构建生物进化树的方法比较
极为详细的建树方法，新手入门推荐
生物进化树的构建
目录
前言 (2)
一、 NCBI (6)
二、 Mega (9)
三、 DNAMAN (15)
四、DNAStar (18)
五、 Bio edit (21)
前言
1．背景资料
进化树(evolutionary tree)又名系统树(phylogenetie tree)进化树，用来表示物种间亲缘关系远近的树状结构图。在进化树中，各个分类单元（物种）依据进化关系的远近，被安放在树状图表上的不同位置。所以，进化树简单地表示生物的进化历程和亲缘关系。已发展成为多学科(包括生命科学中
的进化论、遗传学、分类学、分子生物学、生
物化学、生物物理学和生态学,又包括数学中的
概率统计、图论、计算机科学和群论)交叉形成的一个边缘领域。
归纳总结生物进化的总趋势有以下几类：
①结构上：由简单到复杂
②生活环境上：由水生到陆生
③进化水平上：由低等到高等
一般来说，进化树是一个二叉树。它由很多的分支和节点构成。根据位置的不同，进化树的节
点分为外部节点和内部节点，外部节点就是我们要进行分类的分类单元（物种）。而物种之间的进化关系则用节点之间的连线表示。内部节点表示进化事件发生的地方，或表示分类单元进化的祖先。在同一个进化树中，分类单元的选择应当标准一致。进化树上不同节点之间的连线称为分支，其中有一端与叶子节点相连的分支称为外枝，不与叶子节点相连的分支称为内枝。
进化树一般有两种：有根树和无根树。有根树有一个鲜明的特征，那就是它有一个唯一的根节点。这个根节点可以理解为所有其他节点的共同祖先。所以，有根树能可以准确地反映各个物种的进化顺序，从根节点进化到任何其他节点只有能有一条惟一的路径。无根树则不能直接给出根节点，无根树只反映各个不同节点之间的进化关系的远近，没有物种如何进化的过程。但是，我们可以在无根树种指派根节点，从而找出各个物种的进化路径。
无根树
有根树
放射树
分子进化树(以分子数据为依据构建的进化树)不仅精确地反映物种间或群体间在进化过程中发生的极微细的遗传变异(小至一个氨基酸或一个核昔酸差异)，而且借助化石提供的大分子类群的分化年代能定量地估计出物种间或群体间的分化年代，这对进化论的研究而言无疑是一场革命。
序列比较是生物信息学中最频繁也是最有价值的工作。要知道一个序列(结构)与另一个序列(结构)或者与一批序列(结构)之间的差异，唯一的途径就是序列(结构)的比较分析。序列水平上的比较反映的是字符串之间的差异，能够发现碱基序列或者氨基酸序列的保守模式。但是，在分子生物学中，比较是多方面的，除了核酸或蛋白质序列的比较，也可以是结构的比较等。事实上，相差很大的序列可以形成具有相同功能的分子。而结构水平上的比较更能反映功能上的差异，能够发现与功能紧密相关的结构域。结构比较方面的工作都是围绕蛋白质及RNA展开的。
构建进化树的方法包括两种：一类是序列类似性比较，主要是基于氨基酸相对突变率矩阵（常用PAM250）计算不同序列差异性积分作为它们的差异性量度（序列进化树）；另一类在难以通过序列比较构建序列进化树的情况下，通过蛋白质结构比较包括刚体结构叠合和多结构特征比较等方法建立结构进化树。
三种主要的建树方法分别是距离法(distance method）、最大节约法（maximum parsimony, MP）和最大似然法（maximum likelihood，ML）。
2．同源性
同源性（homology）是比较生物学中的一个中心概念。同源，最基本的意义就是具有共同祖先。一般来说，如果两个物种中有两个性状满足一下两个条件中的任意一个，就可以称这两个性状为一对同源状。
在分子进化研究中，同源性一般是指两个核酸分子的核苷酸序列或者两种蛋白质的氨基酸序列质检的相似程度。序列分析是最终测定同源性程度的方法。
①直系同源（orthology）可以反映物种血统上的同源性，即物种进化的历史
②并系同源（paralogy）只反映基因进化的历史。
③异同源（xenology）仅仅部分反映基因进化历史。
④多异同源（paraxenology）与异同源的不同点在于主要基因组中它拥有的两个或者更多的外源基因拷贝。
⑤部分同源（plerology）由许多不同功能部分组成，而一个基因的组成中包含其他基因的片段。
一、NCBI
1．进入NCBI Standard Nucleotide BLAST 标准界面，输入要比对的序列、名称，后BLAST
2．比对后的结果分析
①血缘分类报告
②距离进化树分析结果
根据实际情况适用Tree method ，Max Seq Difference ，Sequnce Label等信息二、Mega
1．将基因序列，导入软件中，比对
比对完成后，查看进化树。
首先显示比对后文件到Phylogenetic Analysis
查看比对结果
显示进化树
查看进化树
三、DNAMAN
插入序列，多序列比对
比对后进化树分析，可以导出为Clustal格式，可以用bioedit来查看
四、DNAStar
比对前设置残基表
打开DNAStar下MegAlign软件，将要分析的基因系列导入。比对
基因系列具有同源性的用Jotun Hein Method比对，基因系列无关联的用Clustal W/V method比对。
查看比对报告
查看基因序列相似度
查看进化树
构建进化树方法比较
【转载】分子进化树构建及数据分析的简介 分子进化树构建及数据分析的简介 mediocrebeing, rodger, lylover[1], klaus, oldfish, yzwpf [1] lylover. Email: lylover_2005@https://www.wendangku.net/doc/6c18254459.html, 一、引言 开始动笔写这篇短文之前，我问自己，为什么要写这样的文章？写这样的文章有实际的意义吗？我希望能够解决什么样的问题？带着这样的疑惑，我随手在丁香园（DXY）上以关键字“进化分析求助”进行了搜索，居然有289篇相关的帖子（2006年9月12日）。而以关键字“进化分析”和“进化”为关键字搜索，分别找到2,733和7,724篇相关的帖子。考虑到有些帖子的内容与分子进化无关，这里我保守的估计，大约有3,000~4,000篇帖子的内容，是关于分子进化的。粗略地归纳一下，我大致将提出的问题分为下述的几类：1．涉及基本概念。例如，“分子进化与生物进化是不是一个概念”，“关于微卫星进化模型有没有什么新的进展”以及“关于Kruglyak的模型有没有改进的出现”，等等。 