• 教授

  顾红雅

  北京大学

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  jingpinmooc

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  tomato8965

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第一章    序言

地球上丰富多彩的生命由演化而来；生物和环境之间的关系、生物之间的关系也不是天生就有的，也是长期演化的结果。本节课将给大家看一些生物的图片，讲述一些发生在北大校园中生物之间的小故事；重点介绍生物“演化”的定义和演化理论的发展史；介绍生物演化研究的特点。

第二章    达尔文及拉马克的演化思想

法国博物学家拉马克、英国博物学家达尔文系统提出了生物演化的理论，本节课将对这两位科学家的生平做一简介，重点介绍他们的学术思想、他们演化理论的主要论点和异同之处。

第三章    新达尔文主义及综合演化论

因所处时代科学发展的局限性，达尔文在其《物种起源》中提出的演化理论存在错误，特别是遗传机制方面。随着生命科学的发展，人们对生物遗传规律和机制的认识不断更新，科学家对达尔文的理论进行了修订和补充。本节课将重点介绍科学家对达尔文理论的第一次和第二次修订；介绍遗传学，特别是种群遗传学和分子生物学的新发现对演化理论发展的贡献； 同时介绍种群中基因及基因型频率的变化规律，即Hardy-Weinberg平衡公式的一些基本概念。

第四章    自然选择及其类型

自然选择是达尔文演化理论的核心内容之一，它是驱动生物演化主要的力量。你如何去判断不同的选择形式？本节课将重点介绍自然选择的类型，如定向选择、稳定选择、间断选择、平衡选择等；但自然选择并不是唯一驱动演化的力量，本节课还将举例说明基因漂变是确实存在的；而基因流则是联系物种的最根本的形式。

第五章     适应

自然选择的结果是生物对环境的适应，人们可以设计实验对适应进行研究。本节课主要介绍适应、适合度、选择系数等概念，并举例说明如何进行适应方面的研究；适应并不是十全十美的，适应是相对的；自然选择作用的“单位”是什么？自然选择的特例：族群选择，利他主义。

第六章     中性演化论提出的背景及该理论的主要内容

生物在自然界中遗传变异的程度如何？这些变异的物质基础和机制是什么？分子生物学的发展为中性演化理论的提出打下了基础。本节课重点介绍木村资生先生提出的中性理论的主要内容；其他科学家对木村理论的修订；分子演化的一些术语以及研究分子演化所用的生物特征。  

第七章     蛋白质演化速率

分子演化的速率是可以计算的：本节课将介绍如何计算蛋白质演化速率，如什么是同义替代，什么是非同义替代，氨基酸平均替代数的计算，氨基酸的平均替代速率的计算；血红蛋白的氨基酸序列是人们最早用来进行蛋白质演化速率的，由此将引出分子钟 (molecular clock) 学说；分子钟是有其局限性的。

第八章      核苷酸演化速率

本节课将接着上节课讲解如何进行核苷酸演化速率计算，如什么是碱基的置换，什么是碱基的颠换；核苷酸位点的平均碱基替代数的计算，核苷酸平均替代速率的计算；如何验证基因演化是否符合分子钟规律。近十多年来，基因组的研究发展非常迅速，成果众多；这些研究能给人们提供什么信息：农作物的起源，人类健康问题等。

第九章    什么是物种及物种的形成

物种是个有争议的话题，如是否有物种？什么是物种？物种是如何形成的？物种形成的速度是均一的吗？本节课将重点介绍不同的物种的定义，以及新物种是如何产生的：异域成种，连接域成种，同域成种；谱系的概念；还将介绍Stephen Gould教授提出的间断平衡学说：其学说提出的背景和主要内容。

第十章     物种的灭绝

物种有生就有灭，而物种的灭绝是一个沉重的话题。本节课将介绍物种灭绝的定义和类型，举例对一些物种灭绝的类型和原因进行分析；灭绝的外部原因核内部原因；灭绝的规模；地球上几次大的物种灭绝事件及可能的原因；GAIA假说。

第十一章     系统发生重建 — 追溯生物的演化史

生命之树是达尔文演化理论的核心之一，人们可以根据这一原理重构生命之树。本节课将介绍一些相关概念，如祖征，衍征，直系同源，并系同源等；趋同演化和平行演化的区别；构建系统发生树（演化树）的一些假设，如简约性原则，极性的确定等；构建系统发生树后如何进行评价？构建系统发生树时应注意的事项；系统发生树告诉我们的信息：从一个系统发生树上我们可以“读”出什么信息？本节课将利用一些实例说明系统发生树在实际生活中的应用：如何追踪病毒的来源？如何利用该原理判案？

第十二章     生命的起源及演化

生命是如何起源的？这是一个千古难题。本节课将从生命的定义和地球的起源说起，介绍早期人们对生命起源的认识；推测生命起源的阶段。用近年来科学家的一些实验对“是否可以人工制造生命”的话题进行讨论。还将介绍生物演化史早期的几次“辐射演化”（radiation）；对线粒体的起源和叶绿体的起源进行讨论。

第十三章    鸟类的起源

鸟类的起源是一个争论了100多年的话题，对这个问题的研究人们主要依靠化石的证据，中国科学家为解决这方面的学说争议做出了很大的贡献。本节课将利用大量的化石对该问题进行讨论：具有羽毛恐龙的发现；鸟类飞翔的起源；早期鸟类的辐射演化。还将介绍一些在中国发现的其他有趣的化石。

第十四章     家养动物的起源，现代智人的起源

狗是人类很好的朋友，大家都知道狗起源于狼，但起源于什么狼？哪儿的狼？人们对这个问题直至现在还争论不休。现代智人的起源也是一个争议很大的话题，人们不仅利用了大量的化石，还利用了大量现代人基因组的信息，甚至是已灭绝的一些人属物种的基因组信息进行研究。本节课将重点介绍人们对上述问题进行研究的最新进展，对一些有争议的问题进行讨论。人们发现最早的、可靠的类人猿的化石来源于非洲；多地域起源学说和近期非洲起源学说都有各自的证据，而最近科学家们利用基因信息研究获得结果是解决一些问题，但也带来了新的问题。

先修知识

中学的《生物学》 ，或大学的《普通生物学》

授课形式

共14次课程讲授，讲授的内容将组织成若干短视频单元(Unit)，每周3-5个单元，每个单元为10-30分钟的视频。

考核方式：随堂小测验和期末考试

我们鼓励学生们在论坛中踊跃发言及提问，互相帮助，共同提高。

张昀，1998， 《生物进化》，北京大学出版社

M.Nei, S. Kumar著，吕宝忠，钟扬等译，2002，《分子进化与系统发育》，      高等教育出版社

M. Ridley， 1996，“Evolution” (2nd version)，Blackwell Science

W-H Li，1997，“Molecular Evolution”，Sinauer Associates, Inc.，U.S.

S. Freeman, JC. Herron， 2001， “Evolutionary Analysis” (2nd version)， Prentice Hall

Douglas J. Futuyma, 2013, “Evolution”（3rd version）, Sinauer Associates Inc.,U.S.