進化生物學教學大綱

1、課程內容簡介：本課程以植物學、動物學、遺傳學、細胞學、分子生物學、古生物學、生態(tài) 學等為基礎, 使對這些學科的知識補充。本課程涉及范圍廣泛，講授內容包括進 化生物學的產生和發(fā)展、生 命及其在地球上的起源、細胞的起源與進化、生物發(fā)展史、生物表型的進化、生物遺傳系統(tǒng)的 進化、生物的微觀進化、物種與物種的形成、生物的宏觀進化、生態(tài)系統(tǒng)進化、分子進化和分 子系統(tǒng)學、人類起源與進 化等方面的知識。本課程在全面介紹生命產生、發(fā)展的基礎上，將現(xiàn) 代綜合進化論與現(xiàn)代分子生物學的研究成果融為一體，從生物與環(huán)境、微觀與宏觀、表型進 化與遺傳系統(tǒng)進化的辯證關系出發(fā)，闡釋生命進化的規(guī)律，以及如何運用這些規(guī)律更好的服務

2、 于人類。進化生物學教學大綱課程編碼：課程性質：進化生物學師研究生物界進化發(fā)展的規(guī)律，以及如何運用這些規(guī)律的科學， 是生物學最大的統(tǒng)一理論，在進化理論的框架下，細胞學、植物學、動物學、生理學、比較解 學、古生物學、胚胎學、分類學、遺傳學和分子生物學等不同層次的研窕結果得到了統(tǒng)一。進 化生物學所涉及的范圍很廣，生物大分子、基因和基因組、細胞、生物個體、生物群體以至地 球上的整個生物圈的發(fā)展和變化都與生物進化有關，從而在各個水平上的生物結構都有其起源 與進化的歷史。什么是生命，生命如何產生，物種如何形成，生物界為什么有如此驚人的復雜 性 和多樣性，它們是如何進化的這一切，對于生物科學專業(yè)的學生是必

3、不可少 的知識。此 外，學習本課程，對于當代大學科學世界觀的形成，思維能力的培養(yǎng)，對提高識別真?zhèn)慰茖W的能 力具有重要的意義。適用專業(yè)：生物科學學分：2學分學時：理論36學時 開設學期：第X學期（如第2學期）一、教學目的了解生通過該課程的教學，讓學生掌握進化生物學的基本理論和重大原理,命的產生、發(fā)展的同時，掌握生物與環(huán)境、宏觀與微觀水平上的進化過程、表型 進化與遺傳系 統(tǒng)進化的辯證統(tǒng)一關系，掌握生物界進化發(fā)展的規(guī)律以及如何運用 這些規(guī)律更好地服務于人 類，了解研究生物進化的各種方法和當前進化生物學諸多領域的研究進展和重大爭論。二、教學重點與難點1 重點：進化生物學的基本理論和重大原理2 難點：如

4、何利用進化規(guī)律更好地服務于人類三、教學方法建議本課程以講授法為主，并采用多媒體輔助教學四、教學內容第一章緒論(2學時)教學目的：明確生物進化生物學研究對象，研究內容，研究方法，清楚進化 生物學發(fā)展 史。重點：現(xiàn)代進化論的形成過程，拉馬克學說、達爾文學說主要內容，現(xiàn)代 綜合進化論、分 子進化論，間斷平衡論的主要觀點。教學要求：掌握進化、生物進化、生物進化論、進化生物學、神創(chuàng)論、災變 論等基本概 念，掌握生進化生物學研究對象，研究內容，研究方法，掌握進化論 形成的過程，進化論的進 一步發(fā)展，掌握了解達爾文之前關于生物進化的學說，進化論在我國的傳播及進化生物學發(fā)展 的方向。一、進化生物學研究的對象3

5、 廣義進化4 .生物進化5 .生物進化論與進化生物學二、進化科學的產生和發(fā)展1 .進化思想的產生2 .進化論的形成(1)拉馬克學說的創(chuàng)立及其主要內容(2)達爾文學說的創(chuàng)立及其主要內容3 進化論的發(fā)展(1)現(xiàn)代綜合進化論；(2)分子進化論；(3)間斷平衡論4 .進化論在我國的傳播5 進化生物學發(fā)展的新方向三、學習和研究進化生物學的科學方法第二章生命及其在地球上的起源(4學時)教學目的：通過本章學習，認識經典學說對生命起源的解釋，遺傳密碼的起 源和的進 化。重點：生命起源的條件，生命起源的化學演化學說。難點：燧與生命的關系。教學要求：掌握燧、耗散結構、團聚體、類蛋白質微球體等基本概念，掌握 生命和

