同。,1938年，德
3、國實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)家H施佩曼首先提出動物克隆的設(shè)想：即從發(fā)育到后期的胚胎中取出細(xì)胞核，將其移植到一個卵子中去，使其繁殖。 1952年，美國費(fèi)城癌癥研究所的科學(xué)家首次進(jìn)行動物克隆實(shí)驗(yàn)，未獲成功。,1986年英國科學(xué)家魏拉德森首次利用細(xì)胞核移植法克隆出一只羊，以后又有人相繼克隆出牛、羊、鼠、兔、猴等。胚胎細(xì)胞作為供體細(xì)胞。 1996年7月5日，英國羅斯林研究所維爾穆特等和PPL醫(yī)療公司合作用綿羊體細(xì)胞克隆成功多利。,（多利生產(chǎn)的過程）,芬蘭多塞特母綿羊,蘇格蘭黑面母綿羊,,,,,,,,1997年2月23日英國自然發(fā)表從哺乳類的胚胎和成年細(xì)胞所得出的健康的下一代 ,1998年4月，“多利”當(dāng)上了媽媽，生下
4、了一只名叫“邦尼”的小羊。多利前后共自然生產(chǎn)6胎，1胎夭折，存活5胎。西北農(nóng)林科技大學(xué)在1999年克隆出了克隆羊。,多利的誕生后，動物家族中相繼誕生了克隆牛、鼠、猴、豬、貓等。,1998年2月，英國PPL醫(yī)療公司克隆出一頭牛犢“杰弗遜”； 2000年萊陽農(nóng)學(xué)院董亞娟；2002年中科院陳大元；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李寧。,2001年1月美國克隆猴成功，這意味著克隆人已不存在技術(shù)障礙；,1998年7月，日本克隆了小鼠 2001年3月PPL醫(yī)療成功地獲得了5頭克隆豬 2002年3月，美國科學(xué)家克隆成功貓；,克隆技術(shù)本身的不成熟以及克隆動物出現(xiàn)的一些諸如早衰等問題也是人們對克隆人心存疑慮的原因之一。為了阻止克隆
5、人的步伐，許多國家都制定了禁止克隆人的法律條例。,如何判斷一個生物是不是克隆的？,1、細(xì)胞核DNA鑒定 2、線粒體或葉綠體鑒定,遺傳的變異類型：可遺傳的變異不可遺傳變異,可遺傳變異是由遺傳物質(zhì)的變化引起的 不可遺傳變異是由環(huán)境引起的，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生變化。,可遺傳變異,基因重組：非等位基因間的重新組合 & 同源染色體的染色單體之間的交叉互換 基因突變：基因的分子結(jié)構(gòu)的改變 即：脫氧核苷酸的排列順序發(fā)生了改變 染色體變異：染色體數(shù)目或結(jié)構(gòu)改變 如：細(xì)胞有絲分裂受阻是形成多倍體,,2、生物的進(jìn)化,1）生物進(jìn)化的理論達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說,過度繁殖 生存斗爭 遺傳變異 適者生存,自然選擇的
6、內(nèi)容,,遺傳和變異是生物進(jìn)化的內(nèi)在因素，變異是自然選擇的原始材料,變異是不定向的，而且是普遍存在的。即使環(huán)境沒有發(fā)生變化，變異也會發(fā)生。 環(huán)境只是對變異進(jìn)行選擇，這種選擇作用是定向的，被選擇的變異類型總是對環(huán)境適應(yīng)的，不能適應(yīng)的類型終將被淘汰。,螽斯,甘薯羽蛾,竹節(jié)蟲,尺蠖幼蟲,雕鸮,自然選擇的具體表現(xiàn)形式是生存斗爭，生存斗爭是生物進(jìn)化的動力。,生物多樣性是長期自然選擇的結(jié)果,2）現(xiàn)代生物進(jìn)化理論 (1)種群是生物進(jìn)化的單位 種群是生物生存和生物進(jìn)化的基本單位 種群也是生物繁殖的基本單位,基因庫是指一個種群所含的全部基因 基因頻率是指某種基因在某個種群中出現(xiàn)的比例,3)生物進(jìn)化的原材料突變和
