課程(名稱.編號)簡索

領導藝術.綜合管理        人力資源.企業培訓        職務能力培訓系統班        銷售實戰.市場行銷        職場技能.個人成長        Office白領辦公達人        財經金融.投資理財        語言學習.出國留學        中國大陸證照培訓        資格考試.考証培訓        文化.生活.興趣.保健        生產管理.採購物流        移動開發        前端開發        後端開發        數據庫.服務器        網頁平面設計        雲計算.大數據        網絡營銷推廣        自然學科        工程技術學科

經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

計算機工程學科

哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

     「生物演化」課以大量的化石、形態以及基因和基因組等方面的實例講解了達爾文的「自然選擇」和「生命之樹」的原理，以及後人對達爾文理論的修訂、補充和完善；同時介紹了推動生物演化的其他因素，如中性選擇、遺傳漂變等。生物演化不僅僅是理論，而且是事實，它就發生在我們的身邊。

課程概述

      我們居住的地球已有46億年的歷史，我們今天看到的多姿多彩、千奇百怪的生物是生命在地球上幾十億年間演化的結果。我們現在都知道，生物是在不斷變化的；但什麼樣的變化可以傳給下一代？什麼樣的力量在驅動這樣的傳遞？他們的機制又是怎樣的？150多年前英國科學家達爾文先生對這些問題進行了系統地研究，他發表的《物種起源》為生物演化理論奠定了基礎，可以說演化理論是生物學基礎的基礎，其基本原理適用於生命科學的所有領域。本課程將以達爾文的「自然選擇」和「生命之樹」為主線，利用演化的原理和規律、通過多種實例對從遠古的化石到現今五彩繽紛的生物世界、從生物的形態改變到遺傳物質的變化、從生物分子的起源到人類的起源等現象和問題進行解釋。一些著名科學家對達爾文演化理論的修訂和完善做出了重要貢獻。如19世紀末德國科學魏茲曼教授對達爾文演化理論進行了第一次修訂，強調只有發生在生殖細胞中的變異可以被傳給下一代；20世紀早中期歐美的一些科學家將群體遺傳學原理和方法與生物演化研究相結合，完成了對達爾文演化理論的第二次修訂；20世紀中期，科學家解析了遺傳物質DNA的結構，隨著分子生物學的興起，日本科學家木村資生先生注意到了分子水平的一些演化現象很難用達爾文的演化理論來說明，他提出了「中性理論」來解釋這些現象；而地質學家在一些地層中發現了某些時期的生物以超常的速率演化，違背了達爾文的漸變論，美國科學家史蒂文古爾德教授提出了間斷平衡學說來解釋這一現象。通過本課程的學習，大家會看到無論是中性理論還是間斷平衡學說都是對達爾文生物演化理論的一種重要補充；越來越多的證據表明，達爾文演化理論的基本框架是不可推翻的。隨著各種模式生物如大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅、小鼠、家豬、小立碗蘚、擬南芥、水稻、小麥、玉米等生物遺傳密碼的破解，以及一些珍稀物種如腔棘魚、大熊貓、金絲猴等基因組的測序，人們可以對一些生物「前世今生」的演化歷史進行深入的研究，也可以根據遺傳信息追溯農作物或家養動物起源於哪些祖先，什麼地方的祖先，以及推測人們在對其馴化和培育過程中發生的事件。我們現在不但破解了人類的遺傳密碼，還對黑猩猩和已滅絕的尼安德特人的遺傳密碼進行了破解，大大地滿足了「我們是誰、從哪裡來？」這樣的好奇心。不過，人們在對生命有了更深入瞭解的同時又發現了很多新的問題。演化隨時隨地發生在生物的各個層次中，它們之間是否有聯繫？自然選擇導致了生物適應不同的生境，其機制是什麼？如何進行研究？在現代智人演化的過程中到底發生了什麼？本課程在介紹最新研究進展的同時，還將試圖從演化的角度來回答這些問題。總之，本課程在講授演化基本概念、原理的基礎上，向大家介紹該領域的最新技術、研究成果和動向，使大家真正明白一位遺傳學大師說過的話：「離開演化，生物學將毫無意義」。