2．关于构建进化树的方法的选择。例如，“用boostrap NJ得到XX图，请问该怎样理解？能否应用于文章？用boostrap test中的ME法得到的是XXX树，请问与上个树比，哪个更好”，等等。 3．关于软件的选择。例如，“想做一个进化树，不知道什么软件能更好的使用且可以说明问题，并且有没有说明如何做”，“拿到了16sr RNA数据，打算做一个系统进化树分析，可是原来没有做过这方面的工作啊，都要什么软件”，“请问各位高手用clustalx做出来的进化树与phylip做的有什么区别”，“请问有做过进化树分析的朋友，能不能提供一下，做树的时候参数的设置，以及代表的意思。还有各个分支等数值的意思，说明的问题等”，等等。 4．蛋白家族的分类问题。例如，“搜集所有的关于一个特定domain的序列，共141条，做的进化树不知具体怎么分析”，等等。 5．新基因功能的推断。例如，“根据一个新基因A氨基酸序列构建的系统发生树，这个进化树能否说明这个新基因A和B同源，属于同一基因家族”，等等。 6．计算基因分化的年代。例如，“想在基因组水平比较两个或三个比较接近物种之间的进化年代的远近，具体推算出他们之间的分歧时间”，“如何估计病毒进化中变异所需时间”，等等。 7．进化树的编辑。例如生成的进化树图片，如何进行后续的编辑，比如希望在图片上标注某些特定的内容，等等。 由于相关的帖子太多，作者在这里对无法阅读全部的相关内容而致以歉意。同时，作者归纳的这七个问题也并不完全代表所有的提问。对于问题1所涉及到的基本的概念，作者推荐读者可参考由Masatoshi Nei与Sudhir Kumar所撰写的《分子进化与系统发育》（Molecular Evolution and Phylogenetics）一书，以及相关的分子进化方面的最新文献。对于问题7，作者之一lylover一般使用Powerpoint 进行编辑，而Photoshop、Illustrator及Windows自带的画图工具等都可以使用。
生物进化的历程说课稿1(1)
生物学八年级下册第七单元第21章生命的发生和发展 第二节《生物的进化》说课稿 一．说教材 （一）.教材分析： “生物的进化”是义务教育教科书北师大版生物学八年级下册第7单元第21章第二节的内容。生物进化是一个极其漫长且复杂的过程。在了解了生命的起源之后来学习生物的进化，有利于形成完整的知识体系，通过生物进化的学习，形成生物进化的观点，认同生物与环境的和谐，培养学生保护生物圈，关爱生命的情感。本节内容分为“生物进化的证据”、“生物进化的历程”以及“自然选择学说”三部分，它既是对前面所学知识的总结和延伸，又是以后学习生物多样性知识的基础，在本章和本册中占有重要的地位。 《生物学课程标准》中关于“生物进化”的要求是“概述生物进化的主要历程；认同生物进化的观点。” 《成都市初中生物毕业考试说明》中关于“生物进化”的测试水平为“Ⅰ”级，属于了解层次。（即：再认或回忆知识；识别、辨认事实或证据；举出例子；描述对象的基本特征等。） （二）.教学目标 知识目标 1．列举古生物学化石方面的证据，说明生物是进化的。 2．概述生物进化的主要历程和基本规律。 3. 简述达尔文自然选择学说的主要内容 4. 认同生物进化的观点。 能力目标： 1.在观察相关生物化石、形态构造等图片过程中,提高学生处理信息、分析综合能力。 2. 进一步培养学生探究能力、用比较法解决问题的能力。 情感态度和价值观目标： 1.通过对化石资料的搜集，培养学生学习生物的兴趣，热爱科学的态度。 2. 学习达尔文勇于探索的科学精神和坚持真理的科学态度，能以科学的角度来解释和揭示生物的进化。 （三）、教材的重点和难点 重点：1.生物化石的形成过程和化石记录的生物进化趋势。 2.地球上各类动物、植物和微生物出现的先后顺序。 3.自然选择学说的形成过程及其主要内容。 难点：自然选择学说的主要内容。 （四）.课时安排及教学准备 1、课时安排：2课时 第一课时：生物进化的证据、生物进化的主要历程 第二课时：自然选择学说 2、教师准备：视频、图片、资料、器材等。 3、学生准备：课前预习、查阅相关资料及自制“生物进化主要历程”拼图游戏板。
《生物进化的历程》教(学)案
第二节生物的进化 一、生物进化的历程 【学习目标】 1.通过阅读文本、观看课件、观察图片，能够说出研究生物进化的方法，了解比较法在研究生物进化中的重要作用。 2.通过阅读文本、观看课件、观察图片，能够概述生物进化的主要历程，形成生物进化的基本观点。 【教学重点】 举例说出研究生物进化的方法；概述生物进化的主要历程。 【教学难点】 用比较的方法，利用各种生物的主要特征，排列出生物进化的主要历程。 【教学准备】 1.教师准备： PPT课件、视频、图片 2.学生准备： 课前预习 【教学容】 （一）复习旧课，导入新课 教师：上节课我们一起学习了有关地球上生命起源的问题，我们知道这个问题到现在还是一团迷雾，世界出现了各种不同的说法。我们一起学习了5种，比如？ 学生：神创论、小水滴、外星球或星际尘埃、热泉喷发…… 教师：虽然生命的起始点还找不到源头，但生物进化的脚步并没有因此而停止。生物逐渐按由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序演变成现在的万物。生物进化的历史是久远的，没有人能在历史的隧道中畅游，所以生命起源和生物进化失去了见证人。那么，科学家是怎样研究生物进化的历程呢？这节课我们就来学习“生物进化的历程”。 （二）研究生物进化的方法。 教师：研究生物进化的方法很多。今天我们主要看以下几种。首先，大家翻
