學霸之路

生物科學專業(yè)

生物科學（又稱生命科學）專業(yè)包括了生物科學和生物技術(shù)兩個專業(yè)方向，這些專業(yè)學科主要培養(yǎng)學生學習生物科學技術(shù)方面的基本理論、基本知識，學生將受到應(yīng)用基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)方面的科學思維和科學實驗訓(xùn)練，進而具有較好的科學素養(yǎng)及初步的教學、研究、開發(fā)與管理的基本能力。其核心課程主要包括了動物生物學、植物生物學、微生物學、生物化學、遺傳學、細胞生物學、分子生物學、普通生態(tài)學等學科；必修課程則包括無機及分析化學、有機化學、大學數(shù)學、大學物理學、生物統(tǒng)計學、發(fā)育生物學、生物技術(shù)概論、進化生物學，生物化學，微積分等。

中文名 生物科學 外文名 Biological Science 一級學科 理學 修業(yè)年限 四年 授予學位 理學學士 專業(yè)代碼 071001

生物科學專業(yè)培養(yǎng)具備生物科學的基本理論、基本知識和較強的實驗技能，能在科研機構(gòu)、高等學校及企事業(yè)單位等從事科學研究、教學工作及管理工作的生物科學高級專門人才。 [1-2]

學生主要學習生物科學方面的基本理論、基本知識，受到基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學思維和科學實驗訓(xùn)練，具有較好的科學素養(yǎng)及一定的教學、科研能力。 [2]

知識技能編輯

1．掌握數(shù)學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識：

2．掌握動物生物學、植物生物學、微生物學、生物化學、細胞生物學、遺傳學、發(fā)育生物學、神經(jīng)生物學、分子生物學、生態(tài)學等方面的基本理論、基本知識和基本實驗技能；

3．了解相近專業(yè)的一般原理和知識：

4．了解國家科技政策、知識產(chǎn)權(quán)等有關(guān)政策和法規(guī)：

5．了解生物科學的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動態(tài)；

6．掌握資料查詢、文獻檢索及運用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法；具有一定的實驗設(shè)計，創(chuàng)造實驗條件，歸納、整理、分析實驗結(jié)果，撰寫論文，參與學術(shù)交流的能力。 [2]

主干課程編輯

動物生物學、植物生物學、微生物學、生物化學、細胞生物學、遺傳學、發(fā)育生物學、神經(jīng)生物學、分子生物學、生態(tài)學等。 [1-2]

研究領(lǐng)域編輯

生物科學專業(yè)研究對象由生物科學家根據(jù)生物的發(fā)展歷史、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、營養(yǎng)方式以及它們在生態(tài)系統(tǒng)中的作用等，將生物分為若干界。當前比較通行的是美國R.H.惠特克于1969年提出的5界系統(tǒng)。他將細菌、藍菌等原核生物劃為原核生物界，將單細胞的真核生物劃為原生生物界，將多細胞的真核生物按營養(yǎng)方式劃分為營光合自養(yǎng)的植物界、營吸收異養(yǎng)的真菌界和營吞食異養(yǎng)的動物界。中國生物科學家陳世驤于1979年提出6界系統(tǒng)。這個系統(tǒng)由非細胞總界、原核總界和真核總界3個總界組成，代表生物進化的3個階段。非細胞總界中只有1界，即病毒界。原核總界分為細菌界和藍菌界。真核總界包括植物界、真菌界和動物界，它們代表真核生物進化的3條主要路線。

發(fā)展前景編輯

本專業(yè)對于畢業(yè)生的專業(yè)知識和專業(yè)技能要求嚴格。畢業(yè)生主要在科研機構(gòu)、高等院校以及國家機關(guān)等部門從事科研、教學和高級管理工作。

相近專業(yè)

生物科學、生物信息學、生物信息技術(shù)、生物科學與生物技術(shù)、動植物檢疫、生物化學與分子生物學、醫(yī)學信息學、植物生物技術(shù)、動物生物技術(shù)、生物工程、生物安全、生物制藥工程、生物醫(yī)學工程、生物制藥。

進化生物學專業(yè)知識總結(jié)

第一章 緒論

一、廣義進化：是指事物的變化發(fā)展，它包含了宇宙的演化即天體的消長，生物的進化，以及人類的出現(xiàn)和社會的發(fā)展。

二、生物進化：生物在于其生存環(huán)境相互作用過程中，其遺傳系統(tǒng)隨時間而發(fā)生一系列不可逆的改變，并導(dǎo)致相應(yīng)的表型改變，在大多數(shù)情況下這種改變導(dǎo)致生物總體對其生存環(huán)境的相對適應(yīng)。

