最终 思考题

第一章 绪论

1.综合进化理论的要点是什么？其代表人物是谁？

代表人物：Dobzhansky, Mayr, Simpson, Stebbins。

综合进化论的基本要点：用孟德尔定律来解释遗传变异的性质和机制；用群体遗传学方法来研究进化的机制（理论和实验群体遗传学），通过对微观进化过程和机制的研究来认识宏观进化；接受了达尔文进化论的核心部分—自然选择，并有所发展。

现代综合进化论的基本观点是：

（1）基因突变、染色体畸变和通过有性杂交实现的基因重组为生物进化提供了原材料。 （2）进化的基本单位是群体而不是个体；进化是由于群体中基因频率发生了重大的变化。 （3）自然选择决定进化的方向；生物对环境的适应性是长期自然选择的结果。

（4）隔离导致新种的形成；长期的地理隔离常使一个种群分成许多亚种，亚种在各自不同的环境条件下进一步发生变异就可能出现生殖隔离，形成新种。进化= 遗传变异 + 变异的不均等传递+ 物种形成。

2.生物进（演）化过程中经历了哪几个主要阶段（重大事件）？有什么特点？

大致可区分为三个阶段，即：前生命的化学进化阶段、生物学进化阶段、文化进化与生物学并行和相互制约阶段。生命史的第一阶段和第三阶段都相对地短暂，第二阶段历时较长。生命史中发生多次灭绝事件（如白垩纪末)。值得一提的是5.5亿年前的寒武纪大爆发。 生命史中最重要的进化事件(大繁荣与大萧条)；

单细胞生命—35亿年前（最晚）：瓦拉伍那微化石群（Warawoona microfossils） 真核生物 － 19～20 亿年前；

多细胞植物（海生藻类）－ 6～7 亿年前；

陆生植物（苔藓植物）和陆生无脊椎动物－4.5 亿年前；

3.真核生物起源过程中最重要的事件是什么？简述相关的理论或假说。

Primary and second endosymbioses（内共生）

内共生学说（endosymbiosis theory）一种关于真核细胞起源的假说。由美国生物学家马古利斯（LynnMargulis）于1970年出版的《真核细胞的起源》一书中正式提出。她认为，好气细菌被变形虫状的原核生物吞噬后、经过长期共生能成为线粒体，蓝藻被吞噬后经过共生能变成叶绿体，螺旋体被吞噬后经过共生能变成原始鞭毛。 （1）共生是生物界的普遍现象，特别是近年发现的灰孢藻（Glancocystis），它本身并无叶绿素，但有许多叶蓝小体（cyanella）生活在体内，进行光合作用制造食物。

（2）叶绿体和线粒体都有其独特的DNA，可以自行复制，不完全受核DNA的控制。线粒体和叶绿体的DNA同细胞核的DNA有很大差别，但同细菌和蓝藻的 DNA却很相似。蓝藻的核糖体RNA（rRNA）不仅可以与蓝藻本身的DNA杂交，而且还可与眼虫叶绿体的DNA杂交，这些都说明它们之间的同源性。

（3）线粒体和叶绿体都有自己特殊的蛋白质合成系统，不受核的合成系统的控制。线粒体和叶绿体的核糖体分别与细菌和蓝藻的一致，也是由30S和50S两个亚基组成，这说明细菌和线粒体、蓝藻和叶绿体是同源的。 （4）线粒体、叶绿体的内、外膜有显著差异，内、外膜之间充满了液体。研究发现，它们内、外膜的化学成分是不同的。外膜与宿主的膜比较一致，特别是和内质网膜很相似；内膜则分别同细菌和蓝藻的膜相似。（PPT整理）

由于原核细胞与真核细胞之间差别悬殊，而且缺少连续的中间过渡类型，因此学者们在进化过渡方式上的争论持续了20多年。主要有两种观点：主张渐进式的进化与主张通过细胞内共生而实现过渡。

内共生说在八十年代初由美国波士顿大学的生物学家L.Margulis重新提出并详细论证。理论内容：认为真核细胞是一个复合体，原核细胞才是最小的细胞单位；真核细胞起源于若干原核生物与真核生物祖先的胞质共生。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。此假说证据：有许多自然界的细胞内共生的事实和真核细胞器相对的独立性，以及细胞器DNA中有与原核生物DNA相同的序列，近来又得到了比较分子生物学方面的研究结果的支持。

