进化生物学教学大纲doc.docx

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进化生物学教学大纲doc

课程内容简介：

本课程以植物学、动物学、遗传学、细胞学、分子生物学、古生物学、生态学等为基础，使对这些学科的知识补充。

本课程涉及范围广泛，讲授内容包括进化生物学的产生和发展、生命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展史、生物表型的进化、生物遗传系统的进化、生物的微观进化、物种与物种的形成、生物的宏观进化、生态系统进化、分子进化和分子系统学、人类起源与进化等方面的知识。

本课程在全面介绍生命产生、发展的基础上，将现代综合进化论与现代分子生物学的研究成果融为一体，从生物与环境、微观与宏观、表型进化与遗传系统进化的辩证关系出发，阐释生命进化的规律，以及如何运用这些规律更好的服务于人类。

《进化生物学》教学大纲

课程编码：

课程性质：

进化生物学师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，是生物学最大的统一理论,在进化理论的框架下，细胞学、植物学、动物学、生理学、比较解学、古生物学、胚胎学、分类学、遗传学和分子生物学等不同层次的研究结果得到了统一。

进化生物学所涉及的范围很广，生物大分子、基因和基因组、细胞、生物个体、生物群体以至地球上的整个生物圈的发展和变化都与生物进化有关，从而在各个水平上的生物结构都有其起源与进化的历史。

什么是生命，生命如何产生，物种如何形成，生物界为什么有如此惊人的复杂性和多样性，它们是如何进化的……这一切，对于生物科学专业的学生是必不可少的知识。

此外，学习本课程，对于当代大学科学世界观的形成，思维能力的培养，对提高识别真伪科学的能力具有重要的意义。

适用专业：

生物科学

学分：

2学分

学时：

理论36学时

开设学期：

第×学期（如第2学期）

一、教学目的

通过该课程的教学，让学生掌握进化生物学的基本理论和重大原理，了解生命的产生、发展的同时，掌握生物与环境、宏观与微观水平上的进化过程、表型进化与遗传系统进化的辩证统一关系，掌握生物界进化发展的规律以及如何运用这些规律更好地服务于人类，了解研究生物进化的各种方法和当前进化生物学诸多领域的研究进展和重大争论。

二、教学重点与难点

1．重点：

进化生物学的基本理论和重大原理

2．难点：

如何利用进化规律更好地服务于人类

三、教学方法建议

本课程以讲授法为主，并采用多媒体辅助教学

四、教学内容

第一章绪论（2学时）

教学目的：

明确生物进化生物学研究对象，研究内容，研究方法，清楚进化生物学发展史。

重点：

现代进化论的形成过程，拉马克学说、达尔文学说主要内容，现代综合进化论、分子进化论，间断平衡论的主要观点。

教学要求：

掌握进化、生物进化、生物进化论、进化生物学、神创论、灾变论等基本概念，掌握生进化生物学研究对象，研究内容，研究方法，掌握进化论形成的过程，进化论的进一步发展，掌握了解达尔文之前关于生物进化的学说，进化论在我国的传播及进化生物学发展的方向。

一、进化生物学研究的对象

1．广义进化

2．生物进化

3．生物进化论与进化生物学

二、进化科学的产生和发展

1．进化思想的产生

2．进化论的形成

（1）拉马克学说的创立及其主要内容

（2）达尔文学说的创立及其主要内容

3．进化论的发展

（1）现代综合进化论；

（2）分子进化论；（3）间断平衡论

4．进化论在我国的传播

5．进化生物学发展的新方向

三、学习和研究进化生物学的科学方法

第二章生命及其在地球上的起源（4学时）

教学目的：

通过本章学习，认识经典学说对生命起源的解释，遗传密码的起源和的进化。

重点：

生命起源的条件，生命起源的化学演化学说。

难点：

熵与生命的关系。

教学要求：

掌握熵、耗散结构、团聚体、类蛋白质微球体等基本概念，掌握生命和熵的关系，掌握生命起源的条件，生命起源的化学演化学说，遗传密码的起源和的进化过程，了解生命的物质基础和生命的基本特征，了解有关生命起源的其它学说，自读温室效应。

