第一節(jié) 生命的起源與進(jìn)化教案

1、宜賓學(xué)院教案 生命科學(xué)與人類文明課程周 次第 周， 第 3 次課 200 年 月 日章 節(jié)名 稱第二章生命的真相授 課方 式課堂講授（ ）；實(shí)驗(yàn)課（ ）；其他方式（ ）教學(xué)時(shí)數(shù)2教 學(xué) 目 的1、掌握生物進(jìn)化理論學(xué)說(shuō)要義。2、理解探索生命起源的意義。3、了解生物進(jìn)化的歷程。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：綜合進(jìn)化論教學(xué)難點(diǎn)：化學(xué)進(jìn)化學(xué)說(shuō)參考資料1.傅世俠,張昀.生命科學(xué)與人類文明.北京大學(xué)出版社,20042.錢(qián)凱先. 基礎(chǔ)生命科學(xué)導(dǎo)論. 化學(xué)工業(yè)出版社,20043.吳慶余. 基礎(chǔ)生命科學(xué).高等教育出版社,20064、第頁(yè)授課內(nèi)容及過(guò)程第二章生命的真相第一節(jié) 生命的起源與進(jìn)化生命的起源與進(jìn)化 自古以來(lái)，

2、宇宙在人類的心目中就一直是神秘而不可知的，也正因?yàn)槿绱?，人類?duì)宇宙的探索永無(wú)止境。廣義而言，生命起源應(yīng)當(dāng)追溯到與生命有關(guān)的元素及化學(xué)分子的起源。因而，生物圈演化的歷程應(yīng)當(dāng)從宇宙形成之初，即通過(guò)所謂“大爆炸”產(chǎn)生了碳、氫、氧、氮、硫、磷等構(gòu)成生命的主要元素之時(shí)起。一個(gè)大體的演化歷程表示在圖中，從圖中可以看出，生命的起源和演化是和宇宙的起源與演化密切關(guān)聯(lián)的，生命構(gòu)成元素如碳、氫、氧、氮、硫和磷等是來(lái)自“大爆炸”后的元素演化。在星系演化中某些生物單分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等形成于星際塵埃或凝聚的星云中，接著在一定的條件下產(chǎn)生了像多肽、多聚核苷酸等生物高分子。現(xiàn)在許多資料表明，前生物階段的化學(xué)演化并

3、不局限于地球，在宇宙空間廣泛地存在著化學(xué)演化的產(chǎn)物。通過(guò)遺傳密碼的演化和若干前生物系統(tǒng)的過(guò)渡形式，最終在地球上產(chǎn)生了最原始的生物系統(tǒng)，即具有原始細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生命。至此，生物學(xué)演化開(kāi)始，直到今天在地球上產(chǎn)生了無(wú)數(shù)復(fù)雜的先進(jìn)的生命形式，包括像人類這樣的智慧生物。自1543年波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了日心說(shuō)以后，天體演化的討論突破了宗教神學(xué)的桎梏，開(kāi)始了對(duì)地球和太陽(yáng)系起源問(wèn)題的真正科學(xué)探討。1644年，笛卡兒在他的哲學(xué)原理一書(shū)中提出了第一個(gè)太陽(yáng)系起源的學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為太陽(yáng)、行星和衛(wèi)星是在宇宙物質(zhì)渦流式的運(yùn)動(dòng)中形成的大小不同的旋渦里形成的。一個(gè)世紀(jì)之后，法國(guó)博物學(xué)家、作家布封（G.L.L. de Buffon

4、）于1745年在一般和特殊的自然史中提出第二個(gè)學(xué)說(shuō)，認(rèn)為：一個(gè)巨量的物體，假定是彗星，曾與太陽(yáng)碰撞，使太陽(yáng)的物質(zhì)分裂為碎塊而飛散到太空中，形成了地球和行星。事實(shí)上由于彗星的質(zhì)量一般都很小，不可能從太陽(yáng)上撞出足以形成地球和行星的大量物質(zhì)的。在布封之后的200年間，人們又提出了許多學(xué)說(shuō)，這些學(xué)說(shuō)基本傾向于笛卡爾的一元論，即太陽(yáng)和行星由同一原始?xì)怏w云凝縮而成；也有二元論觀點(diǎn)，即認(rèn)為行星物質(zhì)是從太陽(yáng)中分離出來(lái)的。1755年，著名德國(guó)古典哲學(xué)創(chuàng)始人康德（I. Kant）提出星云假說(shuō)。由于拉普拉斯與康德的學(xué)說(shuō)在基本論點(diǎn)上是一致的，所以后人稱兩者的學(xué)說(shuō)為康德拉普拉斯學(xué)說(shuō)。演化歷程的三個(gè)階段 ：（一）元素演化

