進化生物學期末總復習

進化生物學緒論名詞解釋進化：廣義進化指的是事物的變化發(fā)展。它包含了宇宙的演化即天體的消長，生物的進化，以及人類的出現(xiàn)和社會的發(fā)展。生物進化：生物在與其生存環(huán)境相互適應作用過程中，其遺傳系統(tǒng)隨時間而發(fā)生一系列不可逆的改變，并導致相應的表型改變，在大多數(shù)情況下這種改變導致生物體對其生存環(huán)境的相對適應。（張昀）生物進化論：是研究生物界進化發(fā)展的規(guī)律，以及如何運用這些規(guī)律的科學。它的主要研究對象是生物界的系統(tǒng)發(fā)展，當然也包括某一物種或某一完整的生物類群的發(fā)展。其重點是研究生物如何由簡單向復雜，由低等向高等的發(fā)展過程。進化生物學就是研究生物進化的科學，不僅包括進化的過程，更重要的是研究生物進化的原因、機制、速率和方向，是回答為什么的科學，是追究事物或過程的因果關系的科學。進化生物學是在生物進化論隨著分子生物學的發(fā)展由推論走向驗證，由定性走向定量的過程中應運而生的科學。災變論：認為地球在不同時期，不同地點發(fā)生了巨大的“災難”，毀滅了當時的動植物，以后由其他地方遷來的新的類型，所以不同地層有不同化石的類型。（多次創(chuàng)造，每次均不同。認為生物的改變是突然發(fā)生的，是整體地消滅和整體地重新被創(chuàng)造的。反對一個物種從另一個物種演變而來的思想。）新災變論：認為在宇宙和地球演化過程中發(fā)生過一系列劇烈而突發(fā)的災變事件，從地球演化歷史來看，這些事件發(fā)生的時間是相對短促的，但能量極高，影響面廣，同時引起地球上的生物集群絕滅。發(fā)生災變的原因主要歸因于地球外來因素，如超新星爆發(fā)，小行星撞地球等。中性突變：中性突變是指不影響蛋白質功能的突變，也即既無利也無害的突變，如同工突變和同義突變。二、比較拉馬克學說和達爾文學說的異同。相同點：兩人都認為生物是可變的，并支持進化論；遺傳法則上，拉馬克提出“用進廢退”和“獲得性狀遺傳”；由于歷史的局限，達爾文也認為，生物性狀符合“用進廢退”和“獲得性狀遺傳”的規(guī)律。不同點：起源上不同：拉馬克主張，最原始的生物源于自然發(fā)生，生物進化是多元的；達爾文主張物種具有共同起源（一元論）對于進化的機制兩人見解不同，拉馬克主張“用進廢退和獲得性狀遺傳”，強調了環(huán)境變化在生物變異方面所起的“誘導”，但卻主張變異是以生物本性即內因（一種趨于完善的需求）為主因。但達爾文認為變異和環(huán)境是相互獨立的，在環(huán)境發(fā)生作用前變異就產生了，環(huán)境只是對變異其選擇的作用，生物（以物種為單位）通過生存斗爭，適應環(huán)境的性狀得到保留，比適應的性狀被淘汰（適者生存）。三、簡述現(xiàn)代綜合進化論的主要內容。代表人物：杜布贊斯基，主要著作：《遺傳學和物種起源》（1937）主要內容：第一，認為自然選擇決定進化的方向，使生物向著適應環(huán)境的方向發(fā)展。第二，認為種群是生物進化的基本單位，進化機制的研究屬于群體遺傳學范疇。第三，認為突變、選擇、隔離是物種形成和生物進化的機制。四、你認為中性突變進化學說是對達爾文學說的否定嗎？為什么？否。因為達爾文注意到了變異的有害性和有利性，而中性突變進化學說注意到的是既無利也無害的所謂中性突變，應該說是從不同角度，不同層次看問題的結果，使達爾文學說得到了補充和發(fā)展。且中性說是始終以分子水平的結構來提問題的，而達爾文學說是從表型水平來說的，二者并不相矛盾。第二章生命及其在地球上的起源一、名詞1.自我更新：生物體的自我更新是一個具有同化和異化作用的新陳代謝過程。二者是對立的相反的過程，同時又是統(tǒng)一的，表現(xiàn)在互相轉化、互相滲透。同時，生物體自我更新的特點還表現(xiàn)在生物體與外界環(huán)境條件的特殊聯(lián)系上。2.還原性大氣：指原始地球的次生大氣，是地球火山爆發(fā)排出的氣體，主要成分是CO2CH4N2H2OH2SNH4等，大氣中沒有氧氣，所以是還原性的。3.耗散結構：耗散結構是物理學上的一種學說。它的中心思想是，在宏觀世界中，除通常的處于平衡態(tài)條件下的穩(wěn)定有序結構（如晶體）外，還有一種處于遠離平衡態(tài)條件下的穩(wěn)定有序結構。這種結構就為耗散結構。4.類蛋白質微球體模型：?？怂梗‵ox）把多種氨基酸干熱聚合形成的酸性類蛋白質放入稀薄的鹽溶液中冷卻，或將其溶于水使溫度降低到0度，在顯微鏡下觀察到大量直徑為0.5-3微米的均一球狀小體，即類蛋白質微球體，有雙層膜,和出芽、分裂、生長等生命現(xiàn)象，F(xiàn)ox認為是現(xiàn)代生物細胞的前體。