进化生物学教学大纲

1、课程内容简介：本课程以植物学、动物学、遗传学、细胞学、分子生物学、古生物学、生态 学等为基础, 使对这些学科的知识补充。本课程涉及范围广泛，讲授内容包括进 化生物学的产生和发展、生 命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展史、生物表型的进化、生物遗传系统的 进化、生物的微观进化、物种与物种的形成、生物的宏观进化、生态系统进化、分子进化和分 子系统学、人类起源与进 化等方面的知识。本课程在全面介绍生命产生、发展的基础上，将现 代综合进化论与现代分子生物学的研究成果融为一体，从生物与环境、微观与宏观、表型进 化与遗传系统进化的辩证关系出发，阐释生命进化的规律，以及如何运用这些规律更好的服务

2、 于人类。进化生物学教学大纲课程编码：课程性质：进化生物学师研究生物界进化发展的规律，以及如何运用这些规律的科学， 是生物学最大的统一理论，在进化理论的框架下，细胞学、植物学、动物学、生理学、比较解 学、古生物学、胚胎学、分类学、遗传学和分子生物学等不同层次的研窕结果得到了统一。进 化生物学所涉及的范围很广，生物大分子、基因和基因组、细胞、生物个体、生物群体以至地 球上的整个生物圈的发展和变化都与生物进化有关，从而在各个水平上的生物结构都有其起源 与进化的历史。什么是生命，生命如何产生，物种如何形成，生物界为什么有如此惊人的复杂 性 和多样性，它们是如何进化的这一切，对于生物科学专业的学生是必

3、不可少 的知识。此 外，学习本课程，对于当代大学科学世界观的形成，思维能力的培养，对提高识别真伪科学的能 力具有重要的意义。适用专业：生物科学学分：2学分学时：理论36学时 开设学期：第X学期（如第2学期）一、教学目的了解生通过该课程的教学，让学生掌握进化生物学的基本理论和重大原理,命的产生、发展的同时，掌握生物与环境、宏观与微观水平上的进化过程、表型 进化与遗传系 统进化的辩证统一关系，掌握生物界进化发展的规律以及如何运用 这些规律更好地服务于人 类，了解研究生物进化的各种方法和当前进化生物学诸多领域的研究进展和重大争论。二、教学重点与难点1 重点：进化生物学的基本理论和重大原理2 难点：如

4、何利用进化规律更好地服务于人类三、教学方法建议本课程以讲授法为主，并采用多媒体辅助教学四、教学内容第一章绪论(2学时)教学目的：明确生物进化生物学研究对象，研究内容，研究方法，清楚进化 生物学发展 史。重点：现代进化论的形成过程，拉马克学说、达尔文学说主要内容，现代 综合进化论、分 子进化论，间断平衡论的主要观点。教学要求：掌握进化、生物进化、生物进化论、进化生物学、神创论、灾变 论等基本概 念，掌握生进化生物学研究对象，研究内容，研究方法，掌握进化论 形成的过程，进化论的进 一步发展，掌握了解达尔文之前关于生物进化的学说，进化论在我国的传播及进化生物学发展 的方向。一、进化生物学研究的对象3

5、 广义进化4 .生物进化5 .生物进化论与进化生物学二、进化科学的产生和发展1 .进化思想的产生2 .进化论的形成(1)拉马克学说的创立及其主要内容(2)达尔文学说的创立及其主要内容3 进化论的发展(1)现代综合进化论；(2)分子进化论；(3)间断平衡论4 .进化论在我国的传播5 进化生物学发展的新方向三、学习和研究进化生物学的科学方法第二章生命及其在地球上的起源(4学时)教学目的：通过本章学习，认识经典学说对生命起源的解释，遗传密码的起 源和的进 化。重点：生命起源的条件，生命起源的化学演化学说。难点：燧与生命的关系。教学要求：掌握燧、耗散结构、团聚体、类蛋白质微球体等基本概念，掌握 生命和

6、燃的关 系，掌握生命起源的条件，生命起源的化学演化学说，遗传密码的起源和的进化过程，了解生 命的物质基础和生命的基本特征，了解有关生命起源的其它学说，自读温室效应。一、生命的本质6 .生命的物质基础(1)化学成分的一致性；(2)结构的有序性7 .生命活动的基本特性(1)自我更新；(2)自我复制；(3)自我调控；(4)自我突变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) 类对生命起源的几种认识(1)原始的自然发生论；(2) “天创论”；(3) “生生论”与“天外胚种论”；(4)新自然发生论2 生命起源的条件(1)地球的诞生(2)早期地球条件 (3)地球大气的演化(4)

