进化生物学教学大纲（）.doc

楚雄师范学院化学与生命科学学院生物技术专业进化生物学（理论）课程教学大纲一、 课程基本信息课程代码：032207007课程中文名称：进化生物学课程英文名称：Evolutionary Biology课程性质：专业选修课使用专业：生物技术专业开课学期：第学期总学时：36总学分：2预修课程：遗传学、分子生物学、植物分类学课程简介：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。 教材建议沈银柱 主编，进化生物学，高等教育出版社，2002-08-01，书号：978-7-04-011069-2二、课程性质、目的及总体教学要求课程的基本特性与目的：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。本课程的以植物学、动物学，遗传学，细胞生物学，分子生物学，生态学为基础，是对这些学科知识补充。课程的总体教学要求：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。 三、教学内容与要求第一章 绪论（3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。 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。教学重点：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。教学难点：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。教学内容：一、进化生物学研究的对象(一)广义进化(二)生物进化(三)生物进化论与进化生物学二、进化科学的产生和发展(一)进化思想的产生(二)进化论的形成(三)进化论的发展(四)进化论在我国的传播(五)进化生物学发展的新方向三、学习和研究进化生物学的意义和方法(一)学习和研究进化生物学的意义(二)学习和研究进化生物学的基本方法第二章 生命及其在地球上的起源（5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。 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。教学重点：生命起源的条件，生命起源的化学演化学说。教学难点：熵与生命的关系。教学内容：一、生命的本质(一)生命的物质基础(二)生命活动的基本特征(三)生命和熵二、生命在地球上的起源(一)人类对生命起源的几种认识(二)生命起源的条件(三)生命起源的过程生命起源的化学演化学说三、遗传密码的起源与进化(一)最早的遗传密码子(二)密码进化的方向(三)密码的进化过程(四)病毒的起源和裸基因学说四、有关生命起源问题的探讨(一)陨击作用与生命起源(二)其他天体上是否有生命第三章 细胞的起源与进化（2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。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。教学重点：真核细胞起源的途径。教学难点：阶梯式过渡模式和内共生说。教学内容：一、原始细胞的起源(一)超循环组织模式(二)阶梯式过渡模式二、细胞的进化(一)原核细胞的出现(二)古细菌的发现和早期生物三分支进化观点的形成(三)真核细胞的祖先可能是古细菌(四)真核细胞起源的途径三、真核细胞起源的意义(一)为生物性分化和有性生殖打下基础(二)推动生物向多细胞化方向发展第四章 生物进化史（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。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。教学重点：生物界系统发展的规律，难点测定岩石年代的方法。教学难点：按化石划分的生物进化史，化石种类及成因教学内容：一、化石和地质年代的划分(一)化石(二)地质年代二、生物界系统发展概况(一)生物界的系统发展(二)生物界系统发展的规律三、几种生物的进化史(一)象的进化史(二)马的进化史四、生物的分界(一)两界说(二)三界说(三)四界说(四)五界说第五章 生物表型的进化（2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。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” 教学重点：新构造、新功能的起源，争斗行为的进进化基本规律。教学难点：进化稳定对策（ESS）理论。教学内容：一、形态结构的进化(一)新构造的起源及其在进化中的意义(二)形态结构进化的两个方向:复杂化和简化(三)形态结构进化的总趋势:复杂性的提高和多样性的增长二、生理功能的进化(一)新功能的起源及其在进化中的意义(二)新功能起源的基本方式(三)功能进化的实例(四)结构和功能进化的统一性三、行为的进化(一)行为进化的基本环节(二)通讯行为的进化(三)争斗行为的进化(四)利他行为的进化(五)性行为的进化(六)行为进化的研究方法第六章 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。 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。教学重点：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。 教学难点：选择对基因频率变化的影响。教学内容：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(一)种群遗传基础的杂合性(二)基因频率和基因型频率(三)群体遗传平衡Hardy-Weinberg定律四、改变基因频率的因素(一)突变对基因频率的影响(二)在选择作用下基因频率的变化(三)迁移(基因流动)对基因频率的影响(四)遗传漂变对基因频率的影响五、自然选择的作用(一)自然选择的概念(二)自然选择的类型(三)自然选择的意义六、适应(一)适应的概念(二)适应形成的条件(三)自然选择下的适应进化七、微观进化在生物进化中的意义第七章 物种与物种的形成（2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。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。 教学重点：物种的形成过程、物种形成的方式。 