二、簡述生命的本質生命就其本質而言也是物質的，它是物質存在和運動的一種特殊形式。地球上所有的生物有著相同的物質基礎，表現(xiàn)在生物在化學成分上存在著高度的同一性，結構的有序性和功能的復雜性。三、試述Dayhoff假說的內容及其合理性“三體密碼進化過程假說”最原始的三體密碼大概是GNC三體密碼。第一位堿基G和第三位堿基C決定轉譯的方向，第二位堿基N代表G、C、A、U中任一堿基，分別決定4種氨基酸。隨著地球上早期化學進化過程中氨基酸種類的增加，三體密碼的種類也隨著擴展。第一次擴展，GNC擴展為GNY，Y代表C或U兩種嘧啶；第二次擴展，GNY擴展為RNY，R代表G或A兩種嘌呤；第三次擴展，RNY擴展為RNN，第四次擴展，由RNN擴展為NNN（現(xiàn)代生物所共有的三體密碼Dayhoff認為密碼的進化路線是由GNC→GNY→RNY→RNN→NNN.。在這一進化路線中，在GNC→GNY階段，僅第二位堿基才決定氨基酸的種類，相當于單體密碼；在RNY沒媽中，第一、二堿基共同決定氨基酸種類，相當于二連體密碼，在RNN→NNN密碼中，三位堿基不同程度參與了氨基酸種類的決定，實際已過渡到真正三聯(lián)體密碼，所以Dayhoff密碼進化學說包含了過去一體、二體、三體學說，是目前最合理的假說。第三章細胞的起源與進化一、名詞解釋1.超循環(huán)組織模式學說：1971年德國學者艾根（EigenM）首次提出“超循環(huán)組織”（hypercyclicorganization）理論。認為在化學演化與生物進化之間存在著一個分子自我組織階段，通過生物大分子的自我組織建立起超循環(huán)組織并過渡到原始的有細胞結構的生命。2.階梯式過渡模式學說：階梯式過渡模式包括6個階梯式步驟，它說明，原始細胞的起源是一個有多種原始生物大分子協(xié)同驅動的動力學系統(tǒng)有序的自組織過程，該系統(tǒng)的各主要階段都受內部的動力學穩(wěn)定和對外環(huán)境的適應等因素的選擇。3.分子準種：超循環(huán)系統(tǒng)可以稱之為達爾文系統(tǒng)，可以看作是能通過遺傳、變異、選擇而進化的分子系統(tǒng)，分子系統(tǒng)也存在類似物種的系統(tǒng)組合，叫做分子準種，選擇做用于這些分子準種而促使其進化。4.古細菌：古細菌是一些生長在地球上特殊環(huán)境中的細菌，包括甲烷細菌、鹽細菌等。5.膜進化理論：膜分化導致代謝分隔，從而細胞器和細胞核起源。主張從原核細胞到真核細胞是漸進的、直接的進化過程6.內共生起源說：美國生物學家林恩·馬古利斯(LynnMargulis)的內共生說(endosymbiosistheory)。馬古利斯認為，大約在十幾億年前，某些原核細胞在某種情況下吞噬了其他幾種原核細胞，如細菌和藍藻等。這些被吞入其內的細菌和藍藻，在某種原因下，沒有被分解或消化掉，反而寄養(yǎng)在原核細胞中一起共生。經(jīng)過一段時間后，這些組織由共生到形成為一體，如吞入的是好氧細菌，就變成了線粒體，如吞入是藍藻，就變成為葉綠體等等，真核細胞就這樣產生了。漸進式起源說：由尤澤爾(Uzzell)等人提出的經(jīng)典說。此一學說主張從進化論學說來解釋真核細胞的起源。他們認為在原核細胞的基礎上，經(jīng)過自然的選擇和驟變，在進化中逐漸變化而來，細胞內的細胞核和細胞器等，就是這樣逐漸形成的。二、生命起源的關鍵步驟生命起源問題的真正難點是從化學進化到生物學進化的過渡，大體上說，應包含以下步驟：1能自我復制的生物大分子系統(tǒng)的建立；2遺傳密碼的起源，即蛋白質合成納入核算的自我復制系統(tǒng)的控制中；3分隔形成，即通過生物膜系統(tǒng)使生命與外環(huán)境分隔，同時使生命結構內部不同功能部分分隔。三、內共生學說的證據(jù)。內共生學說的證據(jù)：（1）在形態(tài)結構上，線粒體、葉綠體在很多方面類似于細菌和藍藻。（大小、核糖體、內膜、色素、DNA）（2）在生理功能上，線粒體、葉綠體都具有半自主性。（有獨立的DNA和蛋白質合成裝置）（3）葉綠體、線粒體和原核生物在功能上也有許多相似之處。（他們的核糖體對某些抗菌素有相似的反應）（4）現(xiàn)今的生物中，有些真核細胞存在有內共生現(xiàn)象。（5）分子方面的證據(jù)，根據(jù)16SrRNA序列比較分析，紅藻的葉綠體毫無疑問是從藍藻來的。對rRNA序列及其同源性分析說明葉綠體與藍藻或其他真細菌分為接近。（6）同功酶與代謝途徑研究的證據(jù)也支持內共生學說。（7）在真核細胞中，同時存在線粒體、葉綠體、細胞質三組不同的tRNA，還有三組不同的氨基酸t(yī)RNA合成酶。四、內共生學說的合理性及其不足合理性：1）在膜形態(tài)結構上，線粒體和細菌相似，葉綠體和藍藻相似。在化學組成上，內外膜不一致，線粒體外膜與真核細胞的質膜相似，而線粒體的內膜與原核細胞的質膜相似。2）線粒體和葉綠體都是半自主性細胞器，它們像細菌一樣，以二分裂方式進行繁殖，這些特征具有曾是獨立生存的生物性質。它們所含的DNA均為裸露的環(huán)狀分子。