一、生命的本质

1．生命的物质基础

（1）化学成分的一致性；

（2）结构的有序性

2．生命活动的基本特性

（1）自我更新；

（2）自我复制；（3）自我调控；（4）自我突变

3．生命和熵

（1）熵的概念；

（2）生命和熵

二、生命在地球上的起源

1．人类对生命起源的几种认识

（1）原始的自然发生论；

（2）“天创论”；

（3）“生生论”与“天外胚种论”；

（4）新自然发生论

2．生命起源的条件

（1）地球的诞生

（2）早期地球条件

（3）地球大气的演化

（4）早期地球可以利用的能源

3．生命起源的过程——前生命化学演化学说

（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）原始生命的出现

三、遗传体系的起源和密码的进化

1．关于核酸和蛋白质共同起源的最新研究进展

2．遗传密码的起源与进行

（1）最早的遗传密码子

（2）密码进化方向

（3）密码进化的过程

3．病毒起源和课基本学说

四、有关生命起源问题的探讨

1．深海热泉与生命起源

2．天体撞击与生命起源

3．其他天体上是否有生命

4．现在地球上是否存在生命起源过程

5．人造生命

第三章细胞的起源与进化（3学时）

教学目的：

通过本章学习，明白细胞起源问题是研究生命起源的一个关键问题，能够阐明细胞的起源。

重点：

真核细胞起源的途径。

难点：

阶梯式过渡模式和内共生说。

教学要求：

掌握超循环组织模式、阶梯式过渡模式、分子准种、古细菌、内共生起源学说、渐进式起源学说和膜进化理论等的基本概念和基本内容，细胞进化的关键环节，真核细胞起源内共生学说的合理性，核的起源，原核细胞演变成真核细胞的历程；了解真核细胞起源的意义，真核细胞可能的祖先。

一、最原始细胞的起源

1．原始生命体（原生体）进化为原始细胞；

2．原始细胞发展为前原核细胞

二、细胞的进化

1．古细菌的发现的“三域分类”的提出

2．真核细胞的起源

（1）“内共生说”

（2）“经典说”

（3）德迪韦的综合说

3．真核细胞起源的意义

三、细菌域、古菌域和真核域的演化关系

第四章生物发展史（3学时）

教学目的：

通过学习生物进化史，达到认识生物进化发展的一般规律。

重点：

生物界系统发展的规律，难点测定岩石年代的方法。

教学要求：

掌握化石、硅化木、标准化石、三放型腰带、四放型腰带等基本概念，掌握按化石划分的生物进化史，化石种类及成因，用放射性测定岩石年代，植物界系统和动物界系统的演化阶段，生物界系统发展的规律，马的进化史，生物分界的几种学说。

了解象的进化史，自读鸟类起源的几种假学。

一、化石和地质年代的划分

1、化石

（1）化石的种类

（2）化石形成的条件和原因

2．地质年代

（1）地质年代的划分

（2）地质年代的测定

二、生物界系统发展概况

1．生物界的系统发展

2．生物界系统发展的规律

三、几种生物的进化史

1．象的进化史

2．马的进化史

四、生物的分界

1．二界说

2．三界说

3．四界说

4．五界说

第五章生物表型的进化（4学时）

教学目的：

通过本章学习，清楚生物形态结构、生理功能和行为的进行化的一般规律。

重点：

新构造、新功能的起源，争斗行为的进进化基本规律。

难点：

进化稳定对策（ESS）理论。

教学要求：

掌握行为、信号、ESS、亲缘选择、性选择等基本概念，掌握新构造、新功能新机能的起源及在进化中的地位，新功能起源的几种基本方式，争斗中的“有产者”原则，ESS理论，利他行为进化的机制及生物学意义。

了解代谢功能、营养功能、免疫功能的进化，动物通讯系统的开发利用，了解性行为进化及研究方法。

自读“动物行为的生理基础和遗传基础”

