4.化石形成的条件和过程。
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
5.简述马进化的大体过程。
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
5) 真马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。
6.植物界系统的演化阶段
(1)藻类植物阶段:从前寒武纪至泥盆纪4. 05 亿年前,地球上的植物以藻类为主。多细胞藻类大约出现于9 ~ 7 亿年前。 (2)苔藓植物阶段: 苔纲首次出现在古生代的泥盆纪(4~3.9 亿年前),苔藓植物在植物界的系统演化中处于从水生向陆生过渡的阶段。其起源有两种看法:一是认为起源于藻类;另一种观点认为苔藓植物由裸蕨退化而来。
(3)蕨类植物阶段:裸蕨是最先登陆成功的植物(志留纪,4.4 亿年前)。
(4)裸子植物阶段:泥盆纪中晚期出现了最早的裸子植物(3.6-3.9 亿年前) 。
(5)被子植物阶段:被子植物是植物界中最高等的一个类群,表现了对陆生生活更强的适应能力。被子植物出现于白垩纪(1 亿年前) 。
7.利他行为的生物学意义及其进化机制。
1)利他行为是对其他个体有利而对自身不利,甚至有害的行为。有亲缘关系个体[(1)双亲利他行为(2)社会性昆虫的利他行为(3)质粒的利他行为]和无亲缘关系个体(互惠利他行为). 2)利他行为对行为表达着和行为接受者都具有一定的生物学意义。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,从而提高了自身的内在适合度。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适合度(存活能力和繁殖后代的能力) 。
3)进化机制:亲缘选择和互惠性利他选择。
8.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。前者分泌细胞-〉腺体,后者眼点-〉眼睛
2)功能的扩大:功能扩大是指结构功能范围扩大。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。如动物的前肢,运动-〉多功能。功能的扩大,使得生物对组织器官的利用效率进一步提高。
3)功能的更替: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。如海豚、海豹四肢,行走-〉 游泳。
9.新构造、新功能的起源及在进化中的地位
1)新构造的起源及其进化中的意义:生物的多功能性是器官系统发育变异的基础,基因的多效性是新构造、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,因而会得到保存和加强。
2)新功能的起源及其进化中的意义:生物在进化中,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是最活跃的因素.常常出现的矛盾是新功能与旧结构之间的矛盾.矛盾的结果往往是创造新的结构来满足新的功能。所以,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。
10.分子系统树构建的方法
1)获得不同生物同源生物大分子间的差异数据:建立亲缘关系比较远,分歧时间比较长的生物之间的分子系统树时,选择进化速率相对较慢的生物大分子,相反要选择进化较快的大分子。
2)确定生物大分子后,对其进行一级结构的测定,可以得到用于建立分子系统树的基本数据。
3)比较各物钟之间同源生物大分子的差异:利用计算机进行比较。同源位置相同,同源位置不同,同源位置上有一方是空缺或者插入。后二者统计为差异。一个差异仅能反映一次突变,实际上可能并不如此。有了kaa (分子进化速率)和T (分歧时间)值,加上其他信息特征和数据,就可以绘出分子系统树。
11.以多倍体为例,简述物种形成的骤变式方式。
种群内一部分(往往是少数)个体,因遗传机制或(和)随机因素(如显著的突变,遗传漂变等)而相对快速地获得生殖隔离,并形成新种,谓之骤变式的物种形成。量子种形成可能通过遗传系统中特殊的遗传机制,例如转座子在同种或异种个体之间的转移;通过个体发育调控基因的突变;通过杂交、染色体结构变异,以及染色体组增加和减少等途径而实现。通过多倍化,多倍体种一般是由两个原始亲本间的杂种因染色体组的加倍所致。例如,多倍体在双子叶植物中约占 43%,在单子叶植物中占 58%。近年来,在低等脊椎动物中, 尤其是鱼类、两栖类中也发现有多种类型的多倍体。
12.简述灭绝的生物学意义。
1)灭绝是生物圈在更大的时空范围内的自我调整,是生物在与环境相互作用过程中,生物不能适应环境的剧变而必然付出的代价。
2)只有旧的类型不断消失,新的物种才能不断产生。灭绝推动了生物的进化。 3)灭绝给人类敲响了警钟
13.生态系统进化的动力是什么?
1)环境的变迁(灾变):在地球历史上,生物赖以生存的环境条件,曾经发生过多次大的变化。随着环境的变迁,当地的顶级生态系统以及演替的模式也发生变化,其方向是适应新的环境条件。
2)新物种的出现(替代)生物进化在最经典的意义上就是指物种的形成。随着生物进化过程中新物种大规模替代,生态系统结构与功能也必然发生相应改变。
3)环境变迁和新物种的出现打破原有生态系统的稳定,且不再恢复到原来状态,环境变迁和生物物种的大规模替代往往是相伴发生,其结果是生态系统大改变。
14.微观进化在生物进化中的意义
①微观进化的实质是通过突变、选择、迁移和遗传漂变定向地改变基因频率。可见,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。 ②微观进化小进化是生物体保持连续性所必需的。生物体必须通过微观进化来适应多变的环境,使物种的基因库更加丰富。
③微观进化是构成生物多样性的原因之一。
15.染色体的进化有什么方式和途径?
