分子进化及系统发生课件：老师要求与复习重点

对应材料：

• 课件/10-生物信息学A-分子进化及系统发生.pptx
• 回放/生物信息学（协和班）第11周星期5第6,7节_笔记.txt

一、总体要求

• 这一章不是要求把每一页建树软件界面都背下来。
• 老师更强调的是：
• 分子进化的基本思想要会区分
• 同源相关概念不能混
• 系统发生树的基本结构、种类和外类群要会
• 建树的基本流程要能口述
• MEGA7、NJ、UPGMA 这些名字看到后要知道大概在干什么
• 考试层面，这一章非常像：
• 选择题
• 判断题
• 概念辨析题
• 简短应用题
• 进化分析流程题

二、必须背熟

这些内容要达到“看到题就能直接说出来”的程度。

1. 拉马克 vs 达尔文

• 拉马克：
• 用进废退
• 获得性状可以遗传
• 演化有方向，从简单到复杂
• 达尔文：
• 物竞天择
• 强调自然选择和环境压力
• 能生存并繁衍的个体被保留下来

最低要求：

• 能判断某句话属于拉马克还是达尔文
• 知道老师课堂上明确认为：
• 拉马克的“获得性遗传”在现代分子生物学下基本站不住
• 达尔文是更符合现代解释框架的

2. 为什么“获得性遗传”基本不成立

• 要知道中心法则的课堂解释：
• 遗传信息通常是 DNA -> RNA -> 蛋白
• 蛋白层面的获得性改变，一般不会反向写回 DNA 并稳定遗传
• 课堂上最该记住的反例/证据：
• 魏斯曼小鼠断尾实验

要求：

• 不必背所有故事细节
• 但要会说：
• 为什么老师认为“获得性遗传”大概率不对
• 为什么这和中心法则有关

3. 分子进化是什么

• 分子进化：从 DNA/RNA/蛋白质序列 的层面研究进化关系，而不是只看物种外在形态。
• 基本假设：
• 序列中包含进化信息
• 可以基于不同物种间某个分子的序列差异来构建系统发生树

这是后面所有题的前提，必须会。

4. 分子钟理论

• 核心句子必须会：
• 一个特定蛋白质的进化变异速度在不同物种中大致恒定
• 两个蛋白质序列越相近，通常距离共同祖先越近

要求：

• 记住这是“基本假设/理论框架”
• 不要求你去证明它

5. 同源 homolog

• 同源：来源于共同祖先的序列
• 关键点：
• 同源 不是“像不像”的简单问题
• 相似 不一定 同源
• 同源 不能直接量化成百分比

老师这节课反复强调的就是：

• 相似序列不一定是同源序列
• 同源本身不能简单说“80%同源”

这一点是必背核心。

6. 直系同源 / 旁系同源 / 异同源

• 直系同源 Ortholog
• 不同物种中，由共同祖先垂直分化而来的基因
• 通常保留相近功能
• 旁系同源 Paralog
• 同一物种中，由基因复制产生的基因
• 可能演化出新功能
• 异同源 Xenolog
• 由水平基因转移、共生或病毒侵染等产生的相似基因

这是老师明确点名“这个概念一定要知道”的部分。

特别要会：

• 判断例子
• 比如 α 和 β 珠蛋白之间是什么关系
• 不同物种中的 α 之间是什么关系
• 细菌里水平转移来的 β 属于什么关系

7. 相似 vs 同源

• 相似性可以量化
• 同源性不能量化

最少要记住：

• 不能说“90%同源”
• 可以说“相似度 90%”
• 同源是进化推论，不是单纯打分结果

8. 有根树 / 无根树 / 外类群

• 无根树：
• 只反映距离关系
• 不直接说明谁是谁的祖先
• 有根树：
• 有共同祖先方向
• 可以体现进化时间顺序
• 外类群 outgroup：
• 研究对象之外的一个群
• 用于给无根树定根，变成有根树