7、早期地球可以利用的能源3 .生命起源的过程一一前生命化学演化学说(1)从无机小分子生成有机小分子(2)从有机小分子发展成生物大分子(3)由生物大分子组成多分子体系(4)原始生命的出现三、遗传体系的起源和密码的进化1 关于核酸和蛋白质共同起源的最新研究进展2 遗传密码的起源与进行(1)最早的遗传密码子(2)密码进化方向(3)密码进化的过程3 病毒起源和课基本学说四、有关生命起源问题的探讨1 .深海热泉与生命起源2 .天体撞击与生命起源3 .其他天体上是否有生命4 .现在地球上是否存在生命起源过程5 .人造生命第三章细胞的起源与进化(3学时)教学目的：通过本章学习，明白细胞起源问题是研窕生命起源的

8、一个关键问题，能够阐明 细胞的起源。重点：真核细胞起源的途径。难点：阶梯式过渡模式和内共生说。教学要求：掌握超循环组织模式、阶梯式过渡模式、分子准种、古细菌、内共生起源学 说、渐进式起源学说和膜进化理论等的基本概念和基本内容，细胞进化的关键环节，真核细胞 起源内共生学说的合理性，核的起源，原核细胞演变成真核细胞的历程；了解真核细胞起源的 意义，真核细胞可能的祖先。一、最原始细胞的起源1 原始生命体(原生体)进化为原始细胞；2 原始细胞发展为前原核细胞二、细胞的进化1 古细菌的发现的“三域分类”的提出2 真核细胞的起源(1) “内共生说”(2) “经典说”(3)德迪韦的综合说3 真核细胞起源的意

9、义三、细菌域、古菌域和真核域的演化关系第四章生物发展史(3学时)教学目的：通过学习生物进化史，达到认识生物进化发展的一般规律。重点：生物界系统发展的规律，难点测定岩石年代的方法。教学要求：掌握化石、硅化木、标准化石、三放型腰带、四放型腰带等基本 概念，掌握按 化石划分的生物进化史，化石种类及成因，用放射性测定岩石年代，植物界系统和动物界系统 的演化阶段，生物界系统发展的规律，马的进化史，生物分界的几种学说。了解象的进化史， 自读鸟类起源的几种假学。一、化石和地质年代的划分1、化石(1)化石的种类(2)化石形成的条件和原因4 地质年代(1)地质年代的划分(2)地质年代的测定二、生物界系统发展概况

10、1 生物界的系统发展2 生物界系统发展的规律 三、几种生物的进化史(4)新机能的产生1 .象的进化史2 .马的进化史 四、生物的分界3 .二界说4 .三界说5 .四界说6 .五界说第五章生物表型的进化(4学时)教学目的：通过本章学习，清楚生物形态结构、生理功能和行为的进行化的一般规律。重点：新构造、新功能的起源，争斗行为的进进化基本规律。难点：进化稳定对策(ESS理论。教学要求：掌握行为、信号、ESS亲缘选择、性选择等基本概念，掌握新构造、新功能新 机能的起源及在进化中的地位，新功能起源的几种基本方式，争斗中的“有产者”原则，ESS理论，利他行为进化的机制及生物学意义。了解代 谢功能、营养 功

11、能、免疫功能的进化，动物通讯系统的开发利用，了解性行为进 化及研究方法。自读“动物 行为的生理基础和遗传基础”一、形态结构的进化1 .新构造的起源及其在进化中的意义2 .形态结构的进化的两个方向：复杂化和退化(简化)3 .形态结构进化的总趋势；复杂性的提高和多样性的增长、生理机能的进化1 新机能的起源及其在进化中的意义2 .新机能起源的基本方式(1)机能的强化；(2)机能的扩大；3 .机能进化的实例(1)代谢途径的进化(2)营养方式的进化(3)免疫功能的进化4 .结构和功能进化的统一性三、行为进化1 .行为进化的基本环节2 .动物行为的生理基础和遗传基础3 .通讯行为的进化(1)通讯方式的类型

12、(2)通讯信号的起源(3)通讯系统的起源与发展4 4)通讯系统的开发利用4 .争斗行为的进化(1) 有节制的争斗形式(2)斗争模式的评估(3)争斗中的“有产者”原则5 .利他行为的进化(1)利他行为的含义(2)利他行为的类别(3)利他行为的生物学意义6 .性行为的进化(1)性的演化史(2)性行为进化的实例(3)影响性行为进化的因素7 行为进化的研究方法(1)比较、推理法(2)观察、实验法第六章生物遗传物质的进化(3学时)教学目的：通过本章学习，能认识到遗传系统的进化，在细胞水平上表现为染色体的进 化，在分子水平上体现为基因和基因组的进化以及与之相应的蛋白质和蛋白质组的进化，要求 掌握在每个水平