3）線粒體、葉綠體的核糖體在大小和對蛋白質合成的抑制劑反應性質上與原核生物相似。

4）現(xiàn)今的生物中，有些真核細胞中存在有共生現(xiàn)象。

5）分子進化方面的證據(jù)，根據(jù)16SrRNA序列比較分析，紅藻的葉綠體毫無疑問是從藍藻來的。

6）同工酶與代謝途徑研究的證據(jù)也支持內共生學說。

不足：1）只重視形態(tài)學方面而忽視細胞生理和生化特征。

2）不能很好的解釋細胞核的起源。第四章生物發(fā)展史1.化石：經(jīng)過自然界的作用保存于地層中的古生物遺體、遺物和它們生活的遺跡。標準化石種類分布廣，生存時限短，僅保存在某一地質年代的化石.五界說：1969年,惠特克提出把生物界分為植物界、動物界、原生生物界、原核界、真菌界二、化石的形成的條件化石的形成與否，在通常情況下取決于以下幾種因素。1.生物死亡種群的大小。2.生物體組成部分的堅硬程度。3.生物尸體掩埋的程度。4.掩埋的環(huán)境5.石化的程度和快慢。三、地質歷史劃分為幾代？地質學家根據(jù)地層疊加原則及標準化石，將地質歷史劃分為6個代，由早到晚一次是（冥古代）、太古代、元古代（古生代）中生代、新生代。每一代有分為若干紀，如古生代分為寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀和二疊紀；中生代分為三疊紀、侏羅紀、和白堊紀；新生代分為第三紀和第四紀。紀下分為若干世，如新生代第三紀分為古新世、始新世、漸新世、中新世和上新世。四、馬的進化分幾個階段？馬的進化包括始祖馬、漸新馬、中新馬、上新馬及真馬五個階段。五、哺乳動物動物起源？哺乳動物動物起源：起源于獸孔類哺乳動物的進化史經(jīng)歷了3個基本輻射階段：1.第一階段是中生代侏羅紀，此期所見的三結節(jié)齒類，臼齒齒尖已從三錐齒類的直行排列演變成三角形排列。由三結節(jié)齒類演化出3支：即三齒獸類、對齒獸類和古獸類，其中前2支生活到侏羅紀與白堊紀交替時期絕滅，而第3支古獸類卻得到蓬勃發(fā)展。古獸類的臼齒齒尖亦為三角形排列，但下頜臼齒后方具有帶兩個齒尖的"下跟突"。古獸類是后獸亞綱和真獸亞綱的祖先。此時期多結節(jié)齒類還很興旺。2.第二階段為中生代末期（白堊紀），出現(xiàn)了后獸亞綱與真獸亞綱。多結節(jié)齒類尚存在。3.第三階段為新生代，從新生代初期開始，哺乳類獲得空前大發(fā)展。可能是由食蟲的或雜食的鼩鼱樣類群進化而來，5000萬年以來一直成為陸生占優(yōu)勢的動物類群。多結節(jié)齒類在此期絕滅，怎樣利用放射性現(xiàn)象測定巖齡?（P77）六、有人認為，化石記錄不能普遍證明較高級的分類群是從先前存在的類型進化而來，在許多譜系演化中，確實無中間類型化石存在，試說明這種情況的原因？按照間斷平衡理論，新種可以突然形成，迅速的突變是不易在底層中留下記錄的，同時，大種群中的突變常因基因交流而消失，往往只有在小范圍分布的種群中突變才能成功，所以許多中間類型的化石記錄很難找到。七、大多已存在的昆蟲和爬行類的科比大多數(shù)存在的哺乳類的科古老，怎樣說明這一事實？這意味著昆蟲和爬行類比哺乳類進化慢嗎？（P83）影響生物進化速度的因素1.生物自身因素的影響①生物進化的速度與生物體的結構水平相關。適合度、忍受變異的能力。②生物種群的繁殖方式也影響著生物進化的速度。有性繁殖、異花授粉③生物種群的大小和發(fā)生變異的能力的影響。2.環(huán)境對進化速度的影響：環(huán)境的劇變可以產生較大的選擇壓力，引起或促進生物體發(fā)生變異，從而促進新種的形成。未被占據(jù)的生態(tài)位為新種的發(fā)展提供了外部條件。第五章生物表型的進化一、名詞1.行為：動物行為是指動物體感受信息后的有規(guī)律的適應性活動，包括我們直接觀察到的一切動物的狀態(tài)，如動物的活動形式、發(fā)聲、身體姿勢以及體色的改變、氣味的釋放、假死、擬態(tài)等都屬于動物的行為范疇。2.信號：信號：指能引起動物發(fā)生行為反應的任何符號、姿態(tài)和標志等。