基因库：是一种生物群体全部遗传基因的集合，它决定了下—代的遗传性状。

适合度：所谓适合度(用W表示)，是指某一基因型个体与其他基因型个体相比能够存活并把它的基因传给下—代的能力。适合度最大值通常被定为1，即Wmax＝1。

选择系数：选择系数(以s表示)表示某一基因型在群体中不利于生存的程度。例如，s=0.001，表明该基因型的群体中有干分之一的个体中能存活或繁殖后代。选择系数与适合度的关系是：s＝1—W。

10．请写出群体遗传平衡的Hardy—Weinberg平衡定律及其成立的条件，请说明Godfrey H.Hardy和Wimhelm weinberg提出该群体遗传平衡定律的意义。

参看教材“第三节 二、群体遗传平衡——Hardy—Weinberg定律”

Hardy—Weinberg平衡定律成立的先决条件是：群体非常大；交配是随机的；群体之间没有发生任何迁移；自然选择对等位基因不产生影响；任何突变可以被忽略。

Hardy—Weinberg平衡定律所阐明的群体遗传平衡是指在理想条件下等位基因按各自不同的频率世代相传而保持不变的客观现象。即在没有外界因素（如基因突变、选择、迁移等）的干扰，群体的基因频率世代相传而不发生变化。Hardy—Weinberg平衡定律还说明遗传变异一旦被一个群体所获得，就可以维持在一个相对恒定的水平上，并不因为交配而融合或最后消失。

11．请分别说明促进生物微观进化的主要原因。

促进基因频率改变及微观进化最主要的原因可包括突变、迁移、随机的遗传漂变等。参见教材第三节：“三、促进基因频率改变及微观进化的原因”。

12．请闭上眼睛后在头脑中想象生命进化的历程．并说出其中的重大事件和时间点。另请说明光合作用的出现在生物进化中的意义。

光合作用之前，地球上的生物只能够利用地球上当时已有的有机物质，而这些物质是有限的。光合作用的出现使得生物界摆脱了对现有的有机物质的依赖，而且能够产生出氧气，

为有氧呼吸的出现提供了先决条件，同时改变了地球的大气组成，臭氧层的形成可以屏蔽大部分紫外线，保护生命不被破坏继续发展。这些都大大改变了生物界乃至整个世界的面貌。因而光合作用的出现在生物的进化中具其重要的、不可取代的作用。

13．人类文化发展对于人类的进化具有什么样的作用?

人类文化的发展其实也是人类文化的进化，同时也是人类本身与人类社会的进化。人类文化的出现使得人类在自然面前有更大的生存竞争能力，而人类文化同时也有积累与传递的特点，所有这些都改变了人类进化有区别于其他生物的模式，人类不再像其他生物那样被自然

选择下来的只是身强力壮容易获得食物与配偶的个体，同时，更会学习与继承人类文化的个体也具有很大的优势．使整个人类向着这个方向进化。同时人类文化的发展使得人也具备选择其他生物的能力，即人工选择。人类文化使整个人类社会的进化速度远高于一般的进化速度。

人类文化发展与人类的进化是相互作用、相互影响的。人类的文化创造活动是依靠思维、劳动、语言三个基本能力的，而人类的思维器官、劳动器官和语言器官等正是生物学进化的结果。人类文化的出现使得人类在自然面前有更大的生存竞争能力，而人类文化同时也有积累与传递的特点，所有这些都改变了人类进化，使其具有区别于其他生物进化的模式，人类不再像其他生物那样只被白然选择，人类文化的发展使得人也只备选择其他个物的能力，即人上选择。

人类文化的发展可分为5个阶段，以狩猎与聚集为简单的部落社会阶段，火的使用和简单语言的出现有利与于大脑的增加和发育；农业发展阶段，人们固定下来居住，工具使用能力的提高和文明的发明进一步刺激了人类的生物学进化；之后的工业革命阶段、信息技术革命时代和刚起步的生物技术革命时代各种先进文化的发展将进一步改变人类的生物学持性。当然，值得提出的是，文化系统中的一些伦理、法律等可以促进或阻碍人类的生物学进化，被人类的活动所污染、破坏的自然环境也正在反作用于人类进化。

14．请讨论，从人类探测火星获得的资料与信息分析，今天的火星球可能是地球的过去?是地球的未来?还是与地球的过去或未来都没有可比性?

