普通生物學第五部分課件

1、普通生物學第五部分第五部分第五部分 普通生物學第五部分第十四章第十四章 普通生物學第五部分第一節(jié)第一節(jié) 生命起源的假說生命起源的假說v一、特創(chuàng)論（神創(chuàng)論）v二、自然發(fā)生說（自生論）v三、宇宙胚種說 （宇生論）v四、新“自然發(fā)生說”（化學進化說） 普通生物學第五部分一、特創(chuàng)論（神創(chuàng)論）v認為地球上的一切生命都是上帝設計和創(chuàng)造的，或是由于某種超自然力量的干預而產(chǎn)生的。v無法與現(xiàn)代科學知識調(diào)和，也沒有事實依據(jù)。v從19世紀下半葉，生物學乃至整個自然科學已經(jīng)逐步地而又堅決地掙脫了神的束縛。 普通生物學第五部分二、自然發(fā)生說（自生論）v認為生命是從無生命物質(zhì)自然發(fā)生的。如 “腐草為螢”、腐肉生蛆等。v

2、17世紀初，比利時人范赫爾蒙特的“實驗” 普通生物學第五部分17世紀意大利醫(yī)生弗朗西斯科世紀意大利醫(yī)生弗朗西斯科雷第的實驗雷第的實驗普通生物學第五部分v18世紀意大利生物學家斯巴蘭讓尼的實驗世紀意大利生物學家斯巴蘭讓尼的實驗普通生物學第五部分v法國微生物學家巴斯德的實驗法國微生物學家巴斯德的實驗 普通生物學第五部分三、宇宙胚種說 （宇生論）v地球生命源于宇宙太空存在的生命胚種孢子地球生命源于宇宙太空存在的生命胚種孢子v宇宙太空存在組成生命的基本有機物質(zhì)宇宙太空存在組成生命的基本有機物質(zhì)四、新“自然發(fā)生說”（化學進化說） v最早的生命是在原始地球的環(huán)境條件先由最早的生命是在原始地球的環(huán)境條件先由

3、無生命的物質(zhì)經(jīng)過漫長化學途徑逐步演化而無生命的物質(zhì)經(jīng)過漫長化學途徑逐步演化而來。來。普通生物學第五部分第二節(jié)第二節(jié) 生命的化學起源生命的化學起源一、生命起源的條件（早期地球的環(huán)境條件）一、生命起源的條件（早期地球的環(huán)境條件） 1. 原始大氣 成分主要是CO2、CH4、N2、水蒸氣、H2S和NH3等 2. 原始海洋 原始海洋一旦形成，即成為生命化學演化的中心 3. 可以利用的能量 熱能 太陽能 放電普通生物學第五部分二、生命起源的過程v20世紀世紀70-80年代，澳大利亞西部地區(qū)發(fā)現(xiàn)年代，澳大利亞西部地區(qū)發(fā)現(xiàn)距今距今35億年的疊層石億年的疊層石,其中含有絲狀藍綠藻微其中含有絲狀藍綠藻微化石。化石

4、。普通生物學第五部分1、有機小分子的非生物合成： 米勒實驗米勒實驗 （1952）普通生物學第五部分v米勒模擬實驗獲得的有機物 普通生物學第五部分2、生物大分子的非生物合成 氨基酸、核苷酸等在海水中經(jīng)過長期積累，互相作用，在適當?shù)臈l件下（如吸附在無機礦物黏土上），分別通過濃縮作用或聚合作用而形成原始的蛋白質(zhì)和核酸分子。普通生物學第五部分v（1）蛋白質(zhì)首先起源：奧巴林和原田馨 認為生命起源的化學演化的實質(zhì)是蛋白質(zhì)的形成和演化，在功能上是先有代謝，后有復制。認為蛋白質(zhì)首先起源。 支持這一看法的事實依據(jù)是有些蛋白質(zhì)的合成并不需要核酸為其編碼。v（2）核酸首先起源：里奇和奧格爾 認為生命起源的化學演化實