6、燃的關 系，掌握生命起源的條件，生命起源的化學演化學說，遺傳密碼的起源和的進化過程，了解生 命的物質基礎和生命的基本特征，了解有關生命起源的其它學說，自讀溫室效應。一、生命的本質6 .生命的物質基礎(1)化學成分的一致性；(2)結構的有序性7 .生命活動的基本特性(1)自我更新；(2)自我復制；(3)自我調控；(4)自我突變8 .生命和嫡(1)嫡的概念；(2)生命和燧二、生命在地球上的起源(1) 類對生命起源的幾種認識(1)原始的自然發(fā)生論；(2) “天創(chuàng)論”；(3) “生生論”與“天外胚種論”；(4)新自然發(fā)生論2 生命起源的條件(1)地球的誕生(2)早期地球條件 (3)地球大氣的演化(4)

7、早期地球可以利用的能源3 .生命起源的過程一一前生命化學演化學說(1)從無機小分子生成有機小分子(2)從有機小分子發(fā)展成生物大分子(3)由生物大分子組成多分子體系(4)原始生命的出現(xiàn)三、遺傳體系的起源和密碼的進化1 關于核酸和蛋白質共同起源的最新研究進展2 遺傳密碼的起源與進行(1)最早的遺傳密碼子(2)密碼進化方向(3)密碼進化的過程3 病毒起源和課基本學說四、有關生命起源問題的探討1 .深海熱泉與生命起源2 .天體撞擊與生命起源3 .其他天體上是否有生命4 .現(xiàn)在地球上是否存在生命起源過程5 .人造生命第三章細胞的起源與進化(3學時)教學目的：通過本章學習，明白細胞起源問題是研窕生命起源的

8、一個關鍵問題，能夠闡明 細胞的起源。重點：真核細胞起源的途徑。難點：階梯式過渡模式和內共生說。教學要求：掌握超循環(huán)組織模式、階梯式過渡模式、分子準種、古細菌、內共生起源學 說、漸進式起源學說和膜進化理論等的基本概念和基本內容，細胞進化的關鍵環(huán)節(jié)，真核細胞 起源內共生學說的合理性，核的起源，原核細胞演變成真核細胞的歷程；了解真核細胞起源的 意義，真核細胞可能的祖先。一、最原始細胞的起源1 原始生命體(原生體)進化為原始細胞；2 原始細胞發(fā)展為前原核細胞二、細胞的進化1 古細菌的發(fā)現(xiàn)的“三域分類”的提出2 真核細胞的起源(1) “內共生說”(2) “經典說”(3)德迪韋的綜合說3 真核細胞起源的意

9、義三、細菌域、古菌域和真核域的演化關系第四章生物發(fā)展史(3學時)教學目的：通過學習生物進化史，達到認識生物進化發(fā)展的一般規(guī)律。重點：生物界系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)律，難點測定巖石年代的方法。教學要求：掌握化石、硅化木、標準化石、三放型腰帶、四放型腰帶等基本 概念，掌握按 化石劃分的生物進化史，化石種類及成因，用放射性測定巖石年代，植物界系統(tǒng)和動物界系統(tǒng) 的演化階段，生物界系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)律，馬的進化史，生物分界的幾種學說。了解象的進化史， 自讀鳥類起源的幾種假學。一、化石和地質年代的劃分1、化石(1)化石的種類(2)化石形成的條件和原因4 地質年代(1)地質年代的劃分(2)地質年代的測定二、生物界系統(tǒng)發(fā)展概況

10、1 生物界的系統(tǒng)發(fā)展2 生物界系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)律 三、幾種生物的進化史(4)新機能的產生1 .象的進化史2 .馬的進化史 四、生物的分界3 .二界說4 .三界說5 .四界說6 .五界說第五章生物表型的進化(4學時)教學目的：通過本章學習，清楚生物形態(tài)結構、生理功能和行為的進行化的一般規(guī)律。重點：新構造、新功能的起源，爭斗行為的進進化基本規(guī)律。難點：進化穩(wěn)定對策(ESS理論。教學要求：掌握行為、信號、ESS親緣選擇、性選擇等基本概念，掌握新構造、新功能新 機能的起源及在進化中的地位，新功能起源的幾種基本方式，爭斗中的“有產者”原則，ESS理論，利他行為進化的機制及生物學意義。了解代 謝功能、營養(yǎng) 功

