‘壹’ 进化生物学的介绍
进化生物学(evolutionary biology) 研究生物进化过程和生物群落特征的综合学科,包括生态学、行为学和分类学等。进化生物学是生物学最基本的理论之一,由查尔斯·达尔文提出的进化论。他第一次提出自然选择是进化的一个机制。进化生物学,包括进化遗传学、进化基因组学(evolutional genomics),进化论是实验生物学的理论依据,基于系统论的生物系统泛进化论建立系统生物学的理论基础,遗传学与基因组研究是进化生物学的方法体系,尤其是系统遗传学开创了对基因组自组织进化与生物体发育自组织化及其相互关系的细胞发生系统动力学研究,为进化生物学的发展开拓了新的途径。
‘贰’ 生物进化的主要历程
一切生命形态发生、发展的演变过程。“进化”一词来源于拉丁文evolutio,原义为“展开”,一般用以指事物的逐渐变化、发展,由一种状态过渡到另一种状态。1762年,瑞士学者邦尼特最先将此词应用于生物学中。
进化思想的发展 古代人们在栽培植物和驯养动物的生产实践中,积累了关于生物的形态、构造和生活习性的知识,注意到生物机体的变化以及生物与环境的关系,逐步形成了朴素的生物进化思想。古希腊的亚里士多德通过对他那个时代有关动物的知识的系统整理,把540种动物按性状的异同分为有血的和无血的两大群,每群之下又分为若干类。他进一步提出生物等级即生物阶梯的观念,认为自然界所有生物形成一个连续的系列,即从植物一直到人逐渐变得完善起来的直线系列。中国战国时期汇集的《尔雅》一书记载了生物类型的变化;汉初的《淮南子》一书,不仅对动植物作了初步分类,而且提出各类生物是由其原始类型发展而来的。
近代科学诞生以前,进化思想发展缓慢,当时广为流行的是神创论和物种不变论。这种观点直到18世纪仍在生物学中占统治地位,其代表人物是瑞典植物学家C.von 林耐(1707~1778)。他所提出的分类系统虽然有助于揭示生物物种之间的历史联系,但他却把物种看作是上帝创造的不可改变的产物。随着生产和科学的发展,积累了许多新的与物种不变相矛盾的事实。在大量事实的影响下,甚至象林耐这样坚定的神创论者,在晚年也不得不承认由于杂交的结果能产生新种。和林耐的观点相反,法国学者G.L.L.布丰(1707~1788)相信物种是变化的,现代的动物是少数原始类型的后代。他把有机体与居住环境联系起来,认为气候、食物和人的驯养等因素可引起动物性状的变异。1809年,另一位法国学者J.-B.de拉马克(1744~1829)在其《动物学哲学》中,用环境作用的影响、器官的用进废退和获得性的遗传等原理解释生物进化过程,创立了第一个比较严整的进化理论。1859年C.R.达尔文发表《物种起源》一书,论证了地球上现存的生物都由共同祖先发展而来,它们之间有亲缘关系,并提出自然选择学说以说明进化的原因,从而创立了科学的进化理论,揭示了生物发展的历史规律。
19世纪80年代以来,以A.魏斯曼(1834~1914)为代表的新达尔文主义,把种质论和自然选择学说相结合,丰富了达尔文的进化理论。20世纪30年代以来,以T.杜布尚斯基(1906~1975)等人为代表的综合进化论综合了细胞遗传学、群体遗传学以及古生物学等学科的成就,进一步发展了以自然选择为核心的进化理论。60年代末,日本学者木村资生等人提出中性学说,又在分子水平上揭示了进化的某些特征,补充、丰富了进化论。
进化的进步性 地球上的生命,从最原始的无细胞结构生物进化为有细胞结构的原核生物,从原核生物进化为真核单细胞生物,然后按照不同方向发展,出现了真菌界、植物界和动物界。植物界从藻类到裸蕨植物再到蕨类植物、裸子植物,最后出现了被子植物。动物界从原始鞭毛虫到多细胞动物,从原始多细胞动物到出现脊索动物,进而演化出高等脊索动物——脊椎动物。脊椎动物中的鱼类又演化到两栖类再到爬行类,从中分化出哺乳类和鸟类,哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物,这就是人。
生物界的历史发展表明,生物进化是从水生到陆生、从简单到复杂、从低等到高等的过程,从中呈现出一种进步性发展的趋势。一般说来,进化过程的进步具有如下特征:①在生物界的前进运动中,可以看到不同层次的形态结构的逐步复杂化和完善化;与此相应,生理功能也愈益专门化,效能亦逐步增高。②从总体上看,遗传信息量随着生物的进化而逐步增加。③内环境调控的不断完善及对环境分析能力和反应方式的发展,加强了机体对外界环境的自主性,扩大了活动范围。
生物进化的道路是曲折的,表现出种种特殊的复杂情况。除进步性发展外,生物界中还存在特化和退化现象。特化不同于全面的生物学的完善化,它是生物对某种环境条件的特异适应。这种进化方向有利于一个方面的发展却减少了其他方面的适应性,如马由多趾演变为适于奔跑的单蹄。当环境条件变化时,高度特化的生物类型往往由于不能适应而灭绝,如爱尔兰鹿,由于过分发达的角对生存弊多利少,以至终于灭绝。对寄生或固着生活方式的适应,也可使机体某些器官和生理功能趋向退化。如有一种深海寄生鱼,雄体寄生在雌体上,雄体消化器官退化,唯有精巢特别膨大,以保证种族繁衍。