進化穩(wěn)定對策（evolutionarystablestrategy,ESS）就是基于最適性理論提出的，用于解釋動物的各種行為的一種理論，這種對策是經(jīng)過長期進化檢驗，而且最少受到其他可選對策干擾的穩(wěn)定策略。3.有產者原則：爭斗中的“有產者”原則是指爭斗中資源（食物、領域、配偶）占有者往往處于優(yōu)勢，入侵者和占有者之間的爭斗模式是一種ESS策略。親緣選擇：其內容是：親緣關系越近，動物彼此合作傾向和利他行為也就越強烈；親緣越遠，則表現(xiàn)越弱。4.性選擇：性選擇指與性別相聯(lián)系的動物的形態(tài)結構與行為等方面的進化壓力來自異性之間的相互選擇。一、簡述利他行為的生物學意義及其進化機制（論述必考）利他行為指的是一個個體的行為為接受者帶來好處的同時對行為完成者造成損失。生物學意義：利他行為對行為完成者和行為接受者都具有一定的生物學意義。利他行為在給行為完成者帶來眼前不利的同時也帶來了親緣選擇的好處，即幫助傳遞自身基因的好處，從而提高了自身的內在適合度。利他行為給行為接受者帶來的直接好處就是幫助其提高了適合度（存活能力和繁殖后代的能力）。進化機制：利他行為可用親緣選擇和“互惠性利他”選擇兩種機制解釋。利他行為根據(jù)行為完成者和行為接受者之間的關系分為兩大類：一類是發(fā)生在有親緣關系的個體之間，另一類發(fā)生在沒有親緣關系的社群成員之間。親緣選擇：設想有兩個個體，一個是“供體”，另一個是“受體”。供體表現(xiàn)出一種行為，這種行為會降低其自身的達爾文適應性，代價為C，但受體的適應性卻得到增強，受益為B。假定有一對等位基因A,a，基因A的存在會使個體較可能表現(xiàn)這一行為。在行為實行后，群體中某基因出現(xiàn)頻率的變化取決于供體和受體之間的的親緣系數(shù)，亦即取決于供體和受體具有遺傳關系的個體中同源基因的平均份額。有助于行為的提供者基因的傳遞。如果親緣系數(shù)r大于C/B，則供體的行為將使基因A的頻率增高，即利他行為有助于行為的提供者基因的傳遞。“互惠性利他“進化機制，利用狒狒解釋如下，雄狒狒B在并不給自己帶來很大危險的情況下幫助了雄狒狒A，從而獲得一種保證：在將來有機會時雄狒狒A會給它以幫助作為回答。因此，雄狒狒B很可能增加它自身的達爾文適應性，同時引起這類利他行為的基因的出現(xiàn)頻率也可能增加。只幫助那些能夠回報的個體，同時引起這類利他行為的基因的出現(xiàn)頻率也可能增加。二、通信訊號的起源以及其在農業(yè)生產中的應用通信信號的起源：動物信號起源于某些偶然的動作或者反應，其伴隨條件使這些偶然的動作和反應碰巧對其他動物起了傳遞信息的作用。如果這些動物或反應碰巧對其他動物起到了信號傳遞作用，則經(jīng)過長期的適應、固定成為通訊信號。信號雖然起源于偶然的動作或者反應，但在其進化過程中通過自然選擇的作用加以改進，以提高信號傳遞信息的效率。通訊信號在農業(yè)生產中的應用：在農業(yè)生產中已經(jīng)成功地利用通訊系統(tǒng)進行害蟲的誘殺。在果園中設置糖醋盆來誘殺桃小食蟲、蘋果小食蟲；在棉田用利用楊樹枝萎焉時放出的氣味誘殺棉鈴蟲；在稻田設置熒光燈誘殺飛蛾。三、新構造起源及其在進化中的意義邁爾從基因角度出發(fā)，認為基因的多效性是新構造、新器官形成的基礎。形態(tài)結構進化的總趨勢：復雜性的提高和多樣性的增長使生物更好的適應環(huán)境四、新功能的起源及其在進化中的意義新功能起源的方式：功能的強化eg.腺體的形成和眼的進化，功能的擴大eg.陸棲脊椎動物前肢的進化，功能的更替eg.返回海洋的哺乳類如海豚、海豹等四肢由主要行走變?yōu)橛斡旧镌谶m應進化中，隨著環(huán)境的改變，一些適應新環(huán)境的功能也隨之出現(xiàn)。新功能創(chuàng)造出新構造、新器官，具有重要進化意義，使生物更好的適應環(huán)境新功能起源的基本方式。第六章生物的微觀進化一、名詞1.微觀進化（microevolution）也稱小觀進化，它是指個體和種群層次上的進化。小進化是短時間內的進化，它最終可導致物種的形成。種群：遺傳學定義的種群是隨機互交繁殖的個體集合，又稱為孟德爾種群。種群是有性繁殖的基本單位。對于有性繁殖的真核生物而言，同種個體常因地理因素，環(huán)境因素的限制，被不同程度的分隔，形成不同程度隔離的個體集合，稱之為種群。2.基因庫：一個種群在一定時間內，其組成成員的全部基因的總合被稱為該種群的基因庫。3.基因頻率：指群體中某一等位基因在該位點上可能出現(xiàn)的基因總數(shù)中所占的比率。4.基因型頻率：指某種基因型的個體在群體中所占的比率。