生命的起源与进化

生命的起源与进化第1页，课件共48页，创作于2023年2月人类最富有挑战性的思考宇宙起源的思考生命起源的思考

什么是生命?何时形成的?如何形成?第2页，课件共48页，创作于2023年2月本讲主要内容什么是生命生命起源的假说寻求生物进化的轨迹第3页，课件共48页，创作于2023年2月什么是生命?——思辨过程被列入生命特征的每一条都可能在哲学诡辩中受到诘难

应答植物人/机械繁殖休眠孢子/火焰用1、2句话解释什么是生命很难第4页，课件共48页，创作于2023年2月物理学家的角度热力学第二定律生命依靠吸纳负熵，避免趋向平衡的衰退（“生命是什么”，薛定谔，1944）第5页，课件共48页，创作于2023年2月生物学家以细胞为基本结构单位具备新陈代谢、繁殖、遗传等特征第6页，课件共48页，创作于2023年2月生命起源的种种假说神造论-上帝造万物，造人（圣经）自然发生论-生物从非生物环境中自然发生出来宇生论-生命来自宇宙中别的星球进化论第7页，课件共48页，创作于2023年2月神造论圣经旧约《创世纪》：上帝在6天之内创造了包括宇宙、陆地、海洋、各种动物、植物、男人、女人在内的世界万物。BACK第8页，课件共48页，创作于2023年2月自然发生论腐草化萤腐肉生蛆淤泥生鼠巴斯德-曲颈甑试验BACK第9页，课件共48页，创作于2023年2月宇生论澳大利亚发现-含碳物质的陨石月球样品-氨基酸和有机酸BACK第10页，课件共48页，创作于2023年2月进化论进化论的创立共同由来学说（theoryofcommondescent）自然选择学说（theoryofnaturalselection）第11页，课件共48页，创作于2023年2月多重证据支持共同由来学说加拉帕戈斯地雀形态学的比较研究：人的上肢、马的前腿、海豚的鳍足、蝙蝠的翼手——骨骼构造相似第12页，课件共48页，创作于2023年2月化石记录多重证据支持共同由来学说第13页，课件共48页，创作于2023年2月加拉帕戈斯地雀加拉帕戈斯群岛位于东太平洋，由19个火山岛组成，从未和大陆相连岛上独有的物种13种地雀彼此相似而又互有区别的物种来自同一个祖先第14页，课件共48页，创作于2023年2月自然选择学说达尔文做出推论选择淘汰脆弱的个体变异产生新的性状连续选择使轻微的变异积累人工选择效应-自然选择的佐证家养动物栽培植物第15页，课件共48页，创作于2023年2月金鱼的驯化金鱼鲫鱼（Carassiusauratus）我国饲养金鱼最早的国家七八百年中，完成了金鱼的驯化，选育出绚丽多姿、颜色各异的不同品种

2n=100第16页，课件共48页，创作于2023年2月寻求生物进化的轨迹元素演化地球进化（evolutionofearth）生命的化学进化（chemicalevolution）生物进化（biologicalevolution）第17页，课件共48页，创作于2023年2月200亿年以前，没有能量，时间、空间150亿年前，宇宙大爆炸45亿年前-太阳系形成，地球形成35亿年前-化石记录生命起源于45-35亿年之间地球进化——生命起源于何时？第18页，课件共48页，创作于2023年2月地球宝宝次生大气圈（还原性）：H2O、NH3、CH4、H2S原始海洋紫外线、闪电、辐射、火山第19页，课件共48页，创作于2023年2月化学进化——生命的两大步简单小分子合成复杂大分子多分子体系到原始生命细胞1924年苏联学者A.N.奥帕林——《地球上生命的起源》英国学者J.B.S.霍尔丹第20页，课件共48页，创作于2023年2月模拟原始地球还原性大气中雷鸣闪电的实验，开辟了生命起源研究的新途径

StanleyMiller的实验第21页，课件共48页，创作于2023年2月Miller——电极，得到35种有机物，其中有10种组成蛋白质的氨基酸高温、紫外线、γ射线已能合成出20种天然氨基酸中的17种首先甲烷与氨作用生成氰，甲烷与水作用生成醛类；然后氰、醛类与氨作用生成氨基腈（aminoni-trile）；氨基腈水解就生成氨基酸。第22页，课件共48页，创作于2023年2月多分子体系到原始生命细胞从有机小分子合成生物大分子从生物大分子生成多分子体系从多分子体系进化为原始生命第23页，课件共48页，创作于2023年2月美国福克斯（F.FOX)试验证实：将氨基酸混合物倾倒在160oC—200oC的热砂或粘土上，水分蒸发，氨基酸浓缩并化合生成类蛋白质分子。后来的类似实验：HCN+NH3类似肽的化合物单核苷酸多核苷酸

