《生物》第七章課件

生物第七章生命的起源與進化目錄01生命的起源02生物的進化目錄01生命的起源一、生命化學(xué)進化說為了驗證在原始的地球條件下，無機小分子物質(zhì)能合成有機小分子物質(zhì)，1953年美國科學(xué)家米勒設(shè)計了一個十分巧妙的實驗裝置。（一）第一個階段：從無機小分子生成有機小分子米勒的模擬實驗一、生命化學(xué)進化說這一過程是在原始海洋中發(fā)生的，即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質(zhì)經(jīng)過長期積累，相互作用，在適當(dāng)條件下（如黏土的吸附作用），通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質(zhì)分子和核酸分子。（二）第二個階段：從有機小分子物質(zhì)生成生物大分子物質(zhì)一、生命化學(xué)進化說1922年，蘇聯(lián)學(xué)者奧巴林提出了團聚體假說，他通過實驗表明，將蛋白質(zhì)、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中，它們能自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴，這些小滴就是團聚體。團聚體可以表現(xiàn)出合成、分解、生長、生殖等生命現(xiàn)象。（三）第三個階段：從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系一、生命化學(xué)進化說這一階段是在原始海洋中形成的，是生命起源過程中最復(fù)雜和最有決定意義的階段。目前，人們還不能在實驗室里驗證這一過程。因為這一過程自然界用了幾億年甚至十幾億年才完成，人們要想在實驗室里用很短的時間再現(xiàn)這一過程當(dāng)然不易。但人們堅信，只要有地球這樣獨特的空間、時間和自然條件，生命遲早會誕生。（四）第四個階段：有機多分子體系演變?yōu)樵忌?、生命熱泉起源學(xué)說

迄今，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)數(shù)十個這樣的深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)，它們一般位于地球兩個板塊結(jié)合處形成的水下洋嵴附近。熱泉生態(tài)系統(tǒng)之所以與生命的起源相聯(lián)系，主要基于以下事實：（1）現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的古細菌大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環(huán)境中，這種環(huán)境與熱泉噴口附近的環(huán)境極其相似。（2）熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且有大量的硫化物，CH4，H2，CO2等，與地球形成時的早期環(huán)境相似。目錄02生物的進化一、進化證據(jù)（一）古生物學(xué)證據(jù)古生物學(xué)是研究地質(zhì)歷史時期生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分類、生態(tài)、分布、發(fā)生和演化等規(guī)律的科學(xué)，其研究對象是保存在地層中的化石?；堑刭|(zhì)歷史時期生物的遺體、遺跡或遺物，是反映生物進化歷程的不成文記錄。借助于古生物學(xué)的方法和技術(shù)，在不同地質(zhì)時代的沉積巖層中可以找到不同生物類型的化石。一、進化證據(jù)（一）古生物學(xué)證據(jù)宙代紀同位素年齡（百萬年）生物進化階段距今年齡持續(xù)時間植物動物顯生宙新生代（Kz）第四紀（Q）2.52.5

人類出現(xiàn)

哺乳動物第三紀（R）6764.5

中生代（Mz）白堊紀（K）13770被子植物鳥類侏羅紀（J）19558

三疊紀（T）23035裸子植物

古生代（Pz）二疊紀（P）28555爬行動物石炭紀（C）35065蕨類植物

泥盆紀（D）40050

兩棲動物志留紀（S）44040裸蕨植物魚類奧陶紀（O）50060

寒武紀57070

隱生宙元古代（Pt）震旦紀（Z）24001830

無脊椎

動物太古代（Ar）

45002100菌藻類

地質(zhì)年代表一、進化證據(jù)（一）古生物學(xué)證據(jù)1861年初，梅耶宣布在德國發(fā)現(xiàn)了一具除了頭部缺失外比較完整的化石，化石清楚地顯示出該物種有一對長羽毛的翅膀。梅耶將化石命名為Archaeopteryxlithographica，屬名意為“古翼”，種名意為“印版石”，國內(nèi)通常音譯為始祖鳥。始祖鳥一、進化證據(jù)（二）胚胎學(xué)證據(jù)

