进化生物学期末总复习

进化生物学绪论名词解释进化：广义进化指的是事物的变化发展。它包含了宇宙的演化即天体的消长，生物的进化，以及人类的出现和社会的发展。生物进化：生物在与其生存环境相互适应作用过程中，其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变，并导致相应的表型改变，在大多数情况下这种改变导致生物体对其生存环境的相对适应。（张昀）生物进化论：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。它的主要研究对象是生物界的系统发展，当然也包括某一物种或某一完整的生物类群的发展。其重点是研究生物如何由简单向复杂，由低等向高等的发展过程。进化生物学就是研究生物进化的科学，不仅包括进化的过程，更重要的是研究生物进化的原因、机制、速率和方向，是回答为什么的科学，是追究事物或过程的因果关系的科学。进化生物学是在生物进化论随着分子生物学的发展由推论走向验证，由定性走向定量的过程中应运而生的科学。灾变论：认为地球在不同时期，不同地点发生了巨大的“灾难”，毁灭了当时的动植物，以后由其他地方迁来的新的类型，所以不同地层有不同化石的类型。（多次创造，每次均不同。认为生物的改变是突然发生的，是整体地消灭和整体地重新被创造的。反对一个物种从另一个物种演变而来的思想。）新灾变论：认为在宇宙和地球演化过程中发生过一系列剧烈而突发的灾变事件，从地球演化历史来看，这些事件发生的时间是相对短促的，但能量极高，影响面广，同时引起地球上的生物集群绝灭。发生灾变的原因主要归因于地球外来因素，如超新星爆发，小行星撞地球等。中性突变：中性突变是指不影响蛋白质功能的突变，也即既无利也无害的突变，如同工突变和同义突变。二、比较拉马克学说和达尔文学说的异同。相同点：两人都认为生物是可变的，并支持进化论；遗传法则上，拉马克提出“用进废退”和“获得性状遗传”；由于历史的局限，达尔文也认为，生物性状符合“用进废退”和“获得性状遗传”的规律。不同点：起源上不同：拉马克主张，最原始的生物源于自然发生，生物进化是多元的；达尔文主张物种具有共同起源（一元论）对于进化的机制两人见解不同，拉马克主张“用进废退和获得性状遗传”，强调了环境变化在生物变异方面所起的“诱导”，但却主张变异是以生物本性即内因（一种趋于完善的需求）为主因。但达尔文认为变异和环境是相互独立的，在环境发生作用前变异就产生了，环境只是对变异其选择的作用，生物（以物种为单位）通过生存斗争，适应环境的性状得到保留，比适应的性状被淘汰（适者生存）。三、简述现代综合进化论的主要内容。代表人物：杜布赞斯基，主要著作：《遗传学和物种起源》（1937）主要内容：第一，认为自然选择决定进化的方向，使生物向着适应环境的方向发展。第二，认为种群是生物进化的基本单位，进化机制的研究属于群体遗传学范畴。第三，认为突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制。四、你认为中性突变进化学说是对达尔文学说的否定吗？为什么？否。因为达尔文注意到了变异的有害性和有利性，而中性突变进化学说注意到的是既无利也无害的所谓中性突变，应该说是从不同角度，不同层次看问题的结果，使达尔文学说得到了补充和发展。且中性说是始终以分子水平的结构来提问题的，而达尔文学说是从表型水平来说的，二者并不相矛盾。第二章生命及其在地球上的起源一、名词1.自我更新：生物体的自我更新是一个具有同化和异化作用的新陈代谢过程。二者是对立的相反的过程，同时又是统一的，表现在互相转化、互相渗透。同时，生物体自我更新的特点还表现在生物体与外界环境条件的特殊联系上。2.还原性大气：指原始地球的次生大气，是地球火山爆发排出的气体，主要成分是CO2CH4N2H2OH2SNH4等，大气中没有氧气，所以是还原性的。3.耗散结构：耗散结构是物理学上的一种学说。它的中心思想是，在宏观世界中，除通常的处于平衡态条件下的稳定有序结构（如晶体）外，还有一种处于远离平衡态条件下的稳定有序结构。这种结构就为耗散结构。4.