进化生物学

生物进化:生物进化就是生物在与其生存环境相互作用的过程中，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总体对其生存环境的相对适应进化生物学：是研究生物进化的科学，不仅研究进化的过程，更重要的是研究进化的原因、机制、速率和方向。（研究生物进化的科学，包括进化的过程、证据、原因、规律、演说以及生物工程进化与地球的关系等。）

三、比较拉马克学说和达尔文学说的异同。

相同点：

生变异，并且从一种生物类型变为另一种生物类型。

不同点：

他认为地球上现今生存的物种都是曾经生存的物种的后代，溯源于共同的祖先。共同起源是生物进化一元论的观点，而拉马克则是认为最原始的生物源于自然发生，各系统或群体生物并不起源于共同祖先，是典型的生物进化多元论的观点。

遗传是一步适应，也称直接适应，即变异是定向的，“变异＝适应”。按照达尔文的看法，适应是两步适应，也称间接适应，第一步是变异

的产生，第二步是通过生存斗争的选择，即变异是不定项的，“变异≠适应”。

3、拉马克学说是在同灾变论的斗争中创立的，达尔文学说是在同神创论的斗争中创立的。

四、简述现代综合进化论的主要内容。

现代综合进化论的主要内容有以下几个方面：

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。主张两步适应即变异经过选择的考验才能形成适应。

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的范畴。第三，认为突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制。

六、谈谈你对进化生物学发展新方向的见解。

进化生物学是研究生物进化的科学，不仅研究进化的过程，更重要的是研究进化的原因、机制、速率和方向，是追究实物或过程因果关系的科学。从生物组织不同层次揭示进化原因，从时间上追溯进化过程。分子古生物学将成为进化生物学发展新方向的热门话题，化石DNA 可直接了解其进化历程，为DNA重复序列、基因结构的起源进化、生物大分子的突变重排及遗传信息在发展过程中的传递提供线索，沟通古生物形态与DNA分子特异性之间的关系。

自我更新：生物的自我更新是一个具有同化与异化两种作用的新陈代谢过程。

耗散结构：是指开放系统远离平衡态时出现的有序结构。

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。地球上的所有生物在其化学组成上有其同一性，在结构上表现了高度的有序性，在功能上具有复杂性。作为生命活动的基本特征是自我更新、自我复制、自我调控和自我突变。所以，生命实际上主要是由核酸和蛋白质组成的，具有不断自我更新的能力的，以及向多方向发生突变并可复制自身的多分子体系。生物体是一个开放系统，不断地与环境进行着物质和能量的交换，不断地从环境吸取负熵，用以克服自身还活着的时候不得不产生的全部的熵，是一个远离平衡态的有序结构。

分子准种：分子系统也存在着类似物种的系统组合，叫分子准种。内共生起源学说：真核细胞的线粒体和质体来源于共生的真细菌，运动器来自共生的螺旋体类的真细菌，它们最早被原始的真核细胞吞噬进细胞内，与宿主进行长期的共生，而逐步演化为重要的细胞器。

二、由非细胞形态的化学进化过度到具有细胞形态的生物学进化的过程中，哪一个环节是细胞进化的关键环节，为什么？

分隔结构的形成。新形成的多核苷酸基因系统必须个别地分隔开来才能通过选择，实现优化，基因的翻译产物才能接受选择作用，从而实现基因型与表型区分。原始细胞结构满足了这一要求，它是一种能稳定地连续保持其特征的分隔结构，它的分裂过程是其多核甘酸

