第一节地球上生命的起源

1、第七单元第三章地球上最初有没有生命?最早出现的生命是怎样的?.我们不能亲自观察,难以得到直接的证据因此,关于生命的起源可以通过有关的研究进行科学推测.科学的推测需要确凿的证据,还需要有严密的逻辑,也需要丰富的联想和想像.1.神创论2.自然发生论3.化学起源说4. 宇生说5.热泉生态系统生物是从非生物环境中自然发生出来的： 斯巴兰让尼的实验证明腐肉不能生出苍蝇否定了“自然发生论” 18601860年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物彻底否定“自然发生论”彗星陨石坑陨石坑1969年澳大利亚麦启逊镇的陨石小行星撞击地球（想象图）小行星撞击地球（想象图） 当你仰望夜空的繁星时，你可能会想，除了地球上有

2、人类之当你仰望夜空的繁星时，你可能会想，除了地球上有人类之外，其他星球是否也有有智慧的生命体？不明飞行物（外，其他星球是否也有有智慧的生命体？不明飞行物（UFO）频）频繁出现，但不明飞行物是外星人光顾地球，还是目前还不能解释繁出现，但不明飞行物是外星人光顾地球，还是目前还不能解释的自然现象呢？这无疑激起了人类探索地球外生物的极大兴趣。的自然现象呢？这无疑激起了人类探索地球外生物的极大兴趣。位于板块结合地带位于板块结合地带的深海热泉中，有的深海热泉中，有自养型古细菌，能自养型古细菌，能利用能量将无机物利用能量将无机物转化成有机物（根转化成有机物（根据距今据距今3434亿年前南亿年前南非燧石层发现

3、的蓝非燧石层发现的蓝细菌化石推测）细菌化石推测）35亿年前的蓝细菌化石生命的起源生命的起源1 1、4646亿年的亿年的原始的地球的原始的地球的 特点：特点：炽热的，天空中赤日炎炎，电闪炽热的，天空中赤日炎炎，电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横溢。雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横溢。一切元素都呈气体状态，不存在生一切元素都呈气体状态，不存在生命命火山爆发形成原始大气火山爆发形成原始大气反应物反应物条件条件产物产物原原始始大大气气甲烷（甲烷（CH4CH4）氨（氨（NH3NH3）水（水（H2OH2O）氢（氢（H2H2）硫化氢（硫化氢（H2SH2S）氰化氢（氰化氢（HCNHCN）宇宙射线宇宙射线紫外线紫外线

4、闪电闪电氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸单糖单糖雷电可能为化学进化提供能量雷电可能为化学进化提供能量原始的海洋原始的海洋“还原性还原性 大气大气”模拟降雨模拟降雨加热加热米勒实验装置米勒实验装置实验说明实验说明, ,原原始地球上尽管始地球上尽管不能形成生命不能形成生命, ,但能形成构成但能形成构成生物体的有机生物体的有机物物. .2 2、原始地球为生命起源提供了：、原始地球为生命起源提供了：（1 1）、场所：）、场所：（2 2）、物质：）、物质：原始大气和原始海洋原始大气和原始海洋（3 3）、能量：）、能量：宇宙射线、紫外线、闪电、宇宙射线、紫外线、闪电、火山喷发释放的能量等等火山喷发释放的能量等等甲

5、烷（甲烷（CH4CH4）、氨（）、氨（NH3NH3）、水）、水（H2OH2O）、氢气（）、氢气（H2H2）、硫化氢）、硫化氢（H2SH2S）、氰化氢（）、氰化氢（HCNHCN）等等）等等 简单的有机物汇集到原始海洋中简单的有机物汇集到原始海洋中, ,形成形成复杂的有机物。复杂的有机物。从原始大气的无机物到简单有机物.原始海洋中有机物不断相互作用,逐渐形成了原始生命。无机小分子物质无机小分子物质生生成成形形成成组组成成演演变变第一第一阶段阶段场所场所实验实验第二第二阶段阶段场所场所过程过程第三第三阶段阶段场所场所过程过程第四第四阶段阶段场所场所过程过程 原始大气19531953、美国米勒、美国米

6、勒 原始海洋原始海洋聚合、缩合聚合、缩合原始海洋原始海洋原始海洋原始海洋浓缩、凝聚浓缩、凝聚长期演变、长期演变、 相互作用相互作用特点特点特点特点原始界膜和原始界膜和原始的原始的 物物质交换质交换原始新陈代谢和繁殖原始新陈代谢和繁殖有机小分子物质有机小分子物质有机高分子物质有机高分子物质多多分子体系分子体系原始生命原始生命 天文学家估计地球形成于约天文学家估计地球形成于约 4646亿年前。亿年前。 迄今找到的最早的化石记录了迄今找到的最早的化石记录了35 35 亿年前的原核生物。亿年前的原核生物。 生命起源大约发生在距今生命起源大约发生在距今 45453535 亿年间。亿年间。（原始海洋）原始