有些研究者对进化的进步性表示怀疑,认为进步性不是进化的基本特征,也不是进化的本质。科学研究证明,进化不全都引起进步,进化过程中也有退化,但从有机界总的进化过程看,进步性发展是进化的主流和本质。
进化的方式 生物界各个物种和类群的进化,是通过不同方式进行的。物种形成(小进化)主要有两种方式:一种是渐进式形成,即由一个种逐渐演变为另一个或多个新种;另一种是爆发式形成,即多倍化种形成,这种方式在有性生殖的动物中很少发生,但在植物的进化中却相当普遍,世界上约有一半左右的植物种是通过染色体数目的突然改变而产生的多倍体。物类形成(大进化)常常表现为爆发式的进化过程,从而使旧的类型和类群被迅速发展起来的新生的类型和类群所替代。
渐进进化是达尔文进化论的一个基本概念。达尔文认为,在生存斗争中,由适应的变异逐渐积累就会发展为显着的变异而导致新种的形成。因为“自然选择只能通过累积轻微的、连续的、有益的变异而发生作用,所以不能产生巨大的或突然的变化,它只能通过短且慢的步骤发生作用”。与达尔文的主张相反,早期遗传学家如荷兰的H.de弗里斯等相信,新种可由大的不连续变异即突变直接产生,并把这种方式看作是进化变化的主要源泉,认为自然选择对生物的进化不起积极作用。现代进化论坚持达尔文的渐变论思想和自然选择的创造性作用,强调进化是群体在长时期的遗传上的变化,认为通过突变(基因突变和染色体畸变)或遗传重组、选择、漂变、迁移和隔离等因素的作用,整个群体的基因组成就会发生变化,造成生殖隔离,演变为不同物种。20世纪70年代以来,一些古生物学者根据化石记录中显示出的进化间隙,提出间断平衡学说,代替传统的渐进观点。他们认为物种长期处于变化很小的静态平衡状态,由于某种原因,这种平衡会突然被打断,在较短时间内迅速成为新种。
生物的进化既包含有缓慢的渐进,也包含有急剧的跃进;既是连续的,又是间断的。整个进化过程表现为渐进与跃进、连续与间断的辩证统一。
‘叁’ 生物学及其发展历程
生物学
即生命科学(life science/biology),概括地说,生物是研究生命现象和生命活动规律的科学。作为继物理、化学之后又一高速发展的学科,正朝着宏观和微观两个方向发展。宏观观方面已经发展到全球生态系统的研究;微观方面则向着分子方向发展。生物学与众多科学结合形成了种类繁多的边缘科学,呈辐射状发展。
生物学从最开始就有2个学派,一个叫博物学派,一个是实验学派。博物学派以生态学为代表,实验学派以遗传学和分子生物学为代表。
目前国内外尚无明确一致的生命科学的定义。特别是对生命科学的范畴,即生命科学包括哪些学科没有明确一致的说法。但一般认为,生命科学是将生命世界(living world)作为一个整体来研究的一个科学分支,研究活着的生物(living organisms)和生命过程(life processes),包括生物科学(biological science)--即生物学(biology)及其分支即医药学、农林牧渔业、人类学、社会学等。生物学的分支有动物学、植物学、微生物学、解剖学、生理学、生物物理学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、神经生物学、发育生物学、社会生物学等。生命科学中生物学及其分支是生物科学的基础科学(basic science)或纯科学(pure science),医药学和农林牧渔业等是生物科学的应用科学(applied science);很显然,生物科学属于自然科学,而人类学和社会学则属于人文社会科学。所以生命科学的范畴是比较大的,包括了自然科学和社会科学两大科学领域。但是,我国教育部1998年颁布的新的高等学校本科专业目录的理工科部分中与上述生命科学自然科学部分有关的专业有生物学、生物学技术、医学、药学、农学等等,分别属于基础生物科学或应用生物科学范畴。
生物学是研究生物各个层次的种类、结构、功能、行为、发育和起源进化以及生物与周围环境的关系的科学。人也是生物的一种,也是生物学的研究对象。
20世纪40年代以来,生物学吸收了数学、物理学和化学的成就,逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。
人们已经认识的生命是物质的一种运动状态。生命的基本单位是细胞,它是由蛋白质、核酸、脂类等生物大分子组成的物质系统。生命现象就是这一复杂系统中物质、能和信息三个量综合运动与传递的表现。
生命有许多无生命物质所不具备的特性。比如:生命能够在常温常压下合成多种有机化合物;能够以远远超出机器的效率来利用环境中的物质和制造体内的各种物质;能以极高的效率储存信息和传递信息;具有自我调节功能和自我复制能力;以不可逆的方式进行着个体发育和物种的演化等等。揭示生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。
