第二章 生命在地球上的起源
进化生物学ppt课件
①蛋白质首先起源: 奥巴林和原田馨
生命起源的化学演化的实质是蛋白质的形成与演化，在功能上是 先有代谢，后有复制，认为蛋白质首先起源。 ➢细菌短杆菌肽和酪杆菌肽的合成以蛋白质为模板定向酶促合成。
➢1982年普什纳（Prusiner）发现27KD的Prion或朊病毒。
第二章 生命在地球上的起源
一、 生命的本质
1. 什么是生命？ 生命主要由核酸和蛋白质组成的，具有不断自
我更新能力的，以及向多方向发生突变并可复制自 身的多分子体系。
1
2. 生命的物质基础
❖生物体化学成分的同一性
•构成元素的同一性 自然界中有109种元素，其中生物体包含近60种元素，主要有C、
H、O、N、P和S，其次是Ca、Mg、Na和Cl等
➢1996年David等在Nature上首次报道了能自我复制的肽。
②核酸首先起源: 里奇和奥格尔
生命起源的化学演化实质就是核酸分子的形成与演化，生物体 在功能上是先有复制，后有代谢。认为核酸首先起源，因为核酸是 遗传信息的载体，它控制着蛋白质的合成等等。
➢1983年Altman和Pace发现大肠杆菌和枯草杆菌的Rnase P上的 RNA部分可独自加工tRNA前体。
18
1963年以甲醛为原料，人工合成核糖和脱氧核糖得以实现。
据报道，有人用腺嘌呤、核糖和磷酸二氢铵经紫外线照射可获得腺苷 类似物。有人曾将5种核苷，即腺苷、鸟苷、胞苷、尿苷和胸腺苷，分别 与磷酸二氢钠混合仅仅加热到160℃，保持2h，即可生成5种单核苷酸。
③卟啉的生成
卟啉是生物体内某些重要色素的组成部分，如叶绿素、血红素.卟啉 对自然界光合作用的产生至关重要.
《进化生物学》大纲
一、课程性质与学习目的进化生物学是研究生物界进化发展的规律，以及如何运用这些规律的科学，是生物学最大的统一理论, 在进化理论的框架下，细胞学、植物学、动物学、生理学、比较解学、古生物学、胚胎学、分类学、遗传学和分子生物学等不同层次的研究结果得到了统一。
进化生物学所涉及的范围很广，生物大分子、基因和基因组、细胞、生物个体、生物群体以至地球上的整个生物圈的发展和变化都与生物进化有关，从而在各个水平上的生物结构都有其起源与进化的历史。
什么是生命，生命如何产生，物种如何形成，生物界为什么有如此惊人的复杂性和多样性，它们是如何进化的……这一切，对于生物科学专业的学生是必不可少的知识。
此外，学习本课程，对于当代大学科学世界观的形成，思维能力的培养，对提高识别真伪科学的能力，具有十分重要意义。
通过该课程的教学，目的是让学生掌握进化生物学的基本原理和重大理论。
让学生在了解生命的产生、发展的同时，掌握生物与环境、宏观与微观水平上的进化过程、表型进化与遗传系统进化的辩证统一关系，掌握生物界进化发展的规律以及如何运用这些规律更好地服务于人类，了解研究生物进化的各种方法和当前进化生物学诸多领域的研究进展和重大争议。
二、课程的内容及考核目标1．课程内容和考核总目标：本课程全面介绍生命产生、发展，并将现代综合进化论与现代分子生物学的研究成果融为一体，从生物与环境、微观与宏观、表型进化与遗传系统进化的辨证统一关系出发，阐明生物界进化发展的规律以及如何运用这些规律更好地服务于人类。
学习本课程，要求学生掌握生物大分子、生命、细胞、物种、人类以及行为的起源，生物进化发展的分子基础和一般规律，进化方向的复杂性和多样性等。
了解进化生物学研究的一般方法，了解进化生物学学术界的重大争议。
能够灵活运用进化生物学的基本理论知识和实验方法，解决一些实践问题。
2．章节内容及考核目标：第一章绪论基本内容：一、进化生物学研究的对象（一）广义进化（二）生物进化（三）生物进化论与进化生物学二、进化科学的产生和发展（一）进化思想的产生（二）进化论的形成1．拉马克学说的创立及其主要内容2．达尔文学说的创立及其主要内容（三）进化论的发展1．现代综合进化论；2．分子进化论；3．间断平衡论（四）进化论在我国的传播（五）进化生物学发展的新方向重点内容：进化论的形成过程，拉马克学说、达尔文学说的主要内容，现代综合进化论、分子进化论、间断平衡论的主要观点。
地球上生命的起源教案
地球上生命的起源教案一、教学目标：1. 让学生了解地球上生命的起源的基本理论。
2. 让学生理解地球上生命起源的过程。
3. 培养学生对生命科学的兴趣和好奇心。
二、教学重点：1. 地球上生命的起源理论。
2. 地球上生命起源的过程。
三、教学难点：1. 地球上生命的起源理论的理解和应用。
2. 地球上生命起源的过程的详细理解。
四、教学方法：1. 讲授法：讲解地球上生命的起源理论和过程。
2. 互动讨论法：引导学生参与讨论，提高学生的思考能力。
五、教学准备：1. 教案、教材、多媒体设备。
2. 与教学内容相关的图片、视频等资料。
第一章：生命的定义与特征1.1 生命的定义1.2 生命的特征第二章：地球上生命的起源理论2.1 原始地球环境2.2 化学进化论2.3 智能设计论第三章：地球上生命起源的过程3.1 生命的起源过程概述3.2 生命的起源过程详细解析第四章：生命的起源与进化4.1 生命的起源与进化的关系4.2 生物进化的证据与机制第五章：地球上生命的多样性5.1 生物分类与生物多样性5.2 生物多样性的保护与利用六、生命的起源与地球科学6.1 地球的形成与演化6.2 地球生命的宜居条件6.3 地球科学在生命起源研究中的应用七、天体生物学与生命起源7.1 天体生物学的概念7.2 宇宙中生命的可能性7.3 地外生命探索的进展与挑战八、生命的奇迹与生命科学的未来8.1 生命的奇迹：极端环境中的生命8.2 生命科学的未来：合成生物学与人工生命8.3 生命科学的伦理与责任九、实验与探究：模拟生命起源9.1 实验设计：从无机物到有机物9.2 实验操作：实验室模拟原始地球环境9.3 结果分析与讨论：探索生命起源的可能性10.1 生命的起源：一个未解之谜10.2 科学探究的过程与方法重点和难点解析一、生命的定义与特征：理解生命的本质和特征是探讨生命起源的基础。
