《进化生物学》大纲

一、课程性质与学习目的进化生物学是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究结果得到了统一。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，具有十分重要意义。通过该课程的教学，目的是让学生掌握进化生物学的基本原理和重大理论。让学生在了解生命的产生、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议。二、课程的内容及考核目标1．课程内容和考核总目标：本课程全面介绍生命产生、发展，并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辨证统一关系出发，阐明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。学习本课程，要求学生掌握生物大分子、生命、细胞、物种、人类以及行为的起源，生物进化发展的分子基础和一般规律，进化方向的复杂性和多样性等。了解进化生物学研究的一般方法，了解进化生物学学术界的重大争议。能够灵活运用进化生物学的基本理论知识和实验方法，解决一些实践问题。2．章节内容及考核目标：第一章绪论基本内容：一、进化生物学研究的对象（一）广义进化（二）生物进化（三）生物进化论与进化生物学二、进化科学的产生和发展（一）进化思想的产生（二）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（三）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（四）进化论在我国的传播（五）进化生物学发展的新方向重点内容：进化论的形成过程，拉马克学说、达尔文学说的主要内容，现代综合进化论、分子进化论、间断平衡论的主要观点。考核目标：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，掌握进化论形成的过程，进化论的进一步发展，掌握达尔文之前关于生物进化的学说，了解进化论在我国的传播及进化生物学发展的方向。第二章生命及其在地球上的起源基本内容：一、生命的本质（一）生命的物质基础1．化学成分的一致性；2．结构的有序性（二）生命活动的基本特性（三）生命和熵二、生命在地球上的起源（一）人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（二）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．早期地球可以利用的能源（三）生命起源的过程——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、遗传密码的起源和的进化（一）最早的遗传密码子（二）密码进化方向；（三）密码进化的过程（四）病毒起源和裸基因学说四、有关生命起源问题的探讨（一）深海热泉与生命起源（二）天体撞击与生命起源（三）其他天体上是否有生命（四）现在地球上是否存在生命起源过程重点内容：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，熵与生命的关系。考核目标：掌握熵、耗散结构、团聚体、类蛋白质微球体等基本概念，掌握生命和熵的关系，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。第三章细胞的起源与进化基本内容：一、最原始细胞的起源（一）超循环组织模式（二）阶梯式过渡模式二、细胞的进化（一）原核细胞的出现（二）古细菌的发现和早期生物三分支进化观点的形成。（三）真核细胞的祖先（四）真核细胞起源的途径1．内共生说；2．渐进说；3．核的起源；4．其它细胞器的起源5．原核细胞演变成真核细胞的历程。三、真核细胞起源的意义重点内容：真核细胞起源的途径，阶梯式过渡模式和内共生说。考核目标：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。第四章生物发展史基本内容：一、化石和地质年代的划分（一）化石1．化石的种类；2．化石形成的条件和原因（二）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（一）生物界的系统发展1．植物界系统的发展2．动物界系统的发展（二）生物界系统发展的规律1．生物进化的进步性2．生物进化的阶段性3．生物进化的多样性三、几种生物的进化史（一）象的进化史（二）马的进化史四、生物的分界（一）二界说（二）三界说（三）四界说（四）五界说重点内容：生物进化史，化石种类及成因，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。