50oC—60oC第24页，课件共48页，创作于2023年2月奥巴林的团聚体学说

混合

白明胶＋阿拉伯胶团聚体（小滴）（蛋白质）（多糖）第25页，课件共48页，创作于2023年2月团聚体小滴的性质（1）直径1µm—500µm；（2）稳定存在几小时至几周；（3）外周增厚呈膜状结构，与周围水液有明显界限；（4）具有原始代谢特征；（5）可以增长和繁殖。第26页，课件共48页，创作于2023年2月

福克斯的微球体学说第27页，课件共48页，创作于2023年2月微球体的性质（1）直径1µm—2µm（相当于细菌大小）；（2）可吸纳周围环境的脂类，并形成膜状结构；（3）膜表现选择透性，反映渗透压的变化；（4）吸纳周围环境中蛋白质分子，微球体可“增长”和“繁殖”。第28页，课件共48页，创作于2023年2月（1）具有脂双层膜围成的与周围环境隔开的含水囊泡。（2）囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖类大分子。（3）能选择性地从周围环境中吸纳“食物”。（4）利用“食物”的分解，复制自身一部分起核心作用的大分子。（5）囊泡因大分子增多而“生长”和“繁殖”。多分子体系具有下列性质，就成为原始生命第29页，课件共48页，创作于2023年2月RNA世界假说

（RNAworldtheory）先有鸡还是先有蛋？先有蛋白质还是先有核酸？RNA-第一个基因同时具有催化功能第30页，课件共48页，创作于2023年2月最初的生命摇篮最早的生物-水生、单细胞原核生物、厌氧、异养原始生命靠“原始汤”中的有机物获得能量第31页，课件共48页，创作于2023年2月垫藻岩——岩石上面有35亿年前原核生物的踪迹

发现于澳洲西部的35亿年前的蓝细菌化石自养型细胞改变了地球的面貌卟啉化合物——是一种有色物质，能吸收太阳光能，进行光化学反应，有了卟啉就有了自养营养。现代生物中的叶绿素、血红素及各种细胞色素中均含有卟啉。第32页，课件共48页，创作于2023年2月光合作用（1）大气中有了氧，不再是还原性环境。（2）大气上层有了臭氧层。自养型细胞改变了地球的面貌第33页，课件共48页，创作于2023年2月厌氧生物变化（进化）死亡驱赶极端环境臭氧层出现挡住紫外线O2出现第34页，课件共48页，创作于2023年2月有氧呼吸的产生是生命进化的一大飞跃有氧呼吸极大地提高了生物从食物中获取能量的效率葡萄糖

无氧分解（糖酵解）2个ATP有氧分解36个ATP

第35页，课件共48页，创作于2023年2月有氧呼吸生物的出现给生命世界带来了第一次大繁荣出现了多细胞生物出现了植物出现了动物第36页，课件共48页，创作于2023年2月单细胞生物到多细胞生物团藻粘菌第37页，课件共48页，创作于2023年2月团藻团藻属（Volvox）绿藻门，绿藻纲，团藻科。属群体类型的藻类。由500多个至50000多个类似衣藻的细胞组成。第38页，课件共48页，创作于2023年2月粘菌门（Myxomycota）营养体子实体第39页，课件共48页，创作于2023年2月从聚集到分工——单细胞生物向多细胞生物的进化从聚集到分工——单细胞生物向多细胞生物的进化从聚集到分工——单细胞生物向多细胞生物的进化

第40页，课件共48页，创作于2023年2月第41页，课件共48页，创作于2023年2月生物进化的主要时期太古代元古代古生代中生代新生代第42页，课件共48页，创作于2023年2月对生物进化的研究，使人们得到更为合理的分类系统生物五界分类系统病毒第43页，课件共48页，创作于2023年2月生物进化的探索永无止境单细胞到多细胞异氧到自养厌氧到有氧Summary第44页，课件共48页，创作于2023年2月仍然留下很多疑点和谜团物种灭绝之谜——大约每隔2，600万年，生物界就要发生一次大规模的物种绝灭。灾变学说第45页，课件共48页，创作于2023年2月第46页，