13、上进化的基本规律。重点：基因与基因组的进化，难点是基因组结构的进化。教学要求：掌握基因共享、基因延长、外显子必组、基因组扩增、致同进化、假基因、基 因水平转移等一些基本概念，掌握染色体进化的方式和途径，内含子的起源假说，新基因的起 源，基因组进化的总趋势，基因组结构的进化规律，蛋白质的进化规律。了解蛋白质组进化的 研究现状。一、染色体的进化1 .染色体数量的进化一一增加和减少2 .染色体功能的分化二、基因与基因组的进化1 .基因的进化(1)基因结构的进化一一内含子的起源与进化(2)基因功能的进化一一功能的分化与多功能(3)新基因的起源基因重复；基因延长；杂种基因；获得新功能的基因突变2 .基因

14、组的进化(1)基因组进化的总趋势核酸量的变化；核酸质的变化(2)基本组结构的进化基因组的特点；通过基因重复的进化(基因组扩增)；基因家族的进化；假基因的进化； 通过基因水平转移的进化3 .进化发育生物学(Evo-deve 1 opmented biology)和比较基因组学(Comparativegenomics 简介三、蛋白质和蛋白质组的进化1.蛋白质的进化（1）蛋白质氨基酸的替换（以血红蛋白和细胞色素C为例）氨基酸替换率；不同蛋白质之间的差异；同种蛋白质不同部位气基酸间的差异;协变与协变子（2） 结构域与进化2.关于蛋白质组与进化的讨论第七章生物的微观进化（4学时）教学目的：通过本章学习，

15、能认识到在自然界中没有真正的遗传平衡，因此突变、选择、迁移和遗传漂变等定向地改变种群基因频率，引起种群进化；能够 运用现代生物 学理论，解释自然选择理论的本质；能认识到物种的形成是生物进 化的主要标志，物种的起源 是进化生物学的核心问题。重点：是改变基因频率的因素，自然选择的类型，自然选择下的适应进化。难 点：选择对基因频率变化的影响。教学要求：掌握基因频率、基因型频率、适合度、选择系数、正态化选择、前进性选择、 平衡性选择等基本概念，掌握遗传平衡理论，掌握选择、突变、迁 移、遗传漂变对基因频率的 影响，遗传漂变产生的原因及作用机理，自然选择的类型及对种群的影响，适应形成的条件， 自然选择下的

16、适应进化，适应的相对性，物种形成的基本环节，物种形成的一般过程，物种形 成的两种类型，人工控制对 物种形成的影响。了解影响选择有效程度的因素，物种的标准和结 构。一、微观进化的概念二、生物微观进化的单位一一无性繁殖系和种群三、种群的遗传结构1 种群遗传基础的杂合性2 .基本频率和基因型频率3.群体遗传平衡Hardy-We in berg定律（1）什么是遗传平衡(2)在一定条件下基因频率和基因型频率代代保持恒(3)复等位基本的遗传平衡(4)伴性基本的遗传平衡(5)遗传平衡重点三、改变基因频率的因素1 .突变对基因频率的影响(1)频发突变和非频发突变(2)频发突变对基因频率的影响2 .在选择作用下

17、基因频率的变化(1)适合度和选择系数()(2)选择对基因频率变化的作用(3)影响选择有效程度的因素3 .迁移(基因流动)对基因频率的影响4 .遗传漂变引起基因频率的变化(1)什么是遗传漂变；(2)遗传漂变的作用原理四、自然选择的作用1 .自然选择的概念2 .自然选择的类型(1)正态化选择(稳定性选择)(2)单向性选择(3)分歧性选择(4)平衡性选择(5)性选择3 .自然选择的意义(1)自然选择是一个创造性过程(2)自然选择是一个机遇性过程五、适应1 .适应的概念2 适应形成的条件3 .自然选择下的适应进化(1)欧洲桦尺蛾的黑化(2)加拉巴 斯群岛地 喙形的进化4 .适应的相对性5 .适应在进化

18、中的作用六、微观进化在生物进化中的意义第八章物种与物种的形成(3学时)教学目的：通过本章学习，能认知物种的各种概念、物种划分的标准、物种的基本层次结 构，物种的形成过程、物种形成的方式。重点：物种的形成过程、物种形成的方式。教学要求：掌握物种的概念、物种划分的标准、物种的基本结构，掌握物种的形成的三个 主要环节、物种形成的一般过程、物种形成的方式，了解人工控制下的物种进化。一、物种的概念1 .什么是物种2 .物种的标准(1)形态学标准(2)遗传学标准(3)生物地理学标准(4)生态学标准3 .物种的结构(1)种群是物种的结构单位(2)亚种和变种(2)单型种和多型种(4)生物群落的复杂关系二、物种

