進(jìn)化生物學(xué)總結(jié)

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1、進(jìn)化生物學(xué) 名詞解釋 1. 進(jìn)化生物學(xué)：研究生物進(jìn)化的科學(xué)，不僅研究研究進(jìn)化的過(guò)程、原因、機(jī)制、 速度和方向，還研究物種的形成和絕滅、系統(tǒng)發(fā)生以及適應(yīng)性的起源的一門 學(xué)科。 2. 生物重演律：生物在個(gè)體發(fā)育中迅速重演其祖先的主要演化階段。即個(gè)體發(fā) 育是系統(tǒng)發(fā)育史的簡(jiǎn)單而迅速的重演。 3. 生物表型的進(jìn)化：相對(duì)于細(xì)胞水平和分子水平而提出的，包括形態(tài)、行為、 生理功能三個(gè)方面的進(jìn)化。表型進(jìn)化是以分子進(jìn)化為基礎(chǔ)的,其本質(zhì)還是基 因頻率的變異。 4. 進(jìn)化穩(wěn)定對(duì)策〔ESS〕：是基于最適理論提出的，用于解釋動(dòng)物的各種行為 對(duì)策的一種理論。是一種混合對(duì)策，是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化檢驗(yàn)的、最穩(wěn)定

2、的、而 且最少受到其他可選對(duì)策的干擾。 5. 內(nèi)共生起源學(xué)說(shuō)：真核細(xì)胞的線粒體和質(zhì)粒來(lái)源于共生的真細(xì)菌，運(yùn)動(dòng)器來(lái) 自于共生的螺旋體類真細(xì)菌，它們最早被原始真核細(xì)胞吞噬進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，與宿 主進(jìn)行長(zhǎng)期共生，進(jìn)而演化為重要的細(xì)胞器。 6. 平衡性選擇：又稱保留不同等位基因的選擇。是指能使兩個(gè)或幾個(gè)不同質(zhì)量 性狀在群體假設(shè)干世代中的比例保持平衡的現(xiàn)象。這種選擇常導(dǎo)致群體中存 在兩種或兩種以上不同類型個(gè)體，從而維持遺傳學(xué)多樣性。 7. 遺傳漂變：指的是由于種群太小引起的基因頻率隨機(jī)增減甚至喪失的現(xiàn) 象．又稱為賴特效應(yīng)，是生物進(jìn)化的一種重要機(jī)制。 8. 正態(tài)化選擇：即把趨于極端的變異淘汰掉

3、而保留那些中間類型的個(gè)體，使生 物類型具有相對(duì)的穩(wěn)定性，又稱穩(wěn)定性選擇。 9. 前進(jìn)性選擇：自然選擇最基本的一種類型，包括單向性選擇和分歧性選擇。 前者使生物類型通過(guò)淘汰一種極端而保留另一極端的變異，后者把一個(gè)群體 中極端變異按不同方向保留下來(lái)而減少中間常態(tài)性。 10. 量子種：驟變式物種形成方式，種群內(nèi)部分個(gè)體由于遺傳因素〔基因突變、 遺傳漂變〕相對(duì)快速地獲得生殖隔離，并形成的新物種。 11 .漸變種：以緩慢的方式形成新的物種,同時(shí)具備較完整的中間過(guò)程。達(dá)爾文認(rèn)為這是物種形成的主要方式。 12 .中性突變：不影響蛋白質(zhì)功能的突變，既無(wú)利也無(wú)害的突變，如同工突變和同義突變。

4、13 .分子進(jìn)化樹(shù)：通過(guò)比較同一同源分子在不同生物間的差異及其他相關(guān)信息，來(lái)推測(cè)生物大分子的進(jìn)化史，以此建立的系統(tǒng)樹(shù)，稱為分子進(jìn)化樹(shù)。 14 .同義替代：沉默替代，DNA序列突變后產(chǎn)生的密碼子仍編碼同一種氨基酸。 15 .非同義替代：DNA序列突變后產(chǎn)生的密碼子編碼的氨基酸發(fā)生了改變。 16 .直系同源：不同物種之間的某一部分具有的同源性，不是整個(gè)物種之間的比照，只是其中的某些基因序列，例如：蛋白質(zhì)的同源性、DNA的同源性。 17 .旁系同源：一些物種中來(lái)源于基因復(fù)制的蛋白，可能進(jìn)化出新的與原來(lái)相關(guān)的功能。用來(lái)描述在同一物種內(nèi)由于基因復(fù)制而別離的同源基因，旁系同源常見(jiàn)于同一物種，但也不