开书55页；仔细观察课本上所提供的图6-3-6生物化石和图6-3-7不同地层化石示意图，动动脑，能否从中发现一些问题呢？ (学生阅读，教师出示挂图或标本。) 教师：挂图上所示是课本上两幅图的放大图，以及其他的一些生物化石。大家注意比对，把你发现的一些问题和得出的结论告诉大家。 学生A：我曾经看过一个资料，里面介绍了一些有关化石的问题。有些化石是生物的遗体，像琥珀里的昆虫；有些是遗物，例如恐龙蛋、粪便等；还有的则是它的生活痕迹，例如已经发现的恐龙大脚印。这些化石都为研究生物的进化，提供了非常重要的证据。 教师：化石为研究生物进化提供了证据，为什么它能起到这样的作用呢？ 学生B：化石之所以能为研究提供证据，因为古生物的遗体、遗物、生活痕迹都是因为某种原因而被埋藏在地层中，经过若干万年后形成了化石，而且这些化石与当时的生活年代是在一起的。 学生C：在第二幅图中，我观察到这样几个问题： (1)地球表面在生物进化中是不断运动的，地层也随之上升、下降、扭曲等； (2)通过对地层由下到上的比较，我发现从下到上的地层中生物遗体越来越复杂； (3)通过同一地层中的生物化石，可以大致了解生活在同一时代的不同生物。 教师：回答得非常好。从刚才的学习中，我们可以发现通过对不同地层中的化石或同一地层中的不同化石作比较，就可以从中得出一些有关生物进化的问题。 教师总结：化石是生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种原因被埋藏在地层中，经若干万年的复杂变化形成的。 教师：接下来我们一起来看P56图6-3-8始祖鸟复原图。仔细观察这种始祖鸟更像哪种动物？有哪些异同点？ (学生讨论) 学生D：我感觉它比较像鸟类。它的身体表面有羽毛，还有翅膀，嘴的外形又比较像鸟的喙，所以我认为它应该归属到鸟类中。 学生F：我认为它更像爬行类动物。在它的前肢上长有指，指的末端有爪，
生物的进化历程
课程名称：生物的进化历程 授课教师：李京伟（人大附中朝阳学校） 【教学设计】 一、教学背景分析 1. 本课时教学内容的功能和地位 “生物进化历程”是北京版《生物学》第 4 册第十五章“生命的起源与生物的进化”的内容。在本节课的学习任务中：“化石”是研究生物进化的重要证据；“生物的进化历程”由动物和植物的进化历程组成，包括借助化石研究生物进化的方法以及生物进化的主要趋势两部分。在课标中位于第八主题，属于理解层次。对学生理解多样性生物之间的关系，形成生物进化的观点、树立辩证唯物主义自然观具有重要意义。 2. 学生情况分析 本校学生主要通过推荐组成，学习习惯较好。通过近 2 年的生物学习，学生已积累了大量的感性和理性材料，具备一定的实验操作、描述、表达等能力，形成了“结构与功能相统一”的生物学基本观点；特别是通过“米勒实验”“模拟血型鉴定”、“模拟练习人工呼吸或止血包扎”，学生对于模型和模拟实验已有了一定的体验和认识，能够认同科学的模拟实验结果能够概括分析得出科学结论。 综上来看，学生已掌握了一定的生物科学概念和科学研究方法。但是生物进化的历程过程漫长而复杂，生物进化的趋势内容抽象并且概括性强，学生理解仍有一定困难。 二、教学目标制定 （一）知识目标 1 、说明化石是研究生物进化历程的重要证据 2 、概述生物进化的主要历程以及生物进化的趋势 （二）能力目标 1. 通过对图片和实物材料的观察与分析，提高处理科学信息的能力；
2. 通过小组合作制作、分析“进化树”模型，提高交流与合作能力以及分析解决问题的能力。 （三）情感态度价值观目标 1. 确立化石是研究生物进化重要证据的观点； 2. 认同地球上的物种多样性是逐渐进化形成的，物种之间存在着或近或远的亲缘关系。 （四）教学重点 1. 化石是研究生物进化历程的重要证据； 2. 生物进化的主要历程以及生物进化的趋势。 （五）教学难点 1. 生物进化的主要历程以及生物进化的趋势。 三、教学方法策略 （一）教学策略 认知信息加工理论认为：人类的某些观念可以用符号来代表，而且这些符号可以通过确定的符号运算过程进行有意义的转换。根据此理论，生物进化的历程和趋势这一抽象内容可以转化为形象的符号来代表并能发挥同样的意义。为实现教学目标，突出重点突破难点，设计了模拟实验。用“观察 - 分析 - 归纳”的方法帮助学生深入思考。 （二）教学资源 认知信息加工理论也提到学习者的动机起着重要作用。而白板的互动性能够有效建立师生、生生和谐的关系，并将文字、声音、图片于一体，激发了学生主动学习的兴趣，提高课堂有效性。因此选用白板为主要媒介进行信息的构建。 1. 实物：鱼的遗迹化石；剪刀、胶棒。 2. 图像：现存生物的进化树；猛犸象、恐龙等动物。 四、教学过程
技术演化研究方法与概念
技术演化研究方法 高频词共词矩阵、 网络分析 聚类分析 多维尺度分析 战略坐标 文献计量学 文献计量学方法( bibliometrics)文献计量学是对业已存在的出版物单元、书目单元或它们的代用品进行定量研究的科学。它采用数学、统计学等计量方法，研究文献的分布结构、数量关系、变化规律和定量管理，进而探讨科学技术的某些结构、特征和规律。在技术演化
专利引文分析法 对不同专利文献之间以及专利文献和科学文献之间的引用关系进行分析。沿着引用关系生成的专利引文网络，可以分析得到专利的继承性和发展历程。 当前分析专利引文网络的主要方法有三类: ①在专利引文网络上进行聚类操作，之后分析聚簇之间的关系以及随时间变化情况以识别技术演化；②提出度量引文权重的指标，根据测算出的引文权重来识别专利引文网络中的知识流动主路径以绘制技术演化轨迹；③采用社会网络分析的方法来评价技术演变阶段。
专利分类分析法 专利分类是根据专利揭示的技术内容所提供的一种简易和通用的技术分类系统。对各个专利分类号所属专利进行数量统计、共现分析和频次排序，可以帮助分析专利技术的布局、发展趋势以及技术间关系的变化情况。 技术生命周期法 技术生命周期模型将一个完整的技术创新分为流动性阶段、过渡性阶段和明确性阶段。 标准设计的产生标志着创新从流动性阶段进入过渡性阶段，此时过程创新活动将超过产品创新活动，在明确性阶段，无论产品创新还是过程创新都会减少。 用技术指标来评价技术生命周期，可以在获取技术状态信息的同时，避免对目标技术领域的所有专利和专利申请人进行全面调查，因此较适合用来分析技术生命周期。代表性的技术指标有专利向后引用数量、专利向前引用数量、专利引用中值、技术生长率、技术成熟系数、技术衰老系数等。 TRIZ 法 TRIZ法是由前苏联发明家G.Altshuller 及其同事在1946-1985 年间发展起来的一套基于逻辑和数据的问题解决方法。TRIZ 法的核心思想是技术系统一直处于进化之中，解决技术矛盾和冲突是进化的动力，进化速度随技术系统一般矛盾的解决而降低，使其产生突变的唯一方法是解决阻碍技术系统进化的矛盾和冲突. 文本挖掘方法( text-mining) 文本挖掘是指从大量、无结构、有噪音的文本信息中发现潜在的数据模式、内在联系、规律、发展趋势等，抽取有效、新颖、可理解的、散布在文本文件中的有价值的信息和知识的过程。 专利文献中包括摘要、技术背景和权力要求等文本信息，人工阅读和分析这些文本内容十分耗时耗力。文本挖掘技术可以批量处理大量文本数据，从文本中提取有用的信息，发现潜在的知识或模式。 文本挖掘方法可划分为基本分析方法和高级分析方法，具有代表性的基本分析方法是词频分析法，它通过提取专利项、摘要和标题中的技术关键词，并根据技术关键词的出现频率来反映技术领域的研究状况；与此不同，高级分析方法认为，目前缺乏严格的理论来指导基于论文专利数据的科技发展分析，如果假定存在能够区分数据重要程度的潜在变量( 也即技术挖掘结构，tech mining construct) ，将会有助于解释论文专利数据的内在模式，进而开展
