進(jìn)化生物學(xué)總結(jié).doc

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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：生物在個體發(fā)育中迅速重演其祖先的主要演化階段。即個體發(fā)育是系統(tǒng)發(fā)育史的簡單而迅速的重演。 3. 生物表型的進(jìn)化：相對于細(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)定對策（ESS）：是基于最適理論提出的，用于解釋動物的各種行為對策的一種理論。是一種混合對策，是經(jīng)過長期進(jìn)化檢驗的、最穩(wěn)定的、而且最少受到其他可選對策的干擾。 5. 內(nèi)共生起源學(xué)說：真核細(xì)胞的線粒體和質(zhì)粒來源于共生的真細(xì)菌，運(yùn)動器來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。是指能使兩個或幾個不同質(zhì)量性狀在群體若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)增減甚至丟失的現(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而保留那些中間類型的個體，使生物類型具有相對的穩(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淘汰一種極端而保留另一極端的變異，后者把一個群體中極端變異按不同方向保留下來而減少中間常態(tài)性。 10. 量子種：驟變式物種形成方式，種群內(nèi)部分個體由于遺傳因素（基因突變、遺傳漂變）相對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，同時具備較完整的中間過程。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，既無利也無害的突變，如同工突變和同義突變。 13. 分子進(jìn)化樹：通過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，來推測生物大分子的進(jìn)化史，以此建立的系統(tǒng)樹，稱為分子進(jìn)化樹。 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，不是整個物種之間的對比，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：一些物種中來源于基因復(fù)制的蛋白，可能進(jìn)化出新的與原來相關(guān)的功能。用來描述在同一物種內(nèi)由于基因復(fù)制而分離的同源基因，旁系同源常見于同一物種，但也不是絕對如此。 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)化過程中的某種依存關(guān)系。 簡答題 1 生命起源的主要階段 1) 由無機(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 通信訊號的起源以及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 1) 通信信號的起源： 動物信號起源于某些偶然的動作或者反應(yīng)，如果這些動物或反應(yīng)碰巧對其他動物起到了信號傳遞作用，則經(jīng)過長期的適應(yīng)、固定成為通訊信號。 （信號雖然起源于偶然的動作或者反應(yīng)，但在其進(jìn)化過程中通過自然選擇的作用加以改進(jìn)，以提高信號傳遞信息的效率。） 2） 通訊信號在農(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)行害蟲的誘殺。 Eg.在果園中設(shè)置糖醋盆來誘殺桃小食蟲、蘋果小食蟲； 在棉田用楊樹枝把，利用楊樹枝萎焉時放出的氣味誘殺棉鈴蟲； 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，紅藻的葉綠體毫無疑問是從藍(lán)藻來的。 　　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。 不足： 　　1、只重視形態(tài)學(xué)方面而忽視細(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、它是通過基因頻率的變化積累產(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)過長期的選擇，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, 生物體必須通過微觀進(jìn)化來適應(yīng)多變的環(huán)境。 3、微觀進(jìn)化使物種的基因庫更加豐富。 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，對于整個生命史來說，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)化過程在一定程度上可以解釋宏觀現(xiàn)象，不存在兩者無關(guān)的、獨(dú)立的進(jìn)化過程； 2、微觀進(jìn)化可以通過選擇、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。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)突變在外界條件的影響下，在群體內(nèi)非隨機(jī)地積累與儲存，從而使群體發(fā)生分化。 2.選擇影響物種形成的方向 環(huán)境條件會使某些基因型體現(xiàn)出優(yōu)勢，從而發(fā)生方向性選擇 3.隔離是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，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)： 都是以時間和表型改變量來描述物種進(jìn)化的宏觀進(jìn)化型式。 不同點(diǎn)： （1）在線系上，漸變型認(rèn)為新種主要是通過線系進(jìn)化產(chǎn)生，而間斷平衡型式認(rèn)為新種主要通過線系分支產(chǎn)生，古生物學(xué)中的“時間種”是不存在的。 （2）漸變型認(rèn)為新種的產(chǎn)生是一個緩慢、漸變、勻速的過程，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)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，但會由于結(jié)構(gòu)突變或丟失調(diào)控元件而失去功能而成為假基因。 9 什么是基因家族，它的進(jìn)化機(jī)制和特點(diǎn) 1）基因家族：來源相同、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：基因家族中一個基因家族的成員通過遺傳上的相互作用，使得所有成員可以作為一個整體一起進(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)換時兩序列通過相互作用，其中一序列被另一序列轉(zhuǎn)變，即在復(fù)制的過程中，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，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整體一起進(jìn)化 10 系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建方法（括號中為所用軟件） 1. 最大簡約法(PAUP、MEGA、PHYLIP) 根據(jù)信息位點(diǎn)提供的各序列間的替換情況，在所有可能的樹中篩選含最小替換數(shù)的樹的方法。 2. 距離法（之鄰接法（PAUP、MEGA、PHYLIP軟件） 首先通過各個物種之間的比較，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。 由進(jìn)化距離構(gòu)建進(jìn)化樹的方法常見有：FM法、鄰接法、鄰居關(guān)系法等。 3. 最大似然性(PAML、PAUP、PHYLIP) 選取一個特定的替代模型來分析給定的一組序列數(shù)據(jù)，使得獲得的每一個拓?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； 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)而是每個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的枝長，并對似然率求最大值來估計枝長； 4. 貝葉斯推斷 (BAMBE、MrBayes) 11 現(xiàn)代人類起源的兩種學(xué)說 1）多祖論與系統(tǒng)說： 認(rèn)為并不存在單一的發(fā)源地，現(xiàn)代人種是土生土長的，是由當(dāng)?shù)氐闹绷⑷藖喎N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 認(rèn)為現(xiàn)代人類起源于距今20萬年前生活在非洲地區(qū)的女性。其后代中有一部分在大約13萬年前走出非洲，遷移到亞洲和歐洲。這些新移民后來完全取代了當(dāng)?shù)赝林朔N，并發(fā)展成現(xiàn)代人種。 依據(jù)是根據(jù)對不同族裔婦女胎盤線粒體DNA的類型建立起一個人類譜系模型，研究結(jié)果從分子遺傳學(xué)角度對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，來自一種古猿。 遷徙說：各人種由一個在非洲進(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)化的動力是什么？ （1）環(huán)境的變遷（災(zāi)變） 1　 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，會引起包括生態(tài)位、競爭關(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 簡述利他行為的生物學(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)者帶來眼前的不利的同時也帶來了親緣選擇的好處，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的個體，同時引起這類利他行為的基因的出現(xiàn)頻率也可能增加。 如何理解進(jìn)化的不平衡性并舉例說明 1. 進(jìn)化不平衡引起進(jìn)化過程中生物體性狀的各個部分獨(dú)自地進(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. 在鳥類和哺乳類的發(fā)展過程中，作為鳥類的特征的翅膀和羽毛、輕巧堅實(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，也都是在不同的時間分別形成的，而并不是一次產(chǎn)生或同時完成的。 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6千萬年的歷史的馬； 高速進(jìn)化：如果每1, 000代產(chǎn)生一個新種，就可為高速進(jìn)化。如：有袋類5千萬年、人類的進(jìn)化200-300萬年。 影響進(jìn)化速度的因素 1.生物自身因素的影響 ①與生物體的結(jié)構(gòu)水平相關(guān)。（適合度、忍受變異的能力） ②生物種群的繁殖方式。（有性繁殖、異花授粉） ③生物種群的大小和發(fā)生變異的能力的影響。 2. 環(huán)境對進(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)化的角度來看，轉(zhuǎn)座有什么生物學(xué)意義