进化生物学-沈银柱复习大纲--2012,6,20 联系客服

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1)、一个物种或多个物种实现了一个“进化革新”,即获得有进化潜能的新的适应特征之后,往往能进入新的适应域,而发生大的适应辐射。例如元古宙末期,一些异养和自养的生物完成了从单细胞向多细胞体制的进化过渡之后,很快出现了后生动物与后生植物的第一次适应辐射。

2)、大规模的物种绝灭之后,种间竞争压力减小,空的生态位出现,往往导致快速的种形成和适应辐射。

3)、一个物种迁移到一个分散的、隔离的环境(例如大陆物种迁移到群岛)或迁移到地形地貌复杂的环境(例如湖泊河流交错地区,地形起优多变的地区),形成许多隔离的小种群。由于分异选择以及随机因素而发生适应辐射,在相对较短的时间内形成适应于局部环境的性状分异的新种。

4)、具有竞争优势的外来物种进入新的生态系统,在大规模排挤竞争劣势的地方种的同时,广泛地分布于新地域的不同地区,并快速分异形成适应不同环境的新种。

三、什么是进化速率(单位时间内生物进化的改变量)?简述其度量标准 提示:度量标准

形态学尺度:通常以可度量的形态特征的量值变化来衡量。

分类学尺度:以分类学单元(种、属、科)产生或消失的数目来衡量;因为每个新分类单元的产生意味着一定的形态(表型)的改变量。

分子尺度:以生物大分子一级结构的改变量为衡量尺度。具体地说,就是以蛋白质分子的氨基酸替换数或核酸分子的核苷酸替换数为衡量尺度。

四、论述大进化与小进化之间关系,并提出个人理解? 提示:

一、大进化自主而与小进化无关的主要理由

1)、小进化靠微小突变的积累,进化速率太慢,不能解释化石记录所显示的高级分类群“快速”产生的事实。

2)、小进化是渐变过程,自然界中的种形成和高级分类群起源是跳跃式。

3)、以小进化模式解释大进化是简单的外推论,混淆两个层次的现象是简单的还原论。 二、大进化与小进化匹配的理由

1)、小进化的速率有快有慢,在一定情况下小进化速率很高。

2)、物种是由个体和种群组成,没有理由认为突变、自然选择、遗传飘移等这些在个体和种群层次上的小进化机制不能解释种或种以上的分类单元的进化现象。

3)、物种和种以上的分类单元不能构成与种群实质上不同的结构层次,因而小进化与大进化不能看作两个独立的组织层次的现象。

第九章 分类系统与进化谱系

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一、名词解释

1)系统学( Systematics ):比较研究生物所有的可用于分类的特征,建立可反映生物类群进化历史(进化谱系)的分类系统的学科。

2)系统分类学(phylogeny):研究一个物种的进化历史以及他与其它物种间关系的学科

3)系统发生系统学(phylogenetic systematics):通过各类性状(特征)的分析追溯谱系分支。

4)分支:就是有区分意义的性状(特征)的产生,也就是性状分歧。

5)姊妹群:一进化线系(一类生物在时间上的延续就是一条进化线系)的分支,产生出两个对立的类群,例如虎与豹、狼与狐。

6)共祖近度:在谱系关系上相对于共同祖先的“距离”。

7)单源群,是指一个分类群应包含同一祖先全部已知的后裔,而不能排除任何一个。 8)近缘群:只包括同一祖先后代的部分,表型进化快的后代被排除在外。 9)多源群:包括亲缘关系较远的表型趋同的类群

10)祖征:某些共同特征可以是来自较远的共同祖先,例如牛、山羊、狼、狐都是胎生,都有乳腺等等。这种相似性叫做共祖相似性,这种同源特征叫做祖征。

11)衍征:相似性是来自最近的共同祖先,或者说姊妹群的两个物种具有其最近的共同祖先第一次出现的特征。例如.牛与羊都有4个胃,能进行反刍。这种相似性被称为共衍生相似,这类特征叫做衍征。

