《进化生物学》作业答案.docx

1、进化生物学作业答案进化生物学作业答案绪论一、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

2、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。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

3、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。第二章一、名词自我更新：

4、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。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CO2 CH4 N2 H2O H2S NH4等，大气中没有氧气，所以是还原性的。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。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

5、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。四、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。

6、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

7、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。第三章一、名词解释超循环组织模式学说：1971年德国学者艾根（Eigen M）首次提出“超循环组织”（hypercyclic organization）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。 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。分子准种：超循环系统可

8、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。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。内共生起源说：美国生物学家林恩马古利斯(Lynn Margulis)的内共生说(endosymbiosis theory)。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

9、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

10、。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

11、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。第四章化石：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（

12、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

13、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，第五章一、名词行为：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

14、等都属于动物的行为范畴。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（evolutionary stable strategy ,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。 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。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

15、之间的相互选择。二、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三、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。第六章一、名词微观进化（microevolution）也称小观进化，

16、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。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。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。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，

17、世代相传，不发生变化的现象。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%）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（genetic drift）,又称赖特效应。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。平衡性选择是指能

18、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。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、TT Tt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=

19、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.

20、005=0.5/1+n*0.5N=998八p=1*10-6/5*10-6+1*10-6=0.167*10-6 Q=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

21、间接过程。二、微观进化在生物进化中的意义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。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。微观进化是生物体保持连续性所必需的。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。第七章一、名词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。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

22、的隔离，一般是遗传的或生理的原因。 量子种形成二、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

23、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第八章一、名词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 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。二、举例说明特化式进化的

24、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，折线形式第九章一、名词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

25、体系的其他方面，也即获得了多种功能。 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。 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。基因转换 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。第十章一、名词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。 分子进化

26、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。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。第十一章一、名词迁徙说是指各人种是由一个在非洲进化为具有现代

27、人形态的人群向外迁徙，代替各地原有人群形成。系统说认为现代人种是由各地的直立人亚种逐渐演化而来，认为现代人的起源是多中心的文化进化是人类社会的文化系统随时间而变更的过程二、人类起源发展经历了哪几个阶段。第一阶段，南方古猿，能够直立行走，平均脑容量约494ml；第二阶段，能人，脑比南猿明显扩大，平均脑容量637ml并能使用工具；第三阶段，直立人，直立行走，平均脑容量1089m,使用石器，开始用火；第四阶段，智人，完全直立行走，脑容量与现代人相似,石器制作更加精细。三、人种形成的主要因素有哪些。生产、选择、隔离、迁徙、人种混杂第十二章一、名词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

28、合于生物栖息的空间。生态系统简称生态系，即是生物群落与其环境之间不断进行物质、能量和信息交流的统一整体。 生态位生态位（niche），可以理解为一个生态学空间，但它不是一个简单的物理空间，而是由物理环境和种群的生物学特性（结构的、生理的、行为的综合特征）共同决定的多向度空间。 协同进化：一个物种在生态系统内的进化，表现为该物种与其他生态上相关物种，以及相互环境之间相互关联、协调，保持相对平衡的协同进化。 人工生态系统：现代，人类已达到一个新阶段可通过一定的手段（耕作、管理等）和科学技术（生态、遗传工程、生物化学等）对生态系统进行调整和控制，这就是人工生态系统。二、简述生态系统进化的主要阶段和进

29、化趋势。生态系统进化的主要阶段分为原始生态系统、初级生态系统、次级生态系统、人工生态系统四个阶段。进化趋势表现为：生态系统复杂程度逐步提高。生态系统的物质能量利用效率逐步提高。生态系统所占的空间逐步扩展，表现在由深海底逐步扩展到浅海、由浅海扩展到陆地及陆上水体和空间。生态系统内空间逐步被占用，物种占据的小生境由不饱和状态逐步达到饱和状态，表现在种间竞争逐步加剧，物种绝灭速率和新种形成速率提高。三、生态系统进化的动力是什么？环境的变迁和新物种的出现。名词解释l化石： 化石就是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。2标准化石 ： 存续时间相对较短，以致可用其作为所在地质年

30、代标志的物种化石就叫做标准化石。3指相化石： 能够指示当时地层沉积环境的化石，如贝类的化石可指相为水。4. 遗体化石： 古生物的遗体所形成的化石，如动物的骨骼化石、植物的茎秆化石等。5模铸化石: 生物体在底层或围岩中所留下的各种印模和复铸物。6遗物化石： 指古代动物的粪便、卵，植物的汁液以及人类祖先使用的工具等，如鱼卵、恐龙蛋以及人类祖先使用过的石器、骨器和装饰品等。7遗迹化石 ：古动物活动时留下的痕迹，如恐龙的足迹。8微体化石 ：指用光学显微镜才能观察到的一类微小化石，包括个体微小的古生物和较大生物体的某些微小部分的化石。简答题1为什么说化石好像一部生物历史书？答：化石就是经过自然界的作用保

31、存于地层中的古生物遗体、遗物和它们生活的遗迹。从时间上看，必须是从全新世之前的地层中挖掘出的才可称之为化石。根据地层形成的规律，埋藏越深的化石，生物出现的年代越早，因而也就越古老。由此为我们提供了一个生物进化过程的时间表，好像一部生物历史书，记载了生物界的系统发展概况，为生物进化提供了直接证据。2简述化石的种类答：（1）按保存的特点，化石可分为遗体化石、模铸化石、遗物化石和遗迹化石。（2）按化石的大小，可分为大化石、微体化石和超微化石。（3）按化石的作用，可分为标准化石、指相化石和标记物化石。3地质年代是如何划分的？答：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，由早到晚依次是冥古代、太古代、 元古代、古生代、中生代、新生代。每一代又分为若干纪，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，第四纪分为人类世、全新世和更新世。 4目