授課目標

掌握生物演化理論的基本概念，知曉生物演化理論的主要框架和發展脈絡，以及在此過程中做出傑出貢獻的科學家。瞭解該研究領域的基本原理和方法及其應用和最新進展。




課程大綱




第一章 序言

具體內容：地球上豐富多彩的生命由演化而來；生物和環境之間的關係、生物之間的關係也不是天生就有的，也是長期演化的結果。本節課將給大家看一些生物的圖片，講述一些發生在北大校園中生物之間的小故事；重點介紹生物「演化」的定義和演化理論的發展史；介紹生物演化研究的特點。學習目的：瞭解生命萬物均由演化而來的事實，初步瞭解生物演化理論是如何發展起來的，該理論要解決什麼樣的問題，以及生物演化研究與其他自然科學研究的異同之處。

課時
1.1 美麗的生物及其之間的相互關係
1.2 生物演化的定義及其理論的發展史、研究的特點

第01講 1.1 第一節多姿多彩的生命及其相互關係 → 00:26:58
第02講 1.2 第二節生物演化理論的發展歷史及領域特點 → 00:27:11


第二章 拉馬克和達爾文演化思想

具體內容：法國博物學家拉馬克、英國博物學家達爾文系統提出了生物演化的理論，本節課將這兩位科學家的生平與其演化思想的發展結合起來進行介紹，重點介紹他們的學術思想、他們演化理論的主要論點和異同之處。學習目的：瞭解拉馬克和達爾文的演化思想是如何發展而來的，其具體內容是什麼，以及這兩位偉大的博物學家提出的生物演化理論有何異同。

課時
2.1 拉馬克簡介
2.2 拉馬克的演化理論要點
2.3 達爾文簡介
2.4 達爾文演化理論要點

第03講 2.1 第一節拉馬克和達爾文的演化思想1 → 00:11:03
第04講 2.2 第二節拉馬克和達爾文的演化思想2 → 00:08:56
第05講 2.3 第三節拉馬克和達爾文的演化思想3 → 00:22:11
第06講 2.4 第四節拉馬克和達爾文的演化思想4 → 00:11:08


第三章 新達爾文主義及綜合演化論

具體內容：因所處時代科學發展的局限性，達爾文在其《物種起源》中提出的演化理論存在錯誤，特別是遺傳機制方面。隨著生命科學的發展，人們對生物遺傳規律和機制的認識不斷更新，科學家對達爾文的理論進行了修訂和補充。本節課將重點介紹科學家對達爾文理論的第一次和第二次修訂；介紹遺傳學，特別是種群遺傳學和分子生物學的新發現對演化理論發展的貢獻； 同時介紹種群中基因及基因型頻率的變化規律，即哈代-溫伯格（Hardy-Weinberg）平衡公式的一些基本概念。學習目的：瞭解達爾文提出的演化理論的缺陷，重點在後人是如何對這些缺陷進行修訂，即第一次修訂和第二次修訂的內容。知道達爾文的演化理論不斷被修訂和完善的過程。

課時
3.1 達爾文對其演化理論的一些解釋
3.2 達爾文演化理論的第一次修訂
3.3 達爾文演化理論的第二次修訂
3.4 遺傳學和群體遺傳學對生物演化理論發展的貢獻

第07講 3.1 第一節達爾文演化理論的修訂1 → 00:12:34
第08講 3.2 第二節達爾文演化理論的修訂2 → 00:10:13
第09講 3.3 第三節達爾文演化理論的修訂3 → 00:11:28
第10講 3.4 第四節達爾文演化理論的修訂4 → 00:24:47


第四章 自然選擇及其類型

具體內容：自然選擇是達爾文演化理論的核心內容之一，它是驅動生物演化主要的力量。你如何去判斷不同的選擇形式？本節課將重點介紹自然選擇的類型，如定向選擇、穩定選擇、間斷選擇、平衡選擇等；但自然選擇並不是唯一驅動演化的力量，本節課還將舉例說明人工選擇的強大力量。學習目的：理解自然選擇的定義和形式，明白自然選擇是廣泛存在的，以及自然選擇作用的條件；瞭解人工選擇的特點。

課時
4.1 定向選擇
4.2 穩定選擇、間斷選擇和頻率依賴選擇（1）
4.3 頻率依賴選擇（2）、正負選擇
4.4 人工選擇

第11講 4.1 第一節自然選擇及其類型1 → 00:27:14
第12講 4.2 第二節自然選擇及其類型2 → 00:15:28
第13講 4.3 第三節自然選擇及其類型3 → 00:17:50
第14講 4.4 第四節自然選擇及其類型4 → 00:11:45