从人类探测火星获得的资料与信息分析，火星过去很可能有过一段像地球这样的状态——火山活动频繁，大气浓厚，有水，甚至有生命。但是，火星的直径毕竟只有地球的一半，质量也只有地球的十分之一，本身引力很小，又没有磁场的保护，导致气体外逸，再加上后来火星的地质活动慢慢减弱，可以提供给大气循环的能量不够，导致气体冷却、气压降低、水分流失。

按照现有的天体演化理论粗略计算，再过30亿年太阳就变成红巨星了，它的体积会膨胀，表面温度很高，这样就影响周围的天体。它会先吞噬离太阳最近的水星、金星、地球，然后是火星。如果从现在起到了第20亿午的时候，太阳的火将烧到金里，地球将被烤得很热。

至于是地球的未来，目前学术界有两种假设。一是无限荒漠化。随着废气和尘埃对阳光阻挡能力的增强，太阳的光线会越来越拐弱。如果地球的能量越来越弱的话，地球可能会变成火星的样子。据介绍，最近一些年地球的磁场确实在减弱，如果有一天地球磁场忽然倒转一次，或者消失一阵，情况就很难说了。太阳带给我们很多粒子辐射，称之为“太阳风”。太阳风可以被想像成一股“风”，“风”一来，包裹着地球的一团气体就被吹走；如果地球没有频繁的火山活动等来补充气体的话，气体就台逃逸，气压随之降低，水跟着就沸腾，地球变得越来越干——今天的火星可能就是地球的未来；

地球未来的另一种可能就是温室效应过于严重，地球变成金星。前苏联、美国都发射了探测器到金早，发现那里温度非常高，平均温度超过400℃。金星是标淮的温室效应，就像一个高压锅，有大量二氧化碳和硫化物。现在地球上工业排放也很厉害，气象组织一些专家

分析，地球的确在一点一点地升温。如果人类不注意控制工业废气的排放，不加强环境保护的话，很可能地球的环境就像金星那样的恶劣了。

第八章

1. 单子叶植物和双子叶植物在形态结构上的区别主要有哪些？

2 维管组织是3大组织之一，起着输导水分、养分以及支撑的作用，贯穿植物的根茎叶。根部的维管组织位于根的中部，初生木质部与初生韧皮部相间排列，被一层中柱鞘细胞包围，不与其本组织接触；茎部的维管组织靠近茎的表面分布，初生木质部与初生韧皮部内外排列，通常成束分布，初为维管束，每一个维管束都被基本织织包围；叶的维管组织就是通常所说的叶脉，主脉的维管束发达，分支末端叶脉很细，初生木质部与初生韧皮部外围被薄壁细胞所构成的维管束鞘细胞包围。

3．请举例说明被子植物陆生适应性进化的现象。

被子植物最早起源于水中的藻类，随进化变成了典型的陆生植物，具备了各种适应陆生生活的构造与功能：

①分化出根和茎，根生长在土壤中，而茎生长在空气中，适应于陆地的营养吸收和光合作用；

②通常植物叶片生气孔下表皮较上表皮多，上表皮气孔少，有利于植物在强光照时减少水分的蒸腾；茎和叶片表皮覆盖一层蜡质，有利于保持水分；

③有机化合物从“源”到“库”的输送，是由于水向浓度高的“源”运动产生的压力推动有机同化物向“库”方向运动的结果，这与植物在陆生环境中的水分运输是协调一致的； ④分化出专门的繁殖器官花、果实和种子，使种子在果实的保护之下更好地传播；种子发芽前通常要经过休眠，可使它适应陆地环境，增加存活概率；从生长来看，植物从种子的萌发、营养生长到开花、结实，其最适温度先逐渐上升，再略有下降，正好与种子在春季萌发后春、夏、秋季的温度变化趋势相吻合。