遺傳平衡也稱基因平衡，指在一個大的隨機交配的群體里，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變、和選擇等條件下，世代相傳，不發(fā)生變化的現(xiàn)象。5.適合度也叫適應值，它是指某一基因型個體與其它基因型個體相比能夠存活并把它的基因傳給下一代的能力，一般用W表示。最大值W=1（100%）6.選擇系數(shù)表示某一基因型在群體中不利于生存的程度，是表示相對選擇強度的數(shù)值，一般以s表示，它與適合度的關系是s=1-W。遺傳漂變：在群體遺傳學中，賴特（S.Wright,1931）把由于群體太小引起的基因頻率隨機率增減甚至丟失的現(xiàn)象稱為遺傳漂變（geneticdrift）,又稱賴特效應。7．正態(tài)化選擇（穩(wěn)定性選擇）：即把超于極端的變異淘汰掉而保留那些中間型的個體，使生物類型具有相對的穩(wěn)定性。多見于環(huán)境相對穩(wěn)定的種群中。8.平衡性選擇是指能使兩個或幾個不同質量性狀在群體若干代中的比例保持平衡的現(xiàn)象。也即是保留不同等位基因的選擇。這種選擇常常導致群體中存在兩種或兩種以上的不同類型的個體，這種現(xiàn)象稱為多態(tài)現(xiàn)象，如人的血型、眼和皮膚的顏色等。9.突變壓：通常把改變群體遺傳組成的基因突變頻度的大小叫做突變壓。在一個群體中如果正負突變壓相等，就達到了平衡狀態(tài)。計算題：二、M頻率360*2+480/1000*2=0.6N頻率480+160*2/2000=0.4三、TTTt基因型84/100=0.84tt基因型Q=1-0.84=0.16T基因頻率p=1-0.4=0.6t基因頻率：q=√Q=0.4Tt基因型H=2pq=2*0.4*0.6=0.0.48TT基因型P=0.6*0.6=0.36四、M頻率:0.426+0.467/2=0.6595N頻率:0.107+0.467/2=0.3405五、Q=q=0.01P=1-0.01=0.99H=2pq=2*0.01*0.99=0.0198Q=0.01*0.01=0.0001六、男人Q=q=0.08女人色盲Q=0.08*0.08=0.0064實際女人色盲Q=0.000036=q2則q=0.006實際男人色盲Q=q=0.006女人色盲雜合子H=2pq=2*（1-0.006）*0.006=0.011928七、qn=q0/1+nq=0.5/1+20*0.5=0.04545450.005=0.5/1+n*0.5N=998八p=1*10-6/5*10-6+1*10-6=0.167*10-6Q=1-p=0.833*10-6思考題一、自然選擇在微觀進化中的作用（自張昀）（1）自然選擇是微觀進化的主要因素。（2）對于有性生殖的種群來說，個體間的適應度的差異乃是造成選擇的基本條件。（3）在大多數(shù)情況下，種群內個體承受著不同方向和不同強度的選擇壓，種群的進化改變取決于不同的方向、不同強度選擇壓的合力。（4）自然選擇對于種群的遺傳和變異起兩種相反的作用，即“過篩作用”和“分異作用”。（5）自然選擇造成的種群進化改變的方向和后果因種群內個體適應度的分布狀況不同而不同。（6）選擇是一個間接過程。二、微觀進化在生物進化中的意義①微觀進化是指通過基因頻率的變化積累產生的微小變化，這種累積的結果即導致種內進化。②微觀進化是進化的基礎，多種微觀進化匯集的結果即表現(xiàn)為宏觀進化。③微觀進化是生物體保持連續(xù)性所必需的。④生物體必須通過微觀進化來適應多變的環(huán)境，使物種的基因庫更加豐富。微觀進化是構成生物多樣性的原因之一。三、宏觀進化與微觀進化的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別：二者進化層次不同：宏觀進化又稱為大進化，指發(fā)生在物種層次以上的進化現(xiàn)象；微觀進化又稱小進化，是以現(xiàn)存的生物種群和個體為對象，研究其短時間內的進化改變。微觀進化是進化的基礎，多種微觀進化匯集的結果即為宏觀進化。聯(lián)系：1）微觀進化是宏觀進化現(xiàn)象的基礎，微觀進化過程在一定程度上可以解釋宏觀現(xiàn)象，不存在兩者無關的、獨立的進化過程；2）微觀進化的速率有快有慢，在一定情況下微觀進化的速率也會很快，說明在一定條件下微觀進化和宏觀進化使統(tǒng)一的。微觀進化可以通過選擇、隔離分化而導致高速率的進化；3）微觀進化在宏觀上第七章物種與物種的形成一、名詞1.物種是由種群所組成的生殖單元(與其他單元在生殖上是隔離的)，在自然界占有一定的生境地位,在宗譜線上代表一定的分支，是一個進化的單元。2.