2011进化生物学(开卷)试题及答案

重庆师范大学研究生考试（开卷）试题

研究生姓名：专业：动物学、生化分子生物学、水生生物学

年级：2011级考试科目：进化生物学时间：150分钟

一、名词解释：(20分)

1、海底“黒烟囱”

2、幼态持续

3、分子进化

4、镶嵌进化

5、盖亚假说

二、论述红皇后假说的原理。(10分)

三、简述遗传漂变的概念及其在进化中的意义。 (20分)

四、试叙述基因组学与非线性分子进化的关系。(20分)

五、谈谈进化生物学理论与你所研究领域的关系。(30分，不少于1000字)

（试题之间不必留答题空白）

一、名词解释：(20分)

1、海底“黒烟囱”

由海底硫化物堆积形成的直立的冒着黑色、白色或黄色烟雾的柱状圆丘，称为硫化物烟囱或海底“黑烟囱”。在这些烟囱中，约350℃的含矿热液从中喷出，与周围海水混合后，很快产生沉淀变为“黑烟”，沉淀物主要由磁黄铁矿、黄铁矿、闪锌矿和铜－铁硫化物组成。海底“黑烟囱”的形成主要与海水及相关金属元素在大洋地壳内热循环有关。

2、幼态持续

所谓幼态持续（Neoteny），是指个体发育中保留某些幼年时期的特征并使之延长到成年时期的现象，是大脑进化的有效机制。

3、分子进化

分子进化（molecular evolution）有两层含义，一是原始生命出现之前的进化，即生命起源的化学演化；二是原始生命产生之后生物在进化发展过程中，生物大分子结构和功能的变化以及这些变化与生物进化的关系。4、镶嵌进化

镶嵌进化（mosaic evolution）是指生物体的不同部分进化速度不均的现象。其中包括同一生物的不同性状，甚至生活史的不同阶段（如昆虫）。同时，镶嵌进化也指基因型的不同范围的独立进化。

5、盖亚假说

盖亚一词源于希腊文，是大地女神的意思，古希腊人用它来表示大地和大地上所有生命及人类所组成的“大家庭”。

盖亚假说是由英国大气学家拉伍洛克（James E.lovelock）在20世纪60年代末提出的。该假说认为地表温度、地表沉积物、海水含盐量及大气组成等是由生物生命活动所控制并保持动态平衡，从而使得地球环境维持在适合于生物生存的状态。包含5个层次的含义：一是认为地球上的各种生物有效

地调节着大气的温度和化学构成；二是地球生物影响了环境，而环境又反过来影响着生物进化过程，两者共同进化；三是各种生物与自然界之间主要由负反馈环连接，从而保持地球生态的稳定状态；四是认为大气能保持在稳定状态不仅取决于生物圈，而且在一定意义上也是为了生物圈；五是认为各种生物调节其物质环境，以便创造各类生物优化的生存条件。

二、论述红皇后假说的原理。(10分)

答：自然选择只导致生物当前的适应，进化功能则是潜在的适应或未来的适应能力。目前有两种假说可以或多或少地解释具有进化功能的遗传结构的进化，即红皇后假说（The RedQueen hypothesis）和物种选择（Species selection）说。红皇后假说是由美国芝加哥大学进化生物学家范瓦伦（L.van Valen）根据爱丽丝奇遇记中的故事于1973年提出的。该假说认为，在环境条件稳定时，一个物种的任何进化改进可能构成对其他物种的竞争压力，即使物理环境不变，种间关系也可能推动生物进化。

红皇后假说指出，由于物种间生态关系的牵制作用，物种在其生存期间灭绝的风险是相对恒定的。这种牵制作用使得物种要获得显著的进化改变特别艰难。因为两个物种同时都在进化，一个物种要在生态系统中获得有利地位，就要具有较大的进化潜力。也就是说，眼前的适应并不能保证最后的成功，只有具有较大的进化潜力，才能战胜对方。这就是红皇后假说的原理。

三、简述遗传漂变的概念及其在进化中的意义。 (20分)

答：所谓遗传漂变，是指对于所有有限大小的种群来说，由于种群基因数量有限而导致种群的等位基因频率在世代间发生变化，甚至丢失的现象。遗传漂变的概念是赖特（S.Wright）于1931年提出的，也称赖特效应、随机漂变或遗传偏离。

遗传漂变一般是在小群体里发生的。这是因为在一个小群体内与其它群体相隔离，不能充分地进行随机交配，因而在群体内基因不能达到完全自由

分离和组合，使等位基因的频率容易产生偏差。这种偏差不是由于突变、选择等因素引起的，而是由于在小群体内基因分离和组合时产生的抽样误差所引起的。这样，就将那些中性的或无利的性状在群体中继续保持下来，没有被消灭，这就是遗传漂变产生的原因。一般地说，一个群体愈小，遗传漂变的作用愈大。当群体很大时，个体间容易达到充分的随机交配，遗传漂变的作用就消失了。

遗传漂变在生物的进化中起到了一定的作用,许多中性的或不利性状的存在不能用自然选择来解释，可能是遗传漂变的结果。例如，在人类中不同种族所具有的血型彼此间存在一定差异，而血型这个性状看来并没有任何适应上的意义，可是它同类人猿一样，血型差异一直传下来，可能就是遗传漂变的结果。另外，小群体的遗传漂变不仅能够改变等位基因频率，还会增加群体内的近交程度。

四、试叙述基因组学与非线性分子进化的关系。(20分)

答：基因组学是一门研究基因组的结构、功能及表达产物的学科。基因组的产物不仅是蛋白质，还有许多复杂功能的RNA。基因组学包括三个不同的亚领域，即结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学。

非线性分子进化指的是生物大分子（主要指核酸和蛋白质分子）的进化并不是渐进的、匀速的，而是跳跃与停滞相间的。非线性分子进化主要是从微观层次来研究生物进化的。

在宏观层次，化石资料、新灾变论和间断平衡论等都说明生物进化不是线性渐变的方式，而是一种非线性现象。这无疑是对达尔文主义和新达尔文主义渐变论的致命打击；但在微观层次，还未取得重大突破，而基因组学的研究给非线性分子进化带来了新的机遇。

尽管古生物学研究已步入对古DNA(ancient DNA)的探索，并认为是从分子水平研究演化生物学的一条重要途径，但是很显然，这方面研究可以说还