1)染色体数目进化①基本染色体组整倍的增减形成整倍体②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。 2)染色体结构进化①缺失②重复③倒位④易位
3)染色体功能进化①随着有性生殖在进化中的出现,在很多生物的性别决定上就产生了染色体功能的分化, 即产生了与性别有关的性染色体和与性别无关或关系不大的常染色体。②性染色体是逐渐从一对原始的同源染色体分化而来。
16.生命与非生命的区别。
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。
非生命体与生命体都有着相同的物质基础。不同之处是生命体有生物活性,而非生命体对外无生物活性。给予非生命体以适合的条件,非生命物体也是有可能表现出的,这也是说明生命是从无生命物质中演变出的重要依据。
六、论述题
1.生态系统进化与生态演替、小周期有何主要区别??
从相对短的时间尺度上考察——小周期;?从相对中等的时间尺度上来考察——生态演替; 从长的时间尺度上来考察——生态系统进化。
1)从相对短的时间尺度上考察——小周期:生态系统在相对短的时间尺度上所表现的完整周期性变化, 不仅是外貌上的变化,也包括内部种类组成及结构状况的变化。 生态系统变化小周期在时间上大体和季相相吻合。
2)从相对中等的时间尺度上来考察——生态演替:是生态系统在中等时间尺度上的变化。指随着时间的延伸,若干生物群落依次替代,最后达到相对稳定的演替顶极状态。
3)从长的时间尺度上来考察——生态系统进化 :生态系统的进化是地质、气候等外部环境的长期变迁,和生物群落新物种的形成和出现所引起的内部变化所共同作用的结果。生态系统的进化是非周期性的、不可逆的变化。
4)生态小周期是周期性的;生态演替至少在理论上可以重演; 生态系统进化的总趋势是复杂性和有序性增加,对物理环境控制或内部稳定性加大,以及外界干扰对生态系统的影响达到最小。
5)一般来说给定相同的初始条件和环境变化,小周期是周期性的,生态演替至少在理论上可以重演,但生态系统的进化原则上说是非周期性且不可能重演的。
2.试从生物进化看人类的未来。
50 万年后人类的模样,按稳定进化论的观点可以归纳为以下几点: 1)大脑未来人类主要从事智力劳动,因此必然促进大脑进化。
2)牙齿:由于食物日趋精细,咀嚼更为方便,牙齿将会逐渐细小,智齿(wisdom teeth)可能消失。
3)毛发随着环境和居住条件的不断改善,毛发进一步退化,皮肤更为光滑。 4)肤色随着人们交往、异族婚配的增多,人种界限将逐渐模糊。 5)脚部-与交通发达有关,脚掌可能变窄,部分脚趾趋向合并。 6)身高--男女身高的差距继续缩小。
7)生育随着科技进步和观念变更,许多人对模拟女性生育机能的“人造子宫”兴趣倍增,新生儿生产逐步走向机械化、社会化。
8)两性关系:与上述原因有关,性行为逐渐与生殖分离,传统家庭关系淡化并逐渐消失。 9)社群活动随着社会制度和管理模式的不断优化,世界性(包括在外星球生活的人类)的协作和互补意识不断增加。
10)其他嘴唇的厚度趋向适中,处于黑种人和白种人之间。盲肠、蚓突、瞬膜、动耳肌、尾椎等可能进一步退化。
3.人类演化中身体结构和行为特征的变化
1)身体结构的改变
a 骨骼系统结构的变化:与直立相关的躯体部分的进化:后肢长于前肢,跗骨发达,脊柱成S 形弯曲,骨盆短现宽,下耻骨愈合等
b 体毛的退化:现存灵长类中,人类体表无毛或少毛 c 脑容量的增加和幼态持续说 d 现代人体质生长较猿相对缓慢,出生后 6 年内大脑发育很快,但到 23 岁时才发育成熟。e 人类的发育迟缓,骨骼钙化晚,性成熟晚,幼年期长,寿命长。 2)行为特征的改变
a.前后肢分工与直立行走:肢体相对于躯干较长;上肢获得解放,获得制造和征用工具的能力,进化为劳动器官 b.使用工具和制造工具 c.食性的进化:早期人属的牙齿与上下颌骨的构造与南方古猿不同,表现出更强的肉食性 d .繁殖的进化 e.智力的起源和进化 f.语言的产生和发展 g.性行为与结偶 h.群体关系的进步
4.人类的生物学进化与文化进化的特征及关系?
