进化与生态思考题

进化与生态思考题综合第一讲：一、进化论与创造论，各有什么道理？创造的模式认为从原始到高级的各种生物都是由大能的神各按其类造出来的；生命只能源於生命，各种生命皆来自永生的神。

但进化模式却认为生命是在漫长的进化过程中，由无机物变成有机物，由有机物演化出氨基酸、蛋白质，最後演化为最简单的单细胞生物，产生了生命。

【米勒实验、寒武纪大爆炸】二、生物学中哪些实例支持生命的共同祖先假说？都遵循中心法则，复制都遵从碱基互补配对，都是三联体密码子。

等等。

1.生物分类学的证据为了直观显示各生物在分类上的关系，分类学家一直在尝试画出关系图表。

关系图画得越多、越细，分支也就越多，最后就成为一棵树。

我们看到一棵树，就知道它是由树根长出，不断生长、分支的；我们看到一株分类树，很自然就应该想到生物都是从同一祖先传下来，不断地进化，形成各个物种的。

2.比较解剖学的证据贝伦发现人和鸟尽管在外形上极不相同，但骨骼组成却非常相似。

这说明人和鸟是亲戚，都是一个祖先的后代。

此外，脊椎动物的前肢，比如人的手、马蹄、鲸鱼的鳍等，它们的外形相差很大，功能也不相同，但它们的骨架却是如此的相似。

对此最好的解释就是：他们来自同一祖先，由于适应环境的需要，改变了外形和功能，但实际的骨架却没有改变。

3.比较胚胎学的证据如果把鱼、青蛙、鸡、猪、兔和人的各个时期的胚胎放在一起，我们就会发现它们存在不同程度的相似性。

而且关系越密切，相似的程度越高。

这说明这些生物来自共同的祖先，它们祖先的特征在胚胎发育过程中重演了。

4.比较免疫学的证据每种动物的血清中都有一系类独特的蛋白质，若两种动物的亲缘关系越接近，则抗原——抗体反应就越强，反之则越弱。

利用这种方法与古生物化石或形态比较绘出的亲缘关系树符合得很好，这也更加证明了生物来自共同的祖先。

5.分子生物学的证据①所有的生物都是由细胞组成的（病毒除外）；②组成生物的大分子有核酸、蛋白质、多糖、和脂类四种，这些生物大分子的成分在所有生物中都是一致的：核酸都是由嘌呤和嘧啶组成，蛋白质都是由氨基酸组成，多糖都由单糖组成，脂类则是由甘油和脂肪酸组成；③所有的生物都只用20种氨基酸，几乎所有的生物都共享一套遗传密码。

三、中性进化理论与达尔文进化论矛盾吗？否。

因为达尔文注意到了变异的有害性和有利性，而中性突变进化学说注意到的是既无利也无害的所谓中性突变，应该说是从不同角度，不同层次看问题的结果，使达尔文学说得到了补充和发展。

且中性说是始终以分子水平的结构来提问题的，而达尔文学说是从表型水平来说的，二者并不相矛盾。

四、谈谈你对进化生物学新发展方向的见解。

1、分子古生物学答：化石DNA可直接了解其进化历程，为DNA重复序列、基因结构的起源进化，生物大分子的突变重排及遗传信息在发展过程中的传递提供线索。

使了解承重作用的分子机制，沟通了古生物形态特征与DNA分子特异性之间的关系。

2、分子进化工程答：即实验室进化。

在试管里对以核酸为主的多分子体系施以选择压力，模拟进化历程，以达到创新基因、蛋白质、新物种的目的。

其包含三个往复化学过程，扩增、突变、选择，可获得新型的催化剂、酶和新药3、发育机制答：发育是高度程序化的过程，不同时空有特定的基因表达，控制着特定器官与个体的发育。