类蛋白质微球体模型：福克斯（Fox）把多种氨基酸干热聚合形成的酸性类蛋白质放入稀薄的盐溶液中冷却，或将其溶于水使温度降低到0度，在显微镜下观察到大量直径为0.5-3微米的均一球状小体，即类蛋白质微球体，有双层膜,和出芽、分裂、生长等生命现象，Fox认为是现代生物细胞的前体。二、简述生命的本质生命就其本质而言也是物质的，它是物质存在和运动的一种特殊形式。地球上所有的生物有着相同的物质基础，表现在生物在化学成分上存在着高度的同一性，结构的有序性和功能的复杂性。三、试述Dayhoff假说的内容及其合理性“三体密码进化过程假说”最原始的三体密码大概是GNC三体密码。第一位碱基G和第三位碱基C决定转译的方向，第二位碱基N代表G、C、A、U中任一碱基，分别决定4种氨基酸。随着地球上早期化学进化过程中氨基酸种类的增加，三体密码的种类也随着扩展。第一次扩展，GNC扩展为GNY，Y代表C或U两种嘧啶；第二次扩展，GNY扩展为RNY，R代表G或A两种嘌呤；第三次扩展，RNY扩展为RNN，第四次扩展，由RNN扩展为NNN（现代生物所共有的三体密码Dayhoff认为密码的进化路线是由GNC→GNY→RNY→RNN→NNN.。在这一进化路线中，在GNC→GNY阶段，仅第二位碱基才决定氨基酸的种类，相当于单体密码；在RNY没妈中，第一、二碱基共同决定氨基酸种类，相当于二连体密码，在RNN→NNN密码中，三位碱基不同程度参与了氨基酸种类的决定，实际已过渡到真正三联体密码，所以Dayhoff密码进化学说包含了过去一体、二体、三体学说，是目前最合理的假说。第三章细胞的起源与进化一、名词解释1.超循环组织模式学说：1971年德国学者艾根（EigenM）首次提出“超循环组织”（hypercyclicorganization）理论。认为在化学演化与生物进化之间存在着一个分子自我组织阶段，通过生物大分子的自我组织建立起超循环组织并过渡到原始的有细胞结构的生命。2.阶梯式过渡模式学说：阶梯式过渡模式包括6个阶梯式步骤，它说明，原始细胞的起源是一个有多种原始生物大分子协同驱动的动力学系统有序的自组织过程，该系统的各主要阶段都受内部的动力学稳定和对外环境的适应等因素的选择。3.分子准种：超循环系统可以称之为达尔文系统，可以看作是能通过遗传、变异、选择而进化的分子系统，分子系统也存在类似物种的系统组合，叫做分子准种，选择做用于这些分子准种而促使其进化。4.古细菌：古细菌是一些生长在地球上特殊环境中的细菌，包括甲烷细菌、盐细菌等。5.膜进化理论：膜分化导致代谢分隔，从而细胞器和细胞核起源。主张从原核细胞到真核细胞是渐进的、直接的进化过程6.内共生起源说：美国生物学家林恩·马古利斯(LynnMargulis)的内共生说(endosymbiosistheory)。马古利斯认为，大约在十几亿年前，某些原核细胞在某种情况下吞噬了其他几种原核细胞，如细菌和蓝藻等。这些被吞入其内的细菌和蓝藻，在某种原因下，没有被分解或消化掉，反而寄养在原核细胞中一起共生。经过一段时间后，这些组织由共生到形成为一体，如吞入的是好氧细菌，就变成了线粒体，如吞入是蓝藻，就变成为叶绿体等等，真核细胞就这样产生了。渐进式起源说：由尤泽尔(Uzzell)等人提出的经典说。此一学说主张从进化论学说来解释真核细胞的起源。他们认为在原核细胞的基础上，经过自然的选择和骤变，在进化中逐渐变化而来，细胞内的细胞核和细胞器等，就是这样逐渐形成的。二、生命起源的关键步骤生命起源问题的真正难点是从化学进化到生物学进化的过渡，大体上说，应包含以下步骤：1能自我复制的生物大分子系统的建立；2遗传密码的起源，即蛋白质合成纳入核算的自我复制系统的控制中；3分隔形成，即通过生物膜系统使生命与外环境分隔，同时使生命结构内部不同功能部分分隔。三、内共生学说的证据。内共生学说的证据：（1）在形态结构上，线粒体、叶绿体在很多方面类似于细菌和蓝藻。（大小、核糖体、内膜、色素、DNA）（2）在生理功能上，线粒体、叶绿体都具有半自主性。（有独立的DNA和蛋白质合成装置）（3）叶绿体、线粒体和原核生物在功能上也有许多相似之处。（他们的核糖体对某些抗菌素有相似的反应）（4）现今的生物中，有些真核细胞存在有内共生现象。（5）分子方面的证据，根据16SrRNA序列比较分析，红藻的叶绿体毫无疑问是从蓝藻来的。