高中生物第五章生物的进化5.3探索生物进化的历史素材浙科版必修2
第3节探索生物进化的历史 人类的远祖起源于中国吗？ 人类的故乡在哪里？这是一个在国际学术界早已解决的问题。通过比较人和黑猩猩的DNA 序列，我们知道人类的远祖在5到7百万年前与猿类分手，形成了新的一科：人科。目前已发现的人科化石，包括南方古猿的几种、能人、直立人、智人等，其中最早、最原始的南方古猿和能人，都只在非洲发现。近年来发现的最早的人科化石，南方猿湖畔种和地面猿始祖种，约生活于四百多万年前，已非常接近根据分子遗传学推算的人与猿分离的时间，而它们也都是在非洲出土的。因此，非洲，特别是东非，是人类的故乡，已成为国际学术界的共识。分子遗传学的多项研究结果也与这种看法一致。 一般认为，只有人科化石才能称为人类远祖。因此，见到国内报刊最近纷纷报道“人类远祖起源于中国”，宣布“科学新发现有力地推翻了‘人类起源于非洲’的说法”时，我还以为在中国挖掘出了最早的人科化石。细读之下，才发现新发现的这种曙猿化石并非人科化石，不是单独属于人类的祖先，而是高级灵长类的共同祖先，所以也可以说它是猿类的远祖、猴类的远祖。可以说“猴类、猿类和人类的共同祖先起源于中国”，却不能单单说“人类的远祖起源于中国”，否则我们是不是也要把原始灵长类、哺乳类、爬行类、两栖类、鱼类、脊椎动物、动物乃至最早的细胞都称为人类的远祖？毕竟，追根溯源，人类就是这么一步步进化来的嘛。去年也的确有人这么干过，在云南发现斑鳞鱼化石时，也被记者耸人听闻地报道为“在中国发现人类的共同祖先”。 中国的确一度被视为人类的故乡。达尔文曾非常准确地预测非洲是人类的故乡，但他的追随者、德国动物学家海格尔却认为亚洲才是。当二十年代“北京人”出土时，就被认为在中国找到了人类的远祖。但是后来“北京人”不再被当成半猿半人的猿人。他虽然还具有某些猿的特征，却已是相当完善的人，因此被归为直立人。就连“北京人”是否是现代中国人的祖先，也很成问题。按照现在获得分子遗传学支持的单一起源学说，世界各地的直立人后来都灭绝了，所有的现代人都是大约二十万年前生活于非洲的一个人群的后代。七十年代在云南禄丰发现的拉玛古猿，也一度被认为是人类的远祖。分子遗传学的结果对此提出质疑，经过剧烈的辩论后，现在拉玛古猿已被公认为猩猩的远祖。 中国两度被认为是人类的故乡，又两度被剥夺，对某些中国人来说，也许是一件很伤面子的事。但是，如果想要恢复中国做为人类故乡的地位，就应该老老实实地去寻找可以跟南方古猿竞争的早期人科化石，尽管这样的希望十分渺茫。如果只是玩文字游戏，乱攀“人类远祖”，既无聊，又误导了一般公众。而且这种“嘴瘾”，也只能在中国人自己内部过过，绝不会获得国际的承认。鉴定曙猿的论文在国际学术刊物《自然》杂志上发表时，里面就找不到“人类远祖在中国”之类的字眼。 - 1 -
上海交大 中文翻译 生物化学课本：第6章 生物信息学和进化的研究方法
第六章生物信息学和进化的研究方法 蛋白质序列清楚地反映出生物的进化关系。Jane Goodall和一只黑猩猩互动提示人类与黑猩猩亲缘关系近。血红蛋白的氨基酸序列也证明人类与黑猩猩的亲缘关系。在血红蛋白153个氨基酸残基中，人血红蛋白（红色）与黑猩猩血红蛋白（蓝色）只有一个氨基酸残基不同。[左边, Kennan Ward/Corbis.] 如同人类家族的成员一样，分子家族的成员有一些共同的特征。比较蛋白质的三维结构（即与蛋白功能关系最密切的参数），我们很容易鉴定蛋白家族成员。我们在蛋白质折叠章节介绍过的牛核酸酶，其三维结构与人核酸酶的三维结构颇为类似（图6.1）。虽然这种类 1
似性在意料之中(因为这两个蛋白质的功能是一样的），但是有些情况下这种比较却获得了我们意料之外的结果。例如血管生成素(angiogenin)是能够刺激血管生成的蛋白质。但是血管生成素的三维结构与核酸酶三维结构非常相似，说明血管生成素和核酸酶属于同一蛋白家族（图6.2）。因此它们肯定来自同一祖先分子。 图6.1 牛和人核酸酶结构。功能类似性的蛋白质常常具有结构类似性。[Drawn from 8RAT.pdb. and 2RNF.pdb] 图6.2 血管生成素的结构。该蛋白质能促进血管生长，具有与核酸酶非常相似的三维结构。 2
遗憾的是，知道三维结构的蛋白质数量有限。我们知道很多蛋白质的编码基因序列或氨基酸序列（得益于DNA克隆和DNA序列测定）。在蛋白质氨基酸序列水平就能观测到蛋白质的进化关系。例如牛核糖核酸酶和血管生成素的氨基酸序列有35%的氨基酸残基是一致的。那么这种相似性水平是否足以保证蛋白质的进化关系？如果不够，需要多高的相似性才能说明蛋白质有进化关系？本章介绍氨基酸序列比较的方法和推测蛋白质进化关联的方法。 序列比较已经成为现代生物化学研究的最有力工具之一。最新鉴定的新序列与数据库比较，确定与该序列相关的分子。利用这些信息，能够研究具有这种新近测序分子功能和机制。如果三维结构也清楚，我们能比较三维结构、证实序列比较的结论，还能揭示那些序列比较没有发现的成员。 考察现有蛋白序列的脚印，生化学家成了分子考古学家，能了解分子进化史所发生的事件。序列比较能够确定进化途径、估计特定进化事件发生的时间。利用这些信息能够构建特定蛋白质或核酸从古生菌和细菌到真核生物（包括人类）的进化树。也可以用实验方法研究分子进化。有些化石的DNA分子也可以进行PCR扩增和测序，直接观察古代的分子序列。此外科研人员也可以进行一些核酸复制实验观察实验室的分子进化。这些研究的结果能揭示更多的分子进化机制。 6.1 同源物来自同一祖先 生物化学进化的研究主要是确定蛋白质、其它生物分子、以及生物化学途径如何随着时间发生的变化。来自同一祖先的两个物体就是同源关系。同源（homologus）分子或同源物（homologs）可以分为两类（图6.3）。侧向同源物(paralogs)指同种生物的同源物。直向同源物(orthologs)指不同物种间具有非常相似甚至一致功能的同源物。了解分子间的同 3
运用mega5构建系统发生进化树.