教学难点：工控制下的物种进化教学内容：一、物种(一)物种的概念(二)物种的标准(三)现代物种的定义(四)物种的结构二、物种的形成(一)物种形成的三个主要环节(二)隔离的机制(三)物种形成的方式三、人工控制下的物种形成(一)远缘杂交(二)体细胞杂交四、物种形成在生物进化中的意义(一)物种形成是生物对不同生存环境适应的结果(二)物种间的生殖隔离保证了生物类型的稳定性(三)物种是生物进化的基本单位(四)物种是生态系统中的功能单位第八章 生物的宏观进化（2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。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。教学重点：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。教学难点：种以上的高级分类群在长时间尺度上的变化过程教学内容：一、宏观进化的概念(一)复式进化(全面进化)(二)特化式进化(特异适应)(三)简化式进化二、宏观进化的型式(一)渐变型式(二)间断平衡型式(三)渐变与间断并存三、进化趋势(一)进化趋势的概念(二)表型趋异与谱系趋异(三)进化的不平衡性(四)从系统树看进化趋势四、绝灭(一)绝灭的概念(二)常规绝灭(三)集群绝灭(四)绝灭的生物学意义五、关于宏观进化与微观进化问题的讨论(一)微观进化能否解释宏观进化(二)是否存在宏观进化的特殊机制大突变(三)个体发育能否反映系统发展(重演律是否正确)第九章 生物遗传物质的进化（4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。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。教学重点：基因与基因组的进化，难点是基因组结构的进化。教学难点：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教学内容：一、染色体的进化(一)染色体数目的进化(二)染色体结构的进化(三)染色体功能的进化二、基因与基因组的进化(一)基因的进化(二)基因组的进化三、蛋白质和蛋白质组的进化(一)蛋白质的进化(二)蛋白质组的进化第七章生物的微观进化一、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(一)种群遗传基础的杂合性(二)基因频率和基因型频率(三)群体遗传平衡Hardy-Weinberg定律四、改变基因频率的因素(一)突变对基因频率的影响(二)在选择作用下基因频率的变化(三)迁移(基因流动)对基因频率的影响(四)遗传漂变对基因频率的影响五、自然选择的作用(一)自然选择的概念(二)自然选择的类型(三)自然选择的意义六、适应(一)适应的概念(二)适应形成的条件(三)自然选择下的适应进化七、微观进化在生物进化中的意义第十章 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。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。 教学重点：中性突变理论及分子系统树建立方法。教学难点：氨基酸差异比例的计算和分子进化速率的计算。 教学内容：一、什么叫分子进化二、分子进化的特点(一)分子进化速率的恒定性(二)分子进化的保守性三、分子进化的中性理论(一)随机漂变对等位基因的作用(二)小群体引起的遗传漂变(三)群体的有效大小(四)有关中性突变进化学说的讨论四、分子系统学和分子系统树(一)分子系统树的构建方法(二)分子系统学的研究进展五、古分子系统学(一)古蛋白质分子的研究(二)古DNA的研究(三)研究进展六、分子钟(一)什么叫分子钟(二)分子钟建立程序第十一章 人类起源与进化（4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。讲授要求：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。教学重点：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。教学难点：影响人种形成的主要因素教学内容：一、人类的起源(一)对人类起源的几种认识(二)人的概念和人的双重属性(三)人类起源于动物界的证据(四)人类起源发展的几个阶段(五)从猿到人体质形态和行为特征的主要变化(六)关于人类起源问题的一些争论二、现代人的进化(一)现代人的产生与分化(二)人类未来的进化第十二章 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。 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。教学重点：生态系统进化的动力，生态系统在不同时间尺度上的变化。教学难点：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。教学内容：一、生物圈二、生态系统的组成(一)生态系统的成分(二)生态系统的组织化水平三、生态系统中的物种进化(一)物种在生态系统中的地位和作用(二)竞争、协进化与共存四、生态系统在时间尺度上的变化(一)生态系统在短时间尺度上的变化小周期(二)生态系统在中等时间尺度上的变化生态演替(三)生态系统在长时间尺度上的变化生态系统的进化五、生态系统的进化趋势六、人类影响和控制下的生态系统的进化四、考核方式及其它说明 1、考核方法与要求 本门课程的考核内容包括平时作业（20%）、考勤（10%）、期末考试（70%）。期末考试采用撰写小论文的方式。2、教材沈银柱、黄占景主编，进化生物学（第2版），高等教育出版社，2008年6月。3、主要参考书目 （1)李难,进化认教程，高等教育出版社，1990年；（2)李难,进化生物学基础，高等教育出版社，2005年；（3）张昀,生物进化，北京大学出版社，1998年；五、其它说明1、教学时数及课时分配： 本课程为理论教学，共36学时，具体学时分配如下： 第一章 绪论 （4学时） 第二章 生命及其在地球上的起源 （6学时） 第三章 细胞的起源与进化 （3学时） 第四章 生物发展史 （6学时） 第五章 生物表型的进化 （3学时） 第六章 生物遗传物质的进化 （6学时） 第七章 生物的微观进化 （6学时） 第八章 物种与物种的形成（3学时） 第九章 生物的宏观进化（6学时） 第十章 生态系统的进化（3学时） 第十一章 分子进化和分子系统学 （3学时） 第十二章 人类起源与进化 （6学时） 合计 36学时 2、考试题型 主要包括：填空、名词解释、判断、单项选择、多项选择题、简答、论述。