渐进说：主张从原核细胞到真核细胞是渐进的、直接的进化过程。认为细胞内的细胞器和细胞核的形成是由原始的原核细胞，通过一系列DNA复制和质膜的沦陷，形成了双层膜的结构。论据：原核细胞与真核细胞之间存在着一些中间过渡类型；从代谢的生理、生化特征的比较看，真核细胞的需氧呼吸代谢更可能是通过原核生物发酵途径的重复、改造而建立的；某些行光合作用的原核生物具有复杂的胞内膜结构。（《生物进化》整理）

4.分类学在达尔文进化论发表前后有什么区别？

达尔文进化论发表前，分类学是建立在自然分类途径之上的，人们以植物性状的相似性来决定植物的亲缘关系和系统排列，在这样的思想指导下逐渐建立的分类系统，就叫做自然系统(natural system)。达尔文进化论发表后，分类学者重新估价已建立的系统，认识到要创立反映植物界客观进化情况的系统。他们建立起了体现出植物界各类间的亲缘关系，这样的系统叫做系统发育系统。

物种：物种（species）不是造物主创造的不变体（creations），而是在生命长期历史中进化来的，构成了一个不断变化着的连续统一体。 --- 共同祖先

物种并不是由模式（type），而是由可变（variable）的群体（居群）来体现。 --- 群体概念（PPT）

物种是由种群所组成的生殖单元（和其他单元在生殖上隔离着），它在自然界中占有一定的生境地位。包含四个方面的内容，即种群组成，生殖隔离，生态地位和宗谱分支。（复习资料）

5.系统与进化生物学涉及哪几个主要方面的研究？

分类，provide a convenient method of identification and communication为物种的识别与沟通提供简单的方法。 系统发育，provide a classification which as far as possible expresses the natural relationships of organism提供一个分类，尽可能地表达生物界的自然关系。

进化，detect evolution at work, discovering its processes and interpreting its results检测进化，发现其过程并解释结果。

第二章：

1、为什么多倍体在动物界极少发生，而在植物界却相当普遍？

植物雌雄同株较多，两性配子发生减数分裂异常使配子数目不减半，通过自交形成多倍体，得到后代。动物雌雄同体概率极低，染色体不平衡易引发不育或个体不能存活。

2、对于有丝分裂与减数分裂，哪一种分裂方式对于遗传多样性的贡献更大？

减数分裂，同源染色体联会时，四分体中的非姐妹染色单体之间相对应的部位常常会发生交叉与互换，使配子遗传多样化。

3、Most, if not all, attempts to estimate the rate of beneficial mutations are likely to produce underestimates. Why? ？

第三章：

1.群体都有哪些基本特征，其进化意义如何？

一般而言，群体是指那些在特定时间、特定环境中生长的动物和植物。 -- Heywood (1976:8)

A group of conspecific organisms that occupy a more or less well defined geographic region and exhibit reproductive continuity from generation to generation;… -- Futuyma (2013)

(1) A group of individuals that mate with one another to produce the next generation. (2) A group of individuals from which a sample is drawn. -- Griffiths et al. (2012) 时间，空间，可交配生殖

孟德尔群体：群体内的个体享有共同的基因库，通过有性生殖传递基因，可用孟德尔定律进行分析的群体。 群体是进化的基本单位

分类应建立在群体而非模式概念之上 群体概念及其分类学意义

2.简述哈迪—温伯格平衡定律的要点及其在进化中的意义。

1. 在随机交配的大群体中，如果没有其他因素干扰，各代基因频率保持一定不变；

2. 在任何一个大群体中，无论其基因频率和基因型频率如何，只要经过一代的随机交配，这个群体就可达到平衡。

3. 一个群体在平衡状态时，基因型频率和基因频率的关系是：P=p2, H=2pq, Q=q2 影响因素：

1. Mating is random 随机交配

2. The population is infinitely large 遗传漂变

3. Genes are not added from outside the population 基因流 4. Genes do not mutate from one allelic state to another 突变

5. All individuals have equal probabilities of survival and of reproduction.选择

重要性：The Hardy-Weinberg principle is the foundation on which almost all of the theory of population genetics of sexually reproducing organisms – which is to say, most of the genetic theory of evolution – rests。

3.遗传漂变有哪些表现形式（效应），与选择的主要区别是什么？

岛屿效应 (island effect) 瓶颈效应 (bottlenect effect) 奠基者效应(founder effect)

