进化生物学---课后答案

进化生物学课后习题1/241第一章绪论习题一、名词解释1、生物进化论：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。主要研究对象是生物界的系统发展，也包括某一物种2、进化生物学：是研究生物进化的科学，不仅研究进化的过程，更重要的是研究进化的原因、机制、速率和方向。（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，以后由其他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。认为生物的改变是突然发生的，是整体地消灭和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，如同工突变和同义突变。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，以及人类的出现和社会的发展。6、生物进化:生物进化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，都是上帝按照一定计划和一定目的，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是什么？进化生物学是研究生物进化的科学，不仅研究进化的过程，更重要的是研究进化的原因、机制、速率和方向，也就是说进化生物学是回答：“为什么”的科学，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、比较拉马克学说和达尔文学说的异同。相同点：1二者均认为物种是可变的，而是在自然界里，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是他主张物种演变和共同起源，他认为地球上现今生存的物种都是曾经生存的物种的后代，溯源于共同的祖先。共同起源是生物进化一元论的观点，而拉马克则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，是典型的生物进化多元论的观点。2二者对适应起源看法比不同。按照拉马克看法，用进废退或获得性遗传是一步适应，也称直接适应，即变异是定向的，“变异＝适应”。按照达尔文的看法，适应是两步适应，也称间接适应，第一步是变异的产生，第二步是通过生存斗争的选择，即变异是不定项的，“变异≠适应”。3、拉马克学说是在同灾变论的斗争中创立的，达尔文学说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、隔离是物种形成和生物进化的机制。五、你认为中性突变进化学说是对达尔文学说的否定吗？为什么？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。六、谈谈你对进化生物学发展新方向的见解（P15)进化生物学课后习题2/242思考题一、你如何看待“美国的猴子事件”？（P14）二、你认为“智慧设计”理论是正确的吗？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”和“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。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：是用来表示某个体系混乱程度的物理量。3、耗散结构：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和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℃，在显微镜下观察会看到大量直径为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是物质的，它是物质存在和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是自我更新、自我复制、自我调控和自我突变。所以，生命实际上主要是由核酸和蛋白质组成的，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。生物体是一个开放系统，不断地与环境进行着物质和能量的交换，不断地从环境吸取负熵，用以克服自身还活进化生物学课后习题3/243着的时候不得不产生的全部的熵，是一个远离平衡态的有序结构。三、生物体新陈代谢的特点是什么？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是一个对立统一的过程，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是对立的相反过程，又是统一的。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，体现了主动性和选择性。其次，这种联系也是神物体生存和发展的必要条件。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。第三次扩展是由RNY扩展为RNN。最后一次扩展是由RNN扩展为NNN。合理性：Dayhoff及其同事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和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密码中第一位剪接和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和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，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，和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、天冬氨酸和缬氨酸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是怎样的？生命就其本质而言就是物质的，它是物质存在和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，生命实际上主要是由核酸和蛋白质组成，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。生物体是一个开放的系统，不断地与环境进行着物质和能量的交换，不断地从环境吸取负熵，用以克服自身还活着时不得不产生的全部的熵，是一个远离平衡态的结构。三、谈谈你对生物大分子起源的看法（P35）进化生物学课后习题4/244四、什么是温室效应？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：主要是由温室效应气体引起。CO2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，第三是全球将面临干旱，第四是疾病大量流行。措施：1.减少森林的砍伐，特别是热带雨林，它们是吸收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：真核细胞的线粒体和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：用内胞形成和细胞内间隔作用的渐进发展解释细胞核和细胞器的起源。认为细胞内的细胞器和细胞核的形成是由原始的原核细胞，通过一系列DNA复制和质膜的内陷，形成了双层膜的结构。用内胞形成和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和对外环境的适应等因素的选择。原始细胞的起源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和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(moleculasquasispecies)，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，是与人类生活无直接关系的元和生物，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，从而细胞器和细胞核起源。主张从原核细胞到真核细胞是渐进的、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，它的分裂过程是其多核甘酸（基因）系统复制、蛋白质合成和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，线粒体和细菌相似，叶绿体和蓝藻相似。在化学组成上，内外膜不一致，线