生物学的研究对象
地球上现存的生物估计有200万~450万种;已经灭绝的种类更多,估计至少也有1500万种。从北极到南极,从高山到深海,从冰雪覆盖的冻原到高温的矿泉,都有生物的存在。它们具有多种多样的形态结构,它们的生活方式也变化多端。
从生物的基本结构单位——细胞的水平来考察,有的生物还不具备细胞形态;在已经具有细胞形态的生物中,有原核细胞构成的、有由真核细胞构成的;从组织结构看,有单细胞生物、多细胞生物。而多细胞生物又根据组织器官的分化和发展而分为多种类型;从营养方式来看,有光和自养、吸收异养、腐蚀性异养、吞食异养;从生物在生态系统的作用看,有生产者、消费者、分解者等等。
生物学家根据生物的发展历史、形态结构特征、营养方式以及它们在生态系统中的作用等,将生物分成若干界。现在比较通行的认识是将地球上的生物界划分为五界:细菌、蓝菌等原核生物是原核生物界;单细胞的真核生物是原生生物界;光和自养的植物界;吸收异养的真菌界;吞食异养的动物界。
病毒是一种非细胞生命形态,它由一个核酸长链和蛋白质外壳构成,病毒没有自己的代谢机构,没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞,就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后,它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力,按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。
病毒基因同其他生物的基因一样,也可以发生突变和重组,因此也是可以演化的。因为病毒没有独立的代谢机构,不能独立的繁殖,因此被认为是一种不完整的生命形态。近年来发现了比病毒还要简单的类病毒,它是小的RNA分子,没有蛋白质外壳,但它可以在动物身上造成疾病。这些不完整的生命形态的存在说明无生命与有生命之间没有不可逾越的鸿沟。
原核细胞和真核细胞是细胞的两大基本形态,它们反映了细胞进化的两个阶段。把具有细胞形态的生物划分原核生物和真核生物,是现代生物学的一大进展。原核细胞的主要特征是没有线粒体、质体等模细胞器,染色体只是一个环状的DNA分子,不含组蛋白及其它蛋白质,没有核膜。原和生物主要是细菌。
真核细胞是结构更为复杂的细胞。它有线粒体等膜细胞器,有包以双层膜的细胞核把核内的遗传物质与细胞质分开。DNA是长链分子,狱卒蛋白以及其他蛋白合成染色体。这核细胞可以进行有丝分裂和减数分裂,分裂的结果是复制的染色体均等地分配到子细胞中。原生生物是最原始的真核生物。
植物是以光和自养为主要营养方式的真核生物。典型植物细胞都含有液泡核以纤维素为主要成分的细胞壁。细胞质中由进行光合作用的细胞器—叶绿体。植物的光合作用都是以水为电子供体的,光合自养是植物的主要营养方式,少数的高等植物是寄生的,还有更少数的植物能够捕捉小昆虫,进行异养吸收。
植物从单细胞绿藻到被子植物是沿着适应光合作用的的方向发展的。高等植物中发生了植物的根(固定和吸收器官)、茎(支持器官)、叶(光和器官)的分化。叶柄和众多分支的茎支持片状的叶向四面展开,以获得最大的光照和吸收面积,细胞也逐渐分化成专门用于光合作用、输导和覆盖等各种组织。大多数植物的通过有性生殖,形成配子体和孢子体世代交替的生活史。植物是生态系统中最主要的生产者,也是地球上氧气的主要来源。
真菌是以吸收为主要营养方式的真核生物。真菌有细胞壁,细胞壁含有几丁质,也含有纤维素。几丁质是一种含氨基葡萄糖的多糖,是昆虫等动物骨骼的主要成分,植物细胞不含几丁质。真菌没有质体和光合色素。真菌的繁殖能力很强,繁殖方式多样,主要是以无性或有性生殖产生的各种孢子作为繁殖单位。真菌分布非常广泛,在生态系统中,真菌是重要的分解者。
动物是以吞食为营养方式的真核生物。吞食异养包括捕获、吞食、消化和吸收等一些列复杂的过程。动物体的结构是沿着适应吞食异养的方向发展的。单细胞动物吞入食物后形成食物泡。食物在食物泡中被消化,然后透过膜而进入细胞质中,细胞质中溶酶体与之融合,就是细胞内消化。
多细胞动物在进化过程中,细胞内消化逐渐为细胞外消化所取代,食物被捕获后在消化道内由消化腺分泌酶而被消化,消化后的小分子营养物经过消化道吸收,并通过环系循统输送到身体的各种细胞中。
与此相适应,多细胞动物逐步形成了复杂的排泄系统、外呼吸系统以及复杂的感觉系统、神经系统、内分泌系统和运动系统等。在全部生物中,只有动物的身体构造发展到如此复杂的高级水平。在生态系统中,动物是有机食物的消费者。
在生命发展的早期,生态系统是由生产者和分解者组成的两环系统。随着真核生物特别是动物的产生和发展,两环生态系统发展成有生产者、分解者和消费者所组成的三环系统。出现了今日丰富多彩的生物世界。