学生应掌握生命的基本特征，如新陈代谢、生长、繁殖、适应环境的能力等，并能够区分生命与非生命的界限。
初中生物教学课例《地球上生命的起源》课程思政核心素养教学设计及总结反思
小组 1：我们小组负责介绍“宇宙起源”这部分内 容。根据“宇宙大爆炸”的理论(这是目前一般接受的 学说)，150 亿年前宇宙发生了大爆炸，爆炸喷射出了 由氢和氦组成的星云，星云旋转运动着，并且缓慢地收 缩，逐渐形成了一个密度较大的实体。由于收缩时磨擦 产生的热量，温度继续上升，直到在高温下发生热核反 应，释放出巨大的能量，这时就形成了一颗恒星。在恒 星周围还有大量的气体和尘埃，它们彼此吸引、碰撞而 聚合成为小的团块。这就是行星的形成。
小组 5：我们汇报的题目是“从有机物到原始生 命”：当科学家通过实验认定原始地球可以形成简单有 机物，就推断经过漫长的时间，这些简单有机物就可能 形成脂肪、蛋白质、核酸等复杂的有机物。他们浸泡在 原始海洋中，可能形成小泡。假如小泡中恰好包住了蛋 白质、核酸及其它物质的适当混合物，就可能形成类似 原核细胞的结构。但是这些过程完全都是推测，有些科 学家做了相关的实验，如奥巴林的“微球体”实验和福 克斯的“类蛋白质”实验，但在实验设计中都还有疑点。
的过程 2、能力目标 教学目标
①培养学生运用证据进行推测的科学方法。
②通过不同观点的介绍，培养学生的开放性和发散
性思维的方法。③培养自主学习能力和团体协作能力。
④培养学生收集资料，分析问题的能力。3、情感态度 与价值观目标
①增强实事求是的科学态度、积极探索科学的精神 和探索生命奥秘的兴趣；②培养学生尊重客观事实、不 迷信、敢于怀疑的思维品质。
小组 2：我们小组来介绍原始地球的情况：根据第 一小组介绍的宇宙爆炸的理论，地球逐渐收缩过程中温 度很高，所以当地球表层温度逐渐下降时就表现为频繁 的火山活动。火山喷发出的气体，形成了大气层。这个 大气层不同于现在地球的大气层，它是没有氧气、氮气 的，但有很多的水蒸汽。随着地球表面温度降低，大气 层中的水蒸汽冷却形成雨水降落到地面上，雨水在地壳 下陷及低落处聚集而成原始的海洋。原始海洋盐分很 低，但溶解了大量的甲烷等火山喷发出的物质。
地球上的生命起源
地球上的生命起源地球上的生命起源是一个让人类一直感到充满好奇和谜团的话题。
我们对这个问题的探索有助于理解生命的本质以及地球上生物多样性的形成过程。
本文将从地球的起源、生命的起源和进化的过程三个方面来探讨地球上的生命起源。
一、地球的起源地球的起源可以追溯到约46亿年前，它形成于太阳系的一个星云中。
在这个星云中，气体和尘埃云开始逐渐聚集形成了一个旋转的尘埃盘，而地球就是从这个尘埃盘中诞生的。
随着时间的推移，地球经历了数百万年的火山活动和陨石的撞击，逐渐形成了地壳、大气层和水体。
这些基本要素为地球上的生命的出现提供了基础条件。
二、生命的起源生命的起源是一个复杂而多样化的过程，科学家们提出了不同的理论来解释这个问题。
其中最有名的是原核细胞理论和伊壁鸠鲁理论。
原核细胞理论认为，最早的生命形式是原核细胞，它们是没有核膜的单细胞生物。
这些细胞通过化学反应和自我复制逐渐发展演化成了真核细胞，真核细胞拥有细胞核和细胞器。
伊壁鸠鲁理论则认为，生命的起源是由于地球上的化学反应和环境变化。
在适宜的温度、湿度和化学成分条件下，简单的有机化合物相互作用形成了生命起源的前体，进而形成了更复杂的生命分子。
三、生命的进化地球上生命起源后，经过了漫长的进化过程，逐渐形成了我们今天所见到的多样性的生物。
进化是生命存在的一种基本规律，通过基因突变和自然选择，物种适应环境的能力不断增强。
在地球上生命的进化过程中，出现了植物、动物和微生物等不同的生物类别，它们在适应不同环境和寻找食物等方面展现出了不同的特征。
总结：地球上生命起源的过程是一个复杂而神奇的过程。
地球的起源为生命的发展提供了基础条件，生命的起源可能是从简单的有机分子逐渐演化到了最初的细胞。
而生命的进化则让地球上的生物多样性得以丰富和延续。
通过对地球上生命起源进行研究，我们能更好地理解生命的起源及其进化过程，从而更好地保护地球生态系统和生物多样性。
这个问题的探索将继续激励科学家们的研究，并为未来的进一步发现和理解提供更多的线索。
古生物学 2 生命起源
昆明鱼
海口鱼
４ 显生宙生物的发生和演化
2）动、植物从水生到陆生的发展
昆明鱼 （2）动物的发展：在晚泥盆世，出现了鱼类向两栖类的演化，动 物完成了登陆的使命。以出现总鳍鱼类为代表，具有强大的肉 鳍，当水体干枯时，可用肉鳍爬行。C 演化为两栖类。
海口鱼
４ 显生宙生物的发生和演化
昆明鱼 3）动物界分支发展演化
现地点：鄂西、陕南、淮南、辽南和黑龙江。
３ 早期(细胞)生物的发生和演化
伊迪卡拉动物群及复原图
３ 早期(细胞)生物的发生和演化
伊迪卡拉动物群及复原图
４ 显生宙生物的发生和演化
显生宙生物演化经历了两大飞跃
1）动物界的第一次大发展
（1）小壳动物群的出现：震旦纪 末期出现、寒武纪初大量繁盛，
个体微小（1—2mm），具外壳的
第一个模拟原始大气进行放电实验获得氨基酸的是S. L. Miller，1953
４、火山与生命起源
原始地球火山活动频繁，形成局部高温缺氧地区，
使得附近水池里的有机物形成大量的氨基酸和核酸。