第二章 生命及其在地球上的起源

一、生命的本質(zhì)：作為生命實際是由核酸和蛋白質(zhì)組成的，具有不斷自我更新的能力，以及多方向發(fā)生突變并可復(fù)制自身的多分子體系?？梢?，生命就其本質(zhì)而言也是物質(zhì)的，它是物質(zhì)存在和運動的一種形式。

二、生命活動的基本特征：

1、自我更新：生物體的自我更新是一個具有同化與異化兩種作用的新陳代謝過程。

2、自我復(fù)制：生物體內(nèi)生物大分子的自我復(fù)制是生命活動的另一個基本特征。

3、自我調(diào)控：生命是一個復(fù)雜的自我調(diào)控的開放體系。

4、自我突變：突變常常使一個基因變成它的等位基因，并引起一定的表型變化。

三、熵：所謂熵就是用來表示某個體系混亂程度的物理量。

四、生命起源的過程：

1、從無機小分子生成有機小分子。

2、從有機小分子發(fā)展成生物大分子。

3、由生物大分子組成多分子體系。

4、由多分子體系發(fā)展成原始生命。

第三章 細胞的起源與進化

一、超循環(huán)組織模式：所謂超循環(huán)組織就是指由自催化或自我復(fù)制的單元組織起來的超級循環(huán)系統(tǒng)。

二、階梯式過渡模式：在上述超循環(huán)的基礎(chǔ)上，逐漸發(fā)展出一個綜合的由非細胞到細胞演化的過渡理論。由原始的化學結(jié)構(gòu)過渡到原始的細胞學說需六個步驟。

1、由不同的小分子聚合為雜聚化合物，這些雜聚化合物是進一步形成生物大分子的材料。

2、從無序的雜聚合物到多核苷酸，分子之間的選擇作用有助于渡過復(fù)雜性危機。

3、多核苷酸進一步自組合成為一種較為復(fù)雜的分子系統(tǒng)，這時的多核苷酸還沒有成為遺傳載體。

4、蛋白質(zhì)合成被納入多核苷酸自我復(fù)制系統(tǒng)中。

5、分割結(jié)構(gòu)的形成，是細胞演化的關(guān)鍵一步。

6、最后一步是原核細胞生命（微生物）的形成。

三、真核細胞的起源途徑：

四、真核細胞起源的意義：

1、為生物性分化和有性生殖打下基礎(chǔ)。

2、推動生物向多細胞化方向發(fā)展。

第四章 生物發(fā)展史

一、化石的概念及其形成的條件和原因

概念：化石就是經(jīng)過自然界的作用保存于地層中的古生物遺體、遺物和它們生活的遺跡。 條件原因：1、生物死亡種群的大小。2、生物體組成部分的堅硬程度。3、生物尸體被掩埋的速度。4、掩埋的環(huán)境。5、石化的程度和速度。

二、生物界系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)律：

縱觀生物界系統(tǒng)發(fā)展的歷史，不難看出生物進化的總趨勢是：進步性、階段性和多樣性。

1、生物進化的進步性，表現(xiàn)出由低級到高級、由簡單到復(fù)雜的進化趨勢。

2、生物進化的階段性，生物進化是一個連續(xù)發(fā)展的過程，在這一過程中又表現(xiàn)出明顯的階段性。

3、生物進化的多樣性，生物在進化過程中，多樣性是不斷增加的，特別是每次重大滅絕之后生物多樣性增加都很迅速。

第五章 生物表型的進化

一、形態(tài)結(jié)構(gòu)進化的兩個方向：復(fù)雜化和簡化

復(fù)雜化和簡化是形態(tài)結(jié)構(gòu)進化的兩個主要方向。復(fù)雜化是指形態(tài)結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜、由低級到高級的進化方向。進化的結(jié)果使形態(tài)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜、精密，功能也越來越完善，完成特定功能的效率越來越高。

簡化是由結(jié)構(gòu)復(fù)雜化向簡化的一種演變過程。

二、新功能起源的基本方式

1、功能的強化，功能強化按結(jié)構(gòu)水平，分為兩種，即細胞與組織的功能強化和器官的功能強化。

2、功能的擴大：指結(jié)構(gòu)和功能范圍的擴大，某一器官原來僅有一種或少數(shù)幾種功能，在進化過程中，該器官的功能得到擴大，由一種功能發(fā)展成具備多種功能。

3、功能的更替：指動物在進化過程中，由于環(huán)境的改變，原先次要的功能逐漸轉(zhuǎn)化為主要的功能，隨著功能更替，器官也發(fā)生相應(yīng)的變化。

三、行為的進化：行為在這里主要指動物行為，行為的進化經(jīng)歷了趨性、發(fā)射、本能、低級學習行為、高級學習行為等發(fā)展環(huán)節(jié)，動物越低等，低級行為成分占的比例越大；反之，動物越高等，高級行為（學習行為）所占行為總量的比例越高。