第五章 適應

具體內容：自然選擇的結果是生物對環境的適應，人們可以設計實驗對適應進行研究。本節課主要介紹適應、適合度、選擇係數等概念，並舉例說明如何進行適應方面的研究；適應並不是十全十美的，適應是相對的；自然選擇作用的「單位」是什麼？自然選擇的特例：族群選擇，利他主義。學習目的：理解適應的定義及其相對性，瞭解研究適應的一些思路和方法，能對一些現象提出問題，並思考如何設計實驗來解決這些問題。

課時
5.1 如何研究適應現象——長頸鹿的例子
5.2. 如何研究適應現象——蝴蝶的例子
5.3 如何研究適應現象——跳蛛和紋翅蠅的例子
5.4 適應是相對的以及不同層次的適應
5.5 族群選擇，利他主義

第15講 5.1 第一節適應1 → 00:19:17
第16講 5.2 第二節適應2 → 00:10:46
第17講 5.3 第三節適應3 → 00:20:55
第18講 5.4 第四節適應4 → 00:12:39
第19講 5.5 第五節適應5 → 00:14:37


第六章 分子演化I - 中性演化理論

具體內容：生物在自然界中遺傳變異的程度如何？這些變異的物質基礎和機制是什麼？分子生物學的發展為中性演化理論的提出打下了基礎。本節課重點介紹木村資生先生提出的中性理論的主要內容；其他科學家對木村理論的修訂；分子演化的一些術語以及研究分子演化所用的生物特徵。學習目的：瞭解分子水平的遺傳變異特點，瞭解中性演化理論提出的學術背景，熟悉中性演化理論的內容和一些相關概念。

課時
6.1 分子演化的基礎
6.2 中性演化理論提出的背景
6.3 有效種群的概念及一些例子
6.4 分子演化理論的主要內容
6.5 分子演化研究的內容

第20講 6.1 第一節分子演化I1 → 00:21:11
第21講 6.2 第二節分子演化I2 → 00:16:56
第22講 6.3 第三節分子演化I3 → 00:17:01
第23講 6.4 第四節分子演化I4 → 00:15:37
第24講 6.5 第五節分子演化I5 → 00:11:31


第七章 分子演化II - 蛋白質演化速率

具體內容：分子演化的速率是可以計算的：本節課將介紹如何計算蛋白質演化速率和相關概念，如什麼是同義替代，什麼是非同義替代；氨基酸平均替代數的計算，氨基酸的平均替代速率的計算；血紅蛋白的氨基酸序列是人們最早用來進行蛋白質演化速率的，由此將引出分子鍾 (molecular clock) 學說；分子鍾是有其局限性的。學習目的：理解蛋白質演化速率計算中的一些基本概念，理解一些計算公式背後的生物學意義；瞭解分子鐘的定義，明白分子鍾有其局限性，分子鍾是相對的

課時
7.1 蛋白質演化速率的計算
7.2 血紅蛋白演化速率的例子
7.3 分子鍾學說
7.4 分子鍾學說的局限性

第25講 7.1 第一節分子演化II1 → 00:11:44
第26講 7.2 第二節分子演化II2 → 00:24:50
第27講 7.3 第三節分子演化II3 → 00:18:07
第28講 7.4 第四節分子演化II4 → 00:25:04


第八章 分子演化III - 核酸演化速率

具體內容：本節課將接著上節課講解如何進行核甘酸演化速率計算和相關概念，如什麼是鹼基的置換，什麼是鹼基的顛換；核甘酸位點的平均鹼基替代數的計算，核甘酸平均替代速率的計算；如何驗證基因演化是否符合分子鍾規律。近十多年來，基因組的研究發展非常迅速，成果眾多；這些研究能給人們提供什麼信息：農作物的起源，人類健康問題等。學習目的：理解核酸演化速率計算中的一些基本概念，瞭解核酸計算時涉及到的一些基本模型；知曉基因組研究的發展過程和現狀，以及這方面的研究對農業研究、人類健康的促進作用。

課時
8.1 核酸演化的不同模型
8.2 核酸演化速率的計算
8.3 基因組學在分子演化研究中的應用（1）
8.4 基因組學在分子演化研究中的應用（2）

第29講 8.1 第一節分子演化III1 → 00:14:10
第30講 8.2 第二節分子演化III2 → 00:22:09
第31講 8.3 第三節分子演化III3 → 00:24:07
第32講 8.4 第四節分子演化III3 → 00:20:13