一、形态结构的进化

1．新构造的起源及其在进化中的意义

2．形态结构的进化的两个方向：

复杂化和退化（简化）

3．形态结构进化的总趋势；复杂性的提高和多样性的增长

二、生理机能的进化

1．新机能的起源及其在进化中的意义

2．新机能起源的基本方式

（1）机能的强化；

（2）机能的扩大；

（3）机能的更替；

（4）新机能的产生

3．机能进化的实例

（1）代谢途径的进化

（2）营养方式的进化

（3）免疫功能的进化

4．结构和功能进化的统一性

三、行为进化

1．行为进化的基本环节

2．动物行为的生理基础和遗传基础

3．通讯行为的进化

（1）通讯方式的类型

（2）通讯信号的起源

（3）通讯系统的起源与发展

（4）通讯系统的开发利用

4．争斗行为的进化

（1）有节制的争斗形式

（2）斗争模式的评估

（3）争斗中的“有产者”原则

5．利他行为的进化

（1）利他行为的含义

（2）利他行为的类别

（3）利他行为的生物学意义

6．性行为的进化

（1）性的演化史

（2）性行为进化的实例

（3）影响性行为进化的因素

7．行为进化的研究方法

（1）比较、推理法

（2）观察、实验法

第六章生物遗传物质的进化（3学时）

教学目的：

通过本章学习，能认识到遗传系统的进化，在细胞水平上表现为染色体的进化，在分子水平上体现为基因和基因组的进化以及与之相应的蛋白质和蛋白质组的进化，要求掌握在每个水平上进化的基本规律。

重点：

基因与基因组的进化，难点是基因组结构的进化。

教学要求：

掌握基因共享、基因延长、外显子必组、基因组扩增、致同进化、假基因、基因水平转移等一些基本概念，掌握染色体进化的方式和途径，内含子的起源假说，新基因的起源，基因组进化的总趋势，基因组结构的进化规律，蛋白质的进化规律。

了解蛋白质组进化的研究现状。

一、染色体的进化

1．染色体数量的进化——增加和减少

2．染色体功能的分化

二、基因与基因组的进化

1．基因的进化

（1）基因结构的进化——内含子的起源与进化

（2）基因功能的进化——功能的分化与多功能

（3）新基因的起源

基因重复；基因延长；杂种基因；获得新功能的基因突变

2．基因组的进化

（1）基因组进化的总趋势

核酸量的变化；核酸质的变化

（2）基本组结构的进化

基因组的特点；通过基因重复的进化（基因组扩增）；基因家族的进化；假基因的进化；通过基因水平转移的进化

3．进化发育生物学（Evo-developmentedbiology）和比较基因组学（Comparativegenomics）简介

三、蛋白质和蛋白质组的进化

1．蛋白质的进化

（1）蛋白质氨基酸的替换（以血红蛋白和细胞色素C为例）

氨基酸替换率；不同蛋白质之间的差异；同种蛋白质不同部位气基酸间的差异;协变与协变子

（2）结构域与进化

2．关于蛋白质组与进化的讨论

第七章生物的微观进化（4学时）

教学目的：

通过本章学习，能认识到在自然界中没有真正的遗传平衡，因此突变、选择、迁移和遗传漂变等定向地改变种群基因频率，引起种群进化；能够运用现代生物学理论，解释自然选择理论的本质；能认识到物种的形成是生物进化的主要标志，物种的起源是进化生物学的核心问题。

重点：

是改变基因频率的因素，自然选择的类型，自然选择下的适应进化。

难点：

选择对基因频率变化的影响。

教学要求：

掌握基因频率、基因型频率、适合度、选择系数、正态化选择、前进性选择、平衡性选择等基本概念，掌握遗传平衡理论，掌握选择、突变、迁移、遗传漂变对基因频率的影响，遗传漂变产生的原因及作用机理，自然选择的类型及对种群的影响，适应形成的条件，自然选择下的适应进化，适应的相对性，物种形成的基本环节，物种形成的一般过程，物种形成的两种类型，人工控制对物种形成的影响。