11、能、免疫功能的進化，動物通訊系統(tǒng)的開發(fā)利用，了解性行為進 化及研究方法。自讀“動物 行為的生理基礎和遺傳基礎”一、形態(tài)結構的進化1 .新構造的起源及其在進化中的意義2 .形態(tài)結構的進化的兩個方向：復雜化和退化(簡化)3 .形態(tài)結構進化的總趨勢；復雜性的提高和多樣性的增長、生理機能的進化1 新機能的起源及其在進化中的意義2 .新機能起源的基本方式(1)機能的強化；(2)機能的擴大；3 .機能進化的實例(1)代謝途徑的進化(2)營養(yǎng)方式的進化(3)免疫功能的進化4 .結構和功能進化的統(tǒng)一性三、行為進化1 .行為進化的基本環(huán)節(jié)2 .動物行為的生理基礎和遺傳基礎3 .通訊行為的進化(1)通訊方式的類型

12、(2)通訊信號的起源(3)通訊系統(tǒng)的起源與發(fā)展4 4)通訊系統(tǒng)的開發(fā)利用4 .爭斗行為的進化(1) 有節(jié)制的爭斗形式(2)斗爭模式的評估(3)爭斗中的“有產者”原則5 .利他行為的進化(1)利他行為的含義(2)利他行為的類別(3)利他行為的生物學意義6 .性行為的進化(1)性的演化史(2)性行為進化的實例(3)影響性行為進化的因素7 行為進化的研究方法(1)比較、推理法(2)觀察、實驗法第六章生物遺傳物質的進化(3學時)教學目的：通過本章學習，能認識到遺傳系統(tǒng)的進化，在細胞水平上表現(xiàn)為染色體的進 化，在分子水平上體現(xiàn)為基因和基因組的進化以及與之相應的蛋白質和蛋白質組的進化，要求 掌握在每個水平

13、上進化的基本規(guī)律。重點：基因與基因組的進化，難點是基因組結構的進化。教學要求：掌握基因共享、基因延長、外顯子必組、基因組擴增、致同進化、假基因、基 因水平轉移等一些基本概念，掌握染色體進化的方式和途徑，內含子的起源假說，新基因的起 源，基因組進化的總趨勢，基因組結構的進化規(guī)律，蛋白質的進化規(guī)律。了解蛋白質組進化的 研究現(xiàn)狀。一、染色體的進化1 .染色體數(shù)量的進化一一增加和減少2 .染色體功能的分化二、基因與基因組的進化1 .基因的進化(1)基因結構的進化一一內含子的起源與進化(2)基因功能的進化一一功能的分化與多功能(3)新基因的起源基因重復；基因延長；雜種基因；獲得新功能的基因突變2 .基因

14、組的進化(1)基因組進化的總趨勢核酸量的變化；核酸質的變化(2)基本組結構的進化基因組的特點；通過基因重復的進化(基因組擴增)；基因家族的進化；假基因的進化； 通過基因水平轉移的進化3 .進化發(fā)育生物學(Evo-deve 1 opmented biology)和比較基因組學(Comparativegenomics 簡介三、蛋白質和蛋白質組的進化1.蛋白質的進化（1）蛋白質氨基酸的替換（以血紅蛋白和細胞色素C為例）氨基酸替換率；不同蛋白質之間的差異；同種蛋白質不同部位氣基酸間的差異;協(xié)變與協(xié)變子（2） 結構域與進化2.關于蛋白質組與進化的討論第七章生物的微觀進化（4學時）教學目的：通過本章學習，

15、能認識到在自然界中沒有真正的遺傳平衡，因此突變、選擇、遷移和遺傳漂變等定向地改變種群基因頻率，引起種群進化；能夠 運用現(xiàn)代生物 學理論，解釋自然選擇理論的本質；能認識到物種的形成是生物進 化的主要標志，物種的起源 是進化生物學的核心問題。重點：是改變基因頻率的因素，自然選擇的類型，自然選擇下的適應進化。難 點：選擇對基因頻率變化的影響。教學要求：掌握基因頻率、基因型頻率、適合度、選擇系數(shù)、正態(tài)化選擇、前進性選擇、 平衡性選擇等基本概念，掌握遺傳平衡理論，掌握選擇、突變、遷 移、遺傳漂變對基因頻率的 影響，遺傳漂變產生的原因及作用機理，自然選擇的類型及對種群的影響，適應形成的條件， 自然選擇下的