主要分为两大同源框基因家族HOX SOX两大类。

为创造生命提供可能，进化——发育生物学比较基因组学五、全球气候异常现象存在吗？你认为都跟哪些因素有关？存在。

全球范围内的气候异常现象，诸如全球变暖、极端天气发生频率增加等众多异常天气现象的总和，就是全球气候异常。

原因是：大气层遭到破坏,严重的污染以及温室效应。

人口膨胀，超载超量，过度开垦，乱砍滥伐，滥采地下水。

第二讲：一、生命复杂性的产生与熵增定律是否矛盾？貌似矛盾但存在争议。

熵是无序度的度量。

熵增定律是说一个封闭系统的演化过程中，无论其结构如何，一定是按照熵增的方向演化。

生物的发育和进化都是有序度增加的过程。

生物是开放系统，与环境的物质能量交换带来熵变。

熵变= 熵产生+ 熵流。

熵产生恒为正，熵流可为负。

生物体是耗散结构（dissipative structure，即开放系统远离平衡态出现的有序结构），负熵对生物是必需的（我们一日三餐吃负熵）。

二、如果地球生命再起源一次，所用的氨基酸是否与现在的生命相同？倘若再一次起源，如果原始地球的自然环境是一致的，那么，很有可能生命的氨基酸和现在的一样，倘若自然环境不同，则有可能不同。

米勒在1953年进行了一个模拟实验——一种模拟在原始地球还原性大气中进行雷鸣闪电能产生有机物（特别是氨基酸），以论证生命起源的化学进化过程的实验。

此实验结果共生成20种有机物．其中11种氨基酸中有4种（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白质所含有的。

米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。

故在原始的地球环境下，氨基酸的起源是必然的。

三、你认为其它天体上存在生命吗？如果存在，其物质组成和地球上可以不一样吗？为什么？月球大气稀薄，没有氧，没有水，不太适合我们所知的生命生存。

火星：大气成分也是CO2为主，氮气小于1%，氧小于0.1%，还有CO和水，有四季更迭，两级覆盖冰雪极冠，夏季火星赤道附近，午间温度27～28度，子夜时分-50度左右，自转一天为24h37min，与地球较为接近，因此，被认为最有可能存在（类地）生命。

木，土星，金星：条件也很恶劣，被认为不太适宜生命存在。

太阳系外生命：银河系108～109个类太阳系，整个宇宙空间有1020个。

射电天外望远镜被用来寻找地外生命。

目前已知的宇宙中有一千多亿个星系，平均每个星系中有超过一千亿颗恒星，许多恒星周围都有行星的存在，从概率论的角度而言，适合生命存在的天体是一定存在的。

但是由于宇宙的尺度太大，目前我们还没有发现外星生命存在的证据。

四、设计一种方法检测火星上是否有生命存在？方法要尽量简单实用。

通过在火星上提取的一些样本的化学分析来推测例如发现了液态水则增大生命存在的可能性还有通过探测是否存在甲烷还有氨基酸的来推测是否存在或存在过生命第三讲：细胞进化一、为什么说细胞生命的出现标志着真正的生命进化的开始？1、细胞是地球上一切生命最基本的结构形式，是现在生物的共同的始祖。

2、细胞是生命活动的基本单位。

3、最简单的细胞生命与最复杂的化学分子之间的差异是巨大的，多数学者把细胞生命看作是真正的生命，细胞生命出现之前的进化是化学进化，细胞生命出现之后的进化史生物进化。

前者是受化学规律支配的化学过程，后者是受生物学规律支配的生物学过程，即转变为由变异、遗传、选择等因素，驱动的所谓“达尔文式进化”二、你认为达尔文的进化理论可以解释生命的化学进化吗？不能达尔文进化论:生物之间存在着生存争斗，适应者生存下来，不适者则被淘汰，这就是自然的选择。