了解影响选择有效程度的因素，物种的标准和结构。

一、微观进化的概念

二、生物微观进化的单位——无性繁殖系和种群

三、种群的遗传结构

1．种群遗传基础的杂合性

2．基本频率和基因型频率

3．群体遗传平衡——Hardy-Weinberg定律

（1）什么是遗传平衡

（2）在一定条件下基因频率和基因型频率代代保持恒定

（3）复等位基本的遗传平衡

（4）伴性基本的遗传平衡

（5）遗传平衡重点

三、改变基因频率的因素

1．突变对基因频率的影响

（1）频发突变和非频发突变

（2）频发突变对基因频率的影响

2．在选择作用下基因频率的变化

（1）适合度和选择系数（）

（2）选择对基因频率变化的作用

（3）影响选择有效程度的因素

3．迁移（基因流动）对基因频率的影响

4．遗传漂变引起基因频率的变化

（1）什么是遗传漂变；

（2）遗传漂变的作用原理

四、自然选择的作用

1．自然选择的概念

2．自然选择的类型

（1）正态化选择（稳定性选择）

（2）单向性选择

（3）分歧性选择

（4）平衡性选择

（5）性选择

3．自然选择的意义

（1）自然选择是一个创造性过程

（2）自然选择是一个机遇性过程

五、适应

1．适应的概念

2．适应形成的条件

3．自然选择下的适应进化

（1）欧洲桦尺蛾的黑化

（2）加拉巴斯群岛地喙形的进化

4．适应的相对性

5．适应在进化中的作用

六、微观进化在生物进化中的意义

第八章物种与物种的形成（3学时）

教学目的：

通过本章学习，能认知物种的各种概念、物种划分的标准、物种的基本层次结构，物种的形成过程、物种形成的方式。

重点：

物种的形成过程、物种形成的方式。

教学要求：

掌握物种的概念、物种划分的标准、物种的基本结构，掌握物种的形成的三个主要环节、物种形成的一般过程、物种形成的方式，了解人工控制下的物种进化。

一、物种的概念

1．什么是物种

2．物种的标准

（1）形态学标准

（2）遗传学标准

（3）生物地理学标准

（4）生态学标准

3．物种的结构

（1）种群是物种的结构单位

（2）亚种和变种

（2）单型种和多型种

（4）生物群落的复杂关系

二、物种的形成

1．物种形成的三个主要环节

（1）可遗传的变异是物种形成的原材料

（2）选择决定物种形成的方向

（3）隔离是物种形成的必要条件

间隔离；空间隔离；生殖隔离（合子前隔离；合子后隔离）

2．物种形成的一般过程

（1）从遗传分化到合子后隔离

（2）由合子后隔离发展到合子前隔离

3．物种形成的方式

（1）渐进式物种形成

继承式物种形成；分化式物种形成

（2）爆发式物种形式

三、人工控制下的物种进化

四、物种形成生物进化中的意义

第九章生物的宏观进化（3学时）

教学目的：

通过本章学习，能把握种以上的高级分类群在长时间尺度上的变化过程。

重点：

是宏观进化的模式，绝灭对生物进化的影响。

难点是谱系进化和进化的不平衡性。

教学要求：

掌握宏观进化、复式进化、表型趋异、谱系趋异、常规绝灭、协进化等基本概念，掌握复式进化、特化进化、简化进代的基本内容，掌握渐变型式和间断平衡式异同，掌握进化趋势的表型趋势异与谱系趋异，掌握生物进化不平衡性的表现，掌握常规绝灭和集体绝灭及其原因，掌握重演规律及其存在的不足。

一、宏观观进化的概念

1．复式进化（全面进化）

2．特化式进化（特异适应）

（1）分歧

（2）辐射

（3）平行

（4）趋同

三、宏观观进步的型式

1．渐变型式

2．间断平衡模式

3．渐变与原断并存

四、直化趋分势

1．进化趋势的概念

2．表型趋势异与谱系趋异

3．进化的不平衡性

4．从系统树看进化趋势

五、绝灭

1．绝灭的概论

2．常规绝灭

3．集群绝灭

（1）什么是集群绝灭

（2）生命民史中的集群绝来事件

（3）集群绝灭的周期性与新灾变说

（4）绝的灭学的定义

七、六于宏动进化与微观进化问题的讨论

1．微观进化能否解释宏观观进化

2．是否存在宏观进化的特殊机制——大突变

3．个体发育能否反映系统发展（重演率是否正确）

第十章生态系统的进化（2学时）

教学目的：

通过本章学习，能认识到生态系统不同物种种群间的竞争、协进化与共存，生态系统进化的动力，生态系统在不同时间尺度上的变化，掌握生态系统进化的不可逆性，生态系统的进化趋势。

重点：

生态系统进化的动力，生态系统在不同时间尺度上的变化。

教学要求：

掌握生态系统内物种的地位与作用，不同物种种群间的竞争、协进化与共存，生态系统进化的动力，生态系统在时间上的变化——小周期、生态演替、生态系统的进化，掌握生态系统进化的不可逆性，生态系统的进化趋势，人类影响和控制下的生态系统的进化。

