第4节 地球的演化和生命的诞生 1

1、我坐飞船到天上，看看地球什么样。我坐飞船到天上，看看地球什么样。啊，地球是个大圆球，浑身穿着花衣裳。啊，地球是个大圆球，浑身穿着花衣裳。那那绿色绿色的地方，是森林、田野和牧场。的地方，是森林、田野和牧场。那那黄色黄色的地方，是沙漠里黄沙在飞扬。的地方，是沙漠里黄沙在飞扬。那那蓝色蓝色的地方，是河流、湖泊和海洋。的地方，是河流、湖泊和海洋。那那白色白色的地方，是南极、北极冰雪白茫茫。的地方，是南极、北极冰雪白茫茫。夜晚，那灯光闪耀的地方，是城市、矿山和村庄。夜晚，那灯光闪耀的地方，是城市、矿山和村庄。将来，我再坐飞船到天上，地球一定大变样。将来，我再坐飞船到天上，地球一定大变样。感受地球感受地球

2、一、地球的演化一、地球的演化讨论46亿年前地球刚诞生时,它的模样和现在一样吗?根据太阳系形成的过程，你能想象地球诞生时得“模样”吗？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。46 亿年38 亿年原始地球形成以后，由于地球内部放射性元素发原始地球形成以后，由于地球内部放射性元素发生蜕变等原因，温度逐渐增高，使较重的物质沉生蜕变等原因，温度逐渐增高，使较重的物质沉到中心形成地核，较轻的物质浮在上面，形成由到中心形成地核，较轻的物质浮在上面，形成由岩石构成的地壳。当时地球上的火山频繁爆发，岩石构成的地壳。当时地球上的火山频繁爆发，喷发出大量的气体，形成了原始的大气层，

3、其中喷发出大量的气体，形成了原始的大气层，其中的水蒸气冷却后降落在地面，形成了原始的海洋。的水蒸气冷却后降落在地面，形成了原始的海洋。地球上最初的生命就诞生在海洋之中地球上最初的生命就诞生在海洋之中。 早期地球的特点：早期地球的特点：一个由岩浆构成的炽热球。一个由岩浆构成的炽热球。岩浆喷发岩浆喷发熔岩流熔岩流岩浆的收缩冷却凝固岩浆的收缩冷却凝固固态的地壳固态的地壳高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气和二氧化碳等高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气和二氧化碳等原始大气原始大气高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气降温凝结成水高温岩浆不断喷发而释放的水蒸气降温凝结成水滴降到地表，汇流滴降到地表，汇流原始海洋原始海洋在

4、距今约亿年前，最原始的生命体在在距今约亿年前，最原始的生命体在海洋中诞生。海洋中诞生。25 25 亿年至今，地球的变化如何？亿年至今，地球的变化如何？读图读图右图是记录地球历史的右图是记录地球历史的“金钉子金钉子”。你知道下列现象或生物分别出现在你知道下列现象或生物分别出现在“金钉子金钉子”的哪段时间区域：的哪段时间区域：原始海洋形成于原始海洋形成于蕨类植物的繁盛和裸子植物的出现蕨类植物的繁盛和裸子植物的出现 哺乳动物的出现哺乳动物的出现 恐龙生活的时期恐龙生活的时期 大气中氧气的出现和增多大气中氧气的出现和增多 鱼类的出现和繁盛鱼类的出现和繁盛 距今距今25亿年亿年距今距今6亿年亿年距今距今

5、2.5亿年亿年距今距今0.7亿年亿年现代现代距今距今46亿年亿年地球的历史地球的历史距今距今38亿年亿年ABCDEF 如果把地球如果把地球“有生以来有生以来”作为作为2424小时，小时，那么地球在那么地球在0 0时诞生，时诞生，6 6时以后才在海水中时以后才在海水中出现最原始的细胞，出现最原始的细胞，2121时以后海洋中出现时以后海洋中出现三叶虫，三叶虫，2222时时4545分开始有恐龙出现，分开始有恐龙出现，2323时时2020分哺乳动物出现，直到分哺乳动物出现，直到2323时时5959分，才出分，才出现了最早的猿人。现了最早的猿人。二、生命的诞生关于生命起源的问题，关于生命起源的问题， 你

6、知道有哪些假说吗？你知道有哪些假说吗？神创论也叫特创论。神创论认为生物界的所神创论也叫特创论。神创论认为生物界的所有物种（包括人类），以及天体和大地，都是有物种（包括人类），以及天体和大地，都是由上帝创造出来的。世界上的万物一经造成，由上帝创造出来的。世界上的万物一经造成，就不再发生任何变化，即使有变化，也只能在就不再发生任何变化，即使有变化，也只能在该物种的范围内发生变化，是绝对不可能形成该物种的范围内发生变化，是绝对不可能形成新的物种的。神创论还认为，各种生物之间都新的物种的。神创论还认为，各种生物之间都是孤立的，相互之间没有任何亲缘关系。是孤立的，相互之间没有任何亲缘关系。神创论神创论