5、是絕對(duì)如此。 18 .生態(tài)位：也稱生態(tài)龕位、生態(tài)位置、生態(tài)灶等。物種所要求的生活環(huán)境和它的生活習(xí)性、行為特征以及跟外界的關(guān)系等幾個(gè)方面的綜合境況稱為生態(tài)位。 19 .協(xié)同進(jìn)化：也叫共同進(jìn)化，是生物與生物、生物與環(huán)境之間在進(jìn)化過(guò)程中的某種依存關(guān)系。 簡(jiǎn)答題 1生命起源的主要階段 1）由無(wú)機(jī)小分子生成有機(jī)小分子 2）由有機(jī)小分子生成生物大分子 3）有生物大分子組成多分子體系 4）由多分子體系發(fā)展成原的生命 2 通信訊號(hào)的起源以及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 1）通信信號(hào)的起源： 動(dòng)物信號(hào)起源于某些偶然的動(dòng)作或者反應(yīng)，如果這些動(dòng)物或反應(yīng)碰巧對(duì)其他動(dòng)物 起到了信號(hào)傳遞作用，則經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的

6、適應(yīng)、固定成為通訊信號(hào)。 〔信號(hào)雖然起源于偶然的動(dòng)作或者反應(yīng)，但在其進(jìn)化過(guò)程中通過(guò)自然選擇的作用 加以改良，以提高信號(hào)傳遞信息的效率?！? 2）通訊信號(hào)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用： 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)成功地利用通訊系統(tǒng)進(jìn)行害蟲(chóng)的誘殺。 Eg在果園中設(shè)置糖醋盆來(lái)誘殺桃小食蟲(chóng)、蘋(píng)果小食蟲(chóng)； 在棉田用楊樹(shù)枝把，利用楊樹(shù)枝萎焉時(shí)放出的氣味誘殺棉鈴蟲(chóng)； 在稻田設(shè)置熒光燈誘殺飛蛾。 3 內(nèi)共生起源的合理性及其不足 合理性： 1 、在膜形態(tài)結(jié)構(gòu)上，線粒體和細(xì)菌相似，葉綠體和藍(lán)藻相似。在化學(xué)組成 上，內(nèi)外膜不一致，線粒體外膜與真核細(xì)胞的質(zhì)膜相似，而線粒體的內(nèi)膜與原 核細(xì)胞的質(zhì)膜相似。 2、線粒體

7、和葉綠體都是半自主性細(xì)胞器，它們像細(xì)菌一樣，以二分裂方式 進(jìn)行繁殖，這些特征具有曾是獨(dú)立生存的生物性質(zhì)。它們所含的DNA均為裸露 的環(huán)狀分子。 3、線粒體、葉綠體的核糖體在大小和對(duì)蛋白質(zhì)合成的抑制劑反應(yīng)性質(zhì)上與 原核生物相似。 4、現(xiàn)今的生物中，有些真核細(xì)胞中存在有共生現(xiàn)象。 5、 分子進(jìn)化方面的證據(jù)，根據(jù)16SrRNA序列比較分析，紅藻的葉綠體毫無(wú) 疑問(wèn)是從藍(lán)藻來(lái)的。 6、同工酶與代謝途徑研究的證據(jù)也支持內(nèi)共生學(xué)說(shuō)。 不足： 1、只重視形態(tài)學(xué)方面而無(wú)視細(xì)胞生理和生化特征。 2、不能很好的解釋細(xì)胞核的起源。 4 生物微觀進(jìn)化在生物進(jìn)化中的意義 1、它是通過(guò)基因頻率的變

