进化生物学作业

《进化生物学》作业答案

绪论

一、名词解释

进化：广义进化指的是事物的变化发展。它包含了宇宙的演化即天体的消长，生物的进化，以及人类的出现和社会的发展。

生物进化：生物在与其生存环境相互适应作用过程中，其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变，并导致相应的表型改变，在大多数情况下这种改变导致生物体对其生存环境的相对适应。（张昀）

生物进化论：是研究生物界进化发展的规律，以及如何运用这些规律的科学。它的主要研究对象是生物界的系统发展，当然也包括某一物种或某一完整的生物类群的发展。其重点是研究生物如何由简单向复杂，由低等向高等的发展过程。进化生物学就是研究生物进化的科学，不仅包括进化的过程，更重要的是研究生物进化的原因、机制、速率和方向，是回答为什么的科学，是追究事物或过程的因果关系的科学。

进化生物学是在生物进化论随着分子生物学的发展由推论走向验证，由定性走向定量的过程中应运而生的科学。

二、比较拉马克学说和达尔文学说的异同。

相同点：

两人都认为生物是可变的，并支持进化论；

遗传法则上，拉马克提出“用进废退”和“获得性状遗传”；由于历史的局限，达尔文也认为，生物性状符合“用进废退”和“获得性状遗传”的规律。

不同点：

起源上不同：拉马克主张，最原始的生物源于自然发生，生物进化是多元的；达尔文主张物种具有共同起源（一元论）

对于进化的机制两人见解不同，拉马克主张“用进废退和获得性状遗传”，强调了环境变化在生物变异方面所起的“诱导”，但却主张变异是以生物本性即内因（一种趋于完善的需求）为主因。但达尔文认为变异和环境是相互独立的，在环境发生作用前变异就产生了，环境只是对变异其选择的作用，生物（以物种为单位）通过生存斗争，适应环境的性状得到保留，比适应的性状被淘汰（适者生存）。

三、简述现代综合进化论的主要内容。

代表人物：杜布赞斯基，主要著作：《遗传学和物种起源》（1937）

主要内容：

第一，认为自然选择决定进化的方向，使生物向着适应环境的方向发展。

第二，认为种群是生物进化的基本单位，进化机制的研究属于群体遗传学范畴。第三，认为突变、选择、隔离是物种形成和生物进化的机制。

第二章

一、名词

自我更新：生物体的自我更新是一个具有同化和异化作用的新陈代谢过程。二者是对立的相反的过程，同时又是统一的，表现在互相转化、互相渗透。同时，生物体自我更新的特点还表现在生物体与外界环境条件的特殊联系上。

还原性大气：指原始地球的次生大气，是地球火山爆发排出的气体，主要成分是CO2 CH4 N2 H2O H2S NH4等，大气中没有氧气，所以是还原性的。

耗散结构：耗散结构是物理学上的一种学说。它的中心思想是，在宏观世界中，除通常的处于平衡态条件下的稳定有序结构（如晶体）外，还有一种处于远离平衡态条件下的稳定有序结构。这种结构就为耗散结构。

类蛋白质微球体模型：福克斯（Fox）把多种氨基酸干热聚合形成的酸性类蛋白质放入稀薄的盐溶液中冷却，或将其溶于水使温度降低到0度，在显微镜下观察到大量直径为0.5-3微米的均一球状小体，即类蛋白质微球体，有双层膜,和出芽、分裂、生长等生命现象，Fox认为是现代生物细胞的前体。

二、简述生命的本质

生命就其本质而言也是物质的，它是物质存在和运动的一种特殊形式。地球上所有的生物有着相同的物质基础，表现在生物在化学成分上存在着高度的同一性，结构的有序性和功能的复杂性。

四、试述Dayhoff假说的内容及其合理性

“三体密码进化过程假说”

最原始的三体密码大概是GNC三体密码。第一位碱基G和第三位碱基C决定转译的方向，第二位碱基N代表G、C、A、U中任一碱基，分别决定4种氨基酸。随着地球上早期化学进化过程中氨基酸种类的增加，三体密码的种类也随着扩展。