第九章 物種概念及間斷平衡學說

具體內容：物種的概念是個有爭議的話題，如是否有物種？什麼是物種？物種是如何形成的？物種形成的速度是均一的嗎？本節課將重點介紹不同的物種的定義，以及新物種是如何產生的：異域成種，連接域成種，同域成種；講解譜系的概念；還將介紹史蒂文古爾德教授提出的間斷平衡學說：其學說提出的背景和主要內容。學習目的：理解為什麼物種有多種定義，瞭解物種形成的一些機制和物種形成的速度，明白譜系的概念；瞭解間斷平衡學說的內容，以及該學說所依據的證據。

課時
9.1 科學家對物種概念的理解
9.2 不同的物種概念，譜系定義
9.3 物種是如何產生的（1）
9.4 物種是如何產生的（2）
9.5 物種形成的速度，間斷平衡學說

第33講 9.1 第一節物種概念及間斷平衡學說1 → 00:13:58
第34講 9.2 第二節物種概念及間斷平衡學說2 → 00:20:17
第35講 9.3 第三節物種概念及間斷平衡學說3 → 00:22:24
第36講 9.4 第四節物種概念及間斷平衡學說4 → 00:16:50
第37講 9.5 第五節物種概念及間斷平衡學說5 → 00:12:12


第十章 物種的滅絕

具體內容：物種有生就有滅，而物種的滅絕是一個沉重的話題。本節課將介紹物種滅絕的定義和類型，舉例對一些物種滅絕的類型和原因進行分析；簡介滅絕的外部原因和內部原因、滅絕的規模；地球上幾次大的物種滅絕事件及可能的原因；GAIA假說。學習目的：瞭解物種滅絕的定義和類型，通過一些實例明白物種滅絕有內因，也有外因，以及現在人類活動對其他物種產生的影響；瞭解地球上生物演化過程中的幾次大滅絕事件；瞭解GAIA假說的主要內容

課時
10.1 物種滅絕的定義和類型
10.2 物種滅絕類型
10.3 物種滅絕原因（1）
10.4 物種滅絕原因（2）
10.5 物種滅絕規模，GAIA假說

第38講 10.1 第一節物種的滅絕1 → 00:11:36
第39講 10.2 第二節物種的滅絕2 → 00:24:27
第40講 10.3 第三節物種的滅絕3 → 00:20:38
第41講 10.4 第四節物種的滅絕4 → 00:12:51
第42講 10.5 第五節物種的滅絕5 → 00:12:59


第十一章 系統發生重建——追溯生物的演化歷史

具體內容：生命之樹是達爾文演化理論的核心之一，人們可以根據這一原理重構生命之樹。本節課將介紹一些相關概念，如祖征，衍征，直系同源，並系同源等；趨同演化和平行演化的區別；構建系統發生樹（演化樹）的一些假設，如簡約性原則，極性的確定等；構建系統發生樹後如何進行評價？構建系統發生樹時應注意的事項；系統發生樹告訴我們的信息：從一個系統發生樹上我們可以「讀」出什麼信息？本節課將利用一些實例說明系統發生樹在實際生活中的應用：如何追蹤病毒的來源？如何利用該原理判案？學習目的：理解達爾文理論的又一個核心內容：生命之樹；以及基於此理論可以進行生物演化歷史的重建；如何重建、如何評估演化樹的客觀性、如何讀懂演化樹；通過實例瞭解如何利用該理論解決人們在生活中遇到的一些難題。

課時
11.1 一些基本概念
11.2 重建系統發生樹過程中遇到的爭議 - 鯨的例子
11.3 系統發生樹的評估和應用
11.4 系統發生樹的應用（1）
11.5 系統發生樹的應用（2）

第43講 11.1 第一節系統發生重建1 → 00:17:45
第44講 11.2 第二節系統發生重建2 → 00:21:51
第45講 11.3 第三節系統發生重建3 → 00:19:10
第46講 11.4 第四節系統發生重建4 → 00:16:56
第47講 11.5 第五節系統發生重建5 → 00:09:29