老师在回放里明确说：

• 外类群“这一点很重要”
• 这个是很高频的考点，必须会

9. DNA 还是蛋白质序列建树

必须背住课件里的判断原则：

• 如果 DNA 序列两两一致度 >=70%，优先选 DNA
• 如果 <70%，DNA 或蛋白质序列都可以

这条是很像选择题/判断题的内容，建议直接背。

三、要理解到会做题

这些不一定逐句背诵，但必须理解到可以做判断题和应用题。

1. 系统发生树的意义

• 确定未知基因/蛋白与哪些物种亲缘更近
• 预测新基因或蛋白的功能
• 追溯基因起源
• 观察分子功能的演化趋势

要求：

• 会说“建树是为了看亲缘关系和功能线索”
• 不要求背很花的表述

2. 树状 vs 网状

• 树状结构：
• 从一个点到另一个点的路径唯一
• 网状结构：
• 路径可以有多条

这个更偏理解题，知道基本区别即可。

3. 系统发生树的基本组成

• 根 root
• 枝 branch/lineage
• 节 node
• 叶 leaf

要求：

• 至少看图能认出来
• 知道根和内节点通常代表理论上的祖先，叶子代表现存序列/物种

4. 物种树 vs 分子树

• 物种树：
• 基于物种整体关系/基因组层面
• 分子树：
• 基于某个具体基因或蛋白序列构建

要求：

• 理解二者不是同一个概念
• 题目如果拿来比较，能分清楚

5. 建树方法的掌握程度

课件里出现了：

• UPGMA
• NJ（Neighbor Joining）
• 最大似然法
• 最大简约法
• 贝叶斯法

但老师真正要求的程度不是背算法推导，而是：

• 知道这些是建树方法
• MEGA7 里可以选 NJ
• UPGMA 是按距离一步步聚类构树的示例
• 从实用角度，课件提到最大似然法比较推荐

不必背：

• 每个方法的公式
• 复杂数学推导

四、工具和流程要会到什么程度

1. MEGA7

要求：

• 必须认识
• 知道它是图形化建树软件
• 知道大致流程：
• 导入序列
• 做多序列比对
• 选择建树方法
• 计算系统发生树
• 看结果和支持度

不必背：

• 每个菜单路径
• 每个按钮位置

2. 多序列比对

课件中在 MEGA7 示例里用到了：

• ClustalW
• MUSCLE

要求：

• 知道建树前通常先做多序列比对
• 知道 MEGA7 可以调用这类方法

3. NJ 树结果怎么看

老师这节课讲得比较实用，要求你至少会：

• 看节点支持度
• 课件里说：
• 大多数节点数值 >=70，整体上通常认为较可信
• 能解释外类群为什么能帮忙定根

五、可以略放松，不必死背细节

这些内容理解存在即可，不值得花大量时间死抠。

• 拉马克支持/反对者的所有故事细节
• 各种构树方法的数学公式
• UPGMA 每一步具体矩阵计算
• MEGA7 每一页截图上的操作细节
• 为什么课件里恰好选了某个 Toll-like receptor 示例

六、按部分总结掌握程度

1. 进化理论背景

• 拉马克、达尔文、中心法则、获得性遗传
• 要求：概念层面熟悉，能做选择和判断

2. 分子进化基本框架

• 分子进化、分子钟理论
• 要求：必须会背核心定义和基本结论

3. 同源相关概念

• 同源、直系同源、旁系同源、异同源
• 相似 vs 同源
• 要求：必须背熟，能判断例子

4. 系统发生树基本概念

• 树的组成
• 有根树/无根树
• 外类群
• 要求：必须会，属于高频题点

5. 建树流程

• 序列选择
• 多序列比对
• 选方法建树
• 看支持度
• 解释结果
• 要求：理解到能口述流程、能画简单流程框图

6. 软件部分

• MEGA7
• ClustalW
• MUSCLE
• 要求：会认、会说用途，不要求死背界面

七、最小背诵清单

如果时间不够，至少先把下面这些背下来：

1. 拉马克和达尔文的核心区别
2. 为什么获得性遗传在现代分子生物学下基本不成立
3. 什么是分子进化
4. 分子钟理论的核心意思
5. 同源的定义
6. 直系同源、旁系同源、异同源的区别
7. 相似性可以量化，同源性不能量化
8. 有根树、无根树、外类群的区别
9. DNA 一致度 >=70% 时优先选 DNA
10. MEGA7 建树的基本流程
11. 节点支持度大多 >=70 时，树整体通常较可信

八、与期末重点的关系

• 这一章与期末重点高度重合，建议优先复习。
• 最重合的部分是：
• 进化分析流程图
• 同源关系判断
• 直系同源/旁系同源/异同源辨析
• 建树步骤与工具对应
• 应用题里“给一组序列，如何分析亲缘关系”的写法
• 这章不是纯背诵课，但非常适合出：
• 选择题
• 判断题
• 小应用题
• 流程题

一句话总结：

• 这一章的高分关键，不是背软件界面，而是把“概念辨析 + 建树逻辑 + 同源判断”吃透。