生命的自然史

生命的自然史—生命的起源、演化，及人类的产生（一）生命的起源（二）生物进化的化石记录（三）人类起源和进化——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（一）生命的起源1、有关生命起源的几个假说2、生命来自无生命的物质3、宇宙进化和地球的形成4、化学进化——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学1、有关生命起源的几个假说(1)神创论(2)自然发生论(3)宇生论——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学(2)自然发生论图Z17-119世纪前，无生命物质生命★谷粒+破旧衬衫老鼠(黑暗瓶中)★腐肉生蛆17世纪，FrancescoRedit证明：卵蛆→腐肉不能生蛆→大的生物不能自然发生——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学21天孵化密闭加热杀菌实验证明：微生物不能自然发生有人认为：加热→空气质变→不利于生物自然发生19世纪Pasteur的“鹅颈瓶实验”★证明：生物不能自然发生图17-3★意义：♦证明：生命→生命♦对医学（消毒）、食品工业、酿造业贡献极大——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学(3)宇生论概念：生命来自宇宙间其他星球举例：陨石带来有机物或细小生命；外星人直接到达地球原因：一些已消失的文明难以用现今地球上存在的文明来做解释——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学2、生命来自无生命的物质新的“自然发生”：无生命物质→生命★Pasteur证明的是在现在的条件下，生命不可能自然发生★20世纪后证明：生命与无生命没有不可逾越的鸿沟宇宙进化的某一阶段：无生命物质→生命——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学3、宇宙进化和地球的形成宇宙起源：始于150土30亿年前的一次突发的大爆炸。太阳系：宇宙大爆炸后形成地球★起初：温度高内核+初级大气圈氢、氦及固体尘埃后逸出地球——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学★然后：表层温度下降，但内部温度仍很高，火山活动频繁。产生大量气体——H2O、NH3、CH4、H2S，但不含02、N2形成次生大气圈（还原性的）——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学★起初没有河流和海洋，地表温度下降后，水蒸气凝结成雨，降到地面，汇集在低洼处形成河流和海洋，其中溶解一些气体和可溶性化合物。紫外线、闪电、放射性、火山和温泉放热合成新的分子地球年龄：同位素衰变计算，大概在46亿年。——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学4、化学进化-----生命发生的最早阶段（1）从无机分子生成有机分子（2）从有机分子生成生物大分子（3）多分子体系的形成和原始生命的出现（4）多分子体系生物化学过程的进化和自养营养的出现（5）真核细胞的起源——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（1）从无机分子生成有机分子模拟实验★模拟原始地球环境，无机物→有机物分子★美国人S.Miller，CH4、NH3、H2、水蒸气电火花(模拟闪电)多种氨基酸，多种有机酸及尿素等有机分子类似实验，结果相似——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学(2)从有机分子生成生物大分子生命物质最主要的大分子-----蛋白质和核酸蛋白质及核酸的合成：★过程：氨基酸、核苷酸等→在海水中浓缩→聚合作用→形成原始蛋白质和核酸——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学★聚合作用♦溶液聚合：粘土表面吸附作用下发生♦浓缩聚合：小水体中长期蒸发→水中氨基酸等分子含量很高模拟实验：氨基酸溶液类蛋白质——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学蒸发、浓缩(3)多分子体系的形成和原始生命的出现生物大分子→多分子体系→才显出生命现象多分子体系的产生：★团聚体学说----奥巴林★微球体学说----福克斯——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学团聚体学说♦生物大分子(主要是蛋白质和核酸)→团聚体小滴(多分子体系)♦特点：具有一定的生命♦团聚体小滴：直径：1-500μm膜样结构：它与周围介质分开原始代谢特性无限制地增长和繁殖——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学★微球体学说♦干的氨基酸或实验所得“类蛋白质”形成微球体(多分子体系)♦特点：具有一定的生命♦微球体：直径：1-2μm(≈细菌)双层膜，能缩胀生长和繁殖超微结构(简单细菌)表面膜有选择透性——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学加热原始生命，必备三点：★内部：一定的物理化学结构→保持体系的稳定性★主要组成：蛋白质和核酸→有遗传信息转录翻译体系★形成原始膜→以便分隔、选择性吸收——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学核酸酶和核酸-蛋白质体系：从核酸酶的作用，可以推断RNA在储存遗传信息的DNA和表达遗传信息的蛋白质之间传递信息。