（基因）系统复制、蛋白质合成和形成新的分隔结构等三者同步的过程。

五、简述真核细胞起源对生物进化的意义

1）为生物性分化和有性生殖打下基础。

2）推动生物向多细胞化方向发展。

化石：化石就是经过自然界的作用保存于地层中的古生物的遗体、遗物和它们生活的遗迹。

二、决定化石形成的因素有哪些？

决定化石形成的因素：1、生物死亡种群的大小

2、生物体组成部分的坚硬程度。

3、生物尸体被掩埋的速度

4、掩埋的环境

5、化石的程度和速度

二、怎样理解生物界系统发展的发展规律？

生物进化的总趋势是：进步性、阶段性和多样性。

1、生物进化的进步性：表现出由低级到高级、由简单到复杂的进化趋势。

2、生物进化的阶段性：神武的进化过程是一个连续发展的过程，在这一过程中又表现出明显的阶段性。

3、生物进化的多样性：生物在进化过程中，多样性是不断增加的，特别是每次重大灭绝之后生物多样性增加都很迅速。

五、生物界进化发展的因素和动力

我们可以看到桦尺蠖体色的变化、雷鸟的保护色等自然现象都是长期自然选择的结果。适者生存，不适者淘汰，经过长期的自然选择，微小有利的变异得到积累成为显著的有利变异，从而产生了适应特定环境的生物类型。

进化稳定对策（ESS）：是基于最适性理论提出的，用于解释动物的各种行为对策的一种理论。当种群内所有个体均采取某种对策后，若其他对策者不能入侵该种群，在进化上，此种对策则是稳定的，此即ESS概念。

“有产者”原则：是指斗争中资源（食物、领域、配偶）占有者往往处于优势。

一、新功能起源的基本方式有哪些？

1、功能的强化：功能的强化按结构水平，分为两种，即细胞与组织的功能强化和器官的动能强化。

2、功能的扩大：功能扩大是指结构功能范围的扩大。

3、功能的更替：功能的更替指动物在进化过程中，由于环境的改变，原先次要的功能逐渐转化为主要的功能，随着功能更替，器官也发生相应的变化。

二、试述通讯信号的起源及其在农业生产实践中的应用（P100）

通讯信号的起源：动物信号起源于某些偶然的动作或者反应，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。

微观进化：是无性繁殖系或种群在遗传组成上的微小差异导致的微小变化。

基因型频率：是指某种基因型的个体在群体中所占的比率。

遗传平衡定律：一个群体在符合一定条件的情况下，群体中各个体的比例可从一代到另一代维持不变。

遗传漂变：由于群体太小引起的基因频率随机增减甚至丢失的现象。

一、如何理解自然选择在微观进化中的作用（自然选择的意义）

（一）自然选择可理解为随机变异的非随机淘汰与保存，变异提供选择的材料，变异的随机性是选择的前提，选择作用于表型，如果突变不影响表型，不影响适合度，则选择不会发生。

（二）自然选择可定向改变种群的基因频率，自然选择对基因频率的改变也是通过有性生殖的种群来完成的。也就是说一个个体如果产生了有利于生存的可遗传的变异，那么决定这种变异的基因必然在种群里逐渐扩散，逐渐取代原有基因，才能形成新生物类型

二、影响种群基因库变异的因素

影响种群基因库的变异的因素有突变、选择、迁移和遗传漂变。

1、突变对基因频率的影响

突变可分为非频发突变和频发突变，前者是指整个群体里不经常发生

的单一突变；后者是指某种突变在一个大群体内频繁地发生。非频发突变对基因频率的影响不大。因为单一突变的发生是稀有事件，频率非常低，遗传下去的机会相对较少。频发突变是导致基因频率发生变化的一个因素。

2、在选择作用下基因频率的变化

⑴适合度和选择系数

①适合度种群中不同基因型具有差异适合度的过程，某一基因型个体与其他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。

②选择系数表示某一基因型在群体中不利于生存的过程度，是表示相对选择强度的数值，一般用S表示。

⑵选择对基因频率变化的影响

自然选择是种群基因频率改变的一个重要因素，由选择引起的种群遗传构成的改变，都能影响提高种群的平均适合度。

3、迁移对基因频率的影响

迁移导致基因的波动，在一定条件下引起基因频率的变化。这是因为，迁移群体的等位基因频率与土生群体基因频率往往存在一定的差异，这就可能改变迁入地群体该等位基因的频率。