氨基酸自我装配形成蛋白质。这样，就为生命起源 提供了所需的有机分子。
第三节
生命的演化历程
１生命的元素构成
遵循着从简单到复杂，
从低级到高级的发展规律。
经过了从原生动物— 原始多细胞动物—腔肠 动物（两胚层动物）— 三胚层动物—脊椎动物
的演化过程。
海口鱼
４ 显生宙生物的发生和演化
昆明鱼
海口鱼
本章重点
昆明鱼
１生命演化的主要历程
２小壳动物群、伊迪卡拉动
物群、澄江动物群及其意义
课外思考报告题：
为什么寒武纪初期生命出现大爆炸？
高中生物必修课程目录表
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高中生物必修课程目录
第一章生命的起源和演化
一、生物学的定义和生命的特征
二、生命在地球上的起源
三、进化的基本概念
四、进化与天然选择
第二章细胞的结构和功能
一、细胞的发现和研究
二、细胞的基本结构
三、细胞膜和细胞壁
四、细胞质和细胞器
五、核的结构和功能
第三章遗传与分子生物学
一、基因的结构和功能
二、DNA复制和修复
三、基因表达和蛋白质合成
四、基因突变和遗传病
五、基因工程和基因编辑
第四章人体机能和生理调节
一、组织器官系统
二、人体对外界环境的反应
三、内分泌系统和神经系统
四、人体的生物节律
第五章生物多样性和生态平衡
一、物种和生物多样性
二、生物圈和生态系统
三、生物的物质循环和能量流动
四、生物的适应和生态平衡
第六章环境保护与生态恢复
一、环境污染和生态危机
二、环境保护和资源利用
三、生物多样性的保护
四、生态系统的恢复与重建
以上就是高中生物必修课程的目录，通过学习这些内容，我们可以更好地了解生命的本质和演化，掌握细胞的结构和功能，深入了解基因的变异和表达，认识人体的组织系统和生理调节，进一步掌握生态平衡和环境保护知识，更好地做好人类的维护和生态保护工作。
第2章 第2节 生命的起源（教案）
华师大版科学九年级《生命的起源》教学设计课题生命的起源单元第二章学科科学年级九年级学习目标1、描绘生命起源的主要过程。
2、举例说出生命起源的实验证据。
重点生命起源的化学进化过程。
难点解释米勒实验和描述生命起源的化学进化过程。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课展示讲解小实验，提问“腐草为萤”“腐肉生蛆”你同意这种说法吗？学生大胆思考并回答。
通过实验印发学生的好奇心，使学生动脑思考。
讲授新课一、生命的起源对于生命的起源，目前有很多的说法，其中认同率比较高的说法有哪些呢？请问同学们知道吗？教师总结，神创论、宇宙论、自然起源论是比较有名的说法。
那么生命到底是怎样起源的呢？微生物学家巴斯德通过一个实验发现了生命，巴斯德的实验证明了什么？请同学们观察实验，并合作讨论巴斯德的实验结论。
学生查找资料并积极讨论回答。
学生动脑思考并猜想。
学生交流合作并回答：巴斯德的实验证明了即使是很简单的让学生积极主动思考，提高学生的思维能力。
使学生能够动脑学习，主动思考，通过自己的能力解决问题。
那么空气中的微生物又是从哪里来的呢？宇宙胚种说则认为，地球上生命的种子来自宇宙，还有人推断，是同地球碰撞的彗星之一带着一个生命的胚胎，穿过宇宙，将其留在了刚刚诞生的地球之上，从而地球上才有了生命。
但是，一些科学家却对此类假说持强烈的反对意见。
他们认为，彗星是带来了某些物质，但那不是决定性的，产生生命所必需的物质在地球上本来就已经存在。
化学进化说认为，生命起源于原始地球上的无机物，这些无机物在原始地球的自然条件作用下，从无机到有机、由简单到复杂，通过一系列化学进化过程，成为原始生命体。
二、生命起源的过程同学们知道地球是在多少亿年前形成的吗？那同学们知道生命的起源是在什么时候吗？微生物也不可能从肉汤中直接形成，而是空气中原已存在的微生物进入了肉汤。
学生猜想。
学生思考回答：46亿年。
学生思考并回答：35引发学生的好奇心，让学生意识到生命是有起源的。
探索奇妙的生命
探索奇妙的生命生命，这个伟大而神秘的存在，一直以来都是人类探索的对象。
在这个宇宙的广袤中，无论是巨大的星球还是微小的细胞，都承载着生命的奥秘。
本文将带您踏上一次探索奇妙生命的旅程，揭开其中的神秘面纱。
第一章：生命的起源从空气中飘浮的尘埃，到海洋中的微生物，生命在地球上的起源令人着迷。
科学家们通过化石和基因的研究，揭示了生命的发展历程。
在数十亿年的岁月中，无数的物种诞生和灭亡，而我们就是这样一个幸运的存在。
第二章：奇妙的细胞世界细胞是构成生物体的基本单位，也是生命的基石。
通过显微镜的发明，人们得以一窥细胞世界的奥秘。
细胞内部有着精密的器官，它们协同工作，完成各种功能。
细胞的分裂和自我修复能力更是让人叹为观止。
第三章：生命的多样性地球上的生命形式千奇百怪，从微生物到大型动物，每一种生物都有其独特的生存方式和特征。
世界的热带雨林中，种类繁多的动植物交织在一起，构成了一个生命的绿色宝库。
海洋深处隐藏着神秘的生物，如海豚、鲸鱼和珊瑚礁，令人叹为观止。
第四章：生命的适应力生命在极端环境下的适应能力令人惊叹。
在高原的世界中，雪豹和马鹿等动物经过长时间的进化，拥有了高效的呼吸系统和强大的心脏肌肉，以应对氧气稀薄的环境。
而深海中的生物则拥有耐高压和耐寒的特殊适应能力。
第五章：生命的进化达尔文的进化论提供了关于生命多样性和物种演化的理论基础。
生物在生存竞争中，逐渐演化出适应环境的特征，并且随着时间的推移不断进化。
对于生命的进化，科学家们探索着基因突变和自然选择的机制。
第六章：生命的奥秘尽管人类已经揭示了许多生命的奥秘，但仍有许多未知的领域等待我们去探索。