1)生物学进化与文化进化的特征
a 生物进化指生物个体和种群的遗传组成和与之相关联的表型特征的世代改变。
b 文化进化:指人类社会的文化系统(包含生产方式和上层建筑)随时间而变更的过程 2)关系:a 人类的文化进化建立在生物学进化的基础上,生物学进化达到一定的阶段,才产生和创造出文化,才可能有文化进化。
b 文化是靠一种符号系统和习俗等表达和传递的。只有人类才具有创造文化的能力,建立由社会组织、语言、文字、习俗、教育诸要素构成的文化系统。文化创造也是一种行为,而人类行为也是一种生物学特征,有遗传的基础。因此,人类的文化进化也可以看作是人类创造文化的复杂行为的进化
(l)进化系统内部必须有变化或变异,为系统的进化提供“材料” 。
(2)进化系统内的变化或变异必须以某种形式存储、传递和延续,才能完成进化过程。 (3)进化的动因和进化方向的控制。 生物系统的进化中,自然选择是主要的进化动因;
自然选择也有导向作用。在某些情况下,人类有意识、有目的地干预或控制某些生物的进化方向。在文化系统的进化中,人的知识积累、发明和创造活动不断提高生产力水平,生产力的发展是文化进化的主要动因。文化系统内部或系统间的斗争或竞争也是文化进化的重要动因。
(4)就人类的生物学进化而言,进化的结果是生物改变自身结构、机能和习性使之适应生存环境。人类文化进化的结果是改变自然环境使之适合人类自身的需要。两种进化过程都使人类更加适应环境。
(5)生物学进化是极缓慢的过程,而文化进化在达到适应的目的方面要快速得多。如, 进化出翅膀的时间以百万年计,但人类创造发明飞机只经历了 2000 年(从风筝发明算起) 自然界从未进化出轮子,而人类文明的早期就发明了轮车。
(6)隔离对于生物进化和文化进化有相似影响。隔离降低生物种群间的基因交流,导致物种分歧和新种形成,增大物种的多样性。文化系统间的隔离会降低或减弱文化交流,导致文化的多样化。不论是生物学还是文化进化,隔离都会降低其进化速度。 3)人类的生物学进化与人类的文化进化是相互作用、相互影响的。人类的文化创造活动是依靠思维、劳动、语言三个基本能力,而人类的思维器官(脑) 、劳动器官(手)和语言器官(声带)等则是生物学进化的结果。另一方面,人类的文化又反作用于人类的生物学进化。
5.基因组进化的总趋势
1)核算含量的变化:在一种生物中,核算的含量体现在现在基因组的核算含量为标准。总得来说,从低等到高等生物,基因组大小呈大小的变化是基因组进化的一个重要方面,是基因组结构与功能进化的一种表现。
2)核算序列的变化:主要由碱基的替换、插入或缺失等引起,它们核算序列变化的速率。在同一基因组的不同区域是不同的,在不同一个基因,若核苷酸的替换不影响其功能,那么替换速率就较高;反之,则较低。
3)核算组分的变化:包括组成基因组的各种单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸及高阶寡居核苷酸比例的变化。表现出一定程度的保守性和较大的变化。
6.染色体结构变异及遗传效应
1)缺失:指染色体的某一区段丢失了。染色体缺失的区段可能是某臂的外端,称为顶端缺失;染色体缺失的区段也可能是某臂的内段,称为中间缺失。缺失是有害于生物体的生长和发育的; 其有害程度因缺失区段内基因数的多少及其重要性的大小而不同。 如果缺失的片断较小,可能会造成假显性的现象。
2)重复 :指染色体多了自己的某一区段。重复有许多种形式,可归纳为两大类型,顺接重复和反接重复。顺接重复是指某区段按照自己在染色体上的正常直线顺序重复了。反接重复是指某区段在重复时颠倒了自己在染色体上的正常直线顺序。 重复对表现型的影响主要是扰乱了基因的固有平衡体系。基因的作用有剂量效应,即细胞内某基因出现的次数越多,表现型效应就越显著。
3)倒位 :指染色体的某一区段的正常直线顺序颠倒了。 倒位有臂内倒位和臂间倒位或称一侧倒位和两侧倒位.。倒位区段内的各个基因与倒位区段外的各个基因之间的重组值(交换值)改变了;倒位的一个最明显的遗传效应,是降低了倒位杂合体的连锁基因的重组;倒位的另一个最明显的遗传效应就是导致倒位杂合体的部分不育。
4)易位:指某染色体的一个区段移接在非同源的另一个染色体上。倘若两个非同源染色体都折断了,而且这两个折断了的染色体及其断片随后又交换地重新接合起来,这叫做相互易位。 还有一种被称为转移现象, 属于简单易位性质, 因为转移是指某染色体的一个臂内