从类病毒、病毒到植物、动物,生物拥有众多特征鲜明的类型。各种类型之间又有一系列的中间环节,形成连续的谱系。同时由营养方式决定的三大进化方向,在生态系统中呈现出相互作用的空间关系。因而,进化既是时间过程,又是空间发展过程。生物从时间的历史渊源和空间的生活关系上都是一个整体。
生物的特征
生物不仅具有多样性,而且具有一些共同的特征和属性。
组成生物体的生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。比如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸,种类不过20种左右,它们的功能对所有的生物都是相同的;在不同生物体内基本代谢途径也是相同的等等。这就是生物化学的同一性。同一性深刻的揭示了生物的统一性。
生物具有多层次的结构模式。对于病毒以外的一切生物都是由细胞组成的,细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。
从结构上看,细胞是由蛋白质、核酸、脂类、多糖等组成的多分子动态体系;从信息论观点看,细胞是遗传信息和代谢信息的传递系统;从化学观点看,细胞是由小分子合成的复杂大分子;从热力学上看,细胞是远离平衡的开放系统……
除细胞外,生物还有其他结构单位。细胞之下有细胞器、分子、原子,细胞之上有组织、器官、器官系统、个体、生态系统、生物圈等等。生物的各种结构单位,按照复杂程度和逐级结合的关系而排列成一系列的等级,这就是结构层次。较高层次上会出现许多较低层次所没有的性质和规律。
其他的还有很多,比如生物的有序性和耗散结构、生物的稳定性,生命的连续性,个体发育,生物的进化,生态系统中的相互关系等等。
这些都说明,尽管生物世界存在惊人的多样性,但所有的生物都有共同的物质基础,遵循共同的规律。生物就是这样一个统一而有多样的物质世界。
和其他学科一样,生物学依据自己所研究的对象,也有一些基本的研究方法——观察描述的方法、比较的方法、实验的方法等等,也都具有自己的特点。对于生物学来说,既需要有精确的实验分析,又需要从整体和系统的角度来观察生命,生物学积累了大量关于各种层次生命系统及其组成部分的资料。今天对于生命系统的规律作出定量的理论研究已经提到日程上来,系统论方法将作为新的研究方法而受到人们的重视。
生物学的分支
早期的生物学主要是对自然的观察和描述,是关于博物学和形态分类的研究。所以生物学最早是按类群划分学科的,如植物学、动物学、为生物学等。由于生物种类的多样性,也由于人们对生物学的了解越来越多,学科的划分也就越来越细,一门学科往往在划分为若干学科。
按生物类群划分学科,有利于从各个侧面认识某一个自然类群的生物特点和规律性。但无论研究对象是什么,都不外乎分类、形态、生理、生化、生态、遗传、进化等等。
生物在地球历史中有着很长的发展历史,大约有1500万种生物已经灭绝,它们的遗骸保存在地层中形成化石。古生物学专门通过化石研究历史上的生物;
生物的类群是如此的繁多,需要一个专门的学科来研究类群的划分,就产生了分类学;
形态学是生物学中研究动植物的形态结构的学科;随着显微镜的使用,形态学又深入到超微结构的领域,组织学和细胞学也就相应的建立起来了;
生理学是研究生物机能的学科,生理学的研究方法是以实验为主;
遗传学是研究生物性状的遗传和变异,阐明其规律的学科;
胚胎学是研究生物个体发育的学科;
生态学是研究生物与生物之间以及生物与环境之间的关系的学科。研究范围包括个体、种群、群落、生态系统以及生物圈等层次。揭示生态系统中食物链、生产力、能量流动和物质循环的有关规律;
生物化学是研究生命物质的化学组成和生物体各种化学过程的学科,是进入20世纪以后迅速发展起来的一门学科。生物化学的成就提高了人们对生命本质的认识。生物化学侧重于生命的化学过程、参与这一过程的物质、产品以及酶的作用机制的研究。分子生物学是从研究生物大分子的结构发展起来的,现在更多的仍是研究生物大分子的结构与功能的关系、以及基因的表达、调控等方面的机制;
生物物理学是用物理薛的概念和方法研究生物的结构、生命活动的物理和物理化学过程的学科。早期生物物理学的研究是从生物发光、生物电等问题开始的。随着生物学、物理学的发展,新概念的产生和介入,生物物理的研究范围和水平不断加深加宽。产生了量子生物学、生物大分子晶体结构以及生物控制论等小分支;
生物数学是数学和生物学结合的产物,它的任务是研究生命过程中的数学规律。
生物界是一个多层次的复杂系统,为了揭示某一层次的规律以及和其他层次的关系,出现了按层次划分的学科并且越来越受人们的重视。比如:分子生物学、细胞生物学、个体生物学、种群生物学等等。
总之,生物学中一些新的学科在不断的分化出来,另一些学科又在走向融合。生物学分可的这种局面,反映了生物学极其丰富的内容,也反映了生物学蓬勃发展的景象。