四、利他行為的進化

利他行為也稱利他主義，指的是一個個體的行為對接受者帶來好處的同時，對行為完成者帶來損失。利他行為在給行為表達者帶來眼前不利的同時也帶來了親緣選擇的好處，即幫助傳遞自身基因的好處，從而提高了自身內(nèi)在適合度。利他行為給行為接受者所帶來的最直接的好處就是幫助其提高了存活能力和繁殖后代的能力。

第六章 生物的微觀進化

一、微觀進化：微觀進化是無性繁殖系或種群在遺傳組成上的微小差異導(dǎo)致的微小變化。微觀進化是進化的基礎(chǔ)，多種微觀進化匯集的結(jié)果即表現(xiàn)為宏觀進化。

二、種群：種群是隨機互交繁殖的個體集合，又稱為孟德爾種群，種群是有性繁殖的基本單位。

三、基因頻率：是指群體中某一等位基因在該位點上可能出現(xiàn)的基因總數(shù)中所占的比例。

四、基因型頻率：是指某種基因型的個體在群體中所占的比例。

五、遺傳平衡：指在一個大的隨機交配的群體里，基因頻率和基因型頻率在沒有遷移、突變和選擇等條件下，世代相傳，不發(fā)生變化的現(xiàn)象。

六、改變基因頻率的因素

1、突變對基因頻率的影響；2、在選擇作用下基因頻率的變化；3、遷移對基因頻率的影響；

4、遺傳漂變對基因頻率的影響

七、自然選擇的類型

1、正態(tài)化選擇；2、單向性選擇；3、分裂性選擇；4、平衡性選擇；5、性選擇

八、自然選擇的意義

1、自然選擇是一個創(chuàng)造性過程。

2、自然選擇是一個決定性過程。

九、適應(yīng)：生物適應(yīng)是指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理機能與其賴以生存的一定環(huán)境條件相適合的現(xiàn)象。

十、適應(yīng)在進化中的作用

1、適應(yīng)與種內(nèi)進化有非常密切的聯(lián)系，他可以導(dǎo)致物種分化，使之產(chǎn)生一些新類型。

2、適應(yīng)必然帶來種的繁殖和物種分布范圍的擴大，同時又因為環(huán)境變化的隨機性、不定向性，生物必須及時地對變化了的環(huán)境快速適應(yīng)。

十一、微觀進化在生物進化中的意義

1、生物進化意味著基因頻率的改變。微觀進化正是通過基因頻率的變化積累產(chǎn)生的，這種累積的結(jié)果即導(dǎo)致種內(nèi)進化。

2、微觀進化是生命體保持其連續(xù)性所必須的。

3、微觀進化使物種的基因庫更加豐富。

第七章 物種與物種的形成

一、物種：物種是生命存在的基本形式，體現(xiàn)了生物界統(tǒng)一性中的多樣性，連續(xù)性中的不連續(xù)性，不穩(wěn)定性中的相對穩(wěn)定。

二、物種形成的三個基本環(huán)節(jié)

1、可遺傳的變異是物種形成的原材料。

2、選擇影響物種形成的方向。

3、隔離是物種形成的重要條件。

三、物種形成的方式（詳見課本157頁）

1、漸進的物種形成。2、驟變式的物種形成。

第八章 生物的宏觀進化

一、特化式進化：特化式進化又稱特異適應(yīng)，是指由于生物對各種不同生活環(huán)境的適應(yīng)，從而出現(xiàn)的多方向的分化，表現(xiàn)在生物體形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能等方面并沒有質(zhì)的提高和改變，其進化水平屬于同一等級。

二、表型趨異：是指后裔的平均表型相對其祖先表型的偏離。

三、譜系趨異：是指一個單源群內(nèi)代表不同進化方向的線系之間，因種形成速率和滅絕速率的差異而造成的譜系不對稱性。

四、滅絕的生物學意義

1、滅絕是生物圈在更大的時空范圍內(nèi)的自我調(diào)整，物種滅絕是生物在與環(huán)境相互作用的過程中，生物不能適應(yīng)劇烈變化的環(huán)境而必然付出的代價。

2、滅絕對生物進化具有巨大的推動作用。滅絕在無情地將原有的一些適應(yīng)類型推向滅亡的同時。又為嶄新的適應(yīng)類型的誕生創(chuàng)造了機遇。

第九章 生物遺傳系統(tǒng)的進化

一、染色體數(shù)目的的進化與增減途徑

1、染色體數(shù)目的進化：染色體的數(shù)目具有種屬特異性，這種種屬特異性是進化的結(jié)果。染色體數(shù)目的變化有的表現(xiàn)為數(shù)目的增加，有的表現(xiàn)為數(shù)目的減少。前者如普通小麥的起源，后者如果蠅屬中染色體數(shù)目的進化。