1．准备序列文件 准备fasta格式序列文件（fasta格式：大于号>后紧跟序列名，换行后是序列。举例如下）。每条序列可以单独为一个文件，也可以把所有序列放在同一文件内。 核酸序列： >sequence1_name CCTGGCTCAGGATGAACGCT 氨基酸序列： >sequence2_name MQSPINSFKKALAEGRTQIGF 2．多序列比对 打开MEGA 5，点击Align，选择Edit/Build Alignment，选择Create a new alignment，点击OK。
这时需要选择序列类型，核酸（DNA）或氨基酸（Protein）。 选择之后，在弹出的窗口中直接Ctrl + V粘贴序列（如果所有序列在同一个文件中，即可全选序列，复制）。也可以：点击Edit，选择Insert Sequence From File，选择序列文件（可多选）。
序列文件加载之后，呈蓝色背景（为选中状态）。点击按钮，选择Align DNA （如果是氨基酸序列，则会出现Align Protein）。弹出的窗口中设置比对参数，一般都是采用默认参数即可。点击OK，开始多序列比对。
比对完成后，呈现以下状态。 这时需要截齐两端含有---的序列：选中含有---的序列，按键Delete删除（注意：两端都需要截齐）。截齐之后，保存文件为：filename.mas
3．构建系统进化树 多序列比对窗口，点击Data，选择Phylogenetic Analysis，弹出窗口询问：所用序列是否编码蛋白质，根据实际情况选择Yes或No。此时，多序列比对文件就激活了，可以返回MEGA 5主界面建树了。
第五部分生物的遗传进化与生态第二章生物的进化第一节生物进化的历程
第二章生物的进化 第一节生物进化的历程 教学目标 1．了解地球原始生命起源于非生命物质这一有关生命起源的基本观点，并通过对比对生命起源认识的不同观点，对学生进行唯物主义生命观的教育，自觉抵制非科学的观点。 2．在了解动物、植物进化的大致历程基础上，归纳总结、初步认识生物进化的基本规律。 3．了解人类进化的历程，认识人类的生物学地位。 4．在学习动物、植物以及人类进化的知识过程中，了解研究生物进化课题的一些基本方法，如系统比较方法。 重点、难点分析 1．动、植物进化的历程是本小节学习的重点。通过了解动物、植物进化的历程，帮助学生认识生物进化的基本规律——从简单到复杂、从低等到高等、从水生到陆生。教学中根据学生已经学习过的动物学、植物学知识，引导学生比较各类生物的特征，分析归纳，抓住能反映生物进化的线索，认识生物进化的规律。同时，教学中还应注意引导学生认识生物进化是生物发展的必然结果，这一过程经历了漫长的时间，这个过程是伴随着地球的演变过程进行的。 2. 生命的起源是本小节学习的难点。这个问题涉及的知识比较广泛，如地球起源的问题一些化学知识，等等。此外，这个问题的研究还处于假说阶段，缺少有力的实验证据。所以，一些问题不容易向学生交待清楚，更不能断然结论。教师在教学中可以通过对比的方法，介绍人类对生命起源问题的认识过程，了解这个问题研究的进展情况和研究方法，引起学生对这个问题的兴趣，激励学生关注这一科学难题并建立正确的观点。 3．有关“人类的出现”的教学也是一个难点。这一问题的最终解决需要深入研究，所以在教学中只能介绍人类出现和发展的总趋势，可以告诉学生进化的一些细节问题还不清楚。 总之，这节课所涉及的生命起源。生物进化。人类进化的几个方面都存在许多未解决、未定论的问题。一些人利用科学不能解释这些难题，宣扬唯心论，甚至攻击进化论。所以，在教学中，教师可以通过人类对生命起源、生物进化的研究发展的过程来说明人类对自然现象的认识有一个过程。随着科学研究的深入，科学技术的发展，研究手段的提高，人类最终会揭开这一自然之谜。
研究生物进化的方法
研究生物进化的方法 比较是研究生物进化的最常用的方法。 1.比较生物的化石及生物化石在地层中存在情况的方法，即运用古生物学上的证据对生物进化进行研究的方法。化石是生物进化最直接和最有力的证据。古生物化石包括动植物的遗体、遗物和遗迹，如恐龙的骨骼、恐龙蛋和恐龙的足迹等。古生物学家在研究化石的过程中发现，各种生物的化石在地层里的出现是有规律的，即在越早形成的地层里，成为化石的生物越简单、越低等；在越晚形成的地层里，成为化石的生物就越复杂、越高等。这不仅证实了现代的各种各样的生物是经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序。 2.对动物、植物的器官和系统进行解剖和比较研究的方法。比较解剖学为生物进化提供最重要的证据是同源器官。同源器官是指起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官。例如，一些脊椎动物的前肢──鸟的翼、蝙蝠的翼手、鲸的鳍、马的前肢和人的上肢，从外形看，这些器官很不相同，但是它们的内部结构却基本一致。不仅组成一致，而且排列的方式也基本一致（图8）。因此，这些器官都是同源器官。同源器官的存在，证明凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先进化而来的。只是在进化过程中，由于生活环境不同，同源器官适应于不同的生活环境，逐渐出现了形态和功能上的不同。
3.比较和研究动植物的 胚胎形成和发育过程的 方法。它也为生物进化 提供了重要的证据。 一切高等动植物的胚胎 发育都是从一个受精卵 开始的。这说明高等生 物起源于低等的单细胞 生物。鱼类、两栖类、 爬行类、鸟类、哺乳类 和人，彼此间的差异十 分显著，但是，它们的 胚胎在发育初期都很相 似，那就是都有鳃裂和 尾，头部较大，身体弯 曲，彼此不容易区别。 只是到了发育晚期，除鱼以外，其他动物和人的鳃裂都消失了，人的尾也消失了（图9）。这种现象说明了高等脊椎动物是从某些古代的低等动物进化而来的，所以在生物的个体发育过程中，迅速重演了它们祖先的主要发育阶段。例如，古代脊椎动物原始的共同祖先生活在水中，所以陆生脊椎动物和人在胚胎发育过程中，还出现鳃裂，等等。 4.比较蛋白质分子差异的方法。生物进化是一种长期渐变的过程，这种渐变除了表现在生物的形态、结构、胚胎发育等生理方面的系统演变外，也同时表现在DNA编码的蛋白质的分子结构上。比较各种生物的同一种蛋白质的氨基酸组成，可以看出生物进化过程中分子结构变化的渐进特征，并以此判断生物之间的亲缘关系和进化顺序。细胞色素C是一种缓慢进化的蛋白质，常用作比较生物进化和分类的依据。 细胞色素C是一种具有104～112个氨基酸的多肽分子。从进化上看，细胞色素C是一种很保守的分子，据科学家估计，它的氨基酸顺序每200万年才发生1%的改变。正因为细胞色素C分子变化的缓慢和保守，所以它在进化中才能够被保留下来。不同生物的细胞色素C 中氨基酸的组成和顺序反映这些生物之间的亲缘关系。在所查的几十种生物中，细胞色素C 分子中有27个氨基酸残基是相同的，其余的氨基酸残基则随生物的不同而有不同的差异。