对rRNA序列及其同源性分析说明叶绿体与蓝藻或其他真细菌分为接近。（6）同功酶与代谢途径研究的证据也支持内共生学说。（7）在真核细胞中，同时存在线粒体、叶绿体、细胞质三组不同的tRNA，还有三组不同的氨基酸tRNA合成酶。四、内共生学说的合理性及其不足合理性：1）在膜形态结构上，线粒体和细菌相似，叶绿体和蓝藻相似。在化学组成上，内外膜不一致，线粒体外膜与真核细胞的质膜相似，而线粒体的内膜与原核细胞的质膜相似。2）线粒体和叶绿体都是半自主性细胞器，它们像细菌一样，以二分裂方式进行繁殖，这些特征具有曾是独立生存的生物性质。它们所含的DNA均为裸露的环状分子。

3）线粒体、叶绿体的核糖体在大小和对蛋白质合成的抑制剂反应性质上与原核生物相似。

4）现今的生物中，有些真核细胞中存在有共生现象。

5）分子进化方面的证据，根据16SrRNA序列比较分析，红藻的叶绿体毫无疑问是从蓝藻来的。

6）同工酶与代谢途径研究的证据也支持内共生学说。

不足：1）只重视形态学方面而忽视细胞生理和生化特征。

2）不能很好的解释细胞核的起源。第四章生物发展史1.化石：经过自然界的作用保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们生活的遗迹。标准化石种类分布广，生存时限短，仅保存在某一地质年代的化石.五界说：1969年,惠特克提出把生物界分为植物界、动物界、原生生物界、原核界、真菌界二、化石的形成的条件化石的形成与否，在通常情况下取决于以下几种因素。1.生物死亡种群的大小。2.生物体组成部分的坚硬程度。3.生物尸体掩埋的程度。4.掩埋的环境5.石化的程度和快慢。三、地质历史划分为几代？地质学家根据地层叠加原则及标准化石，将地质历史划分为6个代，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。每一代有分为若干纪，如古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪；中生代分为三叠纪、侏罗纪、和白垩纪；新生代分为第三纪和第四纪。纪下分为若干世，如新生代第三纪分为古新世、始新世、渐新世、中新世和上新世。四、马的进化分几个阶段？马的进化包括始祖马、渐新马、中新马、上新马及真马五个阶段。五、哺乳动物动物起源？哺乳动物动物起源：起源于兽孔类哺乳动物的进化史经历了3个基本辐射阶段：1.第一阶段是中生代侏罗纪，此期所见的三结节齿类，臼齿齿尖已从三锥齿类的直行排列演变成三角形排列。由三结节齿类演化出3支：即三齿兽类、对齿兽类和古兽类，其中前2支生活到侏罗纪与白垩纪交替时期绝灭，而第3支古兽类却得到蓬勃发展。古兽类的臼齿齿尖亦为三角形排列，但下颌臼齿后方具有带两个齿尖的"下跟突"。古兽类是后兽亚纲和真兽亚纲的祖先。此时期多结节齿类还很兴旺。2.第二阶段为中生代末期（白垩纪），出现了后兽亚纲与真兽亚纲。多结节齿类尚存在。3.第三阶段为新生代，从新生代初期开始，哺乳类获得空前大发展。可能是由食虫的或杂食的鼩鼱样类群进化而来，5000万年以来一直成为陆生占优势的动物类群。多结节齿类在此期绝灭，怎样利用放射性现象测定岩龄?（P77）六、有人认为，化石记录不能普遍证明较高级的分类群是从先前存在的类型进化而来，在许多谱系演化中，确实无中间类型化石存在，试说明这种情况的原因？按照间断平衡理论，新种可以突然形成，迅速的突变是不易在底层中留下记录的，同时，大种群中的突变常因基因交流而消失，往往只有在小范围分布的种群中突变才能成功，所以许多中间类型的化石记录很难找到。七、大多已存在的昆虫和爬行类的科比大多数存在的哺乳类的科古老，怎样说明这一事实？这意味着昆虫和爬行类比哺乳类进化慢吗？（P83）影响生物进化速度的因素1.生物自身因素的影响①生物进化的速度与生物体的结构水平相关。适合度、忍受变异的能力。②生物种群的繁殖方式也影响着生物进化的速度。有性繁殖、异花授粉③生物种群的大小和发生变异的能力的影响。2.环境对进化速度的影响：环境的剧变可以产生较大的选择压力，引起或促进生物体发生变异，从而促进新种的形成。未被占据的生态位为新种的发展提供了外部条件。第五章生物表型的进化一、名词1.