研究生物学的意义
生物与人类生活的许多方面都有着非常密切的关系。生物学作为一门基础科学,传统上一直是农业和医学的基础,涉及种植业、畜牧业、养殖业、医疗、制药、卫生等等。随着生物学理论与方法的不断进步,它的应用领域也在不断扩大。现在,生物学的影响已经扩展到食品、化工、环境保护、能源、冶金等方面。如果考虑仿生学的因素,它还影响到了机械、电子技术、信息技术等等诸多领域的发展。
生物学分支学科
植物学、孢粉学、动物学、微生物学、细胞生物学、分子生物学、生物分类学、习性学、生理学、细菌学、微生物生理学、微生物遗传学、土壤微生物学、细胞学、细胞化学、细胞遗传学、免疫学、胚胎学、优生学、悉生生物学、遗传学、分子遗传学、生态学、仿生学、生物物理学、生物力学、生物力能学、生物声学、生物化学、生物数学
与生物学相关的基础学科:化学,自然地理学,物理学,数学
‘肆’ 请介绍下进化生物学evolutionary biology
研究生物进化过程和生物群落特征的综合学科,包括生态学、行为学和分类学等。
进化生物学是生物学最基本的理论之一,由查尔斯·达尔文提出的进化论。他第一次提出自然选择是进化的一个机制。研究一个物种的进化历史以及他与其它物种间的关系的学科叫做系统分类学(phylogeny)。研究生物进化史的方法很多,例如现在使用分析生物高聚物例如DNA序列和蛋白质序列的方法,以及在通过与古生物学化石的比较进行研究。生物学家通过很多方法来分析生物进化的关系,包括利用分子生物学建立亲缘关系树,利用动植物种类史、表现型分类法和遗传分类学等等。就目前生物学家所了解的生物进化的主要事件,已经总结成生物进化时间表。
‘伍’ 生物学的发展分为哪几个阶段各个阶段有和特征 跪求答案 好人帮忙 谢谢
严格意义上的现代生物学,是从西方传到我国的。生物学是现代自然科学的一个重要分支,它的发展具有悠久的历史,大致可以分为以下四个阶段。
第一,实验生物学阶段。这个时期生物学知识主要是来自人们的日常生活和劳作经验,直到意大利文艺复兴时期(14~16世纪),生物学才开始有个重大的突破。
第二,经典生物学时期。从17世纪到19世纪中期,随着欧洲工业革命的蓬勃发展,生物学逐渐从博物学中独立出来。经典生物学时期以分门别类、观察描述为主要特点,人们从多样性的生物世界寻找统一性的理论概括,这是生物学发展过程中第一次从分析到综合的阶段。1859年11月24日,伟大的生物学家达尔文的《物种起源》一书出版,生物进化成为整个科学界讨论的中心话题和全社会共同关注的焦点,对生物学及其他有关学科的发展产生了巨大影响。
第三,从19世纪中期到20世纪中期大约100年的时间里,随着数学、物理学、化学等学科的发展及其与生物学的交叉渗透,相继取得一系列引人注目的成就。
第四,20世纪中期至今,随着分子生物学的研究的确立和研究领域的拓展,生物学的发展从此进入了一个崭新的、迅猛发展的分子生物学阶段,一些列令人惊叹的新成就接踵而来。以基因工程为核心的生物技术显现出强大的生命力,成为当今世界最令人瞩目的高新技术之一,是许多国家产业结构调整的战略重点。1990年启动的“人类基因组计划”,于2000年宣告人类基因组工作框架已经测序完成,这部“生命天书”的破译及其随后的各种“组学”研究,使人类首次在分子水平上全面认识自我,无疑对生命科学的发展产生巨大的推动作用。
‘陆’ 进化生物学专业知识点总结
进化生物学专业知识总结
第一章 绪论
一、广义进化:是指事物的变化发展,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。
二、生物进化:生物在于其生存环境相互作用过程中,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总体对其生存环境的相对适应。
第二章 生命及其在地球上的起源
一、生命的本质:作为生命实际是由核酸和蛋白质组成的,具有不断自我更新的能力,以及多方向发生突变并可复制自身的多分子体系。可见,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形式。
二、生命活动的基本特征:
1、自我更新:生物体的自我更新是一个具有同化与异化两种作用的新陈代谢过程。
2、自我复制:生物体内生物大分子的自我复制是生命活动的另一个基本特征。
3、自我调控:生命是一个复杂的自我调控的开放体系。
4、自我突变:突变常常使一个基因变成它的等位基因,并引起一定的表型变化。
三、熵:所谓熵就是用来表示某个体系混乱程度的物理量。
四、生命起源的过程:
1、从无机小分子生成有机小分子。
2、从有机小分子发展成生物大分子。
3、由生物大分子组成多分子体系。
4、由多分子体系发展成原始生命。
第三章 细胞的起源与进化
一、超循环组织模式:所谓超循环组织就是指由自催化或自我复制的单元组织起来的超级循环系统。