19、的形成1 物种形成的三个主要环节(1)可遗传的变异是物种形成的原材料(2)选择决定物种形成的方向(3)隔离是物种形成的必要条件间隔离；空间隔离；生殖隔离(合子前隔离；合子后隔离)2物种形成的一般过程(1)从遗传分化到合子后隔离(2)由合子后隔离发展到合子前隔离4 物种形成的方式(1)渐进式物种形成继承式物种形成；分化式物种形成(2)爆发式物种形式三、人工控制下的物种进化四、物种形成生物进化中的意义第九章生物的宏观进化(3学时)教学目的：通过本章学习，能把握种以上的高级分类群在长时间尺度上的变化过程。重点：是宏观进化的模式，绝灭对生物进化的影响。难点是谱系进化和进化的不平衡 性。教学要求：掌握宏

20、观进化、复式进化、表型趋异、谱系趋异、常规绝灭、协进化等基本概 念，掌握复式进化、特化进化、简化进代的基本内容，掌握渐变型式和间断平衡式异同，掌握 进化趋势的表型趋势异与谱系趋异，掌握生物进化不平衡性的表现，掌握常规绝灭和集体绝灭 及其原因，掌握重演规律及其存在的不一、宏观观进化的概念1 复式进化(全面进化)2 .特化式进化(特异适应)(1)分歧(2)辐射 (3)平行(4)趋同三、宏观观进步的型式1 .渐变型式2 .间断平衡模式3 .渐变与原断并存四、直化趋分势4 .进化趋势的概念5 .表型趋势异与谱系趋异6 .进化的不平衡性7 .从系统树看进化趋势五、绝灭1 .绝灭的概论2 .常规绝灭3 .

21、集群绝灭(1)什么是集群绝灭(2)生命民史中的集群绝来事件(3)集群绝灭的周期性与新灾变说(4)绝的灭学的定义七、六于宏动进化与微观进化问题的讨论1 .微观进化能否解释宏观观进化2 .是否存在宏观进化的特殊机制一一大突变3 .个体发育能否反映系统发展(重演率是否正确)第十章生态系统的进化(2学时)教学目的：通过本章学习，能认识到生态系统不同物种种群间的竞争、协进化与共存， 生态系统进化的动力，生态系统在不同时间尺度上的变化，掌握生态系统进化的不可逆性，生 态系统的进化趋势。重点：生态系统进化的动力，生态系统在不同时间尺度上的变化。教学要求：掌握生态系统内物种的地位与作用，不同物种种群间的竞争、

22、协进化与共 存，生态系统进化的动力，生态系统在时间上的变化一一小周期、生态演替、生态系统的进化，掌握生态系统进化的不可逆性，生态系统的进化趋势，人类影响和控制下的生态系统的进 化。一、生物系统的结构二、生态系统的组成1 .生态系统的组成部分2 .生态系统的组织化水平三、在生态系统内的物种进化1 .物种在生态系统另的地位与作用2 .不同物种种群间的相互作用(1)竞争(2)协进化与共存四、生态系统的演替五、生态系统的进化六、生态系统的进化趋势七、人类影响和控制下的生态系统的进化第十一章分子进化和分子系统学(2学时)教学目的：通过本章学习，能认识到现代生物进化学的成果以及研究分子进化的基本方法。重点

23、：中性突变理论及分子系统树建立方法。难点：氨基酸差异比例的计算和分子进化速率的计算。教学要求：掌握中性突变、系统树、分子进货、分子钟等基本概念，掌握氨 基酸差异比例 的计算和分子进化速率的计算，掌握生物大分子进化速率的相对恒 定性，掌握分子进货中性理 论基本内容，分子系统树构建的方法，掌握古分子系 统学研究内容和方法，分子钟建立的方 法。了解中性突变理论和达尔文进化论的关系。一、什么叫分子进化二、生物大分子进化的特点1 生物大分子进化速率的相对恒定性(1) “他子种”的概念(2)他子种建立的条件2 生物大分子进化的“保守性”三、分子进化中性理论四、分子系统学和分子系统树1 分子系统树构建的方法

24、2 分子系统学研究的进展五、古分子系统学1 古蛋白质分子的研究2 .古DNA(化石DNA和古分子系统学的研究3 古分子系统学研究的意义和前景第十二章人类起源与进化(3学时)教学目的：通过本章学习，能认识到人类是生物界进化的产物，人起源于动物，人类起源 经历了四个发展阶段，人类在演化中体质形态发生很大变化，明白现代人的五个种族，清楚影 响人种形成的主要因素。重点：人类起源的阶段及演化中体质形态的改变，影响人种形成的主要因素。教学要求：掌握自然人、社会人、南方古猿、直立人、现代人、文化进化等 基本概念，掌 握劳动创造说、突变选择说、裂谷说、迁徙说、系统说等假说的基本内容，掌握人类起源发展 的四个阶段及各自特点，人类演化中身体结构和形为特征的变化；掌握影响人种形成的主要因 素，现代人的一般分类。了解人类未来进化的趋势，人类生物进化和社会进化的关系。课外自 读人类智力的起源讨论。一、人类起源1 对