比如，人类的意识和灵魂究竟是如何形成的？在宇宙中是否存在其他智慧生命？这些问题让我们对生命的理解更加渴望。
结语：生命，是一个永远无法被完全揭示的奇妙存在。
尽管我们已经取得了许多重大的突破，但仍然有大量的发现等待我们去探索。
让我们拭目以待，继续勇往直前，去解开生命的奥秘，让我们的世界变得更加美好。
进化生物学专业知识总结
第一章绪论一、广义进化：是指事物的变化发展，它包含了宇宙的演化即天体的消长，生物的进化，以及人类的出现和社会的发展。
二、生物进化：生物在于其生存环境相互作用过程中，其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变，并导致相应的表型改变，在大多数情况下这种改变导致生物总体对其生存环境的相对适应。
第二章生命及其在地球上的起源一、生命的本质：作为生命实际是由核酸和蛋白质组成的，具有不断自我更新的能力，以及多方向发生突变并可复制自身的多分子体系。
可见，生命就其本质而言也是物质的，它是物质存在和运动的一种形式。
二、生命活动的基本特征：1、自我更新：生物体的自我更新是一个具有同化与异化两种作用的新陈代谢过程。
2、自我复制：生物体内生物大分子的自我复制是生命活动的另一个基本特征。
3、自我调控：生命是一个复杂的自我调控的开放体系。
4、自我突变：突变常常使一个基因变成它的等位基因，并引起一定的表型变化。
三、熵：所谓熵就是用来表示某个体系混乱程度的物理量。
四、生命起源的过程：1、从无机小分子生成有机小分子。
2、从有机小分子发展成生物大分子。
3、由生物大分子组成多分子体系。
4、由多分子体系发展成原始生命。
第三章细胞的起源与进化一、超循环组织模式：所谓超循环组织就是指由自催化或自我复制的单元组织起来的超级循环系统。
二、阶梯式过渡模式：在上述超循环的基础上，逐渐发展出一个综合的由非细胞到细胞演化的过渡理论。
由原始的化学结构过渡到原始的细胞学说需六个步骤。
1、由不同的小分子聚合为杂聚化合物，这些杂聚化合物是进一步形成生物大分子的材料。
2、从无序的杂聚合物到多核苷酸，分子之间的选择作用有助于渡过复杂性危机。
3、多核苷酸进一步自组合成为一种较为复杂的分子系统，这时的多核苷酸还没有成为遗传载体。
4、蛋白质合成被纳入多核苷酸自我复制系统中。
5、分割结构的形成，是细胞演化的关键一步。
6、最后一步是原核细胞生命（微生物）的形成。
三、真核细胞的起源途径：四、真核细胞起源的意义：1、为生物性分化和有性生殖打下基础。
地球上生命的起源
地球上生命的起源
地球上生命的起源：
1、多数学者认为:原始大气中的无机物到有机物,再到原始生命,这一过程是在原始地球上进行。
2、原始地球条件:高温、高压、紫外线以及雷电、原始海洋、无氧气。
3、原始大气成分来自于火山喷发，有水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢气体构成。
原始大气中与现在大气明显的区别是没有氧气。
4、地球上生命的生存需要物质和能量。
5、米勒的实验：米勒将原始大气中的成分充入烧瓶中,通过火花放电,制成了一些有机物。
原料：甲烷、水蒸气、氢、氨等。
产物(证据)：氨基酸。
结论：原始地球上能形成简单有机物。
6、原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用条件下，形成了许多简单的有机物。
后来，地球的温度逐渐降低，原是大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上，这些有机物又随着雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始的海洋中。
7、原始生命诞生于原始海洋。
原始海洋就像一盆稀薄的热汤，其中所含的有机物，不断地相互作用，经过极其漫长的岁月，大约在地球形成以后10亿年左右，才逐渐形成了原始的生命。
8、多数学者认为：原始大气中的无机物到有机物,再到原始生命,这一过程是在原始地球上进行的。
9、原始地球条件:高温、高压、紫外线以及雷电、原始海洋、无氧气。
10、蛋白质、核酸是生命中重要的物质。
11、原始生命起源于非生命物质，过程如下：无机物→小分子有机物→大分子有机物→原始生命。
(但是从大分子有机物到原始生命的过渡还没有被实验验证)。
生命及其起源
二）生命的物质基础：核酸
核酸是生物体遗传的物质基础。它对生物的生长、遗 传、变异等现象起着重要的决定作用。核酸可分为脱氧核 糖核酸（deoxyribonucleic acid，简称DNA）和核糖核 酸（ribonucleic acid，简称RNA）两类。DNA为相互缠 绕的2条链（称双螺旋）所决定。每条链由核苷酸的亚单 位聚合而成，它的主链由交替的磷酸基团和脱氧核糖通过 共价链，连接形成一种由共享电子对而紧密结合的结构。 最早揭示DNA分子结构的是沃森和克里克 。
生命的起源
Hale Waihona Puke 1、生命起源的概述• • • • • • 宗教认为上帝创造了生命 古代人认为生命是自然发生的 达尔文的探索 奥巴林的生命起源假说 米勒的实验——生命起源于无机物 “天外胚种论”
宗 教 认 为 上 帝 创 造 了 人
古代人认为生命是自然发生的
• 我国古代有“天地合气万物有 生”的说法 • 古代欧洲有“地球乃孕育生命 的慈母”的说法
2、生命起源的基本条件
根据目前对地球化学、地球物理学、 地质学、古生物学、分子生物学和宇宙 考察等方面的研究资料，生命起源的基 本条件大体如下：
原始大气 能源(热能) 原始海洋
1）原始大气
