进化生物学课后答案
第一章 绪论 习题 一、名词解释
1、生物进化论:生物进化论就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。主要研究对象就是生物界的系统发展,也包括某一物种
2、进化生物学:就是研究生物进化的科学,不仅研究进化的过程,更重要的就是研究进化的原因、机制、速率与方向。(研究生物
进化的科学,包括进化的过程、证据、原因、规律、演说以及生物工程进化与地球的关系等。)
3、灾变论:认为地球在不同时期,不同地点发生了巨大的“灾难”,毁灭了当时的动植物,以后由其她地方迁来的新的类型,所以不同地层有不同化石的类型。(多次创造,每次均不同。认为生物的改变就是突然发生的,就是整体地消灭与整体地重新被创造的。反对一个物种
从另一个物种演变而来的思想。)
4、中性突变:中性突变就是指不影响蛋白质功能的突变,也即既无利也无害的突变,如同工突变与同义突变。
5、进化: 进化指事物由低级的、简单的形式向高级的、复杂的形式转变过程。广义进化就是指事物的变化与发展。涵盖了天体的消长,生物的进化,以及人类的出现与社会的发展。
6、生物进化: 生物进化就就是生物在与其生存环境相互作用的过程中,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。
7、神创论: (物种不变论)地球上的生物,都就是上帝按照一定计划与一定目的,一下子创造出来的。并且当初创造后物种没有实质性的变化,物种数也无增减,各种之间也无亲缘关系。在18世纪的欧洲占统治地位 二、进化生物学研究的对象就是什么？
进化生物学就是研究生物进化的科学,不仅研究进化的过程,更重要的就是研究进化的原因、机制、速率与方向,也就就是说进化生物学就是回答:“为什么”的科学,就是追究实物或过程的因果关系的科学。它不仅要从生物组织不同层次揭示进化的原因,也要从时间上追溯进化的过程。 三、比较拉马克学说与达尔文学说的异同。 相同点:
1二者均认为物种就是可变的,而就是在自然界里,在环境的影响下,发生变异,并且从一种生物类型变为另一种生物类型。 2二者均主张生物的进化史渐进的。 不同点:
1达尔文进化论的一个重要方面就是她主张物种演变与共同起源,她认为地球上现今生存的物种都就是曾经生存的物种的后代,溯源于共同的祖先。共同起源就是生物进化一元论的观点,而拉马克则就是认为最原始的生物源于自然发生,各系统或群体生物并不起源于共同祖先,就是典型的生物进化多元论的观点。
2二者对适应起源瞧法比不同。按照拉马克瞧法,用进废退或获得性遗传就是一步适应,也称直接适应,即变异就是定向的,“变异＝适应”。按照达尔文的瞧法,适应就是两步适应,也称间接适应,第一步就是变异的产生,第二步就是通过生存斗争的选择,即变异就是不定项的,“变异≠适应”。
3、拉马克学说就是在同灾变论的斗争中创立的,达尔文学说就是在同神创论的斗争中创立的。 四、简述现代综合进化论的主要内容。 现代综合进化论的主要内容有以下几个方面:
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。主张两步适应即变异经过选择的考验才能形成适应。 第二,认为种群就是生物进化的基本单位,进化机制的研究属于群体遗传学的范畴。第三,认为突变、选择、隔离就是物种形成与生物进化的机制。
五、您认为中性突变进化学说就是对达尔文学说的否定不？为什么？
否。因为达尔文注意到了变异的有害性与有利性,而中性突变进化学说注意到的就是既无利也无害的所谓中性突变,应该说就是从不同角度,不同层次瞧问题的结果,使达尔文学说得到了补充与发展。且中性说就是始终以分子水平的结构来提问题的,而达尔文学说就是从表型水平来说的,二者并不相矛盾。 六、谈谈您对进化生物学发展新方向的见解(P15) 思考题 一、您如何瞧待“美国的猴子事件”？(P14)
二、您认为“智慧设计”理论就是正确的不？为什么？(P14)
三、举例说明达尔文的进化理论在农业生产中的应用(P10生存斗争、P11人工选择) 四、用达尔文的进化理论解释“螳螂捕蝉黄雀在后”、“以虫治虫”与“以菌治虫”。 螳螂捕蝉黄雀在后:螳螂以蝉为食,而黄雀又以螳螂为食,存在着吃与被吃的关系。