二、阶梯式过渡模式:在上述超循环的基础上,逐渐发展出一个综合的由非细胞到细胞演化的过渡理论。由原始的化学结构过渡到原始的细胞学说需六个步骤。
1、由不同的小分子聚合为杂聚化合物,这些杂聚化合物是进一步形成生物大分子的材料。
2、从无序的杂聚合物到多核苷酸,分子之间的选择作用有助于渡过复杂性危机。
3、多核苷酸进一步自组合成为一种较为复杂的分子系统,这时的多核苷酸还没有成为遗传载体。
4、蛋白质合成被纳入多核苷酸自我复制系统中。
5、分割结构的形成,是细胞演化的关键一步。
6、最后一步是原核细胞生命(微生物)的形成。
三、真核细胞的起源途径:
四、真核细胞起源的意义:
1、为生物性分化和有性生殖打下基础。
2、推动生物向多细胞化方向发展。
第四章 生物发展史
一、化石的概念及其形成的条件和原因
概念:化石就是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。 条件原因:1、生物死亡种群的大小。2、生物体组成部分的坚硬程度。3、生物尸体被掩埋的速度。4、掩埋的环境。5、石化的程度和速度。
二、生物界系统发展的规律:
纵观生物界系统发展的历史,不难看出生物进化的总趋势是:进步性、阶段性和多样性。
1、生物进化的进步性,表现出由低级到高级、由简单到复杂的进化趋势。
2、生物进化的阶段性,生物进化是一个连续发展的过程,在这一过程中又表现出明显的阶段性。
3、生物进化的多样性,生物在进化过程中,多样性是不断增加的,特别是每次重大灭绝之后生物多样性增加都很迅速。
第五章 生物表型的进化
一、形态结构进化的两个方向:复杂化和简化
复杂化和简化是形态结构进化的两个主要方向。复杂化是指形态结构由简单到复杂、由低级到高级的进化方向。进化的结果使形态结构越来越复杂、精密,功能也越来越完善,完成特定功能的效率越来越高。
简化是由结构复杂化向简化的一种演变过程。
二、新功能起源的基本方式
1、功能的强化,功能强化按结构水平,分为两种,即细胞与组织的功能强化和器官的功能强化。
2、功能的扩大:指结构和功能范围的扩大,某一器官原来仅有一种或少数几种功能,在进化过程中,该器官的功能得到扩大,由一种功能发展成具备多种功能。
3、功能的更替:指动物在进化过程中,由于环境的改变,原先次要的功能逐渐转化为主要的功能,随着功能更替,器官也发生相应的变化。
三、行为的进化:行为在这里主要指动物行为,行为的进化经历了趋性、发射、本能、低级学习行为、高级学习行为等发展环节,动物越低等,低级行为成分占的比例越大;反之,动物越高等,高级行为(学习行为)所占行为总量的比例越高。
四、利他行为的进化
利他行为也称利他主义,指的是一个个体的行为对接受者带来好处的同时,对行为完成者带来损失。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存活能力和繁殖后代的能力。
第六章 生物的微观进化
一、微观进化:微观进化是无性繁殖系或种群在遗传组成上的微小差异导致的微小变化。微观进化是进化的基础,多种微观进化汇集的结果即表现为宏观进化。
二、种群:种群是随机互交繁殖的个体集合,又称为孟德尔种群,种群是有性繁殖的基本单位。
三、基因频率:是指群体中某一等位基因在该位点上可能出现的基因总数中所占的比例。
四、基因型频率:是指某种基因型的个体在群体中所占的比例。
五、遗传平衡:指在一个大的随机交配的群体里,基因频率和基因型频率在没有迁移、突变和选择等条件下,世代相传,不发生变化的现象。
六、改变基因频率的因素
1、突变对基因频率的影响;2、在选择作用下基因频率的变化;3、迁移对基因频率的影响;
4、遗传漂变对基因频率的影响
七、自然选择的类型
1、正态化选择;2、单向性选择;3、分裂性选择;4、平衡性选择;5、性选择
八、自然选择的意义
1、自然选择是一个创造性过程。
2、自然选择是一个决定性过程。
九、适应:生物适应是指生物的形态结构和生理机能与其赖以生存的一定环境条件相适合的现象。
十、适应在进化中的作用
1、适应与种内进化有非常密切的联系,他可以导致物种分化,使之产生一些新类型。
2、适应必然带来种的繁殖和物种分布范围的扩大,同时又因为环境变化的随机性、不定向性,生物必须及时地对变化了的环境快速适应。
十一、微观进化在生物进化中的意义
1、生物进化意味着基因频率的改变。微观进化正是通过基因频率的变化积累产生的,这种累积的结果即导致种内进化。
2、微观进化是生命体保持其连续性所必须的。
3、微观进化使物种的基因库更加丰富。
第七章 物种与物种的形成
一、物种:物种是生命存在的基本形式,体现了生物界统一性中的多样性,连续性中的不连续性,不稳定性中的相对稳定。
二、物种形成的三个基本环节
1、可遗传的变异是物种形成的原材料。
2、选择影响物种形成的方向。
3、隔离是物种形成的重要条件。
三、物种形成的方式(详见课本157页)
1、渐进的物种形成。2、骤变式的物种形成。