生物正是通过遗传、变异和自然选择，从低级到高级，从简单到复杂，种类由少到多地进化发展。

达尔文的进化理论只能解释生物与环境之间的关系和进化的原因，不能解释分子内化学的物质。

三、如何看待线粒体内共生学说？举出正反两方面的例子。

内共生：认为线粒体来源于细菌，即细菌被真核生物吞噬后，为真核生物提供能量，并且在真核细胞内稳定存在并遗传，在长期的共生过程中，通过演变，形成了线粒体。

正：1.细胞膜的和线粒体膜形态结构，成分内外不一。

2.线粒体和叶绿体的DNA复制是半自主性，并且是环状DNA，不完全受核DNA 的影响。

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4.共生现象是生物界的普遍现象反：1.叶绿体基因与线粒体基因中发现内含子是惊人的，因为细菌基因中没有发现内含子。

2.线粒体含有肌动蛋白—肌球蛋白系统，但细菌和蓝藻中没有这种系统，也没有相应的运动能力。

3.内共生假说没有很好解释细胞核的进化。

第五讲生命之树：系统发生学一、如何利用放射性现象测定岩石的年龄？包括有三种测定方法：1、利用碳-14测定年代法；2、利用放射性衰变的母子体关系测定年代法；3、热释光测定年代法利用碳-14测定年代宇宙射线中的中子与大气中的大量存在的稳定核素氮-14发生N(n，p)C反应能够产生碳-14，而碳-14又会发生半衰期T=5730年的β衰变变成氮-14，由此构建一个核素平衡。

碳-14与氧气反应生成的二氧化碳被生物圈接收，活体生物体内的碳-14与碳-12浓度比例是一定【经测定，碳-14的同位素丰度为1.2×10^(-12)】的，只有当生物死亡后，碳循环中断，碳-14逐渐衰变至没有。

在化石标本中采样测量碳-14的丰度，与1.2×10^(-12)比较，即可计算出生物生活的年代。

比如：一个化石样品含有碳-14的丰度是4.3×10^(-13)，则可计算出该化石活体生活的年代距今t=ln(No/N)T/ln2=ln[1.2×10^(-12)÷4.3×10^(-13)]×5730÷ln2≈8483.9861年。

二、怎样理解生物界系统发展的规律？生物界系统发展的规律进步性：由低级到高级，由简单到复杂，生物结构越复杂，出现时间越晚阶段性：连续又有阶段，如植物五个阶段，动物古生代两栖类繁盛，中生代爬行类繁盛，新生代哺乳类繁盛。

多样性：多样性不断增加，特别是每次重大灭绝后，多样性增加都很快。

总之，生物进化趋势复杂，适应环境决定发展方三、化石记录不全的进化历程可信性如何？按照间断平衡理论，新种可以突然形成，迅速的突变是不易在底层中留下记录的，同时，大种群中的突变常因基因交流而消失，往往只有在小范围分布的种群中突变才能成功，所以许多中间类型的化石记录很难找到。

不可信，但不可不信，可以根据分子生物学，通过研究生物的分子进化确认其历程是否可行。

总之：保留怀疑态度。

第六讲生物的表型进化一、谈谈你对悟性学习的认识。

所谓悟性，无非就是对新事物新知识的接受能力。

古语云“温故知新”说的就是这个。

方法就是多温习“旧”的知识，多发挥天马行空的大胆想像，久而久之，对新事物的反应就会变得敏感，便成了人们口中说的“高悟性”。

我觉得多思考勤复习自然就能培养出高悟性。

悟性学习：对新事物新知识的接受、理解、运用、变通的能力二、利他行为的生物学意义及进化机制。

利他行为是指对其他个体有利而对自身不利，甚至有害的行为。

利他行为对行为表达者和行为接受者都具有一定的生物学意义。

利他行为在给行为表达者带来眼前不利的同时也带来了亲缘选择的好处，即帮助传递自身基因的好处，从而提高了自身的内在适合度。

利他行为给行为接受者所带来的最直接的好处就是帮助其提高了适合度（存活能力和繁殖后代的能力）。

进化机制：亲缘选择和互惠性利他选择。