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以虫治虫:生物防治,充分发挥农作物害虫天敌的作用,降低农作物生产成本,促进农业增收,保护生态环境。
以菌治虫:以菌治虫又称微生物治虫,主要就是利用利用害虫的病原微生物防治害虫,自然生态系统中,昆虫的疾病就是抑制害虫发生的一个重要因素,此外主要指微生物侵染的虫病
第二章 生命及其在地球上的起源 习题 一、名词解释
1、自我更新:生物的自我更新世一个具有同化与异化两种作用的新陈代谢过程。 2、熵:就是用来表示某个体系混乱程度的物理量。
3、耗散结构:就是指开放系统远离平衡态时出现的有序结构。
4、团聚体:20世纪50年代奥巴林曾将白明胶水溶液与阿拉伯胶水溶液混合,发现混合后使原本澄清的液体变得浑浊了,取少许制片,显微镜下观察发现了许多大小不等的小滴,把它们称为团聚体。
5、类蛋白质微球体: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℃,在显微镜下观察会瞧到大量直径为0、5~3微米的均一球状小体,即类蛋白质微球体。 6、还原性大气:含有还原性气体(CH4、CO、H2等)而含氧量很低的气体(烟气)氛围 二、简述生命的本质。
生命就其本质而言也就是物质的,它就是物质存在与运动的一种特殊形式。地球上的所有生物在其化学组成上有其同一性,在结构上表现了高度的有序性,在功能上具有复杂性。作为生命活动的基本特征就是自我更新、自我复制、自我调控与自我突变。所以,生命实际上主要就是由核酸与蛋白质组成的,具有不断自我更新的能力的,以及向多方向发生突变并可复制自身的多分子体系。生物体就是一个开放系统,不断地与环境进行着物质与能量的交换,不断地从环境吸取负熵,用以克服自身还活着的时候不得不产生的全部的熵,就是一个远离平衡态的有序结构。 三、生物体新陈代谢的特点就是什么？
生命活动的基本特征:自我更新、自我复制、自我调节、自我突变
1、生物体的新陈代谢过程就是一个对立统一的过程,就是生物体新陈代谢作用自我完成的动力源泉。同化作用于异化作用就就是对立的相反过程,又就是统一的。这种统一性首先表现为相互依存,即同化作用为异化作用提供了物质基础,而异化作用为同化作用提供了能量。其次,表现为互相转化,即同化作用使外界物质转化为自身物质,而异化作用使自身物质转化为外界物质,循环往复,使生物自身的有序性得到维持。第三表现为相互渗透,即在合成作用中包含了分解作用,在分解作用中又有合成作用的存在。
2、还表现在生物体与外界环境调节的特殊联系上。这种联系,首先就是生物体在生长发育过程中需要一定的环境调节,主动地从周围环境中吸取自身所需要的营养物质,体现了主动性与选择性。其次,这种联系也就是神物体生存与发展的必要条件。
四、试述Dayhoff假说的内容及其合理性。
内容:最原始的三体密码大概就是GNC三体密码。第一次扩展时由GNC扩展为GNY,Y代表C或U两种嘧啶。第二次扩张时由GNY扩展为RNY,R代表G或A两种嘌呤。第三次扩展就是由RNY扩展为RNN。最后一次扩展就是由RNN扩展为NNN。
合理性:Dayhoff及其同事认为密码的进化路线就是由GNC→GNY→RNY→RNN→NNN。在这一进化路线中,在GNC与GNY阶段,仅第二位碱基才决定氨基酸的种类,实质上相当于单体密码;在RNY密码中第一位剪接与第二位碱基共同决定氨基酸种类,因此相当于二体米娜;在RNN与NNN密码中,三位碱基都不同程度地参与了氨基酸种类的决定,实质上已过渡到真正的三体密码。所以,Dayhoff及其同事的密码进化学说包含了过去的一体、二体、三体学说,就是目前最合理的假说。 五、试述生物大分子起源研究的最新进展(P35)
六、米勒模拟早期地球的简单能源进行的实验有什么意义？
1、米勒的实验为生命起源的化学演化提供了实验依据。米勒模拟早期地球的条件,采用火花放电,烧瓶中的CH4,NH3,H2,与H2O(水蒸气),反应一周后得到了11中氨基酸。其中甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸与缬氨酸就是普通蛋白质中含量最多的几种氨基酸)
2、开创了通过实验研究生命起源的新阶段。 思考题 一、生命与非生命的区别点就是怎样的？