胚胎學(xué)是研究生物胚胎發(fā)育過程中組織、器官和系統(tǒng)分化規(guī)律的科學(xué)。德國胚胎學(xué)家?？藸栐谇叭搜芯康幕A(chǔ)上，于1866年提出著名的生物發(fā)生律，也叫重演律，認為“個體胚胎發(fā)育是系統(tǒng)發(fā)育簡短而迅速的重演”。因此，胚胎學(xué)的研究也能提供生物進化的重要證據(jù)。一、進化證據(jù)（二）胚胎學(xué)證據(jù)不同脊椎動物胚胎的性狀分歧是在較晚時期才逐步出現(xiàn)的。它們的早期胚胎都有鰓裂，一切陸生脊椎動物都不例外，這證明它們共同起源于用鰓呼吸的魚類祖先，都有相當(dāng)長的尾，即使人類的胚胎也不例外。幾種不同脊椎動物的胚胎發(fā)育一、進化證據(jù)（三）比較解剖學(xué)證據(jù)比較不同生物體的器官結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)彼此間的親緣關(guān)系，其中最有價值的證據(jù)是同源器官和痕跡器官。同源器官是指胚胎發(fā)育中起源相同、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分布位置相似，而形態(tài)和功能不同的器官。鳥的翼蝙蝠的翼手鯨的鰭馬的前肢人的上肢1—肱骨；2—橈骨；3—尺骨；4—腕骨；5—掌骨（鳥的為腕掌骨）；Ⅰ～Ⅴ—指骨四種脊椎動物的前肢骨和人的上肢骨的比較一、進化證據(jù)（四）分子生物學(xué)證據(jù)

20世紀50年代分子生物學(xué)的誕生和60年代遺傳密碼的確定，為從分子水平研究生物的進化奠定了基礎(chǔ)。有一些蛋白質(zhì)在各種不同的生物中具有同一種功能，但是不同生物的這種蛋白質(zhì)在氨基酸組成上有差別，分析比較氨基酸組成的差別，可以找出不同生物之間的進化關(guān)系。一、進化證據(jù)（四）分子生物學(xué)證據(jù)不同生物與人細胞色素C的氨基酸順序的差異生物名稱與人細胞色素C的氨基酸順序的差別黑猩猩0猴1狗11雞13金槍魚21果蠅27向日葵38小麥43螺旋菌45二、生物進化理論（一）用進廢退和獲得性遺傳學(xué)說環(huán)境改變會引起有發(fā)達神經(jīng)系統(tǒng)的動物的需求的改變，從而形成新的習(xí)性。某些器官經(jīng)常運用，會越來越發(fā)達，而另一些器官不常使用，會退化和消失。1．用進廢退拉馬克認為，環(huán)境引起的變異或器官用與不用引起的形態(tài)機能變化是可以遺傳的。只要所獲得的性狀為雙親所共有，就能通過繁殖保存在它們的后代中。2．獲得性遺傳二、生物進化理論（二）達爾文進化學(xué)說

達爾文，英國博物學(xué)家，進化論的奠基人。他以博物學(xué)家的身份參加了英國派遣的環(huán)球航行和科學(xué)考察，在動植物和地質(zhì)方面進行了大量的觀察和采集，經(jīng)過綜合探討，形成了生物進化的觀點。1859年達爾文《物種起源》的發(fā)表，標(biāo)志著進化論的確立，是生物科學(xué)的一次偉大變革。二、生物進化理論（二）達爾文進化學(xué)說人工選擇是人類對自然界出現(xiàn)的生物變異進行無意識或有目的的選擇，形成生物新類型的過程。1．人工選擇學(xué)說首先，達爾文認為生物普遍存在著變異。一切生物都有變異特性，世界上沒有兩個完全相同的生物。變異可分為一定變異和不定變異兩種。2．自然選擇學(xué)說二、生物進化理論（二）達爾文進化學(xué)說1）過度繁殖達爾文發(fā)現(xiàn)，地球上的各種生物普遍具有很強的繁殖能力，都有依照幾何比率增長的傾向。