4、遗传漂变对基因频率的影响

由于群体太小引起的基因频率增减甚至丢失的现象称为遗传漂变。遗传漂变是由于在有限的群体内取样误差而产生基因频率随机波动。群体很小时，漂变的效应就很明显。

物种：是进化的单位，又是生态系统中的功能单位。是指生命存在的主要形式，体现了生物界统一性中的多样性，连续中的不连续性，不稳定中的相对稳定性。

生殖隔离（广义的生殖隔离）：是指在自然界中生物间彼此不能自由交配或交配后不能产生正常可育后代的现象。生殖隔离机制是指生物防止杂交的生物学上的特性和机理。

一、量子种形成的条件

种群内一部分个体，因遗传机制、随机因素（如显著的突变、遗传漂变等）而相对快速地获得生殖隔离，形成新种，这就是量子种形成。

二、举例说明隔离在物种形成中的作用。

物种的形成一般是通过隔离实现的，因为只有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。

另一方面，生物学上差异造成的隔离，也是随着物种的形成而获得的。以美洲棉尾兔分布为例，在美国东部棉尾兔有8个种，而在西部多山地区则有23个种，说明在多山地理隔离在物种形成中起了重要作用。又如蚊子中至少有6个物种之间的隔离属于生态隔离，一些种生活在盐水中，另一些生活在活水中，还有一些生活在静水中。

三、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

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。

2、选择影响物种形成的方向

随机突变无方向性，大多数为中性或近中性突变，部分对生物体有害，极少数有利。这些突变以隐性杂合状态存在于自然群体中，当环境条件，包括无机的和生物的改变时，某些基因型会体现出某种优势，从而发生方向性选择。

3、隔离是物种形成的必要条件

只要隔离才能导致遗传物质交流中断，防止因基因交流将彼此间的差异淹没，保证群体向各方向发展，直至新种形成。

五、简述物种形成在生物进化中的意义。

1、物种形成是生物对不同生存环境适应的结果。

生物的不连续性使生物对环境的异质性的适应对策，物种的形成不但表示生物类型的增加，而且它还为新的生物类型提供新的进化起点。

2、物种间的生殖隔离保证了生物类型的稳定性。

物种的存在使生物既保持遗传的相对稳定性，又使进化不致停止，成为进化的基本途径。

3、物种是生物进化的基本单位。

物种具有可变性以适应环境的变化，但这只是相对的，一个物种不能永远适应变化着的环境。

当环境变化的速度超出了旧物种的适应能力，旧种的灭绝就会发生，这时新的环境有待新的物种去占领。

4、物种是生态系统中的功能单位。

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。

表型趋异：是指后裔的平均表型相对其祖先表型的偏离。

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。

一、集群灭绝的原因

在生命史上曾发生许多次非正常大规模灭绝事件，在相对较短是地质时间内，一些物种消失了，这就是集群灭绝。

生命史中的集群灭绝，一种观念认为瞬间事件导致了生物的灭绝，科学家推断当时有一颗小行星或者彗星撞击了地球，产生强烈震波瞬间杀死了上千平方公里内的生物。另一种解释是大规模火山爆发。上述事实说明生命史中集群灭绝的原因是多方面的，它可能涉及多种“球内事件”和“球外事件”。

三、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。

二、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。

基因共享：是基因及其产物虽然在进化中没有变化，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，也就是说获得了多种功能。

致同进化：即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。

假基因：是基因组中与某一功能基因的序列高度同源但却没有功能的DNA片段。

三、简述原核基因组与真核基因组的结构差异

原核生物的基因组一般都比较小，且变化范围不大，最大与最小的比值只有23.基因组中的非基因DNA含量较少，基因组大小与所含的基因数目是相对应的。真核生物中，基因组一般比原核生物大得多，变化范围也很大，最小与最大的差值达8万倍。基因组大小悬殊，但所含的基因数目相差不过四五十倍，真核生物基因组大小的变化主要由非基因DNA的含量变化造成的。