生殖隔離指有性生殖的生物彼此不能自由交配或可以交配但后代不育。包括合子前隔離和合子后隔離.合子前的隔離多為生態(tài)的、行為的等原因；合子后的隔離，一般是遺傳的或生理的原因。3.姐妹種：種與種之間在外部形態(tài)上極為相似，但相互間又有完善的生殖隔離，這樣的物種關系叫做姐妹種，又稱為隱種，是亞種與種之間存在的形態(tài)之一。4.非時向種：只對現(xiàn)在存活的生物進行分門別類，不考慮時間因素，所涉及的物種就是非時向種。5.時向種：指一個物種在其生存時間內所包含的所有生物個體?？紤]時間向度，識別和區(qū)分不同物種的概念。6.量子種形成：驟變式物種形成方式（量子物種形成），種群內部分個體由于遺傳因素或隨機因素（基因突變或遺傳漂變）相對快速地獲得生殖隔離，并形成新種。二、舉例說明隔離在物種形成中的作用。地理隔離在物種形成中起著促進性狀分歧的作用。分歧的程度與隔離時間的長短有一定的相關性，它往往是生殖隔離必要的先決條件。如美洲棉尾兔，在美國東部有8個種，西部多山地區(qū)則有23個種。三、物種形成在生物進化中的作用。1、物種形成是生物對不同生存環(huán)境適應的結果，物種形成不但表示生物類型的增加，而且它為新生物類型提供新的進化起點。2、物種因種間生殖隔離的存在，而能保持種群基因庫的相對穩(wěn)定。3、物種的更替(種形成和絕滅)和種間生態(tài)關系的改變，可以使生態(tài)系統(tǒng)適應變化的環(huán)境，生物與環(huán)境之間從不平衡又達到新的平衡，從而推動整個生物界的進化。4、物種是生態(tài)系統(tǒng)中物質與能量轉移和轉換的環(huán)節(jié)，是維持生態(tài)系統(tǒng)能流、物流和信息流的關鍵。四、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、選擇影響物種形成的方向3、隔離是物種形成的重要條件五、物種形成的主要環(huán)節(jié)1）可遺傳的變異是物種形成的原材料：基因突變和染色體畸變等遺傳物質改變所造成的可遺傳的變異為物種的形成提供原材料。突變是隨機發(fā)生的，這種隨機突變在外界條件的影響下，在群體內非隨機地積累與儲存，從而使群體發(fā)生分化。2）選擇影響物種形成的方向：環(huán)境條件會使某些基因型體現(xiàn)出優(yōu)勢，從而發(fā)生方向性選擇3）隔離是物種形成的必要條件：隔離才能導致遺傳物質交流中斷，防止因基因交流而將彼此間的差異淹沒，保證群體向各自方向發(fā)展，使歧化不斷加深，直至新種形成。生殖隔離是物種形成的重要標志。六、如何理解進化的不平衡性并舉例說明1）進化不平衡引起進化過程中生物體性狀的各個部分獨自地進行變化，由于生物在身體構造、機能等方面的發(fā)展不平衡引起鑲嵌進化。在鳥類和哺乳類的發(fā)展過程中，作為鳥類的特征的翅膀和羽毛、輕巧堅實的骨骼、恒溫等，和作為哺乳類特征的頜骨成分和關節(jié)方式、毛發(fā)、恒溫、乳腺等，也都是在不同的時間分別形成的，而并不是一次產生或同時完成的。2） 根據(jù)進化速度的不平衡性可分為:低速進化：已有5億年歷史的海豆芽，活化石水杉、銀杏、鴨嘴獸、大熊貓等；中速進化：已有6千萬年的歷史的馬；高速進化：如果每1,000代產生一個新種，就可為高速進化。如：有袋鼠5千萬年、人類的進化200-300萬年。七、影響生物進化速度的因素1）生物自身因素的影響：生物進化的速率與生物體的結構水平相關。一般生物類型越高等，其適合度就越高，進化速率就越快；生物種群的繁殖方式也影響著生物進化的速率。一般而言，有性繁殖生物要比無性繁殖生物群體具有更高的進化速率，異花授粉植物要比自花授粉的植物進化相對較快；生物種群的大小和發(fā)生變異的能力也會對生物進化的速率產生一定影響。一般種群大、容易產生新的變異則進化快，反之則比較慢。2）環(huán)境對進化速率的影響：環(huán)境的劇變可以產生較大的選擇壓力，引起或促進生物體發(fā)生變異，從而促進新種的形成。當然這不是絕對的。未被占據(jù)的生態(tài)位為新種的發(fā)展提供了外部條件。第八章生物的宏觀進化一、名詞1.宏觀進化是種以上的高級分類群在長時間（地質時間）尺度上的變化過程。復式進化也稱全面進化或上升進化，是生物體形態(tài)、結構和生理機能的全面復雜化、高級化。主要表現(xiàn)在代謝水平不斷提高。常規(guī)滅絕2.集群滅絕指生命史上發(fā)生的大范圍，高速率的物種絕滅事件，即在較短的地質時期內，一些高級分類單元所屬的大部分或全部物種的消失，從而導致生物圈多樣性的顯著降低。3.