《《生命的起源與進(jìn)化》PPT課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、二生命的起源與進(jìn)化第一節(jié)生命的起源第二節(jié)生命的進(jìn)化第三節(jié)人類的起源和進(jìn)化宗教認(rèn)為上帝創(chuàng)造了人1.1生命起源的爭(zhēng)論幾百年前的爭(zhēng)論古代人認(rèn)為生命是自然發(fā)生的我國(guó)古代有“天地合氣萬(wàn)物有生”的說(shuō)法古代歐洲有“地球乃孕育生命的慈母”的說(shuō)法生命究竟是如何起源的，有機(jī)體能自發(fā)地由非生命物質(zhì)隨時(shí)形成嗎？18世紀(jì)以前：從垃圾和糞坑里自發(fā)地產(chǎn)生了蛆和蒼蠅從小池塘和沼澤地中自發(fā)地出現(xiàn)了蝌蚪和青蛙從潮濕的土壤里鉆出了老鼠植物只能通過(guò)種子的萌發(fā)才能產(chǎn)生卵的孵化產(chǎn)生了昆蟲(chóng)和家禽等如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決這個(gè)難題？自然發(fā)生論18世紀(jì)意大利科學(xué)家Spallanzani的實(shí)驗(yàn)置于燒瓶中的肉湯加熱沸騰后讓其冷卻，開(kāi)

2、口的燒瓶中很快就繁殖生長(zhǎng)出許多微生物；但加了瓶塞與外界隔離的燒瓶中就沒(méi)有出現(xiàn)微生物。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果為解決上述的爭(zhēng)論提供了重要的線索。巴斯德的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：“所有生物只能來(lái)源于生物，從非生命物質(zhì)中絕對(duì)不可能隨時(shí)自發(fā)地產(chǎn)生出新的生命個(gè)體”。地球上的第一個(gè)生命是如何而來(lái)的？在生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)之間沒(méi)有不可逾越的鴻溝。外星生命？地球早期化學(xué)演化原始的地球和最早出現(xiàn)的生物原始的地球缺乏氧氣，大氣中存在著許多還原性氣體如H2,NH3,CH4,水蒸氣(H2O)，也可能有CO2,H2S等。當(dāng)時(shí)地球缺乏臭氧層的保護(hù)，太陽(yáng)的紫外線輻射很強(qiáng)。前寒武紀(jì)沉積巖薄片中存在類似細(xì)菌大小的微體古生物化石，經(jīng)鑒

3、定主要是一些細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）等。最早的原核生物在地球形成的早期就開(kāi)始出現(xiàn)了。一些早期出現(xiàn)的生物還具有光合放氧的能力和抗紫外線輻射的能力。1.2生命的化學(xué)演化1920年蘇聯(lián)生物化學(xué)家?jiàn)W巴林院士提出“化學(xué)進(jìn)化”假說(shuō)。原始地球環(huán)境可以產(chǎn)生組成生物體的糖、脂類、蛋白質(zhì)和核酸等大分子結(jié)構(gòu)單元，甚至到生物多分子體系，但還沒(méi)有出現(xiàn)真正的生命，這一時(shí)期稱為化學(xué)演化期或前生物期。從化學(xué)演化期到產(chǎn)生最簡(jiǎn)單的生命形式包括4個(gè)階段：（1）氨基酸、核苷酸等有機(jī)單體分子的非生物合成和積累；（2）有機(jī)單體分子在非生物體系中聚合成多聚體；（3）多聚體整合為多分子體系顆粒（原球體）；（4）代謝與遺傳體系