考核目标：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，鸟类起源的几种假学。第五章生物表型的进化基本内容：一、形态结构的进化（一）新构造的起源及其在进化中的意义（二）形态结构的进化的两个方向：复杂化和简化（三）形态结构进化的总趋势；复杂性的提高和多样性的增长二、生理机能的进化（一）新机能的起源及其在进化中的意义（二）新机能起源的基本方式1．机能的强化；2．机能的扩大；3．机能的更替；4．新机能的产生（三）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（四）结构和功能进化的统一性三、行为进化（一）行为进化的基本环节（二）动物行为的生理基础和遗传基础（三）通讯行为的进化1．通讯方式的类型；2．通讯信号的起源；3．通讯系统的开发利用（四）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（五）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（六）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（七）行为进化的研究方法1．比较、推理法；2．观察、实验法重点内容：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，性行为进化，利他行为进化的机制及生物学意义。考核目标：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。第六章生物遗传物质的进化基本内容：一、染色体的进化（一）染色体数量的进化——增加和减少（二）染色体结构的进化（三）染色体功能的分化二、基因与基因组的进化（一）基因的进化1．基因结构的进化——内含子的起源与进化2．基因功能的进化——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（二）基因组的进化1．基因组进化的总趋势核酸量的变化；核酸序列的变化2．基因组结构的进化基因组扩增；基因家族的进化；假基因的进化；转座与基因组的进化三、蛋白质和蛋白质组的进化（一）蛋白质的进化1．同种蛋白质氨基酸序列的差异2．不同蛋白质进化速率比较3．不同蛋白质分子间的协进化4．结构域与进化（二）关于蛋白质组进化的讨论重点内容：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。考核目标：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。自读“基因组学——从结构到进化”第七章生物的微观进化基本内容：一、微观进化的概念二、生物微观进化的单位——无性繁殖系和种群三、种群的遗传结构（一）种群遗传基础的杂合性（二）基本频率和基因型频率（三）群体遗传平衡——Hardy-Weinberg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定；四、改变基因频率的因素（一）突变对基因频率的影响频发突变和非频发突变；频发突变对基因频率的影响（二）在选择作用下基因频率的变化适合度和选择系数；选择对基因频率变化的影响（三）迁移（基因流动）对基因频率的影响（四）遗传漂变对基因频率的影响什么是遗传漂变；遗传漂变的作用原理五、自然选择的作用（一）自然选择的概念（二）自然选择的类型正态化选择；单向性选择；分歧性选择；平衡性选择；性选择（三）自然选择的意义1．自然选择是一个创造性过程；2．自然选择是一个决定性过程六、适应（一）适应的概念（二）适应形成的条件（三）自然选择下的适应进化（四）适应的相对性（五）适应在进化中的作用七、微观进化在生物进化中的意义重点内容：遗传平衡理论，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，自然选择下的适应进化，适应的相对性。考核目标：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，自然选择下的适应进化，适应的相对性。了解影响选择有效程度的因素。第八章物种与物种的形成基本内容：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（3）单型种和多型种二、物种的形成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①隔离②空间隔离③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3．物种形成的方式（1）渐进式物种形成（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重点内容：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。