生命起源新.ppt
《生命起源新.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生命起源新.ppt(105页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、生命的起源和进化,第一节 生 命 的 起 源,一、有关生命起源的假说 (1)神创论上帝创造万物,最后造成人。 (2)灾变论每一次灾变后,旧生物被毁没,新 的生物又被上帝重新创造出来。 (3)自然发生论生物是从非生物环境中自然发生出来的。如:腐草化萤、腐肉生蛆、淤泥生鼠,(4)宇生论地球上的生命来自宇宙空间别的星球。,星际分子的发现: A. 1963年以来,陆续发现太阳系其他的行星上都有碳氢化合物及其衍生物的存在,例如:氨、水、氰化氢、甲醛、乙醛、甲酸、乙醇等。 B. 1978年上半年,已知由C、H、O、N构成的星际分子共37种,其中80是有机化合物。 C. 1997年,美国对火星表面成分探测表
2、明,火星上也含有生物有机物。, 陨石中有机化合物的发现:,A. 从陨石的提取物中,已确定了许多有机化合物,如:各种碳氢化合物、氧化物、氮化物、硫化物及卤化物等。 B. 1969年9月,澳大利亚麦启逊附近落下一块陨石,从碎片成分分析中检出了天然型的氨基酸等。,(5)广为接受的生命起源学说 新的自然发生学说,生命是在长时期宇宙进化过程中发生的,是宇宙进化的某一阶段无生命的物质所发生的一个进化过程,而不是在现在条件下由非生命的有机物质突然产生的。 生命起源大约发生在距今4535亿年间。,二、生命起源的过程,化学演化 小分子、化学有机小分子、氨基酸、核酸 生命诞生 从无序到有序 原始的RNA世界:酶、
3、模板、结构 生命来源于自然,又高于自然:细胞,1.从无机分子生成有机分子,甲烷、氨、硫化氢、氰化氢、水蒸汽等等 紫外线 太阳辐射 提供能量 闪 电 火山爆发 合成一些简单的 光、热 雷鸣电闪 有机化合物 有机酸、氨基酸、核苷酸、单糖、脂类等等,支持此阶段的证据:,1953年美国芝加哥大学研究生S.Miller(米勒)的模拟试验。 1969年9月澳大利亚麦启逊落下一块陨石,从碎片成份分析中找到氨基酸、嘧啶、脂酸等。,2.从有机小分子合成生物大分子,在原始海洋的岸边、岩石、粘土的表层或像 湖泊样的小水体中,氨基酸、核苷酸等有机小分 子沉积,吸收能量,通过溶液聚合或浓缩聚合的 方式生成原始的蛋白质、
4、核酸等生物大分子。,支持此阶段的证据:,美国福克斯(F.FOX)试验证实: 将氨基酸混合物倾倒在160oC200oC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 多聚磷脂酸 单核苷酸 多核苷酸 50oC60oC,3.从生物大分子生成多分子体系,奥巴林的团聚体学说 生物大分子主要是蛋白质溶液和核酸溶液,合在 一起时,可形成团聚体小滴,这就是多分子体系,它 具有一定的生命现象。 混合 白明胶(蛋白质)阿拉伯胶(多糖) 团聚体(小滴),福克斯的微球体学说,最初实验: 类蛋白质 微球体 浓缩,4.从多分子体系进化为原始生命,无论哪一种
5、多分子体系(团聚体或微球体), 如果具备以下特征的综合,那么,原始生命就诞 生了。,(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”。 原始生命是异养、厌氧的。,5.从原始生命进化到原始细胞,出现原始的细胞膜 原始祖细胞类似于今天的小的支原体。支原 体没有细胞壁,其外围是细胞膜,细胞质中只有 核糖体,只含DNA、RNA和多种蛋白质。它除了 可以在细胞中寄生外,也能在无细胞系统的培养 基中生长、繁殖
6、。体积相当于病毒大小,为细菌 的1/1000,直径约0.1m。,第二节、生物进化的证据和学说,进化含有连续变化的意思,而这种变化又带有定向的成分,进化即朝一定方向变化的趋势。 生物从共同祖先由低级到高级,由简单到复杂逐步分化演变的过程叫进化(evolution)。,一、生物进化的证据,1.古生物进化的证据 化石 化石是古代埋藏在地层中的动、植物遗迹。 如:石化的躯体、躯体印痕、足迹、 排遗物粪便等。 琥珀与化石一样,也是研究生物进化的好材料。,大多数生物化石是由生物体的坚硬部分形成的,如植物茎的化石,动物的牙齿、贝壳、骨骼等的化石。有些化石则是生物体的印痕所形成的,如树叶的印痕化石等。,各种化