• 原始大气 海洋是生命的摇篮，但是生命 化学演化的最初舞台是原始大气，而不是 海洋。一般认为，原始大气是还原性的， 具有生物学意义的有机物，在当时情况下 也只有在还原的条件下才能合成。 原始大气的形成与火山除气 (degassing)有关。
• 热力学第二定律 任何自发过程总是朝着使 体系越来越混乱、越来越无序的方向，即朝 着熵增加的方向变化 生命的演化过程总是朝着熵减少的方向 进行，一旦负熵的增加趋近于零，生命将趋 向终结，走向死亡
生命是如何在地球上起源的
脂质是构成细胞膜的主要成分，具有疏水的特性，可以在水中自发形成双层膜结构。
在地球早期的海洋中，脂质分子可能聚集在一起形成了原始的细胞膜，这些细胞膜包裹着内部的有机分子，形成了原始细胞。
03
02
01
RNA和DNA是生命体系中至关重要的信息分子，它们能够存储和传递遗传信息。
关于RNA和DNA的起源，目前科学界还没有一个确切的答案，但有一些理论认为它们可能是由更简单的有机分子逐步演化而来。
04
生命起源的探索与实验
总结词
该实成了氨基酸等有机分子，为生命起源的研究提供了重要线索。
详细描述
米勒-尤里实验是20世纪50年代末期的一项重要实验，旨在探究地球早期大气环境中的化学反应过程。科学家米勒和尤里通过模拟地球早期大气中的气体组成，如甲烷、氨、氢气和水蒸气等，利用火花放电和加热等方法，成功合成了氨基酸、嘌呤、嘧啶等有机分子。这一发现为生命起源的研究提供了重要线索，表明在地球早期环境中，有机分子可以自然形成，为生命的诞生奠定了基础。
在地球早期的环境中，这些信息分子可能通过自组织的方式逐渐形成，并开始在原始细胞中发挥重要的作用，最终演化成了现代的遗传物质体系。
03
原核生物的出现
最早的自养生物是原核生物，它们通过光合作用、化能合成等方式获取能量，并利用无机物合成有机物来维持生命活动。这些自养生物的出现为地球上生命的起源奠定了基础。
总结词：通过模拟地球早期海洋、陆地和大气环境，科学家们发现了一些有利于生命起源的条件和化学反应过程。这些实验揭示了地球上原始生命的可能起源地和形成机制。详细描述：为了探究生命起源的奥秘，科学家们进行了大量的模拟实验，模拟早期地球的各种环境条件。在模拟早期海洋的实验中，科学家们发现了一些有利于生命起源的条件，如适宜的温度、pH值、水、无机物质等。此外，在模拟陆地环境的实验中，科学家们研究了地球早期岩石和火山活动对生命起源的影响。而在模拟大气环境的实验中，科学家们探究了地球早期大气中的气体组成和化学反应过程。这些实验揭示了地球上原始生命的可能起源地和形成机制，为进一步研究生命起源提供了重要的理论依据。
进化生物学-整理
第一章绪论第二章生命及其在地球上的起源第三章细胞的起源与进化第四章生物发展史第五章生物表型的进化第七章生物的微观进化第八章物种与物种的形成第九章分类系统与进化谱系第九章生物的宏观进化第十章生态系统的进化第十一章分子进化和分子系统学1.1生物进化2进化生物学3趋同进化（convergent evolution）4趋异进化（divergent evolution）5用进废退6获得性状遗传：3.1真细菌2古细菌4.1新泛种论2寒武爆发3显生宙4隐生宙5绝对地质时间6相对地质时间7化石（fossil）8硅化木6.1致同进化（concerted evolution）：2、假基因（Pseudogene）3、基因的水平转移：4、蛋白质的结构域（structural domain）：7.1微观进化（小进化，microevolution）：2、适应：3、适合度（fitness）也称适应值（adaptive value），4、选择系数（selective coefficient）5、遗传漂变（genetic drift）：6、先适应（aptation）：7、前适应（preadaptation）8、联适应(exaptation)9、正常化选择normalizing selection：10、平衡选择：11、稳定选择（stable selection）：12、分离选择（diversity selection）:13、定向选择(direction selection):14、多态现象（polymorphism）15、性二型16、性选择（sexual selection）17、集团选择（group selection）18、遗传平衡(哈代温伯格定律)：9.1 Ma＝100万年2、线系、线系进化、线系进化斜率3、时间种4、灭绝、假灭绝5、枝丛或线系丛6、谱系进化、线系进化7、垂直进化8、水平进化 9、停滞进化 10、大进化型式（pattern of macroevolution）13、常规绝灭14、集群绝灭15、生物个体发育的重演16、异时（heterochrony）17、幼态持续（neoteny）29.1系统学（ Systematics ）2系统分类学（phylogeny）3系统发生系统学（phylogenetic systematics）4分支5姊妹群6共祖近度7单源群8近缘群：9多源群：包括亲缘关系较远的表型趋同的类群10祖征11衍征12外群(outgroup13表型特征14基因型特征：15分子特征：11.1分子系统树（molecular phylogenetic tree）：2、分子钟（molecular clock）：12.2、种族（人种）二、问答题1.1试述达尔文进化认的主要思想和形成过程2拉马克的进化学说：3、论述进化生物学与生态学、分子生物学、遗传学、生理学、植物学之间的关系？4、生物进化研究的主要内容。
地球上生命的起源
（5）广为接受的生命起源学说
——化学进化学说
1924年苏联生物学家奥 巴林发表<<生命起源>>专著 。