2、染色體增減的途徑：一種是基本染色體組整倍的增減，形成整倍體；一種是染色體組內(nèi)個別染色體的增減，使細胞內(nèi)染色體的數(shù)目不成基數(shù)的完整倍數(shù)，導(dǎo)致非整倍體的產(chǎn)生。

二、染色體結(jié)構(gòu)的改變及改變途徑

染色體結(jié)構(gòu)的改變一方面是由于外界因子作用的結(jié)果，另一方面也可由生物體自身的生理生化過程、代謝失調(diào)、衰老以及物種間雜交等因素造成。改變途徑主要有缺失、重復(fù)、倒位和易位等。

三、新基因的起源

在進化中，一方面基因可獲得新的功能，另一方面又可有新的基因產(chǎn)生。形成新基因的常見途徑是基因重復(fù)、另外還有基因延長和外顯子改組。

四、結(jié)構(gòu)域與進化

蛋白質(zhì)中的域是蛋白質(zhì)分子內(nèi)的一些特定的區(qū)域，他們往往有相當明顯的邊界。具有特定功能的域稱為功能域，而三維結(jié)構(gòu)上穩(wěn)定且致密的域稱為結(jié)構(gòu)域。由于結(jié)構(gòu)域是蛋白質(zhì)的一種結(jié)構(gòu)單位，有時還是一種功能單位，所以，他們就有可能作為不同蛋白質(zhì)的模塊，即可在不同的蛋白質(zhì)中存在并發(fā)揮其作用。結(jié)構(gòu)域是研究進化的好素材。

第十章 分子進化和分子系統(tǒng)學

一、分子進化的特點

1、分子進化速率的恒定性。2、分子進化的保守性。

二、分子進化保守性的體現(xiàn)

1、生物大分子在進化過程中結(jié)構(gòu)上的變化速率較慢，氨基酸的平均變化速率為10-9數(shù)量級。

2、生物大分子內(nèi)部功能區(qū)結(jié)構(gòu)變化較慢，而且功能越重要的區(qū)域變化速率越慢。

3、蛋白質(zhì)中某些氨基酸或核苷酸的變化速率較慢，越重要的氨基酸變化越慢。

4、結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)相近的氨基酸之間的替換，比結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)不同的的氨基酸之間的替換更容易發(fā)生。

三、分子進化的中性突變理論

其主要觀點是分子水平上的進化大都不是通過達爾文的自然選擇，而是由選擇中性或近中性突變基因的隨機固定實現(xiàn)的。

中性突變理論的本質(zhì)是分子突變從嚴格的意義上講是選擇中性的，即對生物本身來講既無利也無害，他的命運幾乎取決于遺傳上的隨機固定，所以在分子進化的過程中，突變壓和隨機固定起著重要作用。只有進一步導(dǎo)致形態(tài)和生理上的差異后自然選擇才能發(fā)揮作用。

四、分子系統(tǒng)樹的概念

生物大分子的進化速率是相當恒定的，它的變化量應(yīng)該和該分子所經(jīng)歷的時間呈正相關(guān)，即生物大分子的改變是進化時間的函數(shù)，其數(shù)學表達式為：Kaa=Kaa/2T.由此式可以看出，不同生物的某一同源大分子之間的差異與所比較的生物從共同祖先分歧后的時間呈正比。由此可以確定不同生物在進化過程中的地位、分歧時間以及親緣關(guān)系，建立該分子的系統(tǒng)樹。

第十一章 人類起源與進化

一、人類的雙重屬性

人類是生物界進化發(fā)展的結(jié)果，是自然界的產(chǎn)物，因而人類不可避免地具有自然屬性，即人的生物學屬性。另一方面，人的社會進化始終伴隨著人類的生物學進化。因此，人類又表現(xiàn)出社會性的一面，人屬于一定的社會或一定的文化系統(tǒng)。人的社會屬性和生物學屬性產(chǎn)生兩種不同的人的概念，即社會人的概念和自然人的概念。

二、從猿到人體質(zhì)形態(tài)和行為特征的主要變化

人類起源于猿類，經(jīng)過一系列中間過渡類型演變成現(xiàn)代人。在這一過程中，人類的體質(zhì)形態(tài)和行為特征等方面發(fā)生了很大的變化。這些變化主要表現(xiàn)在身體結(jié)構(gòu)的改變、前后肢分工、直立行走、使用和制造工具、語言的產(chǎn)生以及智力的產(chǎn)生和發(fā)展。

三、人類起源發(fā)展的幾個階段

南方古猿階段、能人階段、直立人階段、智人階段

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