行为：动物行为是指动物体感受信息后的有规律的适应性活动，包括我们直接观察到的一切动物的状态，如动物的活动形式、发声、身体姿势以及体色的改变、气味的释放、假死、拟态等都属于动物的行为范畴。2.信号：信号：指能引起动物发生行为反应的任何符号、姿态和标志等。进化稳定对策（evolutionarystablestrategy,ESS）就是基于最适性理论提出的，用于解释动物的各种行为的一种理论，这种对策是经过长期进化检验，而且最少受到其他可选对策干扰的稳定策略。3.有产者原则：争斗中的“有产者”原则是指争斗中资源（食物、领域、配偶）占有者往往处于优势，入侵者和占有者之间的争斗模式是一种ESS策略。亲缘选择：其内容是：亲缘关系越近，动物彼此合作倾向和利他行为也就越强烈；亲缘越远，则表现越弱。4.性选择：性选择指与性别相联系的动物的形态结构与行为等方面的进化压力来自异性之间的相互选择。一、简述利他行为的生物学意义及其进化机制（论述必考）利他行为指的是一个个体的行为为接受者带来好处的同时对行为完成者造成损失。生物学意义：利他行为对行为完成者和行为接受者都具有一定的生物学意义。利他行为在给行为完成者带来眼前不利的同时也带来了亲缘选择的好处，即帮助传递自身基因的好处，从而提高了自身的内在适合度。利他行为给行为接受者带来的直接好处就是帮助其提高了适合度（存活能力和繁殖后代的能力）。进化机制：利他行为可用亲缘选择和“互惠性利他”选择两种机制解释。利他行为根据行为完成者和行为接受者之间的关系分为两大类：一类是发生在有亲缘关系的个体之间，另一类发生在没有亲缘关系的社群成员之间。亲缘选择：设想有两个个体，一个是“供体”，另一个是“受体”。供体表现出一种行为，这种行为会降低其自身的达尔文适应性，代价为C，但受体的适应性却得到增强，受益为B。假定有一对等位基因A,a，基因A的存在会使个体较可能表现这一行为。在行为实行后，群体中某基因出现频率的变化取决于供体和受体之间的的亲缘系数，亦即取决于供体和受体具有遗传关系的个体中同源基因的平均份额。有助于行为的提供者基因的传递。如果亲缘系数r大于C/B，则供体的行为将使基因A的频率增高，即利他行为有助于行为的提供者基因的传递。“互惠性利他“进化机制，利用狒狒解释如下，雄狒狒B在并不给自己带来很大危险的情况下帮助了雄狒狒A，从而获得一种保证：在将来有机会时雄狒狒A会给它以帮助作为回答。因此，雄狒狒B很可能增加它自身的达尔文适应性，同时引起这类利他行为的基因的出现频率也可能增加。只帮助那些能够回报的个体，同时引起这类利他行为的基因的出现频率也可能增加。二、通信讯号的起源以及其在农业生产中的应用通信信号的起源：动物信号起源于某些偶然的动作或者反应，其伴随条件使这些偶然的动作和反应碰巧对其他动物起了传递信息的作用。如果这些动物或反应碰巧对其他动物起到了信号传递作用，则经过长期的适应、固定成为通讯信号。信号虽然起源于偶然的动作或者反应，但在其进化过程中通过自然选择的作用加以改进，以提高信号传递信息的效率。通讯信号在农业生产中的应用：在农业生产中已经成功地利用通讯系统进行害虫的诱杀。在果园中设置糖醋盆来诱杀桃小食虫、苹果小食虫；在棉田用利用杨树枝萎焉时放出的气味诱杀棉铃虫；在稻田设置荧光灯诱杀飞蛾。三、新构造起源及其在进化中的意义迈尔从基因角度出发，认为基因的多效性是新构造、新器官形成的基础。形态结构进化的总趋势：复杂性的提高和多样性的增长使生物更好的适应环境四、新功能的起源及其在进化中的意义新功能起源的方式：功能的强化eg.腺体的形成和眼的进化，功能的扩大eg.陆栖脊椎动物前肢的进化，功能的更替eg.返回海洋的哺乳类如海豚、海豹等四肢由主要行走变为游泳生物在适应进化中，随着环境的改变，一些适应新环境的功能也随之出现。新功能创造出新构造、新器官，具有重要进化意义，使生物更好的适应环境新功能起源的基本方式。第六章生物的微观进化一、名词1.微观进化（microevolution）也称小观进化，它是指个体和种群层次上的进化。小进化是短时间内的进化，它最终可导致物种的形成。种群：遗传学定义的种群是随机互交繁殖的个体集合，又称为孟德尔种群。种群是有性繁殖的基本单位。