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。

三、简述分子系统树建立的方法

1、获得不同生物同源生物大分子间的差异数据。（分歧时间长——进化速率相对较慢的生物大分子；分歧时间短——进化快的分子）

2、比较各物种之间同源生物大分子的差异。（差异：同源位置上不同（置换），空缺或插入）

3、给出具体的分歧时间。

自然人：就是生物学概念的人，人类同样是一个生物物种，与其他物种无本质区别。

社会人：人具有社会属性，能创造文化，建立文化系统

个别的人在社会文化系统中通过各种途径获得该系统积累的文化信

息，成为社会文化系统中的成员，一旦脱离社会，就会失去社会属性。文化进化：指人类社会的文化系统(包含生产方式和上层建筑）随时间而变更的过程。

一、人种形成的主要因素有哪些？

生产、选择、隔离、迁徒、人种混杂。

人种形成的主要因素人种形成是一个很复杂的过程，往往受到多种因素的制约，其中起决定性作用的是生产，以及与此密切有关的选择、隔离、迁徒、人种混杂等等。

生产：人类社会的生产(包括工具的生产和人类自身的生产)和受其制约的社会制度；文化水平等对人类体质的形成起着主导的作用。

选择：人种的肤色、发形等与选择的作用关系极大

隔离：人种的分化与隔离作用有很大的关系。如高山、深谷、河流、沙漠等天然的障碍，使这一区域的人和另一区域的人断绝了往来，长时期在不同的自然条件下生活，发生了种族上的分化

迁徒：人种的形成与迁徒也是分不开的，许多人种在形成过程中都有过迁徒的历史。迁徒有利于扩大和改善人类的生存条件，有利于不同人种的交往和混杂

人种混杂：人种混杂也是影响种族发展的重要因素之一。

二、人类进化的主要动力

1、自然选择自然选择保留下有利的变异

2、遗传漂变一个物种在没有任何外力作用下不断发生的随机变异。

3、技术和文化因素社会文化系统与生物学进化之间发生积极是相互

作用，从而加快了人类突出的特点——心智的进化。

4、社会压力社会压力促使个体寻求解决社会问题的高明方法，从而促进人脑的发育及智力发展，促使人类进化。

生物圈：是地球上最大的生态系统，指地球上的全部生命和一切适合于生物栖息的空间。

生态系统：是由生物群落与其环境组成的复合体。

与那种生物紧密地联系起来，这种生物之间以食物营养关系彼此联系

物链

生态平衡：是指一个生态系统在特定时间内的状态，在这种状态下，其结构和功能相对稳定，物质与能量输入输出接近平衡，在外来因素干扰下，通过自调控能恢复到原初的稳定状态。

温室效应：因大气吸收生热红外线辐射使地球气温持续上升的效应。

五、物种在生态系统中的作用如何？

物种是生态系统中物质循环和能量流动的基本环节，是系统内的功能单位。一个物种占据一定的生态位。占据不同生态位的物种种群在生态位系统中起不同的作用。

七、生态系统进化与生态演替、小周期有何主要区别。

从相对短的时间尺度上考察——小周期；

生态系统在相对短的时间尺度上所表现的完整周期性变化, 不仅是外貌上的变化，也包括内部种类组成及结构状况的变化。

生态系统变化小周期在时间上大体和季相相吻合。

小周期可以在一年时间尺度内完成，但并不总是如此，如对一些微生态系统，时间要定义得更短一些，而对于一些赤道雨林来说, 完成一个完整的小周期变化需要几年的时间

从相对中等的时间尺度上来考察——生态演替；

是生态系统在中等时间尺度上的变化。指随着时间的延伸，若干生物群落依次替代，最后达到相对稳定的演替顶极状态。

从长的时间尺度上来考察——生态系统进化

生态系统的进化是地质、气候等外部环境的长期变迁，和生物群落新物种的形成和出现所引起的内部变化所共同作用的结果。

生态系统的进化是非周期性的、不可逆的变化

生态小周期是周期性的

生态演替至少在理论上可以重演

生态系统进化的总趋势是复杂性和有序性增加，对物理环境控制或内部稳定性加大，以及外界干扰对生态系统的影响达到最小。八、说明生态演替的一般趋势（P295）