生命就其本质而言就就是物质的,它就是物质存在与运动的一种特殊形式。地球上的所有生物在其化学组成上有其统一性,在结构上表现了高度的有序性,在功能上具有复杂性。作为生命活动的基本特征就是自我更新、自我复制、自我调控、自我突变。所以,生命实际上主要就是由核酸与蛋白质组成,具有不断自我更新的能力,以及向多方向发生突变并可复制自身的多分子体系。生物体就是一个开放的系统,不断地与环境进行着物质与能量的交换,不断地从环境吸取负熵,用以克服自身还活着
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时不得不产生的全部的熵,就是一个远离平衡态的结构。 三、谈谈您对生物大分子起源的瞧法(P35)
四、什么就是温室效应？造成温室效应的原因及危害怎样？我们应当采取哪些措施进行预防？(P32) 温室效应就就是因大气吸收生热红外线辐射使地球气温持续上升的效应。
原因:主要就是由温室效应气体引起。CO2 就是温室效应气体的主要成分,它吸收生热红外线的热量不能散发的原因就是CH4、N2O、氯氟烃及CO等痕量元素填补了CO2、水汽、O2分子间的空隙,阻止热量散发,增强了温室效应。
危害:温室效应的直接后果就是造成地球气温持续上升,其次会因为水温上升导致冰川消融,第三就是全球将面临干旱,第四就是疾病大量流行。
措施:1、减少森林的砍伐,特别就是热带雨林,它们就是吸收CO2的主力军;
2、减少有害气体的排放:a、改变燃料结构,b、节约能源,c、采用核能; 3、召开国际会议,制定签署限制生产氯氟烃的条约;
4、选育替代作物,育种目标应该逐渐明确,抗高温、抗干旱将就是不可替代的,提倡节水农业,种植抗旱作物。
第三章 细胞的起源与进化 一、名词解释:
1、超循环组织模式:指由自催化或自我复制的单元组织起来的超循环系统 2、分子准种:分子系统也存在着类似物种的系统组合,叫分子准种。
3、内共生起源学说:真核细胞的线粒体与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近细胞内,与宿主进行长期的共生,而逐步演化为重要的细胞器。
4、渐进式起源学说:用内胞形成与细胞内间隔作用的渐进发展解释细胞核与细胞器的起源。
认为细胞内的细胞器与细胞核的形成就是由原始的原核细胞,通过一系列DNA复制与质膜的内陷,形成了双层膜的结构。用内胞形成与细胞内间隔作用的渐进发展来解释细胞核与细胞器的起源。
5、阶梯式过度模式:包括6个阶梯式步骤。它说明原始细胞的起源就是一个由多种原始生物大分子系协同驱动的有序自组织过程,该系统的哥哥主要阶段受内部的动力学稳定与对外环境的适应等因素的选择。
原始细胞的起源就是一个由多种原始生物大分子协同驱动的有序自组织过程,该系统的各主要阶段受内部的动力学稳定与对外环境的适应等因素的选择。
6、分子准种:超级循环系统存在着类似物种的系统组合,叫做分子准种(moleculas quasispecies),选择可以作用于这些分子准种而促使其进化。
7、古细菌:又名原细菌,就是与人类生活无直接关系的元与生物,能存在高温高压货高盐或极为低温,干旱的环境,属化能自养极端嗜热的细菌。
8、膜进化理论:膜分化导致代谢分隔,从而细胞器与细胞核起源。主张从原核细胞到真核细胞就是渐进的、直接的进化过程 9、达尔文式进化:受生物学规律支配的生物学过程, 属于由变异、遗传、选择等因素驱动。
二、由非细胞形态的化学进化过度到具有细胞形态的生物学进化的过程中,哪一个环节就是细胞进化的关键环节,为什么？
分隔结构的形成。新形成的多核苷酸基因系统必须个别地分隔开来才能通过选择,实现优化,基因的翻译产物才能接受选择作用,从而实现基因型与表型区分。原始细胞结构满足了这一要求,它就是一种能稳定地连续保持其特征的分隔结构,它的分裂过程就是其多核甘酸(基因)系统复制、蛋白质合成与形成新的分隔结构等三者同步的过程。 三、真核细胞起源的内共生学说的合理性表现在那些方面,还存在哪些不足？ 合理性:
1、在膜形态结构上,线粒体与细菌相似,叶绿体与蓝藻相似。在化学组成上,内外膜不一致,线粒体外膜与真核细胞的质膜相似,而线粒体的内膜与原核细胞的质膜相似。