7、海洋）地球上的生命到底起源于哪里？目前尚无定论科学的推测需要有确着的证据，科学的推测需要有确着的证据，凭空想象是站不住脚的。人类起凭空想象是站不住脚的。人类起源于森林古猿，这一结论的获得源于森林古猿，这一结论的获得就有许多化石证据的支持。而在就有许多化石证据的支持。而在这些证据前面，这些证据前面，“神创论神创论”不攻不攻自破。科学推测还需要有严密的自破。科学推测还需要有严密的逻辑，也需要丰富的联想和想象。逻辑，也需要丰富的联想和想象。一、地球的演化一、地球的演化原原 始始 地地 球球一个由岩浆构成的炽热的球。一个由岩浆构成的炽热的球。1 1、地球刚诞生时是一个高温炽热的熔岩球。地球刚诞生时是一

8、个高温炽热的熔岩球。地球形成地球形成(46(46亿年前亿年前)岩浆喷发形成熔岩流岩浆的冷却、凝固岩浆喷发形成熔岩流岩浆的冷却、凝固(46(46亿亿-26-26亿年前亿年前)2 2、固态地壳逐渐形成。固态地壳逐渐形成。3 3、原始大气逐渐构成原始大气逐渐构成(不含氧气不含氧气)。从火山中喷出的从火山中喷出的水蒸气、氢气、氨气、甲烷、二氧化碳、硫化水蒸气、氢气、氨气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，构成了原始的大气氢等，构成了原始的大气(46(46亿亿-26-26亿年前亿年前)4 4、原始海洋逐渐构形成。原始海洋逐渐构形成。水蒸气凝结成水降落地面水蒸气凝结成水降落地面(46(46亿亿-26-26亿年前亿

9、年前)6 6、现今的地球、现今的地球。地球诞生于46亿年前，地球上最初有没有生命？最早出现的生物是怎样的？二二 生命的起源生命的起源（一）化学起源说（一）化学起源说 化学起源说是被广大学者普遍接受的生命化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。起源假说。 这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。即成的。即无机小分子物质无机小分子物质生生成成形形成成组组成成演变有机小分子物质有机小

10、分子物质有机高分子物质有机高分子物质多分子体系多分子体系原始生命原始生命第四阶段第四阶段第三阶段第三阶段第二阶段第二阶段第一阶段第一阶段 原始地球想象图原始地球想象图(46(46亿亿-26-26亿年前亿年前)4 46 6亿年的原始的地球的特点：亿年的原始的地球的特点：天空中赤日炎炎，电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横溢。天空中赤日炎炎，电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横溢。一切元素都呈气体状态，不存在生命一切元素都呈气体状态，不存在生命从火山中喷出的从火山中喷出的水蒸气、氢气、氨气、甲烷、水蒸气、氢气、氨气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，构成了原始的大气。原始大气中没有氧气。二氧化碳、硫化氢等，构成了

11、原始的大气。原始大气中没有氧气。第一阶段第一阶段无机小分子物质无机小分子物质有机小分子物质有机小分子物质生成生成火山爆发形成原始大气火山爆发形成原始大气反应物反应物条件条件产物产物原原始始大大气气甲烷（甲烷（CHCH4 4）氨（氨（NHNH3 3）水（水（H H2 2O O）氢（氢（H H2 2）硫化氢（硫化氢（H H2 2S S）氰化氢（氰化氢（HCNHCN）宇宙射线宇宙射线紫外线紫外线闪电闪电氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸单糖单糖原始地球为生命起源提供了：原始地球为生命起源提供了：（1 1）、场所：）、场所：（2 2）、物质：）、物质：原始大气和原始海洋原始大气和原始海洋（3 3）、能量：）、能

12、量：宇宙射线、紫外线、闪电、宇宙射线、紫外线、闪电、火山喷发释放的能量等火山喷发释放的能量等甲烷（甲烷（CHCH4 4）、氨（）、氨（NHNH3 3）、水）、水（H H2 2O O）、氢气（）、氢气（H H2 2）、硫化氢）、硫化氢（H H2 2S S）、氰化氢（）、氰化氢（HCNHCN）等）等 没有氧气没有氧气Stanley Miller (1953 时 23 岁)1953 年芝加哥大学研究生米勒的模拟实验米勒的实验装置原始的海洋原始的海洋“还原性还原性 大气大气”模拟降雨模拟降雨加热加热米勒实验装置米勒实验装置原始天空原始天空的闪电的闪电米勒模拟原米勒模拟原始大气产生始大气产生有机物的实有

13、机物的实验装置验装置电极电极电火花电火花气气 体体实验结果：合成实验结果：合成了一些氨基酸、了一些氨基酸、有机酸和尿素等有机酸和尿素等实验结论：原始实验结论：原始地球上尽管不能地球上尽管不能形成生命形成生命, ,但能形但能形成构成生物体的成构成生物体的有机物有机物. .米勒的实验米勒的实验-化学进化阶段化学进化阶段 米勒的实验向人们证实，生命起源的第米勒的实验向人们证实，生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。能实现的。蛋白质蛋白质核酸核酸第二阶段第二阶段有机小分子物质有机小分