遗传漂变是随机的，选择是有方向的

1、华莱士线形成的原因？

每一座海岛都有自己独特的物种。华莱士线西面，发现众多典型的亚洲动物，包括灵长类、食肉类(如老虎)等。华莱士线东面，则分布着典型的澳洲动物，如有袋类。

地理隔离，华莱士线与海平面下降约120 ~ 150米的陆地海岸线一致。推测在冰河时期，海平面下降，因此华莱士线西面婆罗洲及峇里岛等岛屿曾经与亚洲大陆相连，华莱士线东面新几内亚和邻近岛屿则曾与澳大利亚相连；而华莱士线划过的地方仍然有海洋的阻隔，如婆罗洲与苏拉威西、峇里岛与龙目岛之间。由于动植物多以陆行方式散布迁移，因此即使距离较近，多数动植物也无法跨过海洋的阻隔。（PPT）

Background：The Wallace Line is a faunal boundary line drawn in 1859 by the Britishnaturalist Alfred Russel Wallace that separates the ecozones of Asia and Wallacea, a transitional zone between Asia and Australia. West of the line are found organisms related to Asiatic species; to the east, a mixture of species of Asian and Australian origin is present.

Reason：During ice age glacial advances, when the ocean levels were up to 120 metres (390 ft) lower, both Asia and Australia were united with what are now islands on their respective continental shelves as

continuous land masses, but the deep water between those two large continental shelf areas was, for over 50 million years, a barrier that kept the flora and fauna of Australia separated from those of

Asia. Wallacea consists of islands that were not recently connected by dry land to either of the continental land masses, and thus were populated by organisms capable of crossing the straits between islands.（From Wiki）

2、简述自然选择在生物进化中的作用。

自然选择要点

基础：1.生物普遍具有变异性，其中许多变异是可以遗传的。

前提：2.生物广泛存在着生殖过剩，与其食物和生存空间构成的尖锐矛盾，必然导致形形色色的生存斗争或生存竞争。手段：在生存斗争中，绝大多数个体死亡而不留下后代，只有少数个体得以生存并传衍后代。结果：一般说来在生存斗争中这些少数的成功者，就是那些具有有利变异的个体。 3.自然选择，就是适者生存，它是保存有利变异、淘汰有害变异的自然过程。 4.性选择也是一种自然选择，它使适者遗传。

5.自然选择是一种比喻，“自然”是指生物赖以生存的各种有机和无机条件，这里不存在神的意识作用。

3、简述隔离在物种形成中的作用机制。

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。 以生物和非生物因素划分，可以分为生物学的和非生物学的隔离 以受精产生合子为指标，可以分为合子前隔离和合子后隔离 合子前的隔离多为生态的、行为的原因； 地理隔离（空间） 生态隔离（生境） 季节隔离（时间） 性别隔离（行为） 机械隔离（形态）

合子后的隔离，一般是遗传的或生理的原因。 配子或配子体隔离

一个物种的精于或花粉管不能被吸引到达卵或胚珠内，或者它在另一个物种的生殖器内不易存活所产生的隔离。

杂种不活

杂种合子不能存活，或者在适应性上比亲本差。 杂种不育

第六章：

How to precisely defined the word \

There is no single, universally applicable species concept that can define, identify and explain all species. There are many species concepts. 生物学物种概念（BSC） 有性生殖类群

相互交配和生殖隔离

(Pinus, Quercus, Populus, …) 地理差异和遗传差异

系统发育物种概念（PSC） 单系、并系、多系的确定 形态地理物种概念（MGSC）

Morphological-Geographic species concepts

第八章：

1、可变剪接的进化意义？

是导致蛋白质功能多样性的重要原因之一。

是产生基因组大小与生物复杂性之间的矛盾根源之一。 选择性剪接是基因组表达途径的一个关键创新。

2、简述进化过程中新基因产生的机制。

外显子重排(exon shuffling)

来自不同基因的2个或多个外显子相互接合，或基因内部的外显子产生重复而形成新的基因结构。 基因重复(gene duplication) 逆转座(retrotransposition)

基因水平转移(gene lateral transfer) 可移动元件(mobile elements)

基因融合/分裂（gene fusion/gene fission）

第九章

1. 在生命科学进入基因组时代，传统研究手段和方法（如形态学、生态学和遗传学等）还有价值吗，为什么？

2. 系统与进化生物学研究采用的主要分子标记有哪些？各种标记的特点是什么?

3. 在各类DNA分子技术中，适用于群体水平研究的标记有哪些？适用于科属大类群研究的标记又有哪些？

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