12)外群(outgroup):指分类对象之外的、但与分类对象有一定亲缘关系的物种。

13)表型特征:形态学的(结构的)特征,也包括某些生理、生化的以及行为习性的特征。 14)基因型特征:基因本身的结构(碱基序列)特征

15)分子特征:将可用于分类和谱系分析的生物分子,包括蛋白质、DNA和RNA以及其他生物分子的特征总称为分子特征。

二、简述进化谱系简约法(parsimony method)推断的原理和假设 提示: 原则:

在所有可能的谱系关系中,所涉及的进化改变事件数目最少的谱系是最可信的,这就是简约性原则。

假设:

重复进化的可能性极小。换句话说,一个特征一旦进化产生,要么一直传递下去。要么消失,不大可能重复地产生、消失、再出现。

第十章 生态系统的进化

一、什么是生态系统的进化?其进化的动力?

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提示:生态系统是靠捕获、转换太阳能(或其他形式的能),并借系统内的能量流动(消耗)而驱动内部物质流和信息流、保持系统处于 “远离平衡态的稳定态”。这种状态在一定条件下会失去稳定,并产生新的内部结构。生态系统失去原有结构而产生新结构的过程,就是生态系统的进化。

进化的动力:①环境的重大改变(灾变);②生物种的大规模替代(大绝灭和大的适应辐射)。

二、说明生态系统组织化水平与进化趋势 提示:

生态系统组织化水平:系统的物质、能量利用效率(维持单位生物量所产生的熵的大小),系统内结构层次或物质、能量转换的环节(例如食物链或食物网)的复杂程度,系统内物种的多样性以及系统的相对稳定程度。

进化趋势:

1、随着生态系统内生物的进化,生态系统中的物种能量利用效率逐步提高,表现在初级生产力的提高(由化学合成到光合成,由光系统Ⅰ到光系统Ⅱ)和能量转换率的提高,从而导致生物量对初级生产比值的逐步上升。

2、生态系统复杂性程度逐步提高,表现在随着物种多样性的增高而造成生态系统内生态关系复杂化,系统内物质、能量的转换层次增多。

3、生态系统占据的空间逐步扩展:由半深海底到浅海有光带,到海洋表层水域、陆地及陆上水体和空中。

4、生态系统内物种占据的小生境由“不饱和”逐步达到“饱和”状态,表现在物种之间竞争逐渐加剧,物种寿命缩短,绝灭速率和种形成速率提高。

第十一章 分子进化和分子系统学 一、名词解释

1、分子系统树(molecular phylogenetic tree):如果我们将不同种类生物的同源大分子的一级结构作比较,其差异量(氨基酸或核苷酸替换数)只和所比较的生物由共同祖先分异以后所经历的独立进化的时间呈正比。用这个差异量来确定所比较的生物种类在进化中的地位,并由此建立系统树,称为分子系统树。

2、分子钟(molecular clock):指生物特定基因或DNA片段的进化速率是基本恒定的,和生物种类无关,就如同一座时钟一样均匀地摆动。因此,根据不同生物在某一基因或DNA片段上的差异,科学家们可以推断出类群的起源和分化时间。

二、简述分子系统学研究的理论依据和分子系统树构建的简要过程

提示:依据:生物大分子(核酸和蛋白质的一级结构)的进化速率稳定的。

系统树的构建过程:(1)大分子特征数据的获得 ,(2)排序,(3)比较特征:相似性

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和距离数据,(4)树系的构建和臵信检验

三、简述分子进化中性论的主要论点

提示:中心论点:在生物分子层次上的进化改变不是由自然选择作用于有利突变而引起的,而是在连续的突变压之下由选择中性或非常接近中性的突变的随机固定造成的(这里所谓选择中性的突变是指对当前适应度无影响的突变)。

中性论虽然承认自然选择在表型(形态、生理、行为的特征)进化中的作用,但否认自然选择在分子进化中的作用,认为生物大分子(蛋白质、核酸)的进化中主要因素是机会和突变压。