假说认为，地球上的生 命是在地球温度逐步下降以后， 在极其漫长的时间内，由非生 命物质经过极其复杂的化学过 程，一步一步地演变而成的。
二、原始生命的形成
原始地球状态： 火山喷发、 岩浆四溢 闪电、 宇宙射线、 紫外线
原始地球为生命起源提供的条件
➢场所： ➢物质：
➢能量：
原始大气和原始海洋
甲烷、氨、水蒸气、氢气、 硫化氢等
宇宙射线、紫外线、闪电、火 山喷发释放的能量等等
生命起源的化学进化过程
1953年美国芝加哥大学研究生ler （米勒）的模拟试验。
米勒实验
米勒模拟实验得到的有机物 （共计20多种）
后来别人的实验，使用其他能源， 紫外线、高温、 射线等，还得到：嘌 呤、嘧啶、核苷酸、脂肪酸、单糖等。
根据米勒及其他学者的实验结果， 可以对生命的起源做出怎样的推测？
原始生命诞生的过程：
宇宙射线
聚合缩合
原始大气
有机小分子
闪电
原始海洋
团聚体假说
第一节 地球上生命的起源
一、生命起源的假说
（1）神创论——《圣经》上说，“起初，神创 造天地。”
（2）灾变论——每一次灾变后，旧生物被毁灭， 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，有些鱼 由淤泥及砂砾发育而成， 树叶落入水中变成鱼， 落在地上则变成鸟等。
七年级生物知识点第二章
七年级生物知识点第二章生命的起源生命是地球上存在的一种奇妙的现象。
地球上所有的生命都有一个共同的祖先，就是最早的单细胞生物。
1. 单细胞生物的起源最早的单细胞生物出现在数十亿年前的海洋中。
这些单细胞生物是如何诞生的呢？目前学界存在两种学说，一种是自然选择学说，即单细胞生物是从原有的无机物质中自然演化而来的；另一种学说是外星人种子学说，即地球上的生命始于外太空的种子降落在地球上。
无论哪种学说，都需要条件的相适应：1）有适宜的环境条件，如温度、光照、水分等；2）有适宜的无机物和有机物供应，如碳、氢、氧、氮等元素和无机盐、碳酸盐等；3）有一个能够把这些元素组合在一起形成新生命的机器或化学系统。
2. 单细胞生物的特征单细胞生物，细胞结构简单，基本功能齐全，可以自我营养、自我保护、自我繁殖、自我运动。
它们没有真正意义上的组织器官，但是它们具有一些能够体现其生命特征的重要结构和物质，如质膜、细胞核、细胞质、线粒体等。
质膜是细胞的外包装，可以保护细胞内环境；细胞核是细胞内的"指挥中心"，存储着DNA等遗传物质，控制着细胞的各项功能；线粒体是细胞内能量的产生场所，通过进食有机物来产生ATP分子，维持细胞的生存。
3. 单细胞生物的繁殖方式单细胞生物的繁殖方式主要有二分裂、孢子、无性生殖和有性生殖等方式。
二分裂是最常见的一种繁殖方式，通过细胞分裂产生两个相同的子细胞。
孢子是一种进化的得益，有些单细胞生物产生的孢子具有极强的耐受能力，即使在恶劣环境中也可以存活。
无性生殖通过某些特殊的细胞分裂方式产生子代，不涉及生殖细胞的贡献。
而有性生殖是单细胞生物交换遗传物质的过程，可以增加后代的遗传多样性，增强适应环境的能力。
4. 单细胞生物对人类的意义尽管单细胞生物看起来很微弱，但它们对人类的生存和整个地球生态系统的平衡起着非常重要的作用。
比如，海洋中的浮游生物是海洋食物链的重要组成部分，它们可以为鱼类、鸟类等高等生物提供食物；土壤中的细菌可以起到分解有机物和维持土壤生态平衡的重要作用。
人教版生物八年级下册 地球上生命的起源 课件
③原始大气
水蒸气、氢气、氨、甲烷、 二氧化碳、硫化氢等，构 成了原始的大气层
原始大气与现在大气 的区别是什么？ 原始大气中没有氧
④原始海洋 推测原始大气中的水蒸气，越积累越 多，随着地球温度逐渐下降，水蒸气 凝结成雨天，降落下来形成回流，越 积越多，最终汇聚成原始海洋。
原始生命诞生的场所，原始生命的“摇篮”
腐肉生蛆
巴斯德的鹅颈瓶实验否定了这一假说
腐草为萤
③热泉生态系统
研究发现，海底热泉喷口附近 的环境不仅可以为生命的出现 以及其后的生命延续提供所需 的能量和物质，而且还可以避 免地球外物体撞击地球时所造 成的有害影响，因此热泉生态 系统是孕育生命的理想场所
（3）生命起源的过程 ①无机小分子物质→有机小分子物质 无机小分子物质
7.3.1 地球上生命的起源
人教版生物八年级下
人类的原始祖先——森林古猿
几亿年前乃至几十亿年前，地球 上的生物又是怎样的呢？最原始 的生命又是怎样出现的呢？
生命的存在必须具备的条件包括水和 适宜的温度，大多数生物还需要氧气
一、研究生命起源的方法——科学推测
1.科学推测
是根据已知的事物，通过思维活动， 对未知事物的真相提出一定的看法。
自别处。推测的过程中，没有注意外界因素的干扰，只看到了表面现象。
证据二：斯帕兰扎尼的实验
推测
肉汤中的微生物不是自发 产生的，而是来自瓶外
是否严密
是
分析
设计了对照组，考虑了其 他因素的干扰，能证明微 生物不是自然发生的
证据三：巴斯德的实验
肉汤中的微生物不是自发 推测
产生的，而是来自瓶外
是否严密 是
b.原始生命来自其他星球，并在 地球上进化，形成了现在丰富多 彩的生物。
进化生物学试题 小册子 答案
学时分配表理论课54学时其中面授18学时自学36章次内容学时一绪论 2二生命及其在地球上的起源5三细胞的起源与进化 6四生物发展史 6五生物表型的进化 5六生物遗传系统的进化 6七生物的微观进化 6八物种与物种的形成 6九生物的宏观进化 4十生态系统的进化 2十一分子进化和分子系统学 2十二人类起源与进化 4第一章绪论通过本章的学习，学生应对进化生物学的主要研究内容、发展简史及发展现状有一个全面系统地了解。