5、質(zhì)是核酸分子的形成和演化，在功能上是先有復制，后有代謝。認為核酸首先起源，因為核酸是遺傳信息的載體，它控制著蛋白質(zhì)的合成。 如有些RNA本身就具有酶的活性。關(guān)于核酸和蛋白質(zhì)誰先起源的三種假說普通生物學第五部分v（3）核酸和蛋白質(zhì)共同起源：核酸和蛋白質(zhì)共同起源的動力學模型（自康育義）核酸和蛋白質(zhì)共同起源的動力學模型（自康育義） 普通生物學第五部分關(guān)于蛋白質(zhì)和核酸起源的條件和地點 的三種假說v（1）陸相起源說：認為核酸和蛋白質(zhì)形成的縮合反應是在大陸火山附近，大陸無氧干燥的環(huán)境是脫水縮合的良好條件。在火山的局部高溫地區(qū)形成生物大分子，再經(jīng)雨水沖刷匯集到原始海洋。v（2）海相起源說 認為在原始海洋中，

6、低相對分子量的氨基酸和核苷酸經(jīng)過長期的積累和濃縮，可以被吸附在黏土、蒙脫石一類物質(zhì)的活性表面，在適當?shù)目s合劑（如羥胺類化合物等）存在時，可以發(fā)生脫水，縮合成高相對分子量的聚合物。普通生物學第五部分v（3）深?！盁焽琛逼鹪凑f 1979年，美國的阿爾文號載人潛艇在東太平洋洋嵴上發(fā)現(xiàn)了硫化物煙囪（水熱噴口）特殊生態(tài)系統(tǒng)，從而使學者們相信，這種特殊的水熱環(huán)境和特殊的生態(tài)系統(tǒng)提供了地球早期化學進化和生命起源的自然模型。 深海深海“煙囪煙囪”（自國土資源部網(wǎng)站）（自國土資源部網(wǎng)站）普通生物學第五部分3、由生物大分子組成多分子體系 v（1）團聚體模型：20世紀50年代，奧巴林將白明膠（蛋白質(zhì)）水溶液和阿拉伯

7、膠（糖）水溶液混在一起，在混合之前，這兩種溶液都是透明的，混合之后，變?yōu)榛鞚?。在顯微鏡下可以看到在均勻的溶液中出現(xiàn)了小滴，即團聚體。 v 團聚體是能夠表現(xiàn)出一定的生命現(xiàn)象的。 普通生物學第五部分v（2）類蛋白微球體模型：1959年，美國人?？怂沟葘⑺嵝灶惖鞍追诺较”〉柠}溶液中溶解，冷卻后在顯微鏡下觀察到無數(shù)的微球體。微球體在溶液中是穩(wěn)定的，各微球體的直徑是很均一的，約在 12m之間，相當于細菌的大小。v 微球體表現(xiàn)出很多生物學特性。 普通生物學第五部分4、由多分子體系發(fā)展成原始生命 v從多分子體系發(fā)展為原始生命，應當解決如下幾個問題：v（1）原始膜的起源v（2）開放系統(tǒng)的建立v（3）遺傳密碼的

8、起源與進化普通生物學第五部分三、有關(guān)生命起源問題的探討v1、生命起源是否仍在繼續(xù) v2、在生命起源的過程中自然選擇如何起作用 v3、外星球是否存在生命普通生物學第五部分復習思考題復習思考題v1、簡述生命起源的幾種假說和你對這些假說的認識。v2、米勒實驗說明了什么？v3、談談你對生命的深海熱泉起源說的認識。v4、團聚體模型和類蛋白微球體模型分別表現(xiàn)了那些生命特征？v5、簡述戴霍夫的遺傳密碼進化假說。普通生物學第五部分第十五章第十五章 生物的進化生物的進化普通生物學第五部分第一節(jié)第一節(jié) 達爾文學說達爾文學說一、進化理論的創(chuàng)立一、進化理論的創(chuàng)立v1、拉馬克及其進化學說：第一個系統(tǒng)地闡明進化思想的人是