7、石,如果把不同的地层中的化石拿来加以比较,就可以知道生物是如何进化的了。在越古老的地层里,成为化石的生物越简单、越低等,水生生物的化石也越多;而在越晚近的地层里,成为化石的生物越复杂、越高等,陆生生物的化石也越多。这种现象说明了,生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的。另外,科学家们还发现,在最古老的地层中是没有生物化石的。这说明地球上最初是没有生命的,生命经历了从无到有的发展过程。,同位素衰变 同位素具有一定的衰变速度,并且这个速度不受环境条件(如气候)的影响。利用这一特点,就可以比较准确地计算出各新、老地层和化石的年龄。 各种同位素的衰变速度都是用半衰期(half-l
8、ife)来计算的,半衰期是指一个样 品中某一同位素原子衰变一半所需要的时间。,同位素衰变 半衰期 适用范围 87铷87锶 490 亿年 1 亿年 232釷208铅 140 亿年 2 亿年 238铀206铅 45 亿年 1 亿年 40钾40氩 13 亿年 1 亿年 235铀207铅 7亿 年 10 万年 14碳14氮 5730 年 6 万年,2.比较解剖学证据,同源器官 homologue organ 是指具有不同的功能和外部形态,但却有相同的基本结构的器官。 如:蝾螈和鳄的前肢;鸟类的翅和哺乳类的前肢以及人的手臂。 同源器官在构造及发育上的一致性说明这些动物起源于共同的祖先,具有相似的遗传基础
9、。,几种哺乳动物前肢的比较,1肱骨;2尺骨和桡骨;3腕骨和掌骨;4指骨,痕迹器官 trace organ 是指生物体内仍然保存着的,但功能 不大的器官。 如:人的阑尾、犬齿;男性的乳房等。,3.胚胎学证据,从鱼类、两栖类、爬行类、鸟类到哺乳类和人,它们的早期胚胎很相似,都具有鳃裂和尾。这说明脊椎动物也具有共同的祖先,它们均来自用鳃呼吸、有尾的水栖动物祖先,而人类则是从有尾的动物发展而来的。,4.分子生物学证据,细胞色素C 细胞色素C是一个具有104112个氨基酸的 多肽分子,从进化上看,它是很保守的分子。不 同生物的细胞色素C中氨基酸的组成和顺序反映 了这些生物之间的亲缘关系。 根据细胞色素C
10、分子中氨基酸顺序的差异, 可以得知这一分子的基因核苷酸顺序的差异,依 此也同样反映出不同生物之间的亲缘关系。,5.免疫学证据,根据抗原抗体沉淀反应的强弱程度,确定不 同生物之间的亲疏关系。 验证了人和黑猩猩、大猩猩的关系最近,和猴的关系最远。 证明了大熊猫和熊科动物的亲缘关系比和小熊猫的亲缘关系更接近,说明大熊猫应属于熊科而不应属于浣熊科。,二.进化学说(进化理论),1.神创论 18世纪瑞典植物学家林奈(Linne,1707 1778),创立了现代生物分类学的基础。 但他按照旧约创世纪的记载,认为人是上 帝创造的。“上帝一开始创造了多少不同的 形式,现在就有多少物种”。,2.灾变论,居维叶(C
11、urier,17691832),他证明了从两栖类到人类的四肢骨骼都相似。 他把生物化石的变化与环境的灾变联系在一 起,认为生物的改变是突然发生的,是整体地消 灭和整体地重新被创造的。他反对一个物种从另 一个物种演变而来的思想。实际上,居维叶是以 上帝的多次创造代替一次创造而已。,3.获得性状遗传学说,法国拉马克(Lamarck,17441829),科 学进化论的创始者。 他认为生命是连续的,物种是变化的, 环境改变是物种变化的原因。,主要思想:“用进废退”或称“获得性状 遗传学说”。即生物在环境的直接影响下,经常使用的器官逐渐发达,不使用的器官 逐渐退化,这种后天获得的性状可以遗传下去。 环境