介绍几个进化树分析及其相关软件
大家好： 我在此介绍几个进化树分析及其相关软件的使用和应用范围。这几个软件分别是PHYLIP、PUZZLE、PAUP、TREEVIEW、CLUSTALX和PHYLO-WIN （LINUX）。 在介绍软件之前，我先简要地叙述一下有关进化树分析的一些方法学问题。进化树也称种系树，英文名叫“Phyligenetic tree”。对于一个完整的进化树分析需要以下几个步骤：⑴要对所分析的多序列目标进行排列（To align sequences）。做ALIGNMENT的软件很多，最经常使用的有CLUSTALX和CLUSTALW，前者是在WINDOW下的而后者是在DOS下的。⑵要构建一个进化树（To reconstrut phyligenetic tree）。构建进化树的算法主要分为两类：独立元素法（discrete character methods）和距离依靠法（distance methods）。所谓独立元素法是指进化树的拓扑形状是由序列上的每个碱基/氨基酸的状态决定的（例如：一个序列上可能包含很多的酶切位点，而每个酶切位点的存在与否是由几个碱基的状态决定的，也就是说一个序列碱基的状态决定着它的酶切位点状态，当多个序列进行进化树分析时，进化树的拓扑形状也就由这些碱基的状态决定了）。而距离依靠法是指进化树的拓扑形状由两两序列的进化距离决定的。进化树枝条的长度代表着进化距离。独立元素法包括最大简约性法（Maximum Parsimony methods）和最大可能性法（Maximum Likelihood methods）；距离依靠法包括除权配对法（UPGMAM）和邻位相连法（Neighbor-joining）。⑶对进化树进行评估。主要采用Bootstraping法。进化树的构建是一个统计学问题。我们所构建出来的进化树只是对真实的进化关系的评估或者模拟。如果我们采用了一个适当的方法，那么所构建的进化树就会接近真实的“进化树”。模拟的进化树需要一种数学方法来对其进行评估。不同的算法有不同的适用目标。一般来说，最大简约性法适用于符合以下条件的多序列：i 所要比较的序列的碱基差别小，ii 对于序列上的每一个碱基有近似相等的变异率，iii 没有过多的颠换/转换的倾向，iv 所检验的序列的碱基数目较多（大于几千个碱基）；用最大可能性法分析序列则不需以上的诸多条件，但是此种方法计算极其耗时。如果分析的序列较多，有可能要花上几天的时间才能计算完毕。UPGMAM（Unweighted pair group method with arithmetic mean）假设在进化过程中所有核苷酸/氨基酸都有相同的变异率，也就
进化树分析步骤
进化树分析步骤 一、用CLUSTALX（1.83）排列序列（alignment） 方法： 1、打开记事本，以FASTA格式粘贴序列到记事本，所有要比对的序列都这么粘贴，格式如下： >aa （序列名称） aaagggtttttcccc（序列） >bb aaagggtttttcccc >cc aaagggtttttcccc 2、用ClustalX打开记事本文件。导入第一个文件用load sequence, 后面的文件用append sequence。都在file下拉菜单里。 3、用ClustalX排序后，输出格式为*.PHY，保存。用记事本打开如下图： 图中的8和50分别表示8个序列和每个序列有50个碱基。 二、phylip软件进行进化树分析 1、打开软件SEQBOOT
路径输入刚才生成的*.PHY文件，并在Random number seed (must be odd) ?的下面输入一个4N+1的数字后，屏幕显示如下： 图中的D、J、R、I、O、1、2代表可选择的选项，键入这些字母，程序的条件就会发生改变。D选项无须改变。J选项有三种条件可以选择，分别是Bootstrap、Jackknife 和Permute。文章上面提到用Bootstraping法对进化树进行评估，所谓Bootstraping 法就是从整个序列的碱基（氨基酸）中任意选取一半，剩下的一半序列随机补齐组成一个新的序列。这样，一个序列就可以变成了许多序列。一个多序列组也就可以变成许多个多序列组。根据某种算法（最大简约性法、最大可能性法、除权配对法或邻位相连法）每个多序列组都可以生成一个进化树。将生成的许多进化树进行比较，按照多数规则（majority-rule）我们就会得到一个最“逼真”的进化树。Jackknife 则是另外一种随机选取序列的方法。它与Bootstrap法的区别是不将剩下的一半序列补齐，只生成一个缩短了一半的新序列。Permute是另外一种取样方法，其目的与Bootstrap和Jackknife法不同。R选项让使用者输入republicate的数目。所谓republicate 就是用Bootstrap法生成的一个多序列组。根据多序列中所含的序列的数目的不同可以选取不同的republicate。当我们设置好条件后，键入Y按回车。得到一个文件outfile。（提示：在此最好把outfile更名为outfile1，因为后面步骤生成的文件都为outfile，可以一次更名为outfile1、outfile2….outfileN） Outfile用记事本打开如下：
分子进化与系统进化树的构建