8、化積累產(chǎn)生的，累積的結(jié)果導(dǎo)致種內(nèi)分化，是漸進(jìn)式 進(jìn)化的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的選擇，微小變異的積累，導(dǎo)致形成新的種或亞種。 2、微觀進(jìn)化是生物體保持其連續(xù)性所必須的,生物體必須通過(guò)微觀進(jìn)化來(lái)適應(yīng) 多變的環(huán)境。 3、微觀進(jìn)化使物種的基因庫(kù)更加豐富。 5 宏觀進(jìn)化與微觀進(jìn)化的區(qū)別與聯(lián)系 區(qū)別： 進(jìn)化層次不同：微觀進(jìn)化只能在物種范圍內(nèi)進(jìn)行，對(duì)于整個(gè)生命史來(lái)說(shuō)，具有決定意義 是宏觀進(jìn)化。微觀進(jìn)化指小進(jìn)化，即種內(nèi)的個(gè)體和種群層次上的進(jìn)化，宏觀進(jìn)化指 大進(jìn)化，即種和種以上分類群的進(jìn)化。 聯(lián)系: 1、微觀進(jìn)化是宏觀進(jìn)化現(xiàn)象的基礎(chǔ)，微觀進(jìn)化過(guò)程在一定程度上可以解釋 宏觀現(xiàn)象，不存在兩者無(wú)關(guān)的、

9、獨(dú)立的進(jìn)化過(guò)程； 2、微觀進(jìn)化可以通過(guò)選擇、隔離分化而導(dǎo)致高速率的進(jìn)化，在一定條件下 雨宏觀進(jìn)化相統(tǒng)一； 3、微觀進(jìn)化的低層次積累通過(guò)自然選擇改變了生物進(jìn)化的方向和速度，在宏觀 上表現(xiàn)出來(lái)。微觀進(jìn)化和宏觀進(jìn)化共同完成生物圈的進(jìn)化歷程。 6 物種形成的主要環(huán)節(jié) 1 .可遺傳的變異是物種形成的原材料 基因突變和染色體畸變等遺傳物質(zhì)改變所造成的可遺傳的變異為物種的形 成提供原材料。突變是隨機(jī)發(fā)生的，這種隨機(jī)突變?cè)谕饨鐥l件的影響下，在群體 內(nèi)非隨機(jī)地積累與儲(chǔ)存，從而使群體發(fā)生分化。 2 .選擇影響物種形成的方向 環(huán)境條件會(huì)使某些基因型表達(dá)出優(yōu)勢(shì)，從而發(fā)生方向性選擇 3 .隔離是

10、物種形成的必要條件 隔離才能導(dǎo)致遺傳物質(zhì)交流中斷，防止因基因交流而將彼此間的差異淹沒(méi)， 保證群體向各自方向發(fā)展，使歧化不斷加深，直至新種形成。 隔離〔主要是生殖隔離〕是物種形成的重要標(biāo)志。 7 漸變型式與間斷平衡式的異同點(diǎn) 相同點(diǎn)： 都是以時(shí)間和表型改變量來(lái)描述物種進(jìn)化的宏觀進(jìn)化型式。 不同點(diǎn)： 〔 1〕在線系上，漸變型認(rèn)為新種主要是通過(guò)線系進(jìn)化產(chǎn)生，而間斷平衡型式認(rèn) 為新種主要通過(guò)線系分支產(chǎn)生，古生物學(xué)中的“時(shí)間種”是不存在的。 〔 2〕漸變型認(rèn)為新種的產(chǎn)生是一個(gè)緩慢、漸變、勻速的過(guò)程，而間斷平衡型式 認(rèn)為新種的產(chǎn)生是跳躍式、快速地形成。 〔 3〕漸變型強(qiáng)調(diào)進(jìn)化的連續(xù)

11、性和緩慢性，而間斷平衡式認(rèn)為進(jìn)化是跳躍與停滯 相間作用。 〔 4〕漸變型認(rèn)為適應(yīng)進(jìn)化是在自然選擇作用下的線系進(jìn)化，而間斷平衡型式認(rèn) 為適應(yīng)進(jìn)化只能發(fā)生在種形成過(guò)程中。 〔 5〕漸進(jìn)式演化量小且不明顯，間斷平衡式大且呈折線形式。 8 什么是假基因，及其產(chǎn)生途徑？ 假基因：指基因組中與某一功能基因的序列高度同源，但沒(méi)有功能的DNA片段。 產(chǎn)生的途徑： A、基因重復(fù) B、已存在的假基因重復(fù)，產(chǎn)生更多的假基因 C、反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座：功能基因通過(guò)先轉(zhuǎn)錄成RNA片段再反轉(zhuǎn)錄成DNA片段，后插 入到基因組中，產(chǎn)生基因拷貝，但會(huì)由于結(jié)構(gòu)突變或喪失調(diào)控元件而失去功能而 成為假基因。 9 什么