一、生物系统的结构

二、生态系统的组成

1．生态系统的组成部分

2．生态系统的组织化水平

三、在生态系统内的物种进化

1．物种在生态系统另的地位与作用

2．不同物种种群间的相互作用

（1）竞争

（2）协进化与共存

四、生态系统的演替

五、生态系统的进化

六、生态系统的进化趋势

七、人类影响和控制下的生态系统的进化

第十一章分子进化和分子系统学（2学时）

教学目的：

通过本章学习，能认识到现代生物进化学的成果以及研究分子进化的基本方法。

重点：

中性突变理论及分子系统树建立方法。

难点：

氨基酸差异比例的计算和分子进化速率的计算。

教学要求：

掌握中性突变、系统树、分子进货、分子钟等基本概念，掌握氨基酸差异比例的计算和分子进化速率的计算，掌握生物大分子进化速率的相对恒定性，掌握分子进货中性理论基本内容，分子系统树构建的方法，掌握古分子系统学研究内容和方法，分子钟建立的方法。

了解中性突变理论和达尔文进化论的关系。

一、什么叫分子进化

二、生物大分子进化的特点

1．生物大分子进化速率的相对恒定性

（1）“他子种”的概念

（2）他子种建立的条件

2．生物大分子进化的“保守性”

三、分子进化中性理论

四、分子系统学和分子系统树

1．分子系统树构建的方法

2．分子系统学研究的进展

五、古分子系统学

1．古蛋白质分子的研究

2．古DNA（化石DNA）和古分子系统学的研究

3．古分子系统学研究的意义和前景

第十二章人类起源与进化（3学时）

教学目的：

通过本章学习，能认识到人类是生物界进化的产物，人起源于动物，人类起源经历了四个发展阶段，人类在演化中体质形态发生很大变化，明白现代人的五个种族，清楚影响人种形成的主要因素。

重点：

人类起源的阶段及演化中体质形态的改变，影响人种形成的主要因素。

教学要求：

掌握自然人、社会人、南方古猿、直立人、现代人、文化进化等基本概念，掌握劳动创造说、突变选择说、裂谷说、迁徙说、系统说等假说的基本内容，掌握人类起源发展的四个阶段及各自特点，人类演化中身体结构和形为特征的变化；掌握影响人种形成的主要因素，现代人的一般分类。

了解人类未来进化的趋势，人类生物进化和社会进化的关系。

课外自读人类智力的起源讨论。

一、人类起源

1．对人类起源的几种认识

2．人的概念和人的双重属性

（1）人的生物学属性和自然人的概念

（2）人的社会属性和社会人的概念

3．人类起源于动物界的证据

（1）人与动物间有亲缘关系

（2）人与类人猿间有更近的亲缘关系

4．人在分类系统中的地位

5．人类起源发展的几个阶段4个关键阶段

（1）南方古猿（400万年前~100万年前）

（2）能人或早期猿人（200万年前~175万年前）

（3）直立人（200万年前~20万年前）

（4）智人（25万年前~现在）

6．人类体质形态的演化过程

（1）前后肢分工

（2）身体直立行走

（3）使用工具到制造工具

（4）语方的产生和脑量的增加

（5）智力的起源和进化

7．关于人类起源一些问题的争论

（1）人类诞生的时间和地点

（2）人类起源的原因

裂谷学说；劳动创造学说；突变选择学说

（3）人科发展的系谱

二、现代人的进化

1．现代人的产生与分化

（1）人种的概念

（2）人种及分布

（3）现代人类起源的两种看法

单祖论与迁徙说；多祖论与系统说

（4）人种形成的主要因素

（5）对种族主义的批判

2．人类未来的进化

（1）人类进化的总趋势

（2）人类的文化与人类生物学进化

（3）优生与人类的未来

（4）人类的克隆复制对人类未来的影响

（5）人类和有机界进化的关系

五、其他教学环节

1．实时组织相关知识的讨论两次以上；

2．提交有关生物进化的书面小论文一篇

六、考核要求

本门课程的考核内容包括平时作业（20%）、考勤（10%）、期末考试（70%）。

七、选用教材

《进化生物学》（第2版），沈银柱主编（著），高等教育出版社，2008年版。

八、参考书目

1．《×××》，×××主编（著），×××出版社，×××年版。

………（一般不少于5本。

）

1．《进化认教程》，李难主编（著），高等教育出版社，1990年版；

2．《进化生物学基础》，李难主编（著），高等教育出版社，2005年版；

3．《生物进化》，张昀主编（著），北京大学出版社，1998年版。

执笔人：

审核人：

审定人：

时间：

2013年7月