分子进化与系统进化树的构建 分子进化与系统进化树的构建 分子进化与系统进化树的构建 主要内容： 1、分子进化的研究方法 2、系统进化树的构建方法 3、系统进化树构建常用软件汇集 4、系统进化树构建方法及软件的选择 5、Phylip分子进化分析软件包简介及使用 6、如何利用MEGA3.1构建进化树 声明： 1、本篇涉及的资源主要源于网络及相关书籍，由酷友搜集、分析、整理、审改，供大家学习参考用，如有转载、传播请注明源于基因酷及本篇的工作人员；若本篇侵犯了您的版权或有任何不妥，请Email genecool@https://www.wendangku.net/doc/6c18254459.html,告知。 2、由于我们的学识、经验有限，本篇难免会存在一些错误及缺陷，敬请不吝赐教：请到基因酷论坛（https://www.wendangku.net/doc/6c18254459.html,/bbs）本篇对应的专题跟贴指出或Email genecool@https://www.wendangku.net/doc/6c18254459.html,。 致谢： 整编者：flashhyh 主要参考资料：《生物信息学札记》樊龙江；《分子进化分析与相关软件的应用》作者不详；《进化树构建》ZHAO Yangguo；《如何用MEGA 3.1构建进化树》作者不详；《MEGA3指南》作者不详； 分子进化的研究方法 分子进化的研究方法 分子进化的研究方法 分子进化研究的意义 自20世纪中叶，随着分子生物学的不断发展，进化研究也进入了分子进化(molecularevolution)研究水平，并建立了一套依赖于核酸、蛋白质序列信息的理论和方法。随着基因组测序计划的实施，基因组的巨量信息对若干生物领域重大问题的研究提
供了有力的帮助，分子进化研究再次成为生命科学中最引人注目的领域之一。这些重大问题包括：遗传密码的起源、基因组结构的形成与演化、进化的动力、生物进化等等。分子进化研究目前更多地是集中在分子序列上，但随着越来越多生物基因组的测序完成，从基因组水平上探索进化奥秘，将开创进化研究的新天地。 分子进化研究最根本的目的就是从物种的一些分子特性出发，从而了解物种之间的生物系统发生的关系。通过核酸、蛋白质序列同源性的比较进而了解基因的进化以及生物系统发生的内在规律。 分子进化研究的基础 假设假设：：核苷酸和氨基酸序列中含有生物进化历史的全部信息核苷酸和氨基酸序列中含有生物进化历史的全部信息。。 分子钟理论：在各种不同的发育谱系及足够大的进化时间尺度中，许多序列的进化速率几乎是恒定不变的。如下图： 直系同源与旁系同源 直系同源(orthologs):同源的基因是由于共同的祖先基因进化而产生的； 旁系同源(paralogs):同源的基因是由于基因复制产生的。 两者之间的关系如下图所示： 注：用于分子进化分析中的序列必须是直系同源的用于分子进化分析中的序列必须是直系同源的 用于分子进化分析中的序列必须是直系同源的，才能真实反映进化过程。 分子进化研究的基本方法 对于进化研究，主要通过构建系统发育过程有助于通过物种间隐含的种系关系揭示进化动力的实质。 表型的(phenetic)和遗传的(cladistic)数据有着明显差异。Sneath 和Sokal(1973)将表型性关系定义为根据物体一组表型性状所获得的相似性，而遗传性关系含有祖先的信息，因而可用于研究进化的途径。这两种关系可用于系统进化树(phylogenetictree)或树状图(dendrogram)来表示。表型分枝图(phenogram)和进化分枝图(cladogram)两个术语已用于表示分别根据表型性的和遗传性的关系所建立的关系树。进化分枝图可以显示事件或类群间的进化时间，而表型分枝图则不需要时间概念。文献中，更多地是使用“系统进化树”一词来表示进化的途径，另外还有系统发育树、物种树(speciestree)、基因树等等一些相同或含义略有差异的名称. 系统进化树分有根(rooted)和无根(unrooted)树。有根树反映了树上物种或基因的时间顺序，而无根树只反映分类单元之间的距离而不涉及谁是谁的祖先问题。下图表示了
构建系统进化树的方法步骤
构建系统进化树的方法步骤 1. 建树前的准备工作 1.1 相似序列的获得——BLAST BLAST是目前常用的数据库搜索程序，它是Basic Local Alignment Search Tool的缩写，意为“基本局部相似性比对搜索工具”(Altschul et al.,1990[62];1997[63])。国际著名生物信息中心都提供基于Web的BLAST服务器。BLAST算法的基本思路是首先找出检测序列和目标序列之间相似性程度最高的片段，并作为内核向两端延伸，以找出尽可能长的相似序列片段。 首先登录到提供BLAST服务的常用网站，比如国内的CBI、美国的NCBI、欧洲的EBI和日本的DDBJ。这些网站提供的BLAST服务在界面上差不多，但所用的程序有所差异。它们都有一个大的文本框，用于粘贴需要搜索的序列。把序列以FASTA格式(即第一行为说明行，以“>”符号开始，后面是序列的名称、说明等，其中“>”是必需的，名称及说明等可以是任意形式，换行之后是序列)粘贴到那个大的文本框，选择合适的BLAST程序和数据库，就可以开始搜索了。如果是DNA序列，一般选择BLASTN搜索DNA数据库。 这里以NCBI为例。登录NCBI主页-点击BLAST-点击Nucleotide-nucleotide BLAST (blastn)-在Search文本框中粘贴检测序列-点击BLAST!-点击Format-得到result of BLAST。 BLASTN结果如何分析(参数意义)： >gi|28171832|gb|AY155203.1| Nocardia sp. ATCC 49872 16S ribosomal RNA gene, complete sequence Score = 2020 bits (1019), Expect = 0.0 Identities = 1382/1497 (92%), Gaps = 8/1497 (0%) Strand = Plus / Plus Query: 1 gacgaacgctggcggcgtgcttaacacatgcaagtcgagcggaaaggccctttcgggggt 60 |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| ||||||||| ||||| Sbjct: 1 gacgaacgctggcggcgtgcttaacacatgcaagtcgagcggtaaggcccttc--ggggt 58 Query: 61 actcgagcggcgaacgggtgagtaacacgtgggtaacctgccttcagctctgggataagc 120 || ||||||||||||||||||||||||||||||| | |||||| ||||||||||||| Sbjct: 59 acacgagcggcgaacgggtgagtaacacgtgggtgatctgcctcgtactctgggataagc 118 Score ：指的是提交的序列和搜索出的序列之间的分值，越高说明越相似；