14、子物质有机高分子物质有机高分子物质氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸单糖单糖聚合、缩合聚合、缩合蛋白质蛋白质核酸核酸第三阶段第三阶段有机高分子物质有机高分子物质浓缩浓缩 凝聚凝聚多分子体系多分子体系最原始生命体在最原始生命体在原始海洋诞生。原始海洋诞生。(38(38亿年前亿年前)第四阶段第四阶段多分子体系多分子体系原始生命原始生命原始界膜和原始的原始界膜和原始的 物质交换物质交换演演 变变具有原始的新陈代谢和繁殖能力具有原始的新陈代谢和繁殖能力无机物质无机物质生生成成有机物质有机物质演演变变原始生命原始生命这是最复杂也是这是最复杂也是最具有意义的一最具有意义的一步步.但科学家们但科学家们至今还未能在实至

15、今还未能在实验室里验证这一验室里验证这一过程！过程！米勒的模拟实验验证这一过程！验证这一过程！资料分析3人们发现陨石中含有并非来自地球的氨基酸。天文学家在星际空间发现了数十种有机物4.、从这些发现，可以对于生命的起源可以做出怎样的推测？宇生论宇生论 讨论讨论1、地球上原始大气的成分与现在大气成、地球上原始大气的成分与现在大气成分有什么区别？分有什么区别？2、原始地球上存在生命吗？说出理由。、原始地球上存在生命吗？说出理由。原始大气成分没有氧气。现在的大气成分有原始大气成分没有氧气。现在的大气成分有O2。不存在。因为没有生命可以存在的环境。不存在。因为没有生命可以存在的环境。3、根据米勒实验结果

16、，对生命起源的推测：、根据米勒实验结果，对生命起源的推测：4、陨石中含有构成生物体所需要的有机物，、陨石中含有构成生物体所需要的有机物，由此可推测：由此可推测： 原始地球能产生构成生物体的有机物，因此，生命起源从无机物生成有机物的这一阶段是完成能够实现的。 构成生物体的有机物能从构成生物体的有机物能从地球以外地球以外形成形成并被带到地球上。并被带到地球上。海洋起源学说1.鲜肉中没有蛆，腐肉生蛆。一度干涸的池塘，一旦有水（水中看不到任何动物）自然就会出现蝌蚪和青蛙生物是从非生命物质中自发产生的。二、技能训练一一.分析下列证据和推测之间的逻辑关系是否严密分析下列证据和推测之间的逻辑关系是否严密18

17、60年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物桌上瓶中的肉汤因空气中的细菌可以进去，桌上瓶中的肉汤因空气中的细菌可以进去，几天就腐败了。鹅颈中的肉汤，因细菌只落几天就腐败了。鹅颈中的肉汤，因细菌只落在鹅颈中的弯曲处，因此四年都没有腐败！在鹅颈中的弯曲处，因此四年都没有腐败！肉汤中的微生物不是自发产生的，而是肉汤中的微生物不是自发产生的，而是来自瓶外。来自瓶外。 某科学家将蛋白质、核酸和糖类等物质放在一某科学家将蛋白质、核酸和糖类等物质放在一定的溶液中，这些物质能够自动地浓缩聚集为一个定的溶液中，这些物质能够自动地浓缩聚集为一个个球状小滴，小滴周围有类似于膜那样的边界，并个球状小滴，小滴周围有类似于膜

18、那样的边界，并能从外界吸收某些分子，发生特定的化学反应，反能从外界吸收某些分子，发生特定的化学反应，反应产物也能从小滴中释放出去。应产物也能从小滴中释放出去。 4.根据下面的实验证据，你能对生命的根据下面的实验证据，你能对生命的起源作出怎样的推测？起源作出怎样的推测？ 原始界膜和原始的原始界膜和原始的 物质交换物质交换原始的生命原始的生命 1 1、原始地球条件下，氨基酸等小分子物、原始地球条件下，氨基酸等小分子物质形成的场所是：质形成的场所是： A A、原始大气、原始大气 B B、原始海洋、原始海洋 C C、原始陆地、原始陆地 D D、原始海洋和陆地、原始海洋和陆地 正确答案：正确答案：A练习：练习：2 2、原始地球条件下，生命起源于：、原始地球条件下，生命起源于： A A、原始陆地、原始陆地 B B、原始海洋、原始海洋 C C、原始大气、原始大气 D D、火山附近、火山附近正确答案：正确答案：B3 3、我国在生命起源问题上，取得了重大成就，、我国在生命起源问题上，取得了重大成就，19651965年科学工作者人工合成了：年科学工作者人工合成了： A A、氨基酸、氨基酸 B B、酵母丙氨酸转运核糖核酸、酵母丙氨酸转运核糖核酸 C C、脱氧核