考核目标：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。第九章生物的宏观进化基本内容：一、宏观进化的概念（一）复式进化（全面进化）（二）特化式进化（特异适应）分歧；辐射；平行；趋同二、宏观进化的型式（一）渐变型式（二）间断平衡模式（三）渐变与原断并存三、进化趋势（一）进化趋势的概念（二）表型趋势异与谱系趋异（三）进化的不平衡性（四）从系统树看进化趋势四、绝灭（一）绝灭的概论（二）常规绝灭（三）集群绝灭什么是集群绝灭；生命民史中的集群绝来事件；集群绝灭的周期性与新灾变说；绝的灭学的定义五、关于宏观进化与微观进化问题的讨论（一）微观进化能否解释宏观进化（二）是否存在宏观进化的特殊机制——大突变（三）个体发育能否反映系统发展（重演率是否正确）重点内容：复式进化、特化进化、简化进代的基本内容，渐变型式和间断平衡式异同，进化趋势的表型趋势异与谱系趋异，生物进化不平衡性的表现，常规绝灭和集体绝灭及其原因。考核目标：掌握宏观进化、复式进化、表型趋异、谱系趋异、常规绝灭等基本概念，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，了解重演规律及其存在的不足。第十章生态系统的进化基本内容：一、在生态系统内的物种进化1．物种在生态系统的地位与作用2．不同物种种群间的相互作用（1）竞争（2）协进化与共存二、生态系统在时间上的变化（一）小周期（二）生态演替（三）生态系统的进化·

生态系统进化的不可逆性三、生态系统的进化趋势四、人类影响和控制下的生态系统的进化重点内容：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。考核目标：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、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——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。第十一章分子进化和分子系统学基本内容：一、什么叫分子进化二、生物大分子进化的特点（一）生物大分子进化速率的相对恒定性1．氨基酸差异比例的计算2．氨基酸差异比例的校正3．分子进化速率的计算及其恒定性（二）生物大分子进化的“保守性”三、分子进化中性理论（一）随机漂变对等位基因的作用（二）小群体引起的遗传漂变（三）群体的有效大小（四）有关中性突变进化说的讨论四、分子系统学和分子系统树（一）分子系统树构建的方法1．获得生物大分子的差异数据2．比较各物种之间同源大分子的差异（二）分子系统学研究的进展五、古分子系统学（一）古蛋白质分子的研究（二）古DNA（化石DNA）的研究六、分子钟（一）分子钟概念（二）分子钟建立的程序重点内容：氨基酸差异比例的计算和分子进化速率的计算，生物大分子进化速率的相对恒定性，分子进化中性理论基本内容，分子系统树构建的方法，分子钟建立的方法。考核目标：掌握中性突变、系统树、分子进化、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，掌握分子进化中性理论基本内容，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。第十二章人类起源与进化基本内容：一、人类起源（一）对人类起源的几种认识（二）人的概念和人的双重属性1．人的生物学属性和自然人的概念；2．人的社会属性和社会人的概念（三）人类起源于动物界的证据1．人与动物间有亲缘关系；2．人与类人猿间有更近的亲缘关系（四）人类起源发展的几个阶段1．南方古猿阶段；2．能人阶段；3．直立人阶段；4．智人阶段（五）从猿到人体质形态和行为特征的主要变化。1．身体结构的改变2．行为特征的改变（六）关于人类起源一些问题的争论1．人类诞生的时间和地点；2．人类起源的原因二、现代人的进化（一）现代人的产生与分化1．人种的概念；2．人种及分布；3．现代人类起源的两种看法4．人种形成的主要因素；5．对种族主义的批判（二）人类未来的进化1．人类进化的总趋势；2．人类的文化与人类生物学进化；3．优生与人类的未来；4．人类的克隆复制对人类未来的影响；5．人类和有机界进化的关系重点内容：人类起源发展的四个阶段，人类演化中身体结构和形为特征的变化，影响人种形成的主要因素，现代人的一般分类，人类未来进化的趋势，人类生物进化和社会进化的关系，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。考核目标：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。三、有关说明和实施要求考试大纲内容部分为各章节的主要知识点，重点内容是各章节中较为重要的知识点，在自学过程中要认真掌握。