7、自然发生说是自然发生说是1919世纪前广泛流行的理论，这世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。如，我国古代认为的如，我国古代认为的“腐草化为萤腐草化为萤”（即萤火虫（即萤火虫是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。在西方，是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。在西方，亚里士多德（公元前亚里士多德（公元前384384公元前公元前322322）就是一个）就是一个自然发生论者。有的人还通过自然发生论者。有的人还通过“实验实验”证明，将证明，将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，2121天后天后就会产生老鼠

8、，并且让他惊讶的是，这种就会产生老鼠，并且让他惊讶的是，这种“自然自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。自然发生说自然发生说 19 19世纪法国著名科学家巴斯德著名的世纪法国著名科学家巴斯德著名的“肉汤实验肉汤实验”推推翻了这一学说。巴斯德把煮沸灭菌的肉汤密封起来，发现翻了这一学说。巴斯德把煮沸灭菌的肉汤密封起来，发现细菌不能在肉汤里自我再生。这个实验证明，细菌等微生细菌不能在肉汤里自我再生。这个实验证明，细菌等微生物的繁衍需要有母体细菌的存在，新的生命不可能自发地物的繁衍需要有母体细菌的存在，新的生命不可能自发地从非生命物质中产生。从非生命物质中产生。 那

9、么，最原始的细菌又来自什么地方那么，最原始的细菌又来自什么地方? ?巴斯的并没有巴斯的并没有解决生命的起源问题。解决生命的起源问题。 宇宙胚种说则认为，地球上生命的种子来自宇宙，还有人推断，是同地球碰撞的彗星之一带着一个生命的胚胎，穿过宇宙，将其留在了刚刚诞生的地球之上，从而地球上才有了生命。宇宙胚种说宇宙胚种说 但是，一些科学家却对此类假说持强烈的反对意见。他们认为，彗星是带来了某些物质，但那不是决定性的，产生生命所必需的物质在地球上本来就已经存在。 化学进化说认为，生命起源于原始地化学进化说认为，生命起源于原始地球上的无机物，这些无机物在原始地球上的无机物，这些无机物在原始地球的自然条件作

10、用下，从无机到有机、球的自然条件作用下，从无机到有机、由简单到复杂，通过一系列化学进化由简单到复杂，通过一系列化学进化过程，成为原始生命体。过程，成为原始生命体。生命起源问题的观点之一生命起源问题的观点之一化学进化假说化学进化假说火山爆发形成原始大气火山爆发形成原始大气原始地球为生命起源提供的条件原始地球为生命起源提供的条件场所：场所：物质：物质：能量：能量：原始（还原性）大气和原始海洋原始（还原性）大气和原始海洋CH4、NH3、H2O、H2、H2S、HCN、CO、CO2宇宙射线、紫外线、闪电、火宇宙射线、紫外线、闪电、火山喷发释放的能量等等山喷发释放的能量等等米勒模拟原米勒模拟原始大气产生始

11、大气产生有机物的实有机物的实验装置验装置实验结果合成实验结果合成了一些氨基酸、了一些氨基酸、有机酸和尿素有机酸和尿素等等盛有水溶液盛有水溶液的烧瓶代表的烧瓶代表原始的海洋原始的海洋还原性大气还原性大气两个电极放电产生两个电极放电产生电火花，模拟原始电火花，模拟原始天空的闪电天空的闪电冷凝管让反应后的产冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成物和水蒸汽冷却形成液体，又流回底部的液体，又流回底部的烧瓶，即模拟降雨的烧瓶，即模拟降雨的过程过程米勒的实验试图向人们证实，米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，从无机小生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，分子物质形成有机小分子物质，在原

12、始地球的条件下是完全可在原始地球的条件下是完全可能实现的。能实现的。CH4NH3H2OH2氨基酸氨基酸单糖单糖核苷酸核苷酸地球原始大气的成分地球原始大气的成分 蛋白质蛋白质核酸核酸有机物的形成有机物的形成拓展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第一第一阶段阶段场所场所实验实验第二第二阶段阶段过程过程第三第三阶段阶段第四第四阶段阶段 原始大气原始大气1953 、美国米勒、美国米勒 原始海洋原始海洋聚合、缩合聚合、缩合浓缩、凝聚浓缩、凝聚长期演变、长期演变、 相互作用相互作用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分子体系多分子体系原始生命原始生命场所场所 原