12、条件的变化决定了变异的方向,因此称作“定向变异”,同时定向变异又是生物对环境的一种适应。,4.自然选择学说(达尔文主义),英国人达尔文 Darwin(18091882),1859年出版了一书。 达尔文22岁 到“贝格尔号”作环球旅行,5年间(18311836)他收集了大量的动植物资料,为达尔文进化理论打下了坚实的基础。,年青时代的Darwin和贝格尔号的航行,1809年出生,童年 山林和田野 1825年,爱丁堡大学学习医学 1828年,剑桥大学学习神学,钻研博物学和自然史,结识了一些博学的教授学者。 1831年,从剑桥毕业并获得学士学位 剑桥大学博物学教授Henslow推荐去英国贝格尔号航海船
13、上担任博物学专家。,出发之前,Henslow教授特别向Darwin赠送了Lyell的地质学原理第一卷。,1831年11月,贝格尔号探险船出发进行环球探险调查 1835年的夏天,贝格尔号到达太平洋东部,离南美洲西海岸965 km的加帕戈斯群岛。考察了一个多月,采集了大量的岩石及植物和动物标本。 岛上26种陆栖鸟类中,有25种是特有的,15种海栖鱼类全部是新种,25种甲壳虫中只有23种是南美洲也有的,185种显花植物中新种为100种。,不同岛屿上的海龟形态各不相同,地雀的许多特征也有差异,显示出这些不同的物种是这里特殊的气候和环境创造的。 物种是可变的,这种变化明显受自然环境的影响和选择!,随着贝
14、格尔号长达5年的航海探险考察后,1836年10月,Darwin回到了英国。,整理和收集资料:1838年,他阅读了著名的经济学家Malthus(马尔萨斯, 1766-1834)的人口论,进一步认识到生存竞争的结果使各物种在自然界中保持适当的数量,同时逐渐向着更加适应于环境的方向变化。 同年,Darwin和Wallace在英国Linnaean学会上公布了他们各自的论文和摘要。 1859年,Darwin物种起源终于问世。,1859年,Darwin物种起源 1860年6月30日 牛津大学图书馆 神创论与进化论的辩论会 牛津大主教Wilberforce vs. Huxley “人是亚当的后代还是猿猴的后
15、代”的大争论,进化论与神创论的斗争一直没有停止,进化论学说要点:,(1)遗传和变异 有遗传物种才能稳定存在;有变异生物界才会绚丽多彩,即世界上没有两个生物个体是完全相同的,并且这种变异是随机产生的,是可遗传的变异。,(2)繁殖过剩 各种生物都有极强大的生殖力。但是自然界中各种生物的数量在一定时期内都会保持相对稳定。 (3)生存斗争 生物存在着繁殖过剩现象,出现了生存斗争。 种内斗争 种间斗争 生物与非生物之间的斗争,(4)适者生存,生物体普遍存在着遗传和变异,其中 有利变异得到保存,对生存不利的变异遭 受淘汰,出现适者生存。 由此可见,变异是随机的,是没有方 向的,只有通过定向的选择,才能保存
16、有 利变异,以适应环境。,总之,通过一代代的生存环境的选择作用,物种变异被定向地向着一个方向积累,于是性状逐渐和原来的祖先种不同了,这样就演变成了新种,即变异的选择和积累则是生命多样性的根源。,犬类祖先经过自然选择产生 五种犬科动物,人工选择导致家养狗的形态各异,生物性状和特征变化往往是环境和遗传相互作用的结果 例:长颈鹿的进化,5.综合进化论(现代达尔文主义),主要观点: 第一:群体是生物进化的基本单位。 进化机制的研究属于群体遗传学范畴。 第二:突变、选择、隔离是物种形成 和生物进化的机制。,这个学说的特点在于彻底否定了获得性状遗传学说,认为进化现象是群体现象,肯定了自然选择所起的压倒一切
17、的重要作用。 (1)突变为生物进化提供原材料。 (2)种群有相对的稳定性,其基础是遗传平衡。,(3)引起种群基因频率改变的因素,A.突变 突变的方向是随机的,突变给自然选择提供了原材料。如果突变性状被选择,这一突变基因就在基因库中积累增多。,B.遗传漂变 genetic drift,在一个小种群内,基因频率由于偶然的机会(不是自然选择的原因)而随机增减的现象。 建立者效应 一个种群中的几个或几十个个体迁移到另一地区而定居下来,自行繁衍后代,造成基因频率发生改变的现象。,C.基因迁移,一个种群的个体迁入到另一个种群中 去的现象。不管是老个体的迁出还是新个 体的加入,都会使种群基因频率发生变化。,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生命 起源
链接地址:https://www.31doc.com/p-2997679.html