对于有性繁殖的真核生物而言，同种个体常因地理因素，环境因素的限制，被不同程度的分隔，形成不同程度隔离的个体集合，称之为种群。2.基因库：一个种群在一定时间内，其组成成员的全部基因的总合被称为该种群的基因库。3.基因频率：指群体中某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所占的比率。4.基因型频率：指某种基因型的个体在群体中所占的比率。遗传平衡也称基因平衡，指在一个大的随机交配的群体里，基因频率和基因型频率在没有迁移、突变、和选择等条件下，世代相传，不发生变化的现象。5.适合度也叫适应值，它是指某一基因型个体与其它基因型个体相比能够存活并把它的基因传给下一代的能力，一般用W表示。最大值W=1（100%）6.选择系数表示某一基因型在群体中不利于生存的程度，是表示相对选择强度的数值，一般以s表示，它与适合度的关系是s=1-W。遗传漂变：在群体遗传学中，赖特（S.Wright,1931）把由于群体太小引起的基因频率随机率增减甚至丢失的现象称为遗传漂变（geneticdrift）,又称赖特效应。7．正态化选择（稳定性选择）：即把超于极端的变异淘汰掉而保留那些中间型的个体，使生物类型具有相对的稳定性。多见于环境相对稳定的种群中。8.平衡性选择是指能使两个或几个不同质量性状在群体若干代中的比例保持平衡的现象。也即是保留不同等位基因的选择。这种选择常常导致群体中存在两种或两种以上的不同类型的个体，这种现象称为多态现象，如人的血型、眼和皮肤的颜色等。9.突变压：通常把改变群体遗传组成的基因突变频度的大小叫做突变压。在一个群体中如果正负突变压相等，就达到了平衡状态。计算题：二、M频率360*2+480/1000*2=0.6N频率480+160*2/2000=0.4三、TTTt基因型84/100=0.84tt基因型Q=1-0.84=0.16T基因频率p=1-0.4=0.6t基因频率：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频率:0.426+0.467/2=0.6595N频率: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实际女人色盲Q=0.000036=q2则q=0.006实际男人色盲Q=q=0.006女人色盲杂合子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思考题一、自然选择在微观进化中的作用（自张昀）（1）自然选择是微观进化的主要因素。（2）对于有性生殖的种群来说，个体间的适应度的差异乃是造成选择的基本条件。（3）在大多数情况下，种群内个体承受着不同方向和不同强度的选择压，种群的进化改变取决于不同的方向、不同强度选择压的合力。（4）自然选择对于种群的遗传和变异起两种相反的作用，即“过筛作用”和“分异作用”。（5）自然选择造成的种群进化改变的方向和后果因种群内个体适应度的分布状况不同而不同。（6）选择是一个间接过程。二、微观进化在生物进化中的意义①微观进化是指通过基因频率的变化积累产生的微小变化，这种累积的结果即导致种内进化。②微观进化是进化的基础，多种微观进化汇集的结果即表现为宏观进化。③微观进化是生物体保持连续性所必需的。④生物体必须通过微观进化来适应多变的环境，使物种的基因库更加丰富。微观进化是构成生物多样性的原因之一。三、宏观进化与微观进化的区别与联系区别：二者进化层次不同：宏观进化又称为大进化，指发生在物种层次以上的进化现象；微观进化又称小进化，是以现存的生物种群和个体为对象，研究其短时间内的进化改变。微观进化是进化的基础，多种微观进化汇集的结果即为宏观进化。联系：1）微观进化是宏观进化现象的基础，微观进化过程在一定程度上可以解释宏观现象，不存在两者无关的、独立的进化过程；2）微观进化的速率有快有慢，在一定情况下微观进化的速率也会很快，说明在一定条件下微观进化和宏观进化使统一的。微观进化可以通过选择、隔离分化而导致高速率的进化；3）微观进化在宏观上第七章物种与物种的形成一、名词1.物种是由种群所组成的生殖单元(与其他单元在生殖上是隔离的)，在自然界占有一定的生境地位,在宗谱线上代表一定的分支，是一个进化的单元。