12、是基因家族，它的進(jìn)化機(jī)制和特點(diǎn) 1〕基因家族：來(lái)源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因組成為單一的基因簇或稱 基因家族。 2〕機(jī)制：基因家族中一個(gè)基因家族的成員通過(guò)遺傳上的相互作用，使得所有成 員可以作為一個(gè)整體一起進(jìn)化。主要有不等交換和基因轉(zhuǎn)換： ①不等交換可以在種系細(xì)胞有絲分裂中的姐妹染色單體之間發(fā)生，或在減數(shù) 分裂中的同源染色體之間發(fā)生，結(jié)果使得其中一條染色體〔或染色單體〕發(fā)生重復(fù)而另一條發(fā)生缺失。 ②基因轉(zhuǎn)換時(shí)兩序列通過(guò)相互作用，其中一序列被另一序列轉(zhuǎn)變，即在復(fù)制 的過(guò)程中，除了以自身作為模板外，還以另一序列的部分區(qū)域作為模板進(jìn)行復(fù)制。 3）特點(diǎn)： 在基因家族的致同進(jìn)化中

13、，基因轉(zhuǎn)換比不等交換更具優(yōu)越性： 基因轉(zhuǎn)換不改變基因家族中基因數(shù)目 基因轉(zhuǎn)換適于串聯(lián)重復(fù)和散布式的基因 基因轉(zhuǎn)換在方向上更有利于作為一個(gè)整體一起進(jìn)化 10 系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)構(gòu)建方法〔括號(hào)中為所用軟件〕 1. 最大簡(jiǎn)約法（PAUP、MEGA、PHYLIP） 根據(jù)信息位點(diǎn)提供的各序列間的替換情況，在所有可能的樹(shù)中篩選含最小替換數(shù) 的樹(shù)的方法。 2. 距離法〔之鄰接法〔PAUPMEGA、PHYLI啾件〕 首先通過(guò)各個(gè)物種之間的比較，根據(jù)一定的假設(shè)推導(dǎo)得出分類群之間的進(jìn)化距 離，構(gòu)建一個(gè)進(jìn)化距離矩陣。再分別依次將序列合并聚類，構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)。 由進(jìn)化距離構(gòu)建進(jìn)化樹(shù)的方法常見(jiàn)有：FM法、鄰接

14、法、鄰居關(guān)系法等。 3. 最大似然性（PAML、PAUP、PHYLIP） 選取一個(gè)特定的替代模型來(lái)分析給定的一組序列數(shù)據(jù)，使得獲得的每一個(gè)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)的似然率都為最大值，然后再挑出其中似然率最大的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為最優(yōu)樹(shù)； 在最大似然法的分析中，所考慮的參數(shù)并不是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而是每個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的枝 長(zhǎng)，并對(duì)似然率求最大值來(lái)估計(jì)枝長(zhǎng)； 4. 貝葉斯推斷(BAMBE、MrBayes) 11 現(xiàn)代人類起源的兩種學(xué)說(shuō) 1〕多祖論與系統(tǒng)說(shuō)： 認(rèn)為并不存在單一的發(fā)源地，現(xiàn)代人種是土生土長(zhǎng)的，是由當(dāng)?shù)氐闹绷⑷藖? 種逐漸演化而成，即現(xiàn)代人的起源是多中心的。 依據(jù)是許多不同地區(qū)的現(xiàn)代人種群具有不同的解剖

15、特征，而他們和該地區(qū)化 石人類有明顯的遺傳聯(lián)系。 2〕單祖論與遷徙說(shuō) 認(rèn)為現(xiàn)代人類起源于距今20萬(wàn)年前生活在非洲地區(qū)的女性。其后代中有一 部分在大約13萬(wàn)年前走出非洲，遷移到亞洲和歐洲。這些新移民后來(lái)完全取代 了當(dāng)?shù)赝林朔N，并發(fā)展成現(xiàn)代人種。 依據(jù)是根據(jù)對(duì)不同族裔婦女胎盤線粒體DNA的類型建立起一個(gè)人類譜系模 型，研究結(jié)果從分子遺傳學(xué)角度對(duì)單祖論提供了有力的支持。 單祖論：各人種均屬同一物種，共同起源，來(lái)自一種古猿。 遷徙說(shuō)：各人種由一個(gè)在非洲進(jìn)化為具有現(xiàn)代人形態(tài)的人群向外遷徙，代替各地 原有人群形成。 12 生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化的動(dòng)力是什么？ 〔1〕環(huán)境的變遷〔災(zāi)變〕 ①