16、適應進化，適應的相對性，物種形成的基本環(huán)節(jié)，物種形成的一般過程，物種形 成的兩種類型，人工控制對 物種形成的影響。了解影響選擇有效程度的因素，物種的標準和結 構。一、微觀進化的概念二、生物微觀進化的單位一一無性繁殖系和種群三、種群的遺傳結構1 種群遺傳基礎的雜合性2 .基本頻率和基因型頻率3.群體遺傳平衡Hardy-We in berg定律（1）什么是遺傳平衡(2)在一定條件下基因頻率和基因型頻率代代保持恒(3)復等位基本的遺傳平衡(4)伴性基本的遺傳平衡(5)遺傳平衡重點三、改變基因頻率的因素1 .突變對基因頻率的影響(1)頻發(fā)突變和非頻發(fā)突變(2)頻發(fā)突變對基因頻率的影響2 .在選擇作用下

17、基因頻率的變化(1)適合度和選擇系數(shù)()(2)選擇對基因頻率變化的作用(3)影響選擇有效程度的因素3 .遷移(基因流動)對基因頻率的影響4 .遺傳漂變引起基因頻率的變化(1)什么是遺傳漂變；(2)遺傳漂變的作用原理四、自然選擇的作用1 .自然選擇的概念2 .自然選擇的類型(1)正態(tài)化選擇(穩(wěn)定性選擇)(2)單向性選擇(3)分歧性選擇(4)平衡性選擇(5)性選擇3 .自然選擇的意義(1)自然選擇是一個創(chuàng)造性過程(2)自然選擇是一個機遇性過程五、適應1 .適應的概念2 適應形成的條件3 .自然選擇下的適應進化(1)歐洲樺尺蛾的黑化(2)加拉巴 斯群島地 喙形的進化4 .適應的相對性5 .適應在進化

18、中的作用六、微觀進化在生物進化中的意義第八章物種與物種的形成(3學時)教學目的：通過本章學習，能認知物種的各種概念、物種劃分的標準、物種的基本層次結 構，物種的形成過程、物種形成的方式。重點：物種的形成過程、物種形成的方式。教學要求：掌握物種的概念、物種劃分的標準、物種的基本結構，掌握物種的形成的三個 主要環(huán)節(jié)、物種形成的一般過程、物種形成的方式，了解人工控制下的物種進化。一、物種的概念1 .什么是物種2 .物種的標準(1)形態(tài)學標準(2)遺傳學標準(3)生物地理學標準(4)生態(tài)學標準3 .物種的結構(1)種群是物種的結構單位(2)亞種和變種(2)單型種和多型種(4)生物群落的復雜關系二、物種

19、的形成1 物種形成的三個主要環(huán)節(jié)(1)可遺傳的變異是物種形成的原材料(2)選擇決定物種形成的方向(3)隔離是物種形成的必要條件間隔離；空間隔離；生殖隔離(合子前隔離；合子后隔離)2物種形成的一般過程(1)從遺傳分化到合子后隔離(2)由合子后隔離發(fā)展到合子前隔離4 物種形成的方式(1)漸進式物種形成繼承式物種形成；分化式物種形成(2)爆發(fā)式物種形式三、人工控制下的物種進化四、物種形成生物進化中的意義第九章生物的宏觀進化(3學時)教學目的：通過本章學習，能把握種以上的高級分類群在長時間尺度上的變化過程。重點：是宏觀進化的模式，絕滅對生物進化的影響。難點是譜系進化和進化的不平衡 性。教學要求：掌握宏

20、觀進化、復式進化、表型趨異、譜系趨異、常規(guī)絕滅、協(xié)進化等基本概 念，掌握復式進化、特化進化、簡化進代的基本內容，掌握漸變型式和間斷平衡式異同，掌握 進化趨勢的表型趨勢異與譜系趨異，掌握生物進化不平衡性的表現(xiàn)，掌握常規(guī)絕滅和集體絕滅 及其原因，掌握重演規(guī)律及其存在的不一、宏觀觀進化的概念1 復式進化(全面進化)2 .特化式進化(特異適應)(1)分歧(2)輻射 (3)平行(4)趨同三、宏觀觀進步的型式1 .漸變型式2 .間斷平衡模式3 .漸變與原斷并存四、直化趨分勢4 .進化趨勢的概念5 .表型趨勢異與譜系趨異6 .進化的不平衡性7 .從系統(tǒng)樹看進化趨勢五、絕滅1 .絕滅的概論2 .常規(guī)絕滅3 .