2.生殖隔离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。包括合子前隔离和合子后隔离.合子前的隔离多为生态的、行为的等原因；合子后的隔离，一般是遗传的或生理的原因。3.姐妹种：种与种之间在外部形态上极为相似，但相互间又有完善的生殖隔离，这样的物种关系叫做姐妹种，又称为隐种，是亚种与种之间存在的形态之一。4.非时向种：只对现在存活的生物进行分门别类，不考虑时间因素，所涉及的物种就是非时向种。5.时向种：指一个物种在其生存时间内所包含的所有生物个体。考虑时间向度，识别和区分不同物种的概念。6.量子种形成：骤变式物种形成方式（量子物种形成），种群内部分个体由于遗传因素或随机因素（基因突变或遗传漂变）相对快速地获得生殖隔离，并形成新种。二、举例说明隔离在物种形成中的作用。地理隔离在物种形成中起着促进性状分歧的作用。分歧的程度与隔离时间的长短有一定的相关性，它往往是生殖隔离必要的先决条件。如美洲棉尾兔，在美国东部有8个种，西部多山地区则有23个种。三、物种形成在生物进化中的作用。1、物种形成是生物对不同生存环境适应的结果，物种形成不但表示生物类型的增加，而且它为新生物类型提供新的进化起点。2、物种因种间生殖隔离的存在，而能保持种群基因库的相对稳定。3、物种的更替(种形成和绝灭)和种间生态关系的改变，可以使生态系统适应变化的环境，生物与环境之间从不平衡又达到新的平衡，从而推动整个生物界的进化。4、物种是生态系统中物质与能量转移和转换的环节，是维持生态系统能流、物流和信息流的关键。四、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、选择影响物种形成的方向3、隔离是物种形成的重要条件五、物种形成的主要环节1）可遗传的变异是物种形成的原材料：基因突变和染色体畸变等遗传物质改变所造成的可遗传的变异为物种的形成提供原材料。突变是随机发生的，这种随机突变在外界条件的影响下，在群体内非随机地积累与储存，从而使群体发生分化。2）选择影响物种形成的方向：环境条件会使某些基因型体现出优势，从而发生方向性选择3）隔离是物种形成的必要条件：隔离才能导致遗传物质交流中断，防止因基因交流而将彼此间的差异淹没，保证群体向各自方向发展，使歧化不断加深，直至新种形成。生殖隔离是物种形成的重要标志。六、如何理解进化的不平衡性并举例说明1）进化不平衡引起进化过程中生物体性状的各个部分独自地进行变化，由于生物在身体构造、机能等方面的发展不平衡引起镶嵌进化。在鸟类和哺乳类的发展过程中，作为鸟类的特征的翅膀和羽毛、轻巧坚实的骨骼、恒温等，和作为哺乳类特征的颌骨成分和关节方式、毛发、恒温、乳腺等，也都是在不同的时间分别形成的，而并不是一次产生或同时完成的。2） 根据进化速度的不平衡性可分为:低速进化：已有5亿年历史的海豆芽，活化石水杉、银杏、鸭嘴兽、大熊猫等；中速进化：已有6千万年的历史的马；高速进化：如果每1,000代产生一个新种，就可为高速进化。如：有袋鼠5千万年、人类的进化200-300万年。七、影响生物进化速度的因素1）生物自身因素的影响：生物进化的速率与生物体的结构水平相关。一般生物类型越高等，其适合度就越高，进化速率就越快；生物种群的繁殖方式也影响着生物进化的速率。一般而言，有性繁殖生物要比无性繁殖生物群体具有更高的进化速率，异花授粉植物要比自花授粉的植物进化相对较快；生物种群的大小和发生变异的能力也会对生物进化的速率产生一定影响。一般种群大、容易产生新的变异则进化快，反之则比较慢。2）环境对进化速率的影响：环境的剧变可以产生较大的选择压力，引起或促进生物体发生变异，从而促进新种的形成。当然这不是绝对的。未被占据的生态位为新种的发展提供了外部条件。第八章生物的宏观进化一、名词1.宏观进化是种以上的高级分类群在长时间（地质时间）尺度上的变化过程。复式进化也称全面进化或上升进化，是生物体形态、结构和生理机能的全面复杂化、高级化。主要表现在代谢水平不断提高。常规灭绝2.集群灭绝指生命史上发生的大范围，高速率的物种绝灭事件，即在较短的地质时期内，一些高级分类单元所属的大部分或全部物种的消失，从而导致生物圈多样性的显著降低。