5、生命的起源和演化是和宇宙的起源和演化密切關(guān)聯(lián)的，生命的構(gòu)成元素如碳、氫、氧、氮、硫和磷等都是“大爆炸”的產(chǎn)物。在星系演化中，某些生物單分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等形成于星系塵?；蚰鄣男窃浦校又谝欢ǖ臈l件下，產(chǎn)生了像多肽多聚核苷酸等生物高分子。（二）化學(xué)演化發(fā)生在地球上最簡(jiǎn)單的生命（有細(xì)胞結(jié)構(gòu)）出現(xiàn)之前的演化過(guò)程，我們稱之為前生物的化學(xué)演化?；瘜W(xué)進(jìn)化說(shuō)認(rèn)為，生命起源于原始地球上的無(wú)機(jī)物，這些無(wú)機(jī)物在原始地球的自然條件作用下，從無(wú)機(jī)到有機(jī)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，通過(guò)一系列化學(xué)進(jìn)化過(guò)程，成為原始生命體；而宇宙胚種說(shuō)則認(rèn)為，地球上最初的生命是來(lái)自地球以外的宇宙空間，宇宙中的某種力量將生命的種子撒向地球，

6、后來(lái)才在地球上生長(zhǎng)并發(fā)展起來(lái)。模擬實(shí)驗(yàn)有力地證明：地球上的生命是從地球上的無(wú)生命物質(zhì)發(fā)展來(lái)的。從無(wú)生命轉(zhuǎn)化為有生命是有一系列條件的，而且這個(gè)轉(zhuǎn)化決不是偶然的，需要經(jīng)過(guò)一系列從量變到質(zhì)變的過(guò)程。特別值得一提的是，我國(guó)生物化學(xué)家在1965年，人工合成了牛胰島素，這一人工合成的蛋白質(zhì)具有生物活性，雖然還不是生物蛋白質(zhì)，卻使得科學(xué)家們?cè)谘芯可鹪吹膯?wèn)題上大大地前進(jìn)了一步，為人工合成蛋白質(zhì)開(kāi)創(chuàng)了新紀(jì)元。加之人工合成核酸的成就，這就為人工合成具有初步生命特征的生命體提供了可能。生命究竟是如何由死變活的，尤其從多分子體系演變?yōu)樵忌€沒(méi)有得到確切的實(shí)驗(yàn)證據(jù)?？磥?lái)，要真正解決生命起源問(wèn)題，人類還有漫長(zhǎng)的路

7、要走。（三）生物學(xué)演化地球上第一個(gè)單細(xì)胞原始生命的出現(xiàn)標(biāo)志著生命演化進(jìn)入了一個(gè)新階段生物學(xué)演化。我們把原始生命出現(xiàn)之后的演化叫做生物學(xué)演化。天文學(xué)家估計(jì)地球形成于約 45億年前。迄今找到的最早的化石記錄了35 億年前的原核生物。所以，生命起源大約發(fā)生在距今 4535 億年間。二、生命的進(jìn)化一切生命形態(tài)發(fā)生、發(fā)展的演變過(guò)程?！斑M(jìn)化”一詞來(lái)源于拉丁文evolution，原義為“展開(kāi)”，一般用以指事物的逐漸變化、發(fā)展，由一種狀態(tài)過(guò)渡到另一種狀態(tài)。1762年，瑞士學(xué)者邦尼特最先將此詞應(yīng)用于生物學(xué)中。進(jìn)化樹(shù)亦稱“系統(tǒng)樹(shù)”、“系譜樹(shù)”。生物分類學(xué)家和進(jìn)化論者根據(jù)各類生物間的親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，把各類生物安置在

8、有分枝的樹(shù)狀的圖表上。用這個(gè)樹(shù)形圖表可以簡(jiǎn)明地表示生物的進(jìn)化歷程和親緣關(guān)系。美國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)最新研究顯示，地球的形成剛好為生命體的存在提供了一個(gè)臨界條件，支持地球上生命體存在的關(guān)鍵因素是板塊構(gòu)造。板塊構(gòu)造過(guò)程中形成的作用力可移動(dòng)地球的大陸板塊并構(gòu)造山脈，隨著星體的質(zhì)量越大，其板塊則越稀薄。稀薄的板塊非常脆弱很容易移動(dòng)，在數(shù)十億年的進(jìn)化演變過(guò)程中，至關(guān)重要的板塊構(gòu)造促進(jìn)地球上的生命體從單細(xì)胞生命體過(guò)渡成為能夠飛翔、游動(dòng)和具備思考能力的復(fù)雜生命體。由六大板塊組成即亞歐板塊、美洲板塊、非洲板塊、太平洋板塊、印度洋板塊和南極洲板塊。在地球生活過(guò)的古代生物，一部分在死后被沙泥迅速埋藏，尸體得以在沉積的沙泥中保存下來(lái)，經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的石化作用，生物的遺核終于變成了化石。因此，要了解生物的進(jìn)化過(guò)程，最可靠得證據(jù)就是從地層出土的古生物化石。生命進(jìn)化歷程中自寒武紀(jì)生物大爆發(fā)以來(lái)， 地球上的生命演化并非一帆風(fēng)順，其中出現(xiàn)了五次影響遍及全球的生物大滅絕事件。生物進(jìn)化論學(xué)說(shuō)拉馬克動(dòng)物哲學(xué) 用進(jìn)廢退（用進(jìn)廢退 獲得性遺傳）達(dá)爾文物種起源 自然選擇學(xué)說(shuō)：過(guò)度繁殖 生存競(jìng)爭(zhēng) 遺傳和變異 適者生存 。現(xiàn)