第八章 生物的宏观进化
一、特化式进化:特化式进化又称特异适应,是指由于生物对各种不同生活环境的适应,从而出现的多方向的分化,表现在生物体形态结构、生理功能等方面并没有质的提高和改变,其进化水平属于同一等级。
二、表型趋异:是指后裔的平均表型相对其祖先表型的偏离。
三、谱系趋异:是指一个单源群内代表不同进化方向的线系之间,因种形成速率和灭绝速率的差异而造成的谱系不对称性。
四、灭绝的生物学意义
1、灭绝是生物圈在更大的时空范围内的自我调整,物种灭绝是生物在与环境相互作用的过程中,生物不能适应剧烈变化的环境而必然付出的代价。
2、灭绝对生物进化具有巨大的推动作用。灭绝在无情地将原有的一些适应类型推向灭亡的同时。又为崭新的适应类型的诞生创造了机遇。
第九章 生物遗传系统的进化
一、染色体数目的的进化与增减途径
1、染色体数目的进化:染色体的数目具有种属特异性,这种种属特异性是进化的结果。染色体数目的变化有的表现为数目的增加,有的表现为数目的减少。前者如普通小麦的起源,后者如果蝇属中染色体数目的进化。
2、染色体增减的途径:一种是基本染色体组整倍的增减,形成整倍体;一种是染色体组内个别染色体的增减,使细胞内染色体的数目不成基数的完整倍数,导致非整倍体的产生。
二、染色体结构的改变及改变途径
染色体结构的改变一方面是由于外界因子作用的结果,另一方面也可由生物体自身的生理生化过程、代谢失调、衰老以及物种间杂交等因素造成。改变途径主要有缺失、重复、倒位和易位等。
三、新基因的起源
在进化中,一方面基因可获得新的功能,另一方面又可有新的基因产生。形成新基因的常见途径是基因重复、另外还有基因延长和外显子改组。
四、结构域与进化
蛋白质中的域是蛋白质分子内的一些特定的区域,他们往往有相当明显的边界。具有特定功能的域称为功能域,而三维结构上稳定且致密的域称为结构域。由于结构域是蛋白质的一种结构单位,有时还是一种功能单位,所以,他们就有可能作为不同蛋白质的模块,即可在不同的蛋白质中存在并发挥其作用。结构域是研究进化的好素材。
第十章 分子进化和分子系统学
一、分子进化的特点
1、分子进化速率的恒定性。2、分子进化的保守性。
二、分子进化保守性的体现
1、生物大分子在进化过程中结构上的变化速率较慢,氨基酸的平均变化速率为10-9数量级。
2、生物大分子内部功能区结构变化较慢,而且功能越重要的区域变化速率越慢。
3、蛋白质中某些氨基酸或核苷酸的变化速率较慢,越重要的氨基酸变化越慢。
4、结构和化学性质相近的氨基酸之间的替换,比结构和化学性质不同的的氨基酸之间的替换更容易发生。
三、分子进化的中性突变理论
其主要观点是分子水平上的进化大都不是通过达尔文的自然选择,而是由选择中性或近中性突变基因的随机固定实现的。
中性突变理论的本质是分子突变从严格的意义上讲是选择中性的,即对生物本身来讲既无利也无害,他的命运几乎取决于遗传上的随机固定,所以在分子进化的过程中,突变压和随机固定起着重要作用。只有进一步导致形态和生理上的差异后自然选择才能发挥作用。
四、分子系统树的概念
生物大分子的进化速率是相当恒定的,它的变化量应该和该分子所经历的时间呈正相关,即生物大分子的改变是进化时间的函数,其数学表达式为:Kaa=Kaa/2T.由此式可以看出,不同生物的某一同源大分子之间的差异与所比较的生物从共同祖先分歧后的时间呈正比。由此可以确定不同生物在进化过程中的地位、分歧时间以及亲缘关系,建立该分子的系统树。
第十一章 人类起源与进化
一、人类的双重属性
人类是生物界进化发展的结果,是自然界的产物,因而人类不可避免地具有自然属性,即人的生物学属性。另一方面,人的社会进化始终伴随着人类的生物学进化。因此,人类又表现出社会性的一面,人属于一定的社会或一定的文化系统。人的社会属性和生物学属性产生两种不同的人的概念,即社会人的概念和自然人的概念。
二、从猿到人体质形态和行为特征的主要变化
人类起源于猿类,经过一系列中间过渡类型演变成现代人。在这一过程中,人类的体质形态和行为特征等方面发生了很大的变化。这些变化主要表现在身体结构的改变、前后肢分工、直立行走、使用和制造工具、语言的产生以及智力的产生和发展。
三、人类起源发展的几个阶段
南方古猿阶段、能人阶段、直立人阶段、智人阶段
‘柒’ 生物的进化过程是什么
地球上的生命,从最原始的无细胞结构状态进化为有细胞结构的原核生物,从原核生物进化为真核单细胞生物,然后按照不同方向发展,出现了真菌界、植物界和动物界。
植物界从藻类到裸蕨植物再到蕨类植物、裸子植物,最后出现了被子植物。
动物界从原始鞭毛虫到多细胞动物,从原始多细胞动物到出现脊索动物,进而演化出高等脊索动物──脊椎动物。脊椎动物中的鱼类又演化到两栖类再到爬行类,从中分化出哺乳类和鸟类,哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物,这就是人 。