3.谱系趋异：是指一个单源群内代表不同进化方向的线系之间因种形成速率和绝灭速率的差异而造成的谱系不对称性。4.绝灭：绝灭就是物种的死亡，物种总体适合度下降到零，是种形成的负面。5.集体绝灭：指生命史上发生的大范围，高速率的物种绝灭事件，即在较短的地质时期内，一些高级分类单元所属的大部分或全部物种的消失，从而导致生物圈多样性的显著降低。6.常规绝灭：指在各个时期不断发生的绝灭，它以一定的规模经常发生，表现为各分类群中部分物种的替代。二、举例说明特化式进化的主要类型。特化式进化指由于生物对各种不同生活环境的适应，而出现的多方向的分化，但在生物体形态结构、生理功能等方面并没有质的提高和改变，其进化水平属于同一等级。特化式进化包括分歧、辐射、平行和趋同等。例如棕熊和北极熊。三、试述渐变型式与间断平衡型式的异同点。渐变型式间断平衡型式表型改变的匀速的，渐进的显著倾斜和几乎不倾斜线系倾斜交替发生,跳跃与停滞相间进化改变线系进化，匀速的种形成期间表型进化加速种形成后相对稳定适应进化自然选择下的线系进化种形成过程中演化量小，不明显大，折线形式试述渐变型式与间断平衡型式的异同点。相同点：都是以时间和表型改变量来描述物种进化的宏观进化型式。不同点：（1）在线系上，渐变型认为新种主要是通过线系进化产生，而间断平衡型式认为新种主要通过线系分支产生，古生物学中的“时间种”是不存在的。（2）渐变型认为新种的产生是一个缓慢、渐变、匀速的过程，而间断平衡型式认为新种的产生是跳跃式、快速地形成。（3）渐变型强调进化的连续性和缓慢性，而间断平衡式认为进化是跳跃与停滞相间作用。（4）渐变型认为适应进化是在自然选择作用下的线系进化，而间断平衡型式认为适应进化只能发生在种形成过程中。四、简述灭绝的生物学意义（P178）1、灭绝是生物圈在更大的时空范围内的自我调整，是生物在与环境相互作用过程中，生物不能适应环境的剧变而必然付出的代价。2、只有旧的类型不断消失，新的物种才能不断产生。灭绝推动了生物的进化。3、灭绝给人类敲响了警钟五、你是如何理解进化的不平衡性的？（P168）①镶嵌进化(mosaicevolution)镶嵌进化是指进化过程中生物体性状的各个部分独自地进行变化。镶嵌进化是由于生物在身体构造、机能等方面的发展、进化不平衡引起的。②生物进化速度的不平衡A.低速进化B.中速进化C.高速进化（有袋类5千万年）（人类的进化200-300万年）六、通过本章的学习，请你谈一谈保护野生动植物资源的必要性。（自己组织~）通过进化的不可逆性，谈一谈保护野生动植物资源的必要性。生物进化，从总的说来是不可逆的。已经演变的物种不可能回复祖型；已经灭亡的种类，不能再重新出现。也就是说，不论是前进的进化，或是减退的进化，凡进化了的生物，就不会复原了。这是一个规律性的现象。古生物学的材料证明，生物进化是不可逆的。由爬行类进化成的鸟类，不可能重新变成爬行动物；同样，人类的祖先是猿类，猿类的祖先是猴类，人类可否回到猿类甚至猴类的时代呢?绝对不可能。必要性：微观进化过程是宏观进化现象的基础，微观进化过程在一定程度上可以解释宏观进化现象，不存在与微观进化无关的独立的宏观进化过程。微观进化的速率有快有慢，在一定情况下，微观进化速率也会很快。说明在一定条件下，微观进化和宏观进化是统一的，微观进化通过选择、隔离分化同样可以导致高速率的进化。微观进化与宏观进化是不同层次上的进化，二者是相互关联的。第九章生物遗传系统的进化一、名词1.基因共享指基因及其产物在进化中无变化，但却在保持原有功能的情况下又被用于生命体系的其他方面，也即获得了多种功能。2.外显子改组指由2个或2个以上不同基因的一部分相互连接而形成新基因的一种途径。3.致同进化指一个基因家族的成员通过遗传上的相互作用，使得所有成员可以作为一个整体一起进化。4.假基因指基因组中与某一功能基因的序列高度同源，但没有功能的DNA片段。二、基因和基因组的进化有什么方式和途径？基因可以通过基因突变、重叠基因、选择性剪接、基因共享来实现功能的进化。基因组的进化方式有基因组扩增、基因家族的进化、假基因的进化、转座与基因组的进化、基因的水平转移等。三、什么是基因家族，它的进化机制和特点1）基因家族：来源相同、结构相似、功能相关的基因组成为单一的基因簇或称基因家族。