譜系趨異：是指一個單源群內代表不同進化方向的線系之間因種形成速率和絕滅速率的差異而造成的譜系不對稱性。4.絕滅：絕滅就是物種的死亡，物種總體適合度下降到零，是種形成的負面。5.集體絕滅：指生命史上發(fā)生的大范圍，高速率的物種絕滅事件，即在較短的地質時期內，一些高級分類單元所屬的大部分或全部物種的消失，從而導致生物圈多樣性的顯著降低。6.常規(guī)絕滅：指在各個時期不斷發(fā)生的絕滅，它以一定的規(guī)模經(jīng)常發(fā)生，表現(xiàn)為各分類群中部分物種的替代。二、舉例說明特化式進化的主要類型。特化式進化指由于生物對各種不同生活環(huán)境的適應，而出現(xiàn)的多方向的分化，但在生物體形態(tài)結構、生理功能等方面并沒有質的提高和改變，其進化水平屬于同一等級。特化式進化包括分歧、輻射、平行和趨同等。例如棕熊和北極熊。三、試述漸變型式與間斷平衡型式的異同點。漸變型式間斷平衡型式表型改變的勻速的，漸進的顯著傾斜和幾乎不傾斜線系傾斜交替發(fā)生,跳躍與停滯相間進化改變線系進化，勻速的種形成期間表型進化加速種形成后相對穩(wěn)定適應進化自然選擇下的線系進化種形成過程中演化量小，不明顯大，折線形式試述漸變型式與間斷平衡型式的異同點。相同點：都是以時間和表型改變量來描述物種進化的宏觀進化型式。不同點：（1）在線系上，漸變型認為新種主要是通過線系進化產生，而間斷平衡型式認為新種主要通過線系分支產生，古生物學中的“時間種”是不存在的。（2）漸變型認為新種的產生是一個緩慢、漸變、勻速的過程，而間斷平衡型式認為新種的產生是跳躍式、快速地形成。（3）漸變型強調進化的連續(xù)性和緩慢性，而間斷平衡式認為進化是跳躍與停滯相間作用。（4）漸變型認為適應進化是在自然選擇作用下的線系進化，而間斷平衡型式認為適應進化只能發(fā)生在種形成過程中。四、簡述滅絕的生物學意義（P178）1、滅絕是生物圈在更大的時空范圍內的自我調整，是生物在與環(huán)境相互作用過程中，生物不能適應環(huán)境的劇變而必然付出的代價。2、只有舊的類型不斷消失，新的物種才能不斷產生。滅絕推動了生物的進化。3、滅絕給人類敲響了警鐘五、你是如何理解進化的不平衡性的？（P168）①鑲嵌進化(mosaicevolution)鑲嵌進化是指進化過程中生物體性狀的各個部分獨自地進行變化。鑲嵌進化是由于生物在身體構造、機能等方面的發(fā)展、進化不平衡引起的。②生物進化速度的不平衡A.低速進化B.中速進化C.高速進化（有袋類5千萬年）（人類的進化200-300萬年）六、通過本章的學習，請你談一談保護野生動植物資源的必要性。（自己組織~）通過進化的不可逆性，談一談保護野生動植物資源的必要性。生物進化，從總的說來是不可逆的。已經(jīng)演變的物種不可能回復祖型；已經(jīng)滅亡的種類，不能再重新出現(xiàn)。也就是說，不論是前進的進化，或是減退的進化，凡進化了的生物，就不會復原了。這是一個規(guī)律性的現(xiàn)象。古生物學的材料證明，生物進化是不可逆的。由爬行類進化成的鳥類，不可能重新變成爬行動物；同樣，人類的祖先是猿類，猿類的祖先是猴類，人類可否回到猿類甚至猴類的時代呢?絕對不可能。必要性：微觀進化過程是宏觀進化現(xiàn)象的基礎，微觀進化過程在一定程度上可以解釋宏觀進化現(xiàn)象，不存在與微觀進化無關的獨立的宏觀進化過程。微觀進化的速率有快有慢，在一定情況下，微觀進化速率也會很快。說明在一定條件下，微觀進化和宏觀進化是統(tǒng)一的，微觀進化通過選擇、隔離分化同樣可以導致高速率的進化。微觀進化與宏觀進化是不同層次上的進化，二者是相互關聯(lián)的。第九章生物遺傳系統(tǒng)的進化一、名詞1.基因共享指基因及其產物在進化中無變化，但卻在保持原有功能的情況下又被用于生命體系的其他方面，也即獲得了多種功能。2.外顯子改組指由2個或2個以上不同基因的一部分相互連接而形成新基因的一種途徑。3.致同進化指一個基因家族的成員通過遺傳上的相互作用，使得所有成員可以作為一個整體一起進化。4.假基因指基因組中與某一功能基因的序列高度同源，但沒有功能的DNA片段。二、基因和基因組的進化有什么方式和途徑？基因可以通過基因突變、重疊基因、選擇性剪接、基因共享來實現(xiàn)功能的進化?；蚪M的進化方式有基因組擴增、基因家族的進化、假基因的進化、轉座與基因組的進化、基因的水平轉移等。三、什么是基因家族，它的進化機制和特點1）基因家族：來源相同、結構相似、功能相關的基因組成為單一的基因簇或稱基因家族。2）機制：基因家族中一個基因家族的成員通過遺傳上的相互作用，使得所有成員可以作為一個整體一起進化。