(7)进化生物学可以学到什么时候扩展阅读:
生物进化差异性产生原因:
多细胞生物既有时间上的分化,又有空间上的分化。在个体的细胞数目大量增加的同时,分化程度越来越复杂,细胞间的差异也越来越大,而且同一个体的细胞由于所处位置不同而在细胞间出现功能分工,头与尾、背与腹、内与外等不同空间的细胞表现出明显的差别。
胚胎发育不仅需要将分裂产生的细胞分化成具有不同功能的特异的细胞类型, 同时,要将一些细胞组成功能和形态不同的组织和器官,最后形成一个具有表型特征个体。
‘捌’ 结合现代生物学的发展谈一下对进化理论的认识!(字数尽量多一点,不懂的不要回)*^_^*
自达尔文1859年发表《物种起源》(The Origin of Species)一书以来,“进化”(evolution)已逐渐成为生物学文献中出现频率最高的词汇之一,进化生物学(evolutionary biology)则成为当今生命科学中一个重要的前沿领域。
纵观150年来,随着科学界对生物进化现象的认识不断深化,人们对达尔文进化论的理解也随之不断深入,进化论自身也走过了曲折的发展之路。除了像其他任何一种科学理论一样需要补充和修正外,进化论还经受了来自科学领域之外的一次又一次挑战。今天,分子水平的生物进化研究正在蓬勃兴起,人们对进化论的兴趣有增无减,同时也提出了更高的要求,即以进化论为核心的进化生物学研究不仅应能够解释各种复杂生命现象,重建生物的自然历史,而且还应具有一定的预测性和应用潜力。因而,藉纪念达尔文(C. Darwin)诞辰200周年和《物种起源》出版150周年之际,回顾进化论与进化生物学的发展历程,将有助于我们全面了解该领域的科学理论与知识,并用于指导21世纪生命科学的研究。
进化论的科学本质
进化论从本质上改变了人们对地球生命现象的理解。进化论围绕生物多样性的起源与发展,引导人们探索各种生物之间的亲缘关系(或称进化谱系)。例如,作为地球生物的一员,人类究竟何时又是如何在地球上出现的?不同人种或不同人群之间关系如何?人类与其他生物(如细菌)有何种进化上的关联?如此等等,进化论为我们提供了科学的解释。
在进化论中,具有有益性状的生物存在差异的繁殖优势被称为自然选择(natural selection),因为是自然来“选择”提高生物生存与繁殖能力的性状。如果生物的突变性状降低其生存与繁殖能力的话,自然选择就会减少这些性状在生物群体中的扩散。人工选择也是一个类似的过程,但在这种情况下是人而不是自然环境使生物交配以选择理想的性状。最常见的莫过于通过人工选择来获得人们所需的家畜品系和园艺植物品种等。
迄今为止,支持进化论的证据层出不穷,从中华龙鸟化石的发现到酵母实验进化的分析,不胜枚举[1]。近年来比较突出的例子有加拿大北部“大淡水鱼”化石的发现。科学家们根据进化理论和化石分析预测出浅水鱼类向陆地过渡阶段的大致时间,随后他们将目光投向加拿大北部努维特地区的埃尔斯米尔岛,那里有大约37 500万年前的沉积岩。通过四年的努力,科学家们终于从岩层中发掘出命名为“Tiktaalik”(因纽特人的语言中意为“大淡水鱼”)的生物化石,它既具有许多鱼类特征,又具有早期四足动物的典型特征,而它的鳍包含骨骼,可形成类似于有肢动物的肢体,用来移动和支撑躯体[2]。“大淡水鱼”的发现证实了科学家们基于进化论的预测。反过来,对于进化论预测的证实也提高了达尔文理论的可信度。的确,每一种科学理论本质上都要具备对尚未观察到的自然事件或现象作出预测的能力。
另一个经典的例子是科学家们对特立尼达岛阿立波河中的虹鳉鱼进行的观察与实验。按照进化理论,不同时间尺度上的自然选择可能产生全然不同的进化效应。在仅仅几个时代的周期内,生物个体就有可能产生小规模的变异,可称之为微进化(microevolution)。科学家们发现,生活在阿立波河中的虹鳉鱼无论是其幼体还是成体均遭受较大鱼类的捕食,生活在河流上游小溪中的虹鳉鱼只有其幼体会被较小鱼类捕食,因而长期的进化过程导致该河流中的虹鳉鱼个体较小(更易于躲避捕食者),而溪流中的虹鳉鱼则个体较大(不易被较小的鱼类捕食)。科学家们将河流中的虹鳉鱼置于原来没有虹鳉鱼种群的溪流中,发现它们仅仅在20代后就进化出了溪流中虹鳉鱼的特性[3]。
毋庸讳言,在科学上,我们不可能绝对肯定地证明某种解释是完美无缺的,或者是终结性的。然而,迄今为止,许多科学解释已经被人们反复检验,不断增添的新观察结果或新的实验分析很难对其作出重大改变。换言之,科学界已广泛接受这些解释,它们是以观察自然世界获得的证据为基础的。进化理论就是其中一个代表。从这一点出发,我们可以明确地将从科学上补充和完善进化论与从宗教上反对进化论的证据区分开来。
综合进化论
达尔文之后的进化论经过魏斯曼(A. Weismann)等人的“过滤”,去除了拉马克(J. B. Lemarck)“获得性状遗传”等学说的影响,形成了“新达尔文主义”。然而,更为重要的修正来自于20世纪的遗传学革命以及多学科的综合作用。