分子生态学的基本理论PPT课件.ppt

第第2章章 分子生态学的基本理论分子生态学的基本理论李永峰李永峰 教授教授李巧燕李巧燕 研究生研究生目录目录 分子生态学概念的提出分子生态学概念的提出 1分子生态学系统概念分子生态学系统概念 2生态学中的遗传学生态学中的遗传学 4分子生态系统的结构组成分子生态系统的结构组成 2.1 2.1 分子生态学概念的提出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分子生物学的概念只停留在生物学的认识水平是不够的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必须含有生态学的概念分子生物学分子生物学分子生物学分子生物学2.1 2.1 分子生态学概念的提出分子生态学概念的提出分子生态分子生态学定义的学定义的含义含义运用现代分运用现代分子个物学的子个物学的技术研究传技术研究传统生态学的统生态学的有关规律有关规律包括核酸分子包括核酸分子在内的所有生在内的所有生物活性分子所物活性分子所表现出生命活表现出生命活动时的分子生动时的分子生态条件的规律态条件的规律性性2.1 2.1 分子生态学概念的提出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论基础 分子生态学的实践性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。需要，也是科学技术转化为生产力的需要。2.1 2.1 分子生态学概念的提出分子生态学概念的提出 返回返回2.2 2.2 分子生态学系统概念分子生态学系统概念分子生分子生态学态学生物活性分生物活性分子的生态学子的生态学生物活生物活性分子性分子生物进行生生物进行生命活动的分命活动的分子子生态学生态学是生命科学领域是生命科学领域里的一个重要分里的一个重要分文学科，生态学文学科，生态学的理论与研究已的理论与研究已深人到生命科学深人到生命科学甚至非生命科学甚至非生命科学的各领域的各领域 2.2 2.2 分子生态学系统概念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(molecular ecology)宏观生态学宏观生态学(macroecology)(macroecology)概概念念微生态学微生态学(microecology)(microecology)是以单细胞为中是以单细胞为中心同其环境关系心同其环境关系的生态学的生态学是一门研究一切生是一门研究一切生物体物体(人类、动物、人类、动物、植物和微生物植物和微生物)与其与其内环境内环境(微生态系微生态系)的微生态平衡、微的微生态平衡、微生态失调及微生态生态失调及微生态调整的学科。调整的学科。分子生态学分子生态学(molecular ecology)(molecular ecology)以生物活性分子，以生物活性分子，特别是以核酸分子特别是以核酸分子为中心同其分为中心同其分子环境关系的生态子环境关系的生态学学阐明生命体和相关细胞阐明生命体和相关细胞的各种生物活性分子及其分的各种生物活性分子及其分子环境与网络相互作用的生子环境与网络相互作用的生理平衡态理平衡态和病理失调态的分子机制，和病理失调态的分子机制，从而提出促进生理平衡和防从而提出促进生理平衡和防止与治疗止与治疗病理失调的措施及方法。病理失调的措施及方法。概念研究内容微生态学与宏观生态学和分子生态学之间的联系微生态学与宏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。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。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。的联系性、也有学科的独立性。分子生态学的原理分子生态学的原理 返回返回生物的生化一致性和多样性原理生物的生化一致性和多样性原理生物大分子进化速率恒定原理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表信息分子生态适应与生态进化的原理32.3 2.3 分子生态系统的结构组成分子生态系统的结构组成 分子生态学的进化观分子生态学的进化观分子生态学的研究对象分子生态学的研究对象 THANK YOUSUCCESS2024/3/18 周一1515可编辑分子生态学的研究对象分子生态学的研究对象返回返回生物大分子之生物大分子之间的相互作用间的相互作用分子生态学研究对象分子生态学研究对象生物大生物大分子分子生物小分生物小分子，如激子，如激素等素等分子生态学的进化观分子生态学的进化观 v分子生态学的进一步发展从根本上改变了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进化生物学的研究。主要表现在一下几个方面：方面：分子生态学提供了强大的新技术分子生态学提供了强大的新技术分子生态学通常能回答一些进化的老问题分子生态学通常能回答一些进化的老问题分子生态学提出了全新的问题分子生态学提出了全新的问题分子中性突变分子中性突变中性突变的随机中性突变的随机漂变理论，漂变理论，即中性学说即中性学说自然选择自然选择。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分子进化基因组尺寸的进化基因组尺寸的进化 分子进化的动力分子进化的动力 返回返回2.4 2.4 生态学中的遗传学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。自然选择压力相关联的。选择作用是通过降低选择作用是通过降低猎物在不同生境中被猎物在不同生境中被捕食者发捕食者发现的可能性而保存了现的可能性而保存了它们的多样性它们的多样性中性论与选择论论争的焦点中性论与选择论论争的焦点 中性学中性学说说大多数的进化大多数的进化突变代换并不突变代换并不是正达尔文选是正达尔文选择产生的，而择产生的，而是由选择中性是由选择中性的或近于中性的或近于中性的突变的随机的突变的随机固定产生的。固定产生的。选择论选择论者者不否认遗传漂变，不否认遗传漂变，但认为选择更重但认为选择更重要。要。“奠基者效奠基者效应和初始条件、应和初始条件、遗传漂变、取样遗传漂变、取样误差、瓶颈作用误差、瓶颈作用等随机过程在自等随机过程在自然种群中的一定然种群中的一定范围内确实存在。范围内确实存在。从本质上说，选从本质上说，选择论与中性论的择论与中性论的论争的是量上的论争的是量上的不同，其关键是不同，其关键是在自然种群的分在自然种群的分子进化中，自然子进化中，自然选择和随机漂变选择和随机漂变的作用是谁主谁的作用是谁主谁次，二者各占多次，二者各占多大比例的问题。大比例的问题。检测分子进化机制的方法检测分子进化机制的方法理论统计预测法理论统计预测法 遗传遗传环境相关分析法环境相关分析法 海洋污染胁迫与等位酶的多态性海洋污染胁迫与等位酶的多态性 基因型、表现型与表型的可塑性基因型、表现型与表型的可塑性个体全套的形个体全套的形态、生理、生态、生理、生化和行为特征化和行为特征遗传型是一个个体具有的全套基因 指一个个体基指一个个体基因型对环境影因型对环境影响的反应及根响的反应及根据当地条件形据当地条件形成不同表现型成不同表现型的能力的能力遗传型表现型表现型表现型可塑性表现型可塑性遗传系统的进化遗传系统的进化有性繁有性繁有性繁有性繁殖程度殖程度殖程度殖程度自交水平自交水平自交水平自交水平生活周期生活周期生活周期生活周期中二倍体中二倍体中二倍体中二倍体与单倍体与单倍体与单倍体与单倍体世代的代世代的代世代的代世代的代时长度比例时长度比例时长度比例时长度比例突变率和突变率和突变率和突变率和重组率重组率重组率重组率等等遗传系统进化遗传系统进化遗传系统进化遗传系统进化Add Your Text遗传系统的进化遗传系统的进化THANK YOUSUCCESS2024/3/18 周一2828可编辑