考核目标中，了解是指对该知识点所涉及的内容要做到面上的把握，不要求过细的内容掌握。掌握是指对所涉及的知识点要细致的掌握，理解是在了解和掌握的基础上能比较灵活的运用所涉及的知识点。总体来说，进化生物学的考试要求学生能掌握本学科的基本概念和基础理论，并在此基础上具有运用基本概念和基础理论分析问题与解决问题的能力。对于自学者：首先应关注学习目标中的基本内容部分，针对上述学习要求，有目的的自学相应的内容，然后参照考核目标，对所学习的内容进行自测，检验是否达到考核目标的要求，并在此基础上对没有掌握的内容或需要深入理解的内容进行学习和延伸学习（可以参照参考书目）。助学者：可以直接参照考核目标，对所学的内容进行检验，根据实际情况进一步学习和掌握相关知识点，并对已有的知识进行拓展（相关参考书）。命题者：在使用本大纲时，要紧紧围绕考核目标。考试中要以基本概念和基本理论为主，尽量少涉及目前尚存争议的问题。进化生物学自学考试建议考试时间为120分钟，具体题型见附录。学生在学习过程中，对各章节知识点的掌握要以本大纲为基础，首先应从大面着手，建立起学科知识结构，然后在对重点的知识点进行细化学习。教师在出题过程中也要依据大纲合理分配不同要求部分的分值。

四、其它说明和附录1、教学时数及课时分配：本课程为理论教学，共54学时，具体学时分配如下：第一章绪论（3学时）第二章生命及其在地球上的起源（6学时）第三章细胞的起源与进化（3学时）第四章生物发展史（6学时）第五章生物表型的进化（3学时）第六章生物遗传物质的进化（6学时）第七章生物的微观进化（6学时）第八章物种与物种的形成（3学时）第九章生物的宏观进化（6学时）第十章生态系统的进化（3学时）第十一章分子进化和分子系统学（3学时）第十二章人类起源与进化（6学时）合计54学时2、考试题型主要包括：填空、名词解释、判断、单项选择、多项选择题、简答、论述。附录：自学考试试题一、单项选择题(本大题共20小题。每小题1分。共20分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的。请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。1．宏观进化和微观进化的区别是A．宏观进化和微观进化研究的范围不同，B．宏观进化研究的是宏观动植物的进化C．微观进化研究的是微生物的进化D．宏观进化研究的是宇宙的演化过程2．表现生物遗传特征的生命现象是A．自我调控B．自发突变C．自我完成D．自我复制3．所有爬行类直接或间接的均为哪类动物的后裔A．杯龙类B．鱼龙类C．翼龙类D．鸟龙类4．活着的有机体需要不断地从环境吸取A．负熵B．正熵C．熵流D．熵产生5．地球上有很多种元素，但用于构成生命的元素并不多，主要四种有A．C、H、O、．NB．C、H、P、OC．C、H、，S,OD．C、H、N、P6．下列人种中描述不正确的是A．印第安人种包括乌拉尔人B．欧罗巴人种就是白色人种C．尼格鲁人种就是黑色人种D．澳大利亚人种就是棕色人种7．澳大利亚有袋类(如袋狼)和其它大陆的真兽类(如狼)形态和生活习性非常类似，它的这种现象称为A．趋同B．平行C．辐射D．分歧8．下面描述不正确的是A．进化具有不平衡性B．进化速度不同就是不平衡f生的表现之一C．进化速度分为高速和低速两种D．高速进化在人类中非常明显9．生物分子的这种自动聚合与组装作用是由于热力学的原因，也就是使整个系统的自由能A．最低B．最高C．较高D．较低10．构成生物体的主要分子，包括核酸、蛋白质、糖类、脂类和A．维生素B．无机盐CATPD．氨基酸11.关于生物大分子的起源我国中科院院士赵玉芳和数学家曹培生认为A.蛋白质首先起源B．核酸首先起源C．核酸与蛋白质共同起源D．RNA首先起源12．能够确定生物的存在和属性的化石是【1A．指相化石B．标记物化石C．标准化石D．小化石13．不属于利他行为的是【1A．双亲行为，B．两条毒蛇争斗时用头去碰撞对方而不是用毒牙去咬对方C．不育的雌峰，雌蚁自己不产卵繁殖但却全力帮助蜂后，蚁后喂养自己的同胞D．寄生在细菌体内的质粒14．真核细胞起源的内共生说较好地说明了何种细胞器的起源A．高尔基体B．溶酶体C．线粒体和叶绿体D．内质网15．多分子体系的实验模型包括团聚体和．A．类蛋白质．B．类蛋白质微球体C．微芽D．微粒16．对生物生存制约性小的分子进化速度A．慢B．不快不慢C．快D．恒定17．结构域不但是蛋白质的结构单位和可能的功能单位，而且还是蛋白质的一种A。序列B．进化单位C．突变单位D．重组单位18．若同一物种的个体受到地理上的隔离形成了两个小种群，每个种群可以在许多世代内发生突变和重组，最终使这两个种群不再能够A．发生基因突变B．形成新种C．彼此交配繁殖D．适应新的生境19．生物进化的实质是A．生物个体基因发生突变B．个体基因型的改变C．种群基因型频率的改变D．种群中趋向变异的出现20．下列不属于化石智人阶段的是A．古人B．早期智人C．今人D．新