DNARNAPROTEIN遗传密码子的起源------无法解释——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（4）多分子体系生物化学过程的进化和自养营养的出现最初多分子体系-----异养营养生物化学过程的进化：★直接利用环境的物质→间接利用环境中的物质★A物质B物质C物质有利用这种物质的酶或有使该种物质转化为前一种物质的酶——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学自养营养——卟啉-色素★光合作用始：ATP后：糖类★意义：♦脱离对有机物的依赖♦给其它营养方式的生物提供有机物——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学★产生现代大气层（氧化性），出现以下现象：♦形成臭氧保护层-----阻挡紫外线♦产生有氧呼吸有氧呼吸：1葡萄糖分子→36个ATP（60%能量）糖酵解：1葡萄糖分子→2个ATP（3.2%能量）（无氧呼吸）——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（5）真核细胞的起源↗团聚体↘多分子体系原始细胞发生的起点↘微球体↗逐渐完善表面膜，具有遗传密码转录翻译机制原核生物——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学真核生物★晚于原核生物出现的证据：♦最早化石：原核生物——至少34亿年真核生物——不超过20亿年♦真核生物都好氧→大气含氧后才出现——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学★内共生学说：真核生物原核生物厌氧原核细胞吞食其它原核生物→形成细胞器→真核生物♦线粒体——需氧的原核生物（紫色光合细菌）♦叶绿体——蓝藻（现代共生种）♦证据：自主性DNA环状70S核糖体(＝细菌、蓝藻)——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学♦由此解释：外膜向内折入发展→线粒体和质体的内膜系统内质网膜延伸→外膜该学说不能解释核的起源另有主张：真核生物和原核细胞同起源于原始生命★事实上：细菌分成真细菌和古细菌，二者不同。共同起源于原始生命。——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（二）生物进化的化石记录1、化石和地层年龄2、显生宙以前的化石3、显生宙的化石——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学1、化石和地层年龄化石：古代埋葬在地层中的动、植物遗迹→矿物质沉积变硬、石化→化石地球史--46亿年★四个宙：冥古宙、元古宙、显生宙♦显生宙(从6亿年到现在)：古生代、中生代、新生代地层年龄测定：同位素衰变——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学2、显生宙以前的化石冥古宙——无太古宙——原核生物元古宙晚期——真核生物及多细胞生物3、显生宙的化石（1）寒武纪物种的爆发式突（2）古生代（3）中生代（4）新生代——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（1）寒武纪物种的爆发式突增所有多细胞动物出现→生态位空白→辐射进化（2）古生代早期：高等藻类和无脊椎动物的时代中期：裸蕨类和鱼类晚期：蕨类和两栖类——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（3）中生代-------裸子植物和爬行类繁盛时代森林，现在地下的煤炭三叠纪末出现原始的哺乳动物侏罗纪则出现鸟类（4）新生代被子植物大发展→昆虫大发展→哺乳类和鸟类大发展→灵长类中的一支进化为人类[17-16]——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（三）人类起源和进化从生物学角度看，人是动物1、人在分类系统中的地位2、人的起源和进化3、早期人类文化发展和体质演化的关系4、人种——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学1、人在分类系统中的地位(1)人属灵长目，与猩猩、黑猩猩、大猩猩的血缘关系很近。大猿科：生活于热带森林，都濒临灭绝。人科：智力高度发达，全球分布[017-2]——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学(2)人：足---直立行走手---巧，能制工具脑----发达，有语言，有社会组织(3)分子生物学研究表明：人和这些近亲在500万年前分开——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学2、人的起源和进化（1）南方古猿（400万年-100万年前）（2）能人（200万年-175万年前）（3）直立人（200万年-20万年前）（4）智人（25万年）——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（1）南方古猿（400-100万年前）纤细南猿（100-200万年前）粗壮南猿（200-300万年前）★脑容量500ml-700ml，与大猿相近★结构似人★直立行走——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（2）能人（200万年-175万年前）脑量-----600ml以上结构-----似人骨骼-----更接近现代人可能有语言可能制造石器——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（3）直立人（200-20万年前）像爪哇人、北京人脑量-----800--1100ml，上限与现代人脑量相衔接有语言会用火能制石器——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学（4）智人（25万年）脑量1400ml，与现代人接近。又分为：早期智人（古人），25-4万年前晚期智人（新人），4万年前★像山顶洞人★能制复合工具★会人工取火现代人类起源于何处：a、非洲——迁徙各地b、各地——杂交，基因交流，保持一个种——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学3、早期人类文化发展和体质演化的关系(1)文化概念：人类的创造活动及其成果的复合体范畴：超越本能，有意识作用于自然和社会的活动特点：人类特有的适应方式比较：哺乳动物：皮毛抵御寒冷——生物性适应人：衣服，取火——文化适应——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学(2)劳动使人区别于猿体质：不如某些动物→制造和使用工具→能战胜动物生活条件：动物体质的演变-----专门去适应人类------★适应人类所特有的制造工具和使用工具的劳动★某些性状适应气候等环境条件(见下一页)——————————————————————普通生物学第二部分个体生物学♦如：较高的鼻梁和较大的鼻腔→适应干燥、寒冷的气候，湿润和温暖吸入的气体♦这些性状不构成人和猿的本质区别原因：劳动作为选择因素比气候等因素重要得多劳动是人类进化的主要推动力一万年以来，人类体质没