一、进化生物学研究的对象（一）广义进化（二）生物进化（三）生物进化与进化生物学？二、进化科学的产生与发展（—）进化思想的产生（二）进化论的形成（三）进化论的发展（四）进化论在我国的传播（五）进化生物学发展的新方向三、学习和研究进化生物学的意义和方法（—）学习和研究进化生物学的意义（二）学习和研究进化生物学的基本方法—。
选择题1．拉马克提出的法则除获得性状遗传外还有A 。
P7A用进废退B一元论C多元论D动物的内在要求2．在生物学领域里再没有比A＿＿的见解更为有意义的了。
A进化B变化C辨证统一D生物与环境的统一3．生物体新陈代谢自我完成的动力在于＿C＿。
A种内斗争B遗传与变异的对立统一C同化与异化作用的对立统一D生物与环境的统一4．表现生物遗传特征的生命现象是D＿＿。
A自我调控B自发突变C自我完成D自我复制5．在人类进化过程中＿B＿起着愈来愈重要的作用。
P272A生物学进化B社会文化进化C环境的变化D基因的进化二。
填空题1．进化生物学的研究内容括生物进化的历程，原因，机制，速率，方向。
2．达尔文进化论的主要思想包括：＿生物演变和共同起源＿，＿生物斗争和自然选择＿，＿适应是自然的产物＿。
三。
名词解释1．生物进化：生物在其自然环境相互作用的过程中其遗传系统随时间而发生一系列不可逆的改变，在多数情况下这种改变导致生物总体对其生存的环境的相对适应。
2．进化生物学：是研究深谷为进化的学科，不仅研究进化的过程更重要的是研究进化原因、机制、速率和方向。
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氨基酸和核苷酸可以被吸附在粘土、蒙脱石一类物质的活性表面， 在适当的缩合剂(如羟胺类化合物等)存在时，可以发生脱水，缩合成 高分子量的聚合物
1967年霍罗维茨，甘氨酰腺嘌呤核苷酸在碱性溶液中被吸附到蒙 脱石的活性表面，经聚合产生了多聚甘氨酸(类蛋白质)。
③深海烟囱起源
1985年美国古生物学家斯坦利 (Stanley S M)提出。 1992年美国生物学家詹姆斯· 莱 克在大洋底“烟囱”附近找到了在 黄石公园热泉里生存的嗜硫细菌， 说明了深海“烟囱”热泉生命起源 的非常规理论有它的可取性。
①熵产生：生物体内部由于化学反应和扩散等不可逆的过 程所产生的混乱。熵产生总是大于0，为正值。 ②熵流：生物体与外界环境之间的物质和能量的交换。熵 流有正、负熵流之分。 正熵流
能量
熵
有机体 能量
负熵流
生物体分解作用大于合成作用，正熵流
生物体分解作用小于合成作用，负熵流
③熵变：生物体在与外界进行物质和能量的交换过程中， 自身的熵处在不断的变化之中，这种变动为熵变。 熵变=熵流+熵产生
十七世纪初，比 利时化学家,生物学 家Van. Helmont （赫尔蒙特）,开出 了制造老鼠的处方：
3、生生论（生源论）
1669年意大利医生F. Redi 1864 年 法 国 微 生 物 学 家 巴 斯 德
4、天外胚种论（泛胚种论、宇生论）
地球生命源于宇宙太空存在的生命胚种孢子
瑞典化学家阿列纽斯《宇宙的形成》(1907)
第二章 生命在地球上的起源
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对生命起源的思考,就象对宇宙起源的
思考一样, 构成人类理性思维中最富
有挑战性,亦最有吸引力的问题之一。
自古以来, 杰出的思想家、哲学
家和科学家，都试着 提出 / 回答 下 面这些问题。
生物体正常生长发育的条件：熵变≤0
耗散结构:当开放系统远离平衡态时出现的有序结构
生命作为一个开放系统，本身就是一种耗散结构。它需 要不断从环境汲取负熵用以克服自身不得不产生的熵。
二、生命在地球上的起源
（一）人类对生命起源的几种认识
1、天创论（神创论）
2、自生论
“腐草为萤” “白石化羊” “腐肉生蛆”
Байду номын сангаас
4、由多分子体系发展成原始生命
* 原始膜的建立
戈尔达克尔(Goldacre)提出类脂蛋白质囊假说。他认为，在原 始海洋中类脂和蛋白质之间相互作用逐渐形成囊状，把富含有机物 的海水包进去，使之成为一个独立于环境的原始生命体。
在类脂双分子层表面如果有蛋白质分子附着，或蛋白质分子嵌入其内， 这样以来就很容易地形成了细胞膜。可见，原始膜的建立并非一件难事，而 是生命起源的化学演化发展到一定阶段的必然产物。
（2）核酸和蛋白质起源地点的分支学说
①陆地火山起源 在大陆火山附近水池里生成的大量氨基酸，被强烈的高温蒸发干 枯，剩下的氨基酸发生热聚合脱水而成高聚物—多肽，雨水把多肽带 到原始海洋中，在海水的条件下，多肽经过自我装配形成蛋白质。核 苷酸经过类似的过程也在火山区形成核酸。 1955年，美国学者Fox及其同事模拟早期地球条件，将若干种氨 基酸按一定比例混合，在无水条件下高温加热，合成了一种琥珀色的 类蛋白质。 ②原始海洋起源
结构的有序性和功能的复杂性
蛋白质的一级、二级、三级、四级结构
核酸（DNA，RNA）
细胞、组织、器官、系统、个体、 种群、群落、生态系统
2. 生命活动的基本特征 （1）自我更新
（2）自我复制
分子水平 细胞水平 个体水平
（3）自我调控
（4）自我突变
3. 生命与熵 熵: 是用来表示某个体系混乱程度的物理量。
类蛋白质微球体模型
1959年,美国人Fox把酸性类蛋白质放入稀薄的盐溶液中冷却，或将其 溶于水使温度降低到0℃，在显微镜下观察会看到大量直径为0.5-3um 的均一球状小体，即类蛋白质微球体。 当把微球体悬液的pH由3.5上升到4.5或5.5的，在显微镜下可清楚地看 到微球体具有类似细胞膜的双层膜结构。 微球体悬液放置一段时间，可以看到出芽。把芽分离出来，置于饱和 的类蛋白质溶液中，并从37℃冷却到25℃时，芽开始生长，直到与原 来的微球体(母体)一样大小，变成第二代微球体。