2）机制：基因家族中一个基因家族的成员通过遗传上的相互作用，使得所有成员可以作为一个整体一起进化。主要有不等交换和基因转换：①不等交换可以在种系细胞有丝分裂中的姐妹染色单体之间发生，或在减数分裂中的同源染色体之间发生，结果使得其中一条染色体（或染色单体）发生重复而另一条发生缺失。②基因转换时两序列通过相互作用，其中一序列被另一序列转变，即在复制的过程中，除了以自身作为模板外，还以另一序列的部分区域作为模板进行复制。特点：在基因家族的致同进化中，基因转换比不等交换更具优越性：基因转换不改变基因家族中基因数目基因转换适于串联重复和散布式的基因基因转换在方向上更有利于作为一个整体一起进化第十章分子进化和分子系统学一、名词1.中性突变理论主要观点是分子水平的进化是由选择中性或近中性突变基因的随机固定实现的。2.分子进化即生物进化过程中蛋白质和核酸分子结构的变化以及这些变化与生物进化的关系。3.分子钟是利用已知的分子系统学数据和古生物数据建立的表示分子进化变化量与进化时间之间关系的通用曲线。二、分子进化的特点。分子进化速率的恒定性，分子进化的保守性。三、中性突变理论的具体内容有哪些。第一：突变大多是中性的，它不影响核酸和蛋白质的功能，对生物个体的生存既无害，也无好处。第二：中性突变通过随机的遗传漂变在种群中固定下来，在分子水平进化上自然选择不起作用。第三：进化速率由中性突变的速率所决定，也就是由核苷酸和氨基酸的置换率所决定。它对所有的生物几乎都是恒定的。四、你认为中性学说是对达尔文学说的否定吗？实质上,这二者也不存在根本的对立。首先,所谓的中性突变是相对于表型进化而言的,这二者处在生物机体不同的组织层次上,表型进化是从个体或群体的层次出发,而中性学说则是从分子水平的层次出发,在两者之间还存在着若干个中间层次,如生物大分子、多分子体系、细胞、组织器官、系统等。从系统论的观点来看,从基因分子到个体表现性的诸多层次中,每一层次都构成了一个系统,而每一层次的系统都和构成该系统的下一层次的系统有质的区别。表型进化的变异短期内不会影响分子水平上的环境。同样,分子水平上的同义突变或保守替换在短期内也不会对生物的表型有所影响。这样,对于不改变表型适应所允许范围内的每一个分子变异都可以认为在适应性上是中性的,因而也就不受自然选择的作用。其次,在生物进化的速率上,达尔文主义者认为,生物进化的速率是不恒定的,是随着世代长短和自然环境的变化而变化的,而且一般是加速度进行的,也就是说,生物形态越复杂,进化速率就越快。而中性学说却在分子水平上揭示了各种生物的进化速率是恒定的和大致相等的。这一矛盾恰恰反映了每一生物都是由基因型和表现型两方面构成的特性。基因型决定表现型,但不是任何基因型都可显现为表现型。表现型往往是基因型和环境因素共同作用的结果,所以,表现型常常显现为进化速率的不恒定性。而那些不受外界自然环境影响的中性基因分子的进化速率,常常表现为恒定的。这就弥补了达尔文主义对生物体低层次上进化速率的认识的不足,丰富和发展了达尔文主义。分子生物学的证据表明,同种生物的不同基因乃至基因的不同区域变异速度有很大的差异,同一基因在不同生物类群中的进化速度也有明显的差异。仅仅对系统发生上较近的生物类群间同源基因序列比较得出进化速率基本恒定(“分子钟”的理论基础)也是不确切的,因为从更大的时空范围、更长的地质历史时期来分析差异很大的生物类群间的同源基因序列,结果也许是出人意料之外的[10]。再次,表型进化是基因型和环境相互作用的结果,它们之间不存在一一对应的关系,因为这牵涉到DNA的复制、转录、翻译以及调控的每一个环节,生物进化的方向与环境有必然的联系,生物进化的主导因素则是自然选择。而中性学说认为,生物进化的方向纯粹是生物分子随机的自由组合,生物进化的主导因素则是中性突变本身。这里看似存在着很大的差异,但笔者认为这只是时间前后的差别而已,生物分子发生突变、固定时期,虽然和外界环境没有直接联系,但分子固定以后所展现出来的特征(表型)还是要接受自然选择的。有利于生物更好地适应环境的分子变异通过自然选择保留下来,而不利的分子变异则被淘汰。从这一意义上说,中性突变和自然选择是统一的(虽然它们之间不是一一对应的五、简述