16、 元古代中期氧化大氣圈的出現(xiàn):由原核細(xì)胞向真核細(xì)胞的進(jìn)化過(guò)渡。 ② 元古代晚期大氣圈進(jìn)一步氧化、全球性降溫和海平面變化:原核生物衰 落和多細(xì)胞動(dòng)植物出現(xiàn)。 ③ 二疊紀(jì)末、三疊紀(jì)末和白堊紀(jì)末的環(huán)境與生物的巨變:帶來(lái)面貌截然不 同的新生態(tài)系統(tǒng)的建立。 〔2〕新物種的出現(xiàn)〔替代〕 a. 新物種的形成，會(huì)引起包括生態(tài)位、競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、食物鏈、網(wǎng)等一系列生態(tài)關(guān) 系的變化，進(jìn)而引起生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的變化。 b. 總結(jié)：環(huán)境變遷和新物種的出現(xiàn)打破原有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，且不再恢復(fù)到原 來(lái)狀態(tài)。環(huán)境變遷和生物物種的大規(guī)模替代往往是相伴發(fā)生的，其結(jié)果是生 態(tài)系統(tǒng)的大改變。 論述題 簡(jiǎn)述利他行為

17、的生物學(xué)意義及其進(jìn)化機(jī)制 生物學(xué)意義： 利他行為在給行為表達(dá)者帶來(lái)眼前的不利的同時(shí)也帶來(lái)了親緣選擇的好處， 即幫助傳遞自身基因的好處，從而提高了自身的內(nèi)在適應(yīng)度。 利他行為給行為接受者帶來(lái)的直接好處就是幫助其提高了適合度〔存活能力 和繁殖后代的能力〕。 機(jī)制：英國(guó)科學(xué)家認(rèn)為機(jī)制主要是親緣選擇和互惠利他。 親緣選擇：在行為實(shí)行后，群體中某基因出現(xiàn)頻率的變化取決于供體和受體之間 的的親緣系數(shù)，亦即取決于供體和受體具有遺傳關(guān)系的個(gè)體中同源基因的平均份 額。有助于行為的提供者基因的傳遞。 互惠利他：如狒狒只幫助那些能夠回報(bào)的個(gè)體，同時(shí)引起這類利他行為的基因的 出現(xiàn)頻率也可能增加。

18、 如何理解進(jìn)化的不平衡性并舉例說(shuō)明 1. 進(jìn)化不平衡引起進(jìn)化過(guò)程中生物體性狀的各個(gè)部分單獨(dú)地進(jìn)行變化，由于生物在身體構(gòu)造、機(jī)能等方面的發(fā)展引起鑲嵌進(jìn)化。 Eg.在鳥(niǎo)類和哺乳類的發(fā)展過(guò)程中，作為鳥(niǎo)類的特征的翅膀和羽毛、輕巧堅(jiān)實(shí)的 骨骼、恒溫等，和作為哺乳類特征的頜骨成分和關(guān)節(jié)方式、毛發(fā)、恒溫、乳腺等，也都是在不同的時(shí)間分別形成的，而并不是一次產(chǎn)生或同時(shí)完成的。 2. 根據(jù)進(jìn)化速度的不平衡性可分為: 低速進(jìn)化:已有5億年歷史的海豆芽，活化石水杉、銀杏、鴨嘴獸、大熊貓等； 中速進(jìn)化：已有6千萬(wàn)年的歷史的馬； 高速進(jìn)化：如果每1,000代產(chǎn)生一個(gè)新種，就可為高速進(jìn)化。如：有袋類5千萬(wàn) 年、人類的進(jìn)化200-300萬(wàn)年。 影響進(jìn)化速度的因素 ①與生物體的結(jié)構(gòu)水平相關(guān)?！策m合度、忍受變異的能力〕 ②生物種群的繁殖方式?！灿行苑敝?、異花授粉〕 ③生物種群的大小和發(fā)生變異的能力的影響。 3. 環(huán)境對(duì)進(jìn)化速度的影響 ①環(huán)境的劇變可以產(chǎn)生較大的選擇壓力，引起或促進(jìn)生物體發(fā)生變異，從而促進(jìn) 新種的形成。 ②未被占據(jù)的生態(tài)位為新種的發(fā)展提供了外部條件。 從進(jìn)化的角度來(lái)看，轉(zhuǎn)座有什么生物學(xué)意義