浙科版必修二探索生物进化的历史作业2
探索生物进化的历史 1．下列叙述与现代生物进化理论不相符合的是（） A .新物种的产生不一定是因为长期的地理隔离最终导致生殖隔离而造成的 B.生物体所发生的可遗传变异可为进化提供原材料 C.喷洒农药可使害虫种群的抗药基因频率提高，从而使害虫的抗药性逐代增强 D.生殖隔离是形成新物种的标志，物种是生物进化和繁殖的基本单位 【答案】D 【解析】新物种的产生不一定是因为长期的地理隔离最终导致生殖隔离而造成的，如多倍体的形成，A 正确；变异包括可遗传变异和不可遗传变异，只有可遗传的变异才能为生物进化提供原材料，B正确；喷洒农药选择了害虫种群的抗药性强的个体，使害虫种群的抗药基因频率提高，从而使害虫的抗药性逐代增强，C 正确；生殖隔离是新物种形成的标志，种群是生物进化和繁殖的基本单位，D错误。 【考点定位】现代生物进化理论的主要内容 【名师点睛】本题主要考查了现代生物进化理论的内容：种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变. 突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成. 在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。 2.下列与进化相关的叙述中正确的是 A.某地区林场施用农药后导致产生具有抗药性的松毛虫个体 B.达尔文从种群层面科学的解释了生物进化的原因 C.兰花细胞长的花矩与传粉蛾细长的口器是共同进化的结果 D.某生物必需经过地理隔离才能进化为新物种 【答案】C 【解析】 抗药性的松毛虫个体在没有使用农药之前就已产生，农药对其进行选择，使其生存下来，A错误；达尔文只是在个体层面解释了生物进化的原因，B错误；兰花细胞长的花矩与 传粉蛾细长的口器是共同进化的结果，C正确；自然选择定向改变种群的基因频率，不 一定能形成新的物种，出现生殖隔离是物种形成的标志，D错误。 【点睛】本题主要考查了现代生物进化理论的内容： 种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变；突变和基因重组，自然选择及隔离是物种形成过程的三个基本环节，通过它们的综合作用，种群产生分化，最终导致新物种形成；在这个过程中，突变和基因重组产生生物进化的原材料，自然选择使种群的基因频率定向改变并决定生物进化的方向，隔离是新物种形成的必要条件。 3.对进化理论的认识，错误的是（） A.现代生物进化理论与达尔文自然选择学说一样认为生物的变异是不定向的。 B.现代生物进化理论中的“突变”是指基因突变和染色体变异 C.种群密度的变化对其基因频率的改变无影响作用 D.自然选择的直接对象是生物的表现型 【答案】C 【解析】 试题分析：二者都认为变异不定向，自然选择定向， A 正确。“突变”是指基因突变和 染色体变异，B正确。种群密度的变化会影响种群生存，从而影响基因频率，C错。自 然选择的直接对象是生物的表现型，保留相关基因型和基因频率，D正确。 考点：本题考查进化相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构能力。 4．下列有关生物多样性和进化的叙述，正确的是 A.选择是进化的动力
我看进化发育生物学
我看进化发育生物学 王寅 进化生物学一直都是生命科学殿堂中最为璀璨的宝石之一。为什么生物之间是不相同的？生物是怎样形成的？是否存在某种规则来操纵生物的进化模式?人们对于进化的兴趣从来都是那么强烈。达尔文提出的进化论在过去的两个世纪中不仅改变了整个生命科学界的面貌，它还改变了整个人类社会的世界观。至此进化论与无神论逐渐被大部分人接受并随着科学的发展而日益深入人心。但进化理论并没有停留在达尔文的阶段，长时间以来，进化不断与新产生的学科交融，新的观点与理论不断丰富了人们对于自然界的看法，进化的遗传基础、进化的动力、微观与宏观进化，进化不断深入到生命科学的每一个层次，有人说，脱离了与进化的联系，生命科学将毫无意义。虽然这话说得有些过于偏激，但毫无疑问，生命科学不再是限制在某点某刻的静止科学，而是生命的时空发展变化的科学。在生命科学领域，另一研究生命发展变化的分支便是发育生物学，与进化研究群体演化历史不同，发育生物学研究的是个体演化的历史。我们曾一度认为个体发展史就是群体发展史的缩影，当然当时的证据和看法都在今天看来很幼稚，然而如何在群体演化中看个体演化的过程，从内容和研究意义来说都将是令人兴奋的“big one”。这个想法很早就有科学家提及，但长期以来发育生物学和进化生物学的研究都是两条平行线，偶尔的交点常是比较特殊的例子，在理论和机制的探讨上并没有突破。但现在，随着分子生物学和遗传学研究手段的兴起与发展，发育生物学和进化生物学在分子水平上已经可以相互融合统一，并形成了进化发育生物学（evo-devo）这一新兴学科。 发育生物学和进化生物学的交叉融合是一件很自然的事情。进化生物学家希望彻底弄清楚生物是如何演化成现在所具有的形态的，而这正好可以从控制生物体形态发育的机制中得到答案。而发育生物学家又想知道基因的表达和功能上的变化是怎样导致生物的身体大小和形状的改变的。当人们试图通过对个体的控制发育的基因的表达的研究来探求生物群体是怎样进化的时候，进化发育生物学其实就已经诞生了。