•第一次扩展，GNC扩展为GNY，Y代表C或U两种嘧啶；

•第二次扩展，GNY扩展为RNY，R代表G或A两种嘌呤；

•第三次扩展，RNY扩展为RNN，

•第四次扩展，由RNN扩展为NNN（现代生物所共有的三体密码

Dayhoff认为密码的进化路线是由GNC→ GNY →RNY→ RNN→ NNN.。在这一进化路线中，在GNC→ GNY阶段，仅第二位碱基才决定氨基酸的种类，相当于单体密码；在RNY没妈中，第一、二碱基共同决定氨基酸种类，相当于二连体密码，在 RNN→ NNN密码中，三位碱基不同程度参与了氨基酸种类的决定，

实际已过渡到真正三联体密码，所以Dayhoff密码进化学说包含了过去一体、二体、三体学说，是目前最合理的假说。

第三章

一、名词解释

超循环组织模式学说：1971年德国学者艾根（Eigen M）首次提出“超循环组织”（hypercyclic organization）理论。认为在化学演化与生物进化之间存在着一个分子自我组织阶段，通过生物大分子的自我组织建立起超循环组织并过渡到原始的有细胞结构的生命。

阶梯式过渡模式学说：阶梯式过渡模式包括6个阶梯式步骤，它说明，原始细胞的起源是一个有多种原始生物大分子协同驱动的动力学系统有序的自组织过程，该系统的各主要阶段都受内部的动力学稳定和对外环境的适应等因素的选择。分子准种：超循环系统可以称之为达尔文系统，可以看作是能通过遗传、变异、选择而进化的分子系统，分子系统也存在类似物种的系统组合，叫做分子准种，选择做用于这些分子准种而促使其进化。

古细菌：古细菌是一些生长在地球上特殊环境中的细菌，包括甲烷细菌、盐细菌等。

内共生起源说：美国生物学家林恩·马古利斯(Lynn Margulis)的内共生说(endosymbiosis theory)。马古利斯认为，大约在十几亿年前，某些原核细胞在某种情况下吞噬了其他几种原核细胞，如细菌和蓝藻等。这些被吞入其内的细菌和蓝藻，在某种原因下，没有被分解或消化掉，反而寄养在原核细胞中一起共生。经过一段时间后，这些组织由共生到形成为一体，如吞入的是好氧细菌，就变成了线粒体，如吞入是蓝藻，就变成为叶绿体等等，真核细胞就这样产生了。

渐进式起源说：由尤泽尔(Uzzell)等人提出的经典说。此一学说主张从进化论学说来解释真核细胞的起源。他们认为在原核细胞的基础上，经过自然的选择和骤变，在进化中逐渐变化而来，细胞内的细胞核和细胞器等，就是这样逐渐形成的。

二、生命起源的关键步骤

生命起源问题的真正难点是从化学进化到生物学进化的过渡，大体上说，应包含以下步骤：1能自我复制的生物大分子系统的建立；2遗传密码的起源，即蛋白质合成纳入核算的自我复制系统的控制中；3分隔形成，即通过生物膜系统使生命与外环境分隔，同时使生命结构内部不同功能部分分隔。

三、内共生学说的证据。

内共生学说的证据：

（1）在形态结构上，线粒体、叶绿体在很多方面类似于细菌和蓝藻。

（大小、核糖体、内膜、色素、DNA）

（2）在生理功能上，线粒体、叶绿体都具有半自主性。（有独立的DNA和蛋白质合成装置）

（3）叶绿体、线粒体和原核生物在功能上也有许多相似之处。（他们的核糖体对某些抗菌素有相似的反应）

（4）现今的生物中，有些真核细胞存在有内共生现象。

（5）分子方面的证据，根据16SrRNA序列比较分析，红藻的叶绿体毫无疑问是从蓝藻来的。对rRNA序列及其同源性分析说明叶绿体与蓝藻或其他真细菌分为接近。

（6）同功酶与代谢途径研究的证据也支持内共生学说。

（7）在真核细胞中，同时存在线粒体、叶绿体、细胞质三组不同的tRNA，还有三组不同的氨基酸tRNA合成酶。

第四章

化石：经过自然界的作用保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们生活的遗迹。

标准化石种类分布广，生存时限短，仅保存在某一地质年代的化石.

五界说：1969年, 惠特克提出把生物界分为植物界、动物界、原生生物界、原核界、真菌界

二、化石的形成的条件

化石的形成与否，在通常情况下取决于以下几种因素。

1.生物死亡种群的大小。

2.生物体组成部分的坚硬程度。

3.生物尸体掩埋的程度。

4.掩埋的环境

5.石化的程度和快慢。