②核苷酸的形成 1960年Oro利用氰化氢 和浓氨溶液发生反应， 合成了腺嘌呤。
甲烷和氮气经辐射作用 产生的丙炔腈与氰酸盐 直接反应，生成了胞嘧 啶。
1963年以甲醛为原料，人工合成核糖和脱氧核糖得以实现。 据报道，有人用腺嘌呤、核糖和磷酸二氢铵经紫外线照射可获得腺苷 类似物。有人曾将5种核苷，即腺苷、鸟苷、胞苷、尿苷和胸腺苷，分别 与磷酸二氢钠混合仅仅加热到160℃，保持2h，即可生成5种单核苷酸。 ③卟啉的生成 卟啉是生物体内某些重要色素的组成部分，如叶绿素、血红素.卟啉 对自然界光合作用的产生至关重要. 甲醛和吡咯 84℃ 金属离子 金属卟啉复合物
团聚体模型
1952年苏联学者奥巴林曾将白明胶水溶液和阿拉伯胶水溶液混合， 在显微镜下观察发现了许多大小不等的小滴，把它称为团聚体。 其后续试验用蛋白质与核 酸、组蛋白和多核苷酸、蛋白 质与多糖、蛋白质与核酸和类 脂制成多种多样的团聚体进行 了有关特性的研究。发现在— 定条件下团聚体可以进行所谓 的生长、分裂，具备了原始生 命的萌芽。
宇宙太空存在组成生命的基本有机物质 1959年9月澳大利亚碳质陨石（D型，L型消旋氨基酸）
5、新自然发生论
1809年，德国自然哲学家奥肯(Oken)： 无机物质 原始粘液 有机物质 生命
尿素(1828) 、脂肪(1854) 的人工合成 1953年，米勒(Miller S.L.)模拟生命起源 最早的生命不是由生物而来，而是无生命的物质经过化学 途径逐步演化而来。
RNA部分可独自加工tRNA前体。
1986年，Cech及其同事发现了嗜热四膜虫的内含子具有自我剪接活性, 从而发现了核酶（Ribozyme）。
1995年Cuenoud等发现 DNA也具有酶活性， 最著名的脱氧核酶被 命名为“10-23”，它的催 化核心由15个核苷酸组成， 两个底物识别臂由6-12个 核苷酸组成。它具有高度 的序列特异性，可以切割
什么是生命？ 什么时候开始形成生命？ 生命是如何形成的？
生命世界又何以如此千姿百态？
这些问题都尚未解决，就如同生
命科学还没有走到终极。
一、 生命的本质
1. 什么是生命？
生命主要由核酸和蛋白质组成的，具有不断自
我更新能力的，以及向多方向发生突变并可复制自 身的多分子体系。
2. 生命的物质基础
生物体化学成分的同一性
原始海洋
卟啉，核苷酸，氨基酸
总之，经过第二次化学反应，氨基酸、核苷酸和卟啉等简单有机物在 自然界中合成，并随着倾盆大雨落在地面，进入原始海洋，为蛋白质和核 酸等生物大分子的起源奠定了基础。
2、由有机小分子生成生物大分子
在原始海洋中氨基酸和核苷酸经过长期的积累，互相作用，在适 当的条件下(例如，吸附在无机矿物粘土上)，分别通过缩合作用或聚合 作用，形成了原始的蛋白质和核酸分子。 问题是究竟蛋白质首先起源，还是核酸首先起源？ ①蛋白质首先起源 ②核酸首先起源 ③核酸与蛋白质共同起源
(二)遗传密码进化的方向
向着利于生物稳定的方向发展的，向着避免错误的方向发展的。
•密码子第三个碱基容易发生变化,但变化后仍可被携带同一种氨基酸的tRNA反密 码子所识别，从而避免了多肽链中氨基酸的错误替代。第三碱基不同的密码子简 并为同义密码，这是密码子向着减少错误的方向进化的结果。 •密码子的第一个碱基也容易读 错，常常造成氨基酸的变化。 不过，第一个碱基读错后掺入 的氨基酸化学性质相似，均为 相同性质氨基酸。这也是密码 进化中减少错误的一种方式。
①蛋白质首先起源: 奥巴林和原田馨
生命起源的化学演化的实质是蛋白质的形成与演化，在功能上是 先有代谢，后有复制，认为蛋白质首先起源。 细菌短杆菌肽和酪杆菌肽的合成以蛋白质为模板定向酶促合成。 1982年普什纳（Prusiner）发现27KD的Prion或朊病毒。
1990年Hirata在酵母液泡膜H+-ATPase的a亚基(VMAl)中首次发现了 蛋白质自我剪接现象 。此后，在古细菌、真细菌和真核细胞中陆陆 续续发现了这种现象。 1994年Peler等明确提出蛋白质自剪接是从前体蛋白质内切除内含肽
1974年奥巴林在莫斯科生命起 源国际讨论会提出“原始生命在不 同时间，不同地点曾多次发生、分 解又重新形成”
3、由生物大分子组成多分子体系
在原始海洋的局部地区发生了浓缩，诸如蒸发作用、粘土吸附等， 使生物大分子形成胶质小球，漂浮在原始海洋中。这种多分子体系的 实验模型主要有团聚体模型和类蛋白质微球体模型。
(三)遗传密码的进化 过程
化学演化阶段： 无机小分子 有机小分子 体系 原始生命 生物大分子 多分子
1、由无机小分子生成有机小分子
(1)第一次化学反应 (2)碳氢化合物、含氮衍生物的生成
①氨基酸的形成 H、C、O、N、S、P N03 NH3、H20、CH4、CN、C2、CO、C02、
甘氨酸 丙氨酸 天冬氨酸 缬氨酸
1953年
任何嘌呤和嘧啶之间的键。
③核酸与蛋白质共同起源: 迪肯森
蛋白质合成的中间产物氨基酸腺苷酸盐既可以使氨基酸缩合成多肽， 又因为它含有碱基又可形成多核苷酸。
1994年，赵玉芬、曹 培生两人发表了“磷酰化 氨基酸——核酸与蛋白质 的共同起源”论文，提出 磷酰化氨基酸是核酸和蛋 白质最小单元的结合体。 1996年7月在法国召 开的第11届国际生命起源 大会上，他们发表了全面 阐述新学说的论文“生命 化学进化的基本模型” ， 其共同起源理论被尊称为 “赵玉芬—曹培生理论”。
（三）生命起源的过程—生命起源的化学演化学说
20世纪70-80年代，澳大 利亚西部地区发现距今 35亿年的叠层石,其中含 有丝状蓝绿藻微化石。