第十二章 生命的起源及演化——生物演化史中的一些重要事件

具體內容：生命是如何起源的？這是一個千古難題。本節課將從生命的定義和地球的起源說起，介紹早期人們對生命起源的認識；推測生命在地球上起源的不同階段。用近年來科學家的一些實驗對「是否可以人工製造生命」的話題進行討論。還將介紹生物演化史早期的幾次「輻射演化」（radiation）；對線粒體和葉綠體的起源進行討論。學習目的：瞭解我們居住的地球的演化史，特別是通過人們發現的化石瞭解地球上生物的演化史；瞭解人們對生命起源認識發展的過程；明白線粒體和葉綠體的起源；瞭解現在人們對「人工生命」進行的探索和研究進展。

課時
12.1 早期人們對生命起源的認識
12.2 地球早期的化學演化
12.3 人工生命的研究進展
12.4 早寒武紀生命的輻射演化
12.5 線粒體和葉綠體的起源

第48講 12.1 第一節演化史中的一些重要事件1 → 00:11:38
第49講 12.2 第二節演化史中的一些重要事件2 → 00:15:43
第50講 12.3 第三節演化史中的一些重要事件3 → 00:10:27
第51講 12.4 第四節演化史中的一些重要事件4 → 00:24:59
第52講 12.5 第五節演化史中的一些重要事件5 → 00:21:24
第53講 12.6.1PeterCrane訪談錄像ppt第54頁附件 → 00:08:58


第十三章 鳥類的起源與早期演化

具體內容：該講由中國科學院古人類與古脊椎動物研究所周忠和院士講授。鳥類的起源是一個爭論了100多年的話題，人們對這個問題的研究主要依靠化石的證據，中國科學家為解決這方面的學術爭議做出了很大的貢獻。本節課將利用大量的化石對該問題進行討論：具羽毛恐龍的發現；鳥類飛翔的起源；早期鳥類的輻射演化。還將介紹一些在中國發現的其他有趣的化石。 學習目的：瞭解有關鳥類起源的有關學說，知曉在鳥類起源與早期演化研究過程中的一些重要化石，特別是這些化石對相關學說的支持。通過該講瞭解化石在生物演化研究中的重要作用，以及中國是一個化石非常豐富的國家。

課時
13.1 鳥類起源的不同學說
13.2 帶羽毛的恐龍化石（1）
13.3 帶羽毛的恐龍化石（2）
13.4 早期鳥類的演化

第54講 13.1 第一節鳥類的起源和早期演化1 → 00:21:30
第55講 13.2 第二節鳥類的起源和早期演化2 → 00:22:18
第56講 13.3 第三節鳥類的起源和早期演化3 → 00:11:08
第57講 13.4 第四節鳥類的起源和早期演化4 → 00:20:25


第十四章 家養動物的起源，人類的起源

具體內容：狗是人類的好朋友，大家都知道狗起源於狼，但起源於什麼狼？何時何地起源的？人們對這個問題直至現在還爭論不休。現代智人的起源也是一個爭議很大的話題，人們不僅利用了大量的化石，還利用了大量現代人基因組的信息，甚至是已滅絕的一些人屬物種化石中的基因組信息進行研究。本節課將重點介紹人們對上述問題進行研究的最新進展，對一些有爭議的問題進行討論。人們發現最早的、可靠的類人猿的化石來源於非洲；多地域起源學說和近期非洲起源學說都有各自的證據，而最近科學家們利用基因信息研究獲得結果解決一些問題，但也帶來了新的問題。這些問題的解決還有待於新證據的發現，也許還會長期地爭論下去。學習目的：瞭解在研究一個物種起源與演化過程中不同的證據可能得出不同的結論，明白演化研究的獨特性，通過這些例子更深刻地理解演化研究需要多學科的融合，理解基因組研究對生物演化研究有很大的促進作用。

課時
14.1 狗的起源
14.2 人科物種化石的發現和研究
14.3 有關智人起源的不同學說
14.4 來自古人化石中基因組信息對智人起源的啟示
14.5 課程小結

第58講 14.1 第一節家養動物及人類的起源1 → 00:16:58
第59講 14.2 第二節家養動物及人類的起源2 → 00:15:59
第60講 14.3 第三節家養動物及人類的起源3 → 00:18:13
第61講 14.4 第四節家養動物及人類的起源4 → 00:18:44
第62講 14.5 第五節家養動物及人類的起源5 → 00:04:51