主要有不等交換和基因轉換：①不等交換可以在種系細胞有絲分裂中的姐妹染色單體之間發(fā)生，或在減數(shù)分裂中的同源染色體之間發(fā)生，結果使得其中一條染色體（或染色單體）發(fā)生重復而另一條發(fā)生缺失。②基因轉換時兩序列通過相互作用，其中一序列被另一序列轉變，即在復制的過程中，除了以自身作為模板外，還以另一序列的部分區(qū)域作為模板進行復制。特點：在基因家族的致同進化中，基因轉換比不等交換更具優(yōu)越性：基因轉換不改變基因家族中基因數(shù)目基因轉換適于串聯(lián)重復和散布式的基因基因轉換在方向上更有利于作為一個整體一起進化第十章分子進化和分子系統(tǒng)學一、名詞1.中性突變理論主要觀點是分子水平的進化是由選擇中性或近中性突變基因的隨機固定實現(xiàn)的。2.分子進化即生物進化過程中蛋白質和核酸分子結構的變化以及這些變化與生物進化的關系。3.分子鐘是利用已知的分子系統(tǒng)學數(shù)據(jù)和古生物數(shù)據(jù)建立的表示分子進化變化量與進化時間之間關系的通用曲線。二、分子進化的特點。分子進化速率的恒定性，分子進化的保守性。三、中性突變理論的具體內容有哪些。第一：突變大多是中性的，它不影響核酸和蛋白質的功能，對生物個體的生存既無害，也無好處。第二：中性突變通過隨機的遺傳漂變在種群中固定下來，在分子水平進化上自然選擇不起作用。第三：進化速率由中性突變的速率所決定，也就是由核苷酸和氨基酸的置換率所決定。它對所有的生物幾乎都是恒定的。四、你認為中性學說是對達爾文學說的否定嗎？實質上,這二者也不存在根本的對立。首先,所謂的中性突變是相對于表型進化而言的,這二者處在生物機體不同的組織層次上,表型進化是從個體或群體的層次出發(fā),而中性學說則是從分子水平的層次出發(fā),在兩者之間還存在著若干個中間層次,如生物大分子、多分子體系、細胞、組織器官、系統(tǒng)等。從系統(tǒng)論的觀點來看,從基因分子到個體表現(xiàn)性的諸多層次中,每一層次都構成了一個系統(tǒng),而每一層次的系統(tǒng)都和構成該系統(tǒng)的下一層次的系統(tǒng)有質的區(qū)別。表型進化的變異短期內不會影響分子水平上的環(huán)境。同樣,分子水平上的同義突變或保守替換在短期內也不會對生物的表型有所影響。這樣,對于不改變表型適應所允許范圍內的每一個分子變異都可以認為在適應性上是中性的,因而也就不受自然選擇的作用。其次,在生物進化的速率上,達爾文主義者認為,生物進化的速率是不恒定的,是隨著世代長短和自然環(huán)境的變化而變化的,而且一般是加速度進行的,也就是說,生物形態(tài)越復雜,進化速率就越快。而中性學說卻在分子水平上揭示了各種生物的進化速率是恒定的和大致相等的。這一矛盾恰恰反映了每一生物都是由基因型和表現(xiàn)型兩方面構成的特性?；蛐蜎Q定表現(xiàn)型,但不是任何基因型都可顯現(xiàn)為表現(xiàn)型。表現(xiàn)型往往是基因型和環(huán)境因素共同作用的結果,所以,表現(xiàn)型常常顯現(xiàn)為進化速率的不恒定性。而那些不受外界自然環(huán)境影響的中性基因分子的進化速率,常常表現(xiàn)為恒定的。這就彌補了達爾文主義對生物體低層次上進化速率的認識的不足,豐富和發(fā)展了達爾文主義。分子生物學的證據(jù)表明,同種生物的不同基因乃至基因的不同區(qū)域變異速度有很大的差異,同一基因在不同生物類群中的進化速度也有明顯的差異。僅僅對系統(tǒng)發(fā)生上較近的生物類群間同源基因序列比較得出進化速率基本恒定(“分子鐘”的理論基礎)也是不確切的,因為從更大的時空范圍、更長的地質歷史時期來分析差異很大的生物類群間的同源基因序列,結果也許是出人意料之外的[10]。再次,表型進化是基因型和環(huán)境相互作用的結果,它們之間不存在一一對應的關系,因為這牽涉到DNA的復制、轉錄、翻譯以及調控的每一個環(huán)節(jié),生物進化的方向與環(huán)境有必然的聯(lián)系,生物進化的主導因素則是自然選擇。而中性學說認為,生物進化的方向純粹是生物分子隨機的自由組合,生物進化的主導因素則是中性突變本身。這里看似存在著很大的差異,但筆者認為這只是時間前后的差別而已,生物分子發(fā)生突變、固定時期,雖然和外界環(huán)境沒有直接聯(lián)系,但分子固定以后所展現(xiàn)出來的特征(表型)還是要接受自然選擇的。有利于生物更好地適應環(huán)境的分子變異通過自然選擇保留下來,而不利的分子變異則被淘汰。從這一意義上說,中性突變和自然選擇是統(tǒng)一的(雖然它們之間不是一一對應的五、簡述