㈠ 微生物的進化過程
生物進化的過程
生物進化的過程:我分為生物在自然環境中的進化,與人為干擾情況下的進化.後者主要是在人工選擇育種方面的應用.兩種進化的相同點是,都是將生物的突變進行定向選擇產生的.
一.生物在自然環境中的進化:首先是生物所生存環境變化增強後,使生物突變加強.經自然選擇,優勝劣汰原理,自然環境將產生有利突變的個體選擇保留.這樣將生物的世代進行選擇,生物的有利突變就能得到積累.生物的進化就是將生物的變異進行定向選擇產生的.生物有利變異積累的結果就是生物得到進化.這就是我理解的生物在自然環境中的進化過程.
二.生物在人為干擾情況下的進化:因生物生存的環境本就是不穩定的,所以生物存在突變.生物產生人類將所需要的突變,得到人工選擇保留.這樣將生物的世代進行選擇,人類所需要類型的突變就會得到定向保留.生物的進化就是將生物的變異進行定向選擇產生的.人類所需要類型的突變積累的結果,就是生物得到進化.這就是我理解的生物在人為干擾情況下的進化過程.
㈡ 微生物出現的先後順序
根據Carl Woese利用16SrRNA建立分子進化樹
微生物
(病毒)
古生菌(Archaea)
細菌(Bacteria)
真菌(酵母,黴菌,蕈菌等),
單細胞藻類,原生動物等
非細胞型
細胞型
原核微生物
真核微生物(Eukarya)
古生菌在進化譜繫上與真細菌及真核生物相互並列,且與後者關系
更近,而其細胞構造卻與真細菌較為接近,同屬於原核生物.
至於病毒,要晚的多吧
㈢ 如何建立微生物的進化樹網路分析
微生物的進化
原始地球環境(約10億年地球體形成還原性汽與氣)――化學進化歷程(三步曲為:無機小分子,有機大分子,有機多分子有機) ――生物進化階段(微生物進化四大步:厭氧異養菌,厭氧自養菌,光能自養產O2菌,好氧異養菌)
地球上開始出現生命,主要是些類似簡單桿狀細菌的原始生物。
厭氧異養原始原核菌類的誕生:化學進化的產物(團聚體與微球體等多分子體系-「原始湯」。
厭氧自養原始原核菌的誕生:繼厭氧異養原始原核菌的誕生後產生。
光合放氧菌的產生
好氧異養菌的誕生
在光能自養菌的基礎上好氧異養菌誕生。
厭氧生物產能效率低, 有氧則生物朝能效 高的有氧呼吸飛躍邁進。
原始的假單胞菌類及脫氮副球菌等好氧異養菌誕生。
衍生出多樣類型呼吸鏈的原核微生物類
進化的測量指征
一、進化指征的選擇
表型特徵、少量的化石資料
(1) 生物大分子作為進化標尺依據:蛋白質、RNA和DNA序列進化變化的顯著特點是進化
速率相對恆定,也就是說,分子序列進化的改變數(氨基酸或核苷酸替換數或替換百分率)與分子進化的時間成正比。
(2) 作為進化標尺的生物大分子的選擇原則:
1)在所需研究的種群范圍內,它必須是普遍存的。
2)在所有物種中該分子的功能是相同的。
3)為了鑒定大分子序列的同源位置或同源區,要求所選擇的分子序列必須能嚴格線性排列,以便進行進一步的分析比較。
4)分子上序列的改變(突變)頻率應與進化的測量尺度相適應。
大量的資料表明:功能重要的大分子、或者大分子中功能重要
的區域,比功能不重要的分子或分子區域進化變化速度低。
二、RNA作為進化的指征
16S rRNA被普遍公認為是一把好的譜系分析的「分子尺」:
1)rRNA具有重要且恆定的生理功能;
2)在16SrRNA分子中,既含有高度保守的序列區域,又有中度保守和高度變化的序列區域,因而它適用於進化距離不同的各類生物親緣關系的研究;
3)16SrRNA分子量大小適中,便於序列分析;
4)rRNA在細胞中含量大(約占細胞中RNA的90%),也易於提取;
5)16SrRNA普遍存在於真核生物和原核生物中(真核生物中其同源分子是18SrRNA)。因此它可以作為測量各類生物進化的工具。
三、rRNA和系統發育樹
1. rRNA的順序和進化:培養微生物、提取並純化rRNA、rRNA序列測定、分析比較、微生物之間的系統發育關系
2. 特徵序列或序列印記
通過對r RNA全序列資料的分析比較(特別是採用計算機)發現的在不同種群水平上的特異特徵性寡核苷酸序列,或在某些特定的序列位點上出現的單鹼基印記。
特徵序列有助於迅速確定某種微生物的分類歸屬,或建立新的分類單位。
3. 系統發育樹
通過比較生物大分子序列差異的數值構建的系統樹稱為分子系統樹,其特點是用一種樹狀分枝的圖型來概括各種(類)生物之間的親緣關系。
圖型中,分枝的末端和分枝的連結點稱為結(node),代表生物類群,分枝末端的結代表仍生存的種類。系統樹可能有時間比例,或者用兩個結之間的分枝長度變化來表示分子序列的差異數值。
建立16 S r RNA系統發育樹的意義
a)使生物進化的研究范圍真正覆蓋所有生物類群;
b)提出了一種新的正確衡量生物間系統發育關系的方法;
c)對探索生命起源及原始生命的發育進程提供了線索和理論依據;
d)突破了細菌分類僅靠形態學和生理生化特性的限制,建立了全新的分類理論;
e)為微生物生物多樣性和微生物生態學研究建立了全新的研究理論和研究方法,特別是不經培養直接對生態環境中的微生物進行研究。