2、线粒体与叶绿体都就是半自主性细胞器,它们像细菌一样,以二分裂方式进行繁殖,这些特征具有曾就是独立生存的生物性质。它们所含的DNA均为裸露的环状分子。
3、线粒体、叶绿体的核糖体在大小与对蛋白质合成的抑制剂反应性质上与原核生物相似。 4、现今的生物中,有些真核细胞中存在有共生现象。
5、分子进化方面的证据,根据16SrRNA序列比较分析,红藻的叶绿体毫无疑问就是从蓝藻来的。 6、同工酶与代谢途径研究的证据也支持内共生学说。 不足:
1、只重视形态学方面而忽视细胞生理与生化特征。 2、不能很好的解释细胞核的起源。 四、为什么说真核细胞更可能起源于古细菌？
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因为研究发现古细菌的一系列分子生物学与细胞生物学特征与真核生物有不少相似之处。例如,古细菌的细胞壁不含真细菌细胞壁的成分(胞壁酸),与真核细胞一样不受抑制细菌细胞壁合成的抗生素影响;真细菌的起始性甲硫氨酰tRNA需甲酰化,而古细菌与真核生物的都没有甲酰化;古细菌可利用真核生物的氨基酰tRNA合成酶;古细菌与真核生物的肽链延长因子对白喉毒素均有反应;古细菌的5S rRNA与真核生物的较相似,真细菌的5S rRNA则与线粒体与叶绿体的较相似;古细菌的核糖体蛋白与真核生物的相似;古细菌对作用于核糖体的抗生素的反应与真核生物的一致;古细菌的RNA聚合酶与真核生物的相似(亚基组成,对抗生素与药物的反应)。(具体请参照课本P56表3-1) 五、简述真核细胞起源对生物进化的意义 1)为生物性分化与有性生殖打下基础。 2)推动生物向多细胞化方向发展。 思考题 一、为什么说细胞生命的出现标志了真正生命进化的开始？
1、细胞就是地球上一切生命最基本的结构形式,就是现在生物的共同的始祖。 2、细胞就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就是巨大的,多数学者把细胞生命瞧作就是真正的生命,细胞生命出现之前的进化就是化学进化,细胞生命出现之后的进化史生物进化。前者就是受化学规律支配的化学过程,后者就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、您认为达尔文的进化理论可以解释细胞的化学进化不？(P53)
第四章 生物发展史 习题 一、名词解释:
1、化石:化石就就是经过自然界的作用保存于地层中的古生物的遗体、遗物与它们生活的遗迹。 2、标准化石:存续时间相对较短,以致可以用其作为所在地质年代标志的化石叫标准化石。 3、五界说:将生物界分为动物界、植物界、真菌界、原生生物界与原核界。
4、三放型腰带:组成髋臼的三块骨骼侧面观呈三射式:髂骨背向延伸,耻骨向前下方或下方延伸,而坐骨向后下方延伸。蜥臀类恐龙具有的腰带结构。
5、四放型腰带:组成髋臼的三块骨骼侧面观呈四射式:髂骨背向延伸,耻骨前突前伸,耻骨主干向后下方与坐骨主干平行延伸,形成与鸟类腰带相似的结构。鸟臀类恐龙具有的腰带结构。
6、硅化木:硅化了的植物次生木质部,原物质成分已被氧化硅交代,就是最为常见的木化石类型。 二、化石按照保存的特点可分为哪几类？决定化石形成的因素有哪些？ 化石按照保存:
1、遗体化石 2、模铸化石 3、遗物化石 4、遗迹化石
决定化石形成的因素:1、生物死亡种群的大小
2、生物体组成部分的坚硬程度。 3、生物尸体被掩埋的速度 4、掩埋的环境 5、化石的程度与速度
三、地质年代划分的原则就是什么？地质史划分为哪几个代？每个代又包括哪些纪？(P70)
地质学家根据底层叠加原则及标准化石,将地质史划分为6个代,由早到晚依次就是冥古代、太古代、元古代、古生代、中生代与新生代。
新生代 全新纪 更新纪 上新纪 中新纪 渐新纪 始新纪 古新纪 白垩纪 中生代 侏罗纪 三叠纪 二叠纪 石炭纪 古生代 泥盆纪 志留纪 奥陶纪 寒武纪 前寒武纪 四、简述马的进化史(P85) 1、始新世的始新马,也称始马,前肢4趾,后肢3趾;臼齿低尖型,6个尖,低冠。
2、渐新世至中新世的渐新马,也称中马,前肢3趾尚有第5趾的遗迹,后肢3趾;臼齿脊牙型,低冠。 3、中新世晚期的中新马,也称买内马,前后肢都就是3趾,中趾着地;臼齿脊牙型,高冠,齿面加大。