9、法國的拉馬克。普通生物學第五部分拉馬克的進化學說要點：v（1）生物是可變的、進化的，進化是以漸進的方式進行的；v（2）進化的動力和方向，是生物天生具有的向上發(fā)展的內(nèi)在趨向，使它們從簡單到復雜、從低等到高等；v（3）進化的原因，除環(huán)境改變和雜交外，對較高等動物來說更重要的是用進廢退和獲得性狀的遺傳； v（4）最原始生物源于自然發(fā)生。普通生物學第五部分v2、達爾文與貝格爾之航： 達爾文達爾文 普通生物學第五部分貝格爾號航行路線貝格爾號航行路線 普通生物學第五部分犰狳與古雕齒獸化石犰狳與古雕齒獸化石普通生物學第五部分加拉帕格斯島上的鳴雀加拉帕格斯島上的鳴雀 普通生物學第五部分加拉帕格斯島上的巨龜加拉

10、帕格斯島上的巨龜 普通生物學第五部分二、達爾文學說的主要內(nèi)容和意義二、達爾文學說的主要內(nèi)容和意義v達爾文進化理論主要包括兩個學說：v1、共同祖先學說：共同祖先學說揭示了生物進化的事實，指出物種是可變的，所有的生物都來自同一祖先，生物的進化是一個樹枝狀的不斷分化的過程；v2、自然選擇學說：自然選擇學說提出了解釋生物是如何進化的一個機制。認為自然選擇是生物進化的主要方式，是對生物適應性的合理解釋。普通生物學第五部分v根據(jù)這兩個學說，生物的進化是從共同祖先開始，在自然選擇作用下的多樣化過程。生物的進化模式是沒有預定方向的，呈樹枝狀不斷分化，而不是像以前的進化論先驅(qū)理解的那樣是從低級到高級的有預定方向

11、的直線式進化。生物的進化步調(diào)是漸變式的，是在自然選擇作用下累積微小的優(yōu)勢變異的逐漸改進的過程，而不是躍變式的。普通生物學第五部分三、達爾文學說的發(fā)展v第一次大修正v20世紀初，魏斯曼（A. Weismann）等學者對達爾文學說作了一次“過濾”，消除了達爾文理論中除 “自然選擇”以外的龐雜內(nèi)容，如拉馬克的“獲得性狀遺傳”說、布豐的“環(huán)境直接作用”說等等，而把“自然選擇”強調(diào)為進化的主因素，把“自然選擇”原理強調(diào)為達爾文學說的核心，經(jīng)過魏斯曼等修正的達爾文學說被稱為“新達爾文主義”， 普通生物學第五部分v第二次大修正v由于遺傳學的發(fā)展引起的對“自然選擇”學說本身及其相關(guān)概念（如適應概念、物種概念等

12、）所作的修正。 v經(jīng)過這次大的修正所建立起來的進化理論，稱之為“現(xiàn)代綜合進化理論”。普通生物學第五部分v現(xiàn)代綜合進化理論主要內(nèi)容：v1、自然選擇決定進化的方向，遺傳和變異這一對矛盾是推動生物進化的動力；v2、群體是生物進化的基本單位，進化機制的研究屬于群體遺傳學范疇，進化的實質(zhì)在于群體內(nèi)基因頻率和基因型頻率的改變及由此引起的生物表型的逐漸演變；v3、突變、選擇、隔離是物種形成和生物進化的機制。突變是生物界普遍存在的現(xiàn)象，是生物遺傳變異的主要來源。在生物進化過程中，隨機的基因突變一旦發(fā)生，就受到自然選擇的作用，自然選擇的實質(zhì)是“一個群體中的不同基因型攜帶者對后代的基因庫做出不同的貢獻”。但是，自