四、试述分子进化中性论与自然选择理论的异同和联系

提示:分子中性论不否认适应进化的意义,承认至少有很小一部分突变具有适应意义而受到自然选择的惠顾。他虽然承认了自然选择的作用,但却认为是次要的进化因素。认为进化的驱动力是机会和突变压,而不是选择。其实,突变本身也是随机的,因此,中性论与新灾变论一样,都强调机会,强调随机进化。

分子进化中性论是自然选择理论的重要补充,1.中性论是解释生物大分子进化现象的理论,2.分子进化的保守性表明选择仍然起作用,3.“选择中性的突变”的选择,4.选择在生物大分子的适应进化中起作用。

中性论揭示了分子进化规律,这是它的重要贡献;其次,中性论强调随机因素和突变压在进化中的作用,是对综合进化论的纠正和补充。今天,中性论者一方面承认自然选择在表型进化中的作用,同时又强调在分子层次上的进化现象的特殊性。

第十二章 人类起源与进化 一、名词解释

1、人的双重属性:自然性和社会性

2、种族(人种):指体质形态上具有某些共同遗传特征(如肤色、发色、发型、眼色、血型以及面部特征等)的人群。

二、人类起源分为那几个阶段?简述从猿到人体质形态和行为特征的主要变化 提示:目前已知,人科化石最早的共同祖先是始祖南猿,由它再演化出阿法南猿。由阿法南猿再分化出其它人科化石种类。人类从阿法南猿开始先后经历了南方古猿、能人、直立人和智人四个发展阶段。

一)、身体结构的变化

1)、骨骼系统结构的改变;2)、脑量的增加;3)、体毛退化; 二)、行为特征的改变

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1)、前后肢分工与直立行走;2)、工具的使用和制造;3)、食性的进化;4)、繁殖的进化;5)、智力的进化;6)、语言的产生和发展

三、简述人类起源的三个假说

提示:1)裂谷学说:环境变迁是人类进化的动力。由树栖转向地栖,随着选择压力的增大,加速了从猿到人的转变。2)劳动创造学说:劳动效率与内在适合度密切相关。来自劳动的选择压力促进了从猿到人的转变。3)突变选择学说:人和猿的共同祖先中的突变个体,由于在体质、行为方面的优势因而在竞争中处于优势地位。经过多代不断选择,使得人类终于从猿类中分化、产生出来。

四、简述人种形成的主要因素

提示:1)、生产;2)、选择;3)、隔离;4)、迁徙;5)、人种混杂

五、什么是人类的社会文化进化和生物学进化?试述二者在人类进化中的相互关系 提示:人类的社会文化进化是指人类社会的文化系统(包括生产方式和上层建筑)随着时间而变更的过程。人类的生物学进化是指人类发展过程中遗传组成及与之相关的体质特征和行为特征的世代改变。

人类同时经历了生物学进化和社会文化进化二个过程,二者相关作用,共同决定了人类的进化。

首先,社会文化进化建立在生物学进化基础上。只有在人类生物学进化发展到一定水平(智力、前后肢分工、语言产生、社会组织出现),才能产生和创造出文化,才能产生文化进化。从生物学角度看,人类文化创造本身就是一种复杂的社会行为,人类的文化进化从本质上讲就是一种社会行为的进化,同样受一向行为规律的制约。但人类的文化活动又不同于一般的动物行为。人类的社会行为是一种高级的、复杂的学习行为,不受基因的直接支配,而是以语言、文字和习俗为媒介进行纵向和横向传递。

其次,人类的社会文化进化和生物学进化相关作用、相互影响。人类的文化创造是依靠思维、劳动、语言三个基本能力完成的,而这种能力的载体脑、手、声带等则是生物学进化的结果。反过来,人类的文化进化又作用于人灯的生物学进化,如文化系统中的伦理、法律、生产等对人类生物进化的影响,特别是科学技术对人类生物学进化的影响越来越大。例如,医学发展大大降低了自然选择压力,社会的伦理和法律忽视了个体之间的生物学差异,智力不再成为影响适合度的重要因素等。

如果说人类的生物学进化只是对个体带来利益,文化进化则对社会全体和大多数成员有利。

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