21、集群絕滅(1)什么是集群絕滅(2)生命民史中的集群絕來事件(3)集群絕滅的周期性與新災變說(4)絕的滅學的定義七、六于宏動進化與微觀進化問題的討論1 .微觀進化能否解釋宏觀觀進化2 .是否存在宏觀進化的特殊機制一一大突變3 .個體發(fā)育能否反映系統(tǒng)發(fā)展(重演率是否正確)第十章生態(tài)系統(tǒng)的進化(2學時)教學目的：通過本章學習，能認識到生態(tài)系統(tǒng)不同物種種群間的競爭、協(xié)進化與共存， 生態(tài)系統(tǒng)進化的動力，生態(tài)系統(tǒng)在不同時間尺度上的變化，掌握生態(tài)系統(tǒng)進化的不可逆性，生 態(tài)系統(tǒng)的進化趨勢。重點：生態(tài)系統(tǒng)進化的動力，生態(tài)系統(tǒng)在不同時間尺度上的變化。教學要求：掌握生態(tài)系統(tǒng)內物種的地位與作用，不同物種種群間的競爭、

22、協(xié)進化與共 存，生態(tài)系統(tǒng)進化的動力，生態(tài)系統(tǒng)在時間上的變化一一小周期、生態(tài)演替、生態(tài)系統(tǒng)的進化，掌握生態(tài)系統(tǒng)進化的不可逆性，生態(tài)系統(tǒng)的進化趨勢，人類影響和控制下的生態(tài)系統(tǒng)的進 化。一、生物系統(tǒng)的結構二、生態(tài)系統(tǒng)的組成1 .生態(tài)系統(tǒng)的組成部分2 .生態(tài)系統(tǒng)的組織化水平三、在生態(tài)系統(tǒng)內的物種進化1 .物種在生態(tài)系統(tǒng)另的地位與作用2 .不同物種種群間的相互作用(1)競爭(2)協(xié)進化與共存四、生態(tài)系統(tǒng)的演替五、生態(tài)系統(tǒng)的進化六、生態(tài)系統(tǒng)的進化趨勢七、人類影響和控制下的生態(tài)系統(tǒng)的進化第十一章分子進化和分子系統(tǒng)學(2學時)教學目的：通過本章學習，能認識到現(xiàn)代生物進化學的成果以及研究分子進化的基本方法。重點

23、：中性突變理論及分子系統(tǒng)樹建立方法。難點：氨基酸差異比例的計算和分子進化速率的計算。教學要求：掌握中性突變、系統(tǒng)樹、分子進貨、分子鐘等基本概念，掌握氨 基酸差異比例 的計算和分子進化速率的計算，掌握生物大分子進化速率的相對恒 定性，掌握分子進貨中性理 論基本內容，分子系統(tǒng)樹構建的方法，掌握古分子系 統(tǒng)學研究內容和方法，分子鐘建立的方 法。了解中性突變理論和達爾文進化論的關系。一、什么叫分子進化二、生物大分子進化的特點1 生物大分子進化速率的相對恒定性(1) “他子種”的概念(2)他子種建立的條件2 生物大分子進化的“保守性”三、分子進化中性理論四、分子系統(tǒng)學和分子系統(tǒng)樹1 分子系統(tǒng)樹構建的方法

24、2 分子系統(tǒng)學研究的進展五、古分子系統(tǒng)學1 古蛋白質分子的研究2 .古DNA(化石DNA和古分子系統(tǒng)學的研究3 古分子系統(tǒng)學研究的意義和前景第十二章人類起源與進化(3學時)教學目的：通過本章學習，能認識到人類是生物界進化的產物，人起源于動物，人類起源 經歷了四個發(fā)展階段，人類在演化中體質形態(tài)發(fā)生很大變化，明白現(xiàn)代人的五個種族，清楚影 響人種形成的主要因素。重點：人類起源的階段及演化中體質形態(tài)的改變，影響人種形成的主要因素。教學要求：掌握自然人、社會人、南方古猿、直立人、現(xiàn)代人、文化進化等 基本概念，掌 握勞動創(chuàng)造說、突變選擇說、裂谷說、遷徙說、系統(tǒng)說等假說的基本內容，掌握人類起源發(fā)展 的四個階段及各自特點，人類演化中身體結構和形為特征的變化；掌握影響人種形成的主要因 素，現(xiàn)代人的一般分類。了解人類未來進化的趨勢，人類生物進化和社會進化的關系。課外自 讀人類智力的起源討論。一、人類起源1 對