達爾文的自然選擇學(xué)說，其主要內(nèi)容有四點：過度繁殖，生存斗爭（也叫生存競爭），遺傳和變異，適者生存。二、生物進化理論（二）達爾文進化學(xué)說2）生存斗爭生存斗爭包括生物與無機環(huán)境之間的斗爭，生物種內(nèi)的斗爭（如為食物、配偶和棲息地等斗爭）以及生物種間的斗爭。由于生存斗爭，導(dǎo)致生物大量死亡，結(jié)果只有少量個體生存下來。3）遺傳和變異達爾文認為，一切生物都具有產(chǎn)生變異的特性，引起變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。二、生物進化理論（二）達爾文進化學(xué)說4）適者生存達爾文認為，在生存斗爭中，具有有利變異的個體，容易在生存斗爭中獲勝而生存下去。二、生物進化理論（三）群體遺傳學(xué)和現(xiàn)代達爾文主義（綜合進化理論）群體遺傳學(xué)是應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)方法研究群體中基因頻率及其變化的遺傳學(xué)分支?，F(xiàn)代達爾文主義就是在群體遺傳學(xué)研究物種自然群體中基因頻率變化的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。該理論認為，構(gòu)成物種自然群體的每個個體的壽命雖然是有限的，但種群卻可以長期延續(xù)存在。二、生物進化理論（三）群體遺傳學(xué)和現(xiàn)代達爾文主義（綜合進化理論）基因突變和染色體的數(shù)量、結(jié)構(gòu)變化為物種進化提供原料，其中以基因突變最為重要。基因突變雖然是隨機發(fā)生的，但能在群體基因庫中擴散和保存。1．突變自然選擇雖然作用于個體表現(xiàn)型，但卻通過繁殖間接影響種群基因庫中的基因頻率。2．選擇二、生物進化理論（三）群體遺傳學(xué)和現(xiàn)代達爾文主義（綜合進化理論）在不同生態(tài)條件下，自然選擇按不同方向改變種群基因庫中的基因頻率，造成種群的分化。3．隔離1）地理隔離

地理隔離是指種群占據(jù)不同的分布區(qū)，地理上的屏障使不同種群不能自由交配。2）生殖隔離生殖隔離包括受精前的生殖隔離和受精后的生殖隔離。三、生物進化的歷程（一）植物的進化

原始的單細胞生物逐漸進化成原始的藻類植物，如原始的綠藻，這些植物的生活是離不開水的。大約在5億年前，地球上出現(xiàn)了陸生植物——裸蕨類。這類植物是由原始的藻類植物進化而成的，它沒有葉，也沒有真正的根，只能靠假根著生在地上，用莖進行光合作用。裸蕨類登陸成功后，逐漸分化出各種古代蕨類植物。三、生物進化的歷程（二）動物的進化動物界的歷史就是動物起源、分化和進化的漫長歷程。最早的單細胞的原生動物進化為多細胞的無脊椎動物，逐漸出現(xiàn)了海綿動物門、腔腸動物門、扁形動物門、紐形動物門、線形動物門、環(huán)節(jié)動物門、軟體動物門、節(jié)肢動物門、棘皮動物門。由沒有脊椎的棘皮動物往前進化出現(xiàn)了脊椎動物，最早的脊椎動物是圓口綱，圓口綱在進化過程中出現(xiàn)了上下頜，從水生到陸生。三、生物進化的歷程（二）動物的進化進化樹四、人類的起源（一）從古猿到人的過渡人類學(xué)家認為在距今七八百萬年以前，人類和類人猿的共同祖先——古猿才開始向不同的方向進化，這個過程是在特定的環(huán)境條件下進行的。人類的祖先在使用天然工具的過程中，逐漸學(xué)會了制造工具。早期人類制造的工具都是石器。

四、人類的起源（二）人類進化的歷程1．南方古猿南方古猿生活在距今400萬年～100萬年前的非洲，是目前發(fā)現(xiàn)的最早兩足行走的原始人類，身高為130～140cm。這是現(xiàn)今所知最早的人類直接祖先。南方古猿

四、人類的起源（二）人類進化的歷程2．能人能人大約出現(xiàn)在距今200萬年前，能制造和使用石器，平均腦容量為637mL，身高為140～150cm。能人

四、人類的起源（二）人類進化的歷程3．直立人直立人出現(xiàn)在距今180萬年～20萬年