4、上新世的上新马,结构与现代马相似。前后肢都只有中趾显露,第2、4趾完全丧失了它们祖先的功能,只剩下枝状的痕迹。牙齿也更为进化
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5、真马就是通过家养驯化逐渐形成了各种马的品种。
(1)体型增高、变大;
(2)趾数减少。中趾加强,侧趾退化;
(3)臼齿由低冠变为高冠,齿面加大,齿面构造复杂化。 思考题 一、怎样利用放射性现象测定岩龄? (P72) 二、怎样理解生物界系统发展的发展规律？
生物进化的总趋势就是:进步性、阶段性与多样性。
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:神武的进化过程就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,多样性就是不断增加的,特别就是每次重大灭绝之后生物多样性增加都很迅速。
三、有人认为,化石记录不能普遍证明较高级的分类群就是从先前存在的类型进化而来,在许多谱系演化中,确实无中间类型化石存在,试说明这种情况的原因？
按照间断平衡理论,新种可以突然形成,迅速的突变就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。
四、大多已存在的昆虫与爬行类的科比大多数存在的哺乳类的科古老,怎样说明这一事实？这意味着昆虫与爬行类比哺乳类进化慢不？(P83) 影响生物进化速度的因素
1、 生物自身因素的影响 ①生物进化的速度与生物体的结构水平相关。适合度、忍受变异的能力。
②生物种群的繁殖方式也影响着生物进化的速度。有性繁殖、异花授粉 ③生物种群的大小与发生变异的能力的影响。
2、 环境对进化速度的影响:环境的剧变可以产生较大的选择压力,引起或促进生物体发生变异,从而促进新种的形成。未被占据的生态位为新种的发展提供了外部条件。
第五章 生物表型的进化 习题 一、名词解释
1、行为:可分为动物行为与植物行为;动物行为就是指动物体感受信息后的有规律的适应性活动,包括能直接观察到的一切动物状态,如动物的活动形式、发声、身体姿势以及体色的改变、气味的释放、假死、拟态等都属于动物的行为范畴;植物行为包括植物的生长、分泌等,表现为向性,如根的像地性,茎的负向地性等。 2、信号:就是指能引起动物发生行为反应的任何符号、姿态与标志等。
3、进化稳定对策(ESS):就是基于最适性理论提出的,用于解释动物的各种行为对策的一种理论。当种群内所有个体均采取某种对策后,若其她对策者不能入侵该种群,在进化上,此种对策则就是稳定的,此即ESS概念。 4、“有产者”原则:就是指斗争中资源(食物、领域、配偶)占有者往往处于优势。
5、亲缘选择:对有亲缘关系的一个家族与家族中的成员所起的自然选择作用。亲缘关系越近,动物彼此合作倾向与利她行为也就越强烈;亲缘越远,则表现越弱。
6、性选择:指与性别相联系的动物的形态结构与行为特征等方面的进化压力来自异性之间的相互选择。 二、新构造的起源及其在进化中的意义就是什么？
生物的多功能性就是器官系统发育变异的基础,基因的多效性就是新构造、新器官形成的基础。基因多效性即一个基因控制若干性状的特征。随着环境的改变,某些原先没有多大适应意义的特征可能对新环境具有较大的适应性,因而会得到保存与加强。
三、新功能的起源及其在进化中的意义就是什么？
生物在适应进化中,随着环境的改变,一些适应新环境的功能也随之出现。在系统发展过程中功能就是最活跃的因素,常常出现的矛盾就是新功能与旧结构之间的矛盾,矛盾的结果往往就是创造新的结构满足新功能。新功能的出现具有重要的进化意义,使生物能够更好地适应环境。
四、简述利她行为的生物学意义及其进化机制。(P105)
利她行为对行为表达着与行为接受者都具有一定的生物学意义。利她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。利她行为给行为接受者所带来的最直接的好处就就是帮助其提高了适合度(存活能力与繁殖后代的能力)。
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