4、的形成和進(jìn)化最終產(chǎn)生出最簡(jiǎn)單的生命形式——原核細(xì)胞。原始地球條件：沒(méi)有氧氣，最初形成的生命物質(zhì)不會(huì)被氧化降解；能量輸入——紫外線輻射；其他因素如粘土礦物的化學(xué)催化作用、太陽(yáng)和紫外線輻射對(duì)有機(jī)分子的濃縮作用、火山爆發(fā)形成的特殊環(huán)境和條件等如何模擬原始地球條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？Miller實(shí)驗(yàn)1953年，美國(guó)芝加哥大學(xué)的研究生Miller根據(jù)原始地球的還原大氣條件設(shè)計(jì)了一套密閉循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，模擬和驗(yàn)證了非生命的無(wú)機(jī)小分子在原始地球環(huán)境中生成有機(jī)小分子結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。一周后，檢測(cè)出5種氨基酸、不同有機(jī)酸、HCN等。米勒模擬實(shí)驗(yàn)得到的有機(jī)物（共計(jì)20多種）有機(jī)物產(chǎn)量?mol甲醛2

5、330脲（尿素）20乳酸310琥珀酸40甘氨酸6谷氨酸后來(lái)別人的實(shí)驗(yàn)，使用其他能源，紫外線、高溫、射線等，還得到：嘌呤、嘧啶、核苷酸、脂肪酸、單糖等。1953年芝加哥大學(xué)米勒StanleyMiller(當(dāng)時(shí)23歲)關(guān)于最簡(jiǎn)單生命形式起源的幾個(gè)假說(shuō)Oparin的團(tuán)聚體學(xué)說(shuō)蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子聚合在團(tuán)聚體內(nèi)并具有類似于膜那樣的邊界，其內(nèi)部的化學(xué)特征顯著區(qū)別于外部的溶液環(huán)境。團(tuán)聚體是一種多分子體系，它具有一定的生命現(xiàn)象。Fox的微球體學(xué)說(shuō)微球體可以從外界吸收更多的生物多聚體分子，使得微球體上產(chǎn)生出芽，甚至形成新的微球體。脂球體學(xué)說(shuō)磷脂與蛋白質(zhì)混合在一起形成外形類似于細(xì)胞并具有

6、雙層膜的結(jié)構(gòu)。代謝系統(tǒng)的進(jìn)化原始生命體系內(nèi)代謝系統(tǒng)在自然選擇的作用下變得逐漸復(fù)雜起來(lái)，這種代謝系統(tǒng)的進(jìn)化經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的漫長(zhǎng)過(guò)程。代謝系統(tǒng)的進(jìn)化最原始的生命形式或最早出現(xiàn)的細(xì)胞應(yīng)該是異養(yǎng)的。光合作用的進(jìn)化產(chǎn)生出光能自養(yǎng)細(xì)胞：自然選擇壓力促進(jìn)某些含卟啉類化合物的細(xì)胞能夠吸收太陽(yáng)光能，進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，將無(wú)機(jī)物變成有機(jī)物，同時(shí)生成ATP。自養(yǎng)細(xì)胞的出現(xiàn)不但可為異養(yǎng)細(xì)胞提供繼續(xù)生存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及能量，更改變了地球的環(huán)境（氧氣和臭氧層的出現(xiàn)）。遺傳系統(tǒng)的起源DNA、RNA、多肽鏈——哪一種是原始生命最早貯存遺傳信息并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成、同時(shí)還能自我復(fù)制的物質(zhì)呢？RNA最可能成為最早的遺

7、傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)顯示，試管中RNA鏈可以自發(fā)地延伸和復(fù)制20世紀(jì)80年代初，Cech和Altman發(fā)現(xiàn)，某些RNA具有像酶一樣的化學(xué)催化活性（1989年諾貝爾獎(jiǎng)）RNA組成及三維空間結(jié)構(gòu)的多樣性和穩(wěn)定性遺傳系統(tǒng)的起源偶然以RNA為模板合成了DNA鏈，后者貯存和復(fù)制遺傳信息比RNA更穩(wěn)定也更有效，生命起源初期RNA發(fā)揮主要作用的時(shí)代便讓位于DNA-RNA-蛋白質(zhì)共同作用的時(shí)代。繁殖、蛋白質(zhì)合成和代謝三者在特殊環(huán)境條件下協(xié)同進(jìn)化，加深了遺傳系統(tǒng)與代謝系統(tǒng)的偶聯(lián)。生命由起源階段進(jìn)入漫長(zhǎng)的進(jìn)化階段，演化出多樣性的生物世界。185