13、然選擇下群體基因庫中基因頻率的改變，并不意味著新種的形成。還必須通過隔離，首先是空間隔離（地理隔離或生態(tài)隔離），使已出現(xiàn)的差異逐漸擴大，當差異大到阻斷基因交流的程度，即生殖隔離的程度，最終導致新種的形成。普通生物學第五部分v達爾文學說正面臨第三次大修正 v1、古生物學的研究證明宏觀進化過程并非（總）是“勻速”、“漸變”的，也有“快速進化”與“進化停滯”相間的（間斷平衡論），“寒武紀生命大爆發(fā)”等事實為間斷平衡論提供了有力證據(jù)；v2、宏觀進化與分子進化都顯示出相當大的隨機性，自然選擇并非總是進化的主因素； v3、遺傳學的深入研究揭示出遺傳系統(tǒng)本身具有某種進化功能，進化過程中可能有內(nèi)因的“驅(qū)動”和

14、“導向”。 普通生物學第五部分v四、關(guān)于進化學說的討論四、關(guān)于進化學說的討論v1、進化的動力是什么？v2、進化是否有一定方向？v3、進化的速度是否恒定？普通生物學第五部分第二節(jié)第二節(jié) 生物的系統(tǒng)發(fā)育生物的系統(tǒng)發(fā)育普通生物學第五部分v地質(zhì)年代v根據(jù)生物的發(fā)展和地層形成的順序，按地殼的發(fā)展歷史劃分的若干自然階段，叫做地質(zhì)年代。v地質(zhì)年代分期的第一級是宙，46億年前至38億年前是冥古宙，然后依次是太古宙、元古宙和顯生宙。宙下面分若干代，如顯生宙分為古生代、中生代和新生代。代下面再分若干紀，如中生代分為三疊紀、侏羅紀和白堊紀。紀下面依次還有世、期、階等分期等級。對應于地質(zhì)年代的時間表述單位宙、代、紀、

15、世等，相應的地層表述單位為宇、界、系、統(tǒng)等。普通生物學第五部分地質(zhì)年代劃分及各地質(zhì)時期的一些主要進化事件地質(zhì)年代劃分及各地質(zhì)時期的一些主要進化事件 普通生物學第五部分v二、生物界系統(tǒng)發(fā)育概況v系統(tǒng)發(fā)育（phylogeny）也稱系統(tǒng)發(fā)展，是與個體發(fā)育相對而言的，它是指某一生物類群的形成和發(fā)展過程。 v1、從無生命階段到有生命階段v2、從無細胞階段到有細胞階段前細胞階段 v3、細胞生物從低等到高等的不斷進化階段細胞生物階段 v （1）原核生物時代v （2）真核生物階段 普通生物學第五部分v三、植物的系統(tǒng)發(fā)育v1、藻類植物階段：從前寒武紀至泥盆紀4.05億年前，在地球上以藻類為主，所以稱為藻類植物時

16、代。 v2、蕨類植物階段：從4.4億年到2.3億年前的三疊紀早期，地球上以蕨類植物為主。 v3、裸子植物階段：從晚三疊世到晚白堊世，在植物進化中以裸子植物為主。v4、被子植物階段：被子植物在早白堊世就已出現(xiàn)，到晚白堊世開始繁榮。普通生物學第五部分裸蕨類裸蕨類 普通生物學第五部分v四、多細胞動物的系統(tǒng)發(fā)育v1、無脊椎動物時代：從5.7億年前的寒武紀到4.05億年前的晚志留紀是無脊椎動物的時代 v2、脊椎動物時代：脊椎動物是隨著有頜類的出現(xiàn)才開始繁盛起來的，因此四億多年前的晚志留世至今，被認為是脊椎動物時代。 普通生物學第五部分v脊椎動物的發(fā)展可分為五個階段。 v（1）魚類：大約從晚志留世到泥盆紀是魚類的時代。v（2）兩棲類：從泥盆紀末期到石炭紀末期（3.5