7、基因重組 突變:在生物進(jìn)化理論中，常將基因突變和染色體變異統(tǒng)稱為。 突變和基因重組都是不定向的，有有利的，也有不利的 。 4)自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,5)隔離導(dǎo)致物種的形成,地理隔離使種群之間彼此間無法相遇而不能進(jìn)行基因交流。 物種形成的是經(jīng)過長期的地理隔離的結(jié)果。,第二節(jié)、物種分布區(qū)的變化,分布區(qū)是一個物種或種上分類單元在地球表面所占據(jù)的地理區(qū)域，在地圖上表現(xiàn)為沿分布區(qū)邊界的一條或幾條封閉曲線或者散布于一定地理范圍的點(diǎn)集。,物種分布區(qū)的變化,擴(kuò)大 縮小,,種群密度：即物種的種群數(shù)量 生態(tài)位幅度：物種在環(huán)境因子梯度中的耐受性適應(yīng)范圍。,1、物種分布區(qū)與地方種群的密度及生態(tài)位幅度,物種的種群
8、密度與下列因素有關(guān) 1、空間 2、環(huán)境：生物環(huán)境、非生物環(huán)境 3、時間,種群數(shù)量,時間,種群數(shù)量與時間變化的關(guān)系,,Logistic 曲線,物種的分布區(qū)越大，占領(lǐng)生境越大，生境類型也越多。 分布區(qū)的大小也與物種的擴(kuò)散能力成正相關(guān) 而有些研究表明：有些物種的生態(tài)位幅度并不與它們的分布區(qū)大小呈正相關(guān)，兩者間存在復(fù)雜的關(guān)系，遠(yuǎn)不是簡單的正相關(guān)所能描述。,2、分布區(qū)與物種的絕滅、擴(kuò)張,一個物種的絕滅、擴(kuò)張過程直接反映在分布區(qū)的變化上。 在地質(zhì)歷史上，巨大的地質(zhì)活動和氣候變化曾經(jīng)引起物種分布區(qū)的劇烈變化。,地球上五次大的滅絕事件 1、4.38億年前奧陶紀(jì)物種大滅絕，造成50%物種滅絕；氣候變化，海洋生物
9、為主 2、3.6億年前泥盆紀(jì)物種大滅絕，40%物種滅絕；氣候變化 3、2.45億年前二疊紀(jì)物種大滅絕，70%以上物種滅絕；氣候變化、火山活動、聯(lián)合古陸形成 4、2.08億年前三疊紀(jì)物種大滅絕，45%物種滅絕；氣候變化,5、6500萬年前白堊紀(jì)物種大滅絕，45%物種滅絕；隕星撞擊、火山噴發(fā) 但近幾百年來，隨著人類活動的增強(qiáng)和人口數(shù)量的劇增，人類成為物種分布區(qū)劇烈變化的關(guān)鍵因素。,理論上說當(dāng)其分布區(qū)縮小為零時，該物種就絕滅了。 由于人類在不同地理區(qū)域間頻繁往來，使許多物種越過自然分布的障礙，在與其自然分布區(qū)隔離的地理區(qū)域建立新種群，成為當(dāng)?shù)氐耐鈦砦锓N。,第三節(jié)、環(huán)境變化與物種分布區(qū)的關(guān)系,全球變暖
10、的改變了生物的生物習(xí)性和分布區(qū)。 植物提前開花、動物提前產(chǎn)卵、卵提前孵化。 在英國，蝴蝶在春天的出現(xiàn)較20年前平均提前了6天。在歐洲，樹木呈現(xiàn)秋色的時間每10年晚0.3到1.6天，許多遷徙的鳥類正在改變它們的旅行日程。,動植物對全球氣候變化的反應(yīng)包括：地理分布、生理、生活周期、遷徙習(xí)性和棲息地發(fā)生改變，生存能力降低等。例如： 哥斯達(dá)黎加的鳥類瀕臨威脅 坦桑尼亞和印度尼西亞的蚊子向高海拔地區(qū)擴(kuò)展 加利弗尼亞的蝴蝶棲息地在喪失 不能耐受霜凍的植物上升到新的海拔高度 珊瑚礁正發(fā)生大規(guī)模白化現(xiàn)象，1998年以來估計導(dǎo)致世界上16的珊瑚死亡。,隨著全球變暖導(dǎo)致海平面上升和沿海洪水增多、地表坍塌、濕地減少，野生動物的棲息地遭到破壞。 很多野生動植物對溫度、降雨量和濕度非常敏感，這些因素的共同作用可能會影響到他們的分布。氣候變暖可以增加其生長率和存活率，使它們的生存環(huán)境發(fā)生明顯變化，這些變化勢必影響到其分布的擴(kuò)大或縮小。,
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