⑤保持了有性生殖的配子体世代与无性生殖的孢子体世代交替出现的生活史，保证新个体获得双重遗传信息，从而具有与环境相适应的最大活力；

这一切都体现了被子植物在漫长的演化中是如何去适应陆生环境的。

4.以植物的营养与体内运输为例，举例说明植物各部分器官在功能上相互依赖与配合，结构的特点体现了为功能服务，结构与功能的密切联系体现在植物个体发育每一个阶段。

植物进行光合作用的重要器官是叶。叶制造的有机物，除少数供自身利用外，大多数都被运输到根、茎、花、果、种子等器官中去，这种有机物的运输,是通过贯穿于植物体各器官的韧皮部的筛管进行的；而筛管之所以可运输有机物，就在于筛管两端所具有的渗透压不同。渗透压高的一端，从其周围的细胞中吸水，从而又使该端的膨压加大，在一定膨压的作用下，

筛管内所含的有机物便从膨压高的一端运送到较低的另一端。因此，植物在生长过程中，如果韧皮部受到破坏,即筛管受到破坏(如环割、剥皮)，也就破坏了运输途径，进而影

响到植物的生长，共至导致死亡。在根系中合成的氨基酸、酰氨等含氮有机物也是经筛管运输到地上各器官中。

在植物体中，有机物的运输方向有一定的规律。通常与植物的生长有关。幼嫩的、生长旺盛的、陈新代谢较强的器官及组织常常是有机物运输的主要方向。因此．随着植物的生长、发育，在不同的生育期，有其不同的生长中心，从而也促使体内有机物运输方向的不断改变。例如：小麦在分蘖期，其上层成长叶片中的光合产物主要转移到主茎上的幼叶及幼小的分蘖，而下层叶则为根系的发育提供养料；而到了拔节期，光合产物主要运输到生长旺盛的叶及正在伸长的节间，其次是小分蘖。此外，许多植物都具有贮藏有机物质的能力，大凡这类植物通常都具有发达的块根、块茎等贮藏器官，如马铃薯(块茎)、甘薯(块根)等。

有机物在植物体内的制造、运输及贮藏过程，是与植物体内所进行的光合作用、输导作用、吸收作用及生长发育等各项生理功能密切相关的。

5．如何区别植物的复叶与小枝？

叶与茎之间的夹角叫叶腋，叶腋处有腋芽，植物茎的分枝起源于叶腋处的芽原基。若叶柄与毛之间有腋芽存在，则说明是小枝，复叶产生于茎的顶端分生组织两侧的叶原基，其叶柄与茎之间是没有腋芽的；如已没有腋芽，则可在茎上找到叶痕的是小枝，找不到的是复叶。

6．从分子水平上解释为什么植物根部遭受水淹后很容易导致植物的死亡。

正常情况下空气可以自由进入土壤间空隙，根的呼吸作用放出二氧化碳和水，形成碳酸，

-+碳酸离解为HCO3和H，这两种离子可以和土壤溶液及土壤颗粒表面的正负离子交换；植物

体中矿质元素浓度大大高于土壤溶液中的，将土壤中的矿质元素吸收需要跨膜消耗ATP的主动运输，ATP来源于呼吸作用。当植物根部遭受水淹时，空气无法正常进入土壤，根“呼吸”不到空气，离子交换和主动运输受阻，植物最终会因不能吸收和转运营养元素而死亡。

7．为什么C4植物具有比C3植物更高的对炎热干旱环境的适应性，并保持着较高的光合作用 效率？

C4植物中CO2固定的最初产物不是Calvin循环中的3—磷酸甘油酸，而是四碳化合物草酰乙酸。此反应是发生在叶脉，即维管束外围的C4植物特有的叶肉细胞中,由磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)羧化酶作用产生。与核酮糖二磷酸羧化酶相比，PEP羧化酶具有更好的CO2亲和力，能够更加有效地固定CO2；接下来，在维管束鞘细胞中发生Calvin循环，生成葡萄糖等光合产物，而脱羧反应产生的丙酮酸又返回外圈叶肉细胞种类，重复进行高效的CO2固定。在炎热干旱环境中，叶片关闭气孔以减少水分的丧失，导致叶片中CO2浓度大大下降，因此在这样的环境中C4植物上述特点使其保持较高的光合作用率,具有很好的生存优越性。