13、始海洋原始海洋 原始海洋原始海洋场所场所场所场所过程过程过程过程谈谈谈谈你对生命诞生的认识。你对生命诞生的认识。原始生命最可能的原始新陈代谢类型是什么？原始生命最可能的原始新陈代谢类型是什么？思考：思考： 原始生命虽然具有原始的新陈代谢作用，但原始生命虽然具有原始的新陈代谢作用，但其结构十分简单，不可能具有进行光合作用的结其结构十分简单，不可能具有进行光合作用的结构和条件，而只能以原始海洋中已经存在的各种构和条件，而只能以原始海洋中已经存在的各种有机物作为营养物质，所以其同化方式应该是异有机物作为营养物质，所以其同化方式应该是异养型。原始大气成分中没有氧气，因此其异化方养型。原始大气成分中没有

14、氧气，因此其异化方式只可能是厌氧型。所以，原始生命的代谢类型式只可能是厌氧型。所以，原始生命的代谢类型最大可能为最大可能为 异养厌氧型异养厌氧型 生命在地球上的出现是原始地球条件和各种物质相互作用的结生命在地球上的出现是原始地球条件和各种物质相互作用的结果，在现今的地球条件下，作为生命起源的基本条件已不存在了。果，在现今的地球条件下，作为生命起源的基本条件已不存在了。随着地球上最早的能进行光合作用的原始藻类（如蓝藻）和以后绿随着地球上最早的能进行光合作用的原始藻类（如蓝藻）和以后绿色植物的出现，现代大气已成为含氧丰富的氧化性大气，而不再是色植物的出现，现代大气已成为含氧丰富的氧化性大气，而不再

15、是生命起源所必需的还原性大气。现今地球的大气层中有臭氧层阻挡生命起源所必需的还原性大气。现今地球的大气层中有臭氧层阻挡了大部分的紫外线，没有了强烈的太阳辐射，也没有频繁的闪电，了大部分的紫外线，没有了强烈的太阳辐射，也没有频繁的闪电，地球的温度也降低了，把无机物合成为有机物必需的自然界的高能地球的温度也降低了，把无机物合成为有机物必需的自然界的高能作用已不复存在。另外，也不再有含丰富有机物、含盐量极少的原作用已不复存在。另外，也不再有含丰富有机物、含盐量极少的原始海洋那样的环境。现在的地球上由于存在大量的游离氧（可以氧始海洋那样的环境。现在的地球上由于存在大量的游离氧（可以氧化有机物）和微生物

16、（可以分解有机物）各种有机物不可能像在原化有机物）和微生物（可以分解有机物）各种有机物不可能像在原始海洋中那样长期保存和积累。因此，在现在的地球环境条件下，始海洋中那样长期保存和积累。因此，在现在的地球环境条件下，是不可能再产生新的原始生命的。正因为地球上不会有新的生命起是不可能再产生新的原始生命的。正因为地球上不会有新的生命起源，现在地球上生物若灭绝一种，就永远地消失，一去不复返。因源，现在地球上生物若灭绝一种，就永远地消失，一去不复返。因此保护环境，保护生物，尤其保护珍稀的野生动植物资源是当务之此保护环境，保护生物，尤其保护珍稀的野生动植物资源是当务之急。急。在现今地球条件下，非生命物质能

17、不能再演化为原始生命？在现今地球条件下，非生命物质能不能再演化为原始生命？思考：寒武纪生命大爆炸 元古代元古代 (25 亿年到亿年到 5.7 亿年前亿年前)早元古代早元古代中元古代中元古代-大气圈和水圈中自由氧含量的增加大气圈和水圈中自由氧含量的增加 18 亿年时导致了真核生物的出现亿年时导致了真核生物的出现晚元古代（震旦纪）晚元古代（震旦纪）-出现了大量裸露高级动物出现了大量裸露高级动物和少量小型硬壳动物的先驱。和少量小型硬壳动物的先驱。元古代生物界占主导地位的是菌、藻类元古代生物界占主导地位的是菌、藻类古生代（古生代（ 5.7 亿年到亿年到 2.3 亿年前亿年前早古生代早古生代-海生无脊椎动物大发展时期海生无脊椎动物大发展时期早寒武小壳动物开始繁盛，藻类、三叶虫，早寒武小壳动物开始繁盛，藻类、三叶虫，笔石、低等珊瑚，腕足类笔石、低等珊瑚，腕足类,头足类等也十头足类等也十分丰富。分丰富。晚古生代。晚古生代。晚古生代是陆生生物的大发