生命的起源和进化
生命的起源及演化
生命的起源及演化大约在46亿年前地球形成，那时的地球上是没有生命存在的。
在生命未出现之前，地球是一片荒凉的世界。
随着生命的出现和不断演化，地球才逐渐显现生机，形成了一个由多种物种组成的繁荣的生态世界。
生命的演化经历了从无到有，从少到多，从低级到高级的发展过程。
最初的地球是一个以无机物质为主的世界，生命的起源经历了从无机到有机，再由有机到具有原始生命特征的复杂有机体这样不断递进的过程。
生命起源的第一步是从无机小分子物质形成有机小分子物质的过程。
在距今大约36亿多年前。
大气中的有机元素氢、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各种能源（如闪电、紫外线、宇宙线、火山喷发等等）的作用下，合成有机分子（如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等等）。
第二个阶段是从有机小分子物质生成生物大分子物质。
随着氨基酸、核苷酸这类有机小分子物质的不断产生和聚集，它们构成了一种新的物质环境。
这些有机物分子根据其特性，在适当条件下（如吸附在粘土上），通过缩合作用或聚合作用，它们进一步结合成更复杂的有机分子，形成了原始的蛋白质分子、多糖和核酸分子。
第三个阶段，从生物大分子物质组成多分子体系。
有机大分子的不断形成也为更加复杂物质结构出现提供了条件，当由有机大分子构成的新环境形成后，这些有机大分子之间构成了更加复杂的关系形式。
随着蛋白质和核酸等有机高分子物质的聚集，由于种种原因（如水分的蒸发，粘土的吸附作用），这些有机高分子物质经过浓缩而分离出来，它们相互作用，凝聚成新的物质关系结构，这种新的物质结构具有了新的属性。
从多分子体系演变为原始生命，这是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段，它直接涉及到原始生命的发生。
我们可以推测，生命体是在有机大分子聚集的环境下发生综合聚变反应的结果，反应条件包括适宜的温度、压力以及一些微量元素的存在，特别是由于蛋白质和核酸这两大主要成分的相互作用，终于形成具有原始新陈代谢作用和能够进行自我复制的原始生命，产生了能够不断地进行自我更新的、结构更加复杂的多分子体系，这就是具有初步生命特征的原始生命。
生命的起源及进化
Oparin：团聚体 Oparin ：团聚体(concerate) (concerate) Fox：微球体 Fox ：微球体(microsphere) (microsphere)
美国福克斯（ 美国福克斯（F.FOX) F.FOX)试验证实： 试验证实：
将氨基酸混合物倾倒在160℃ 将氨基酸混合物倾倒在 160℃—200℃ 200℃的热砂或粘土 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 上，水分蒸发， 氨基酸浓缩并化合生成类蛋白质分子。 分子。
后来的类似实验： HCN+NH3 单核苷酸 类似肽的化合物 50℃—60℃ 多核苷酸
5.1.1 有关生命起源的假说和争论
（1）神创论——上帝创造万物，最后造成人。 它将生命起源这一科学命题划入神 学领域，是不科学 学领域，是 不科学的。 的。 （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
实验
米勒分析糊状物
黑色的糊状物
1212 -15% 碳参与变成糖，脂类有机物 2% 实验意义: 实验意义 : 起初的反应物只是简单的分子， 但是却能产生出生命必须的原料。 碳参与形成了13 碳参与形成了 13种生物体氨基酸 种生物体氨基酸
生命的化学进化
从无机分子生成有机分子
甲烷、氨、硫化氢、氰化氢、水蒸汽…… 太阳辐射 火山爆发 雷鸣电闪 紫外线 光、热 能量
微球体的性质
（1）直径 ）直径1 1µm—2µm（相当于细菌大小） （2）可吸纳周围环境的脂类，并形成膜结构 （3）膜表现选择透性，反映渗透压的变化 （4）吸纳周围环境中蛋白质分子，微球体可 “增长 增长” ” 和 “ 繁殖 繁殖” ”。
生命的起源和进化
生命的起源和进化生命是宇宙中最神秘、最奇妙的现象之一。
从相对简单的原生生物到复杂的哺乳动物，从单细胞生命到多种形态的生命，生命的进化历程可谓漫长而曲折，也是科学家们不断探索的领域。
一、生命的起源关于生命的起源，科学界有不同的理论。
其中最为被广泛接受的是地球上的生命起源于约40亿年前的地球上。
据推断，这一过程应该是从无机物质转化为有机物质，然后是单细胞生物的出现。
或者是由外太空攜帶生命型分子飘散到地球，在特定的环境下进化而成为生命。
该过程究竟是如何进行的呢？科学家们提出了几个可能的步骤。
首先是在地球表面的混合物质环境中，一些有机物质逐渐组合成了生命的“前体”。
在一个合适的环境中，细胞膜可以形成——这种包裹着活细胞内部的薄膜可以防止细胞溶解，同时保护了细胞内部的生化过程。
最终，单细胞生物的出现——这一阶段的单细胞生物被称为原核生物。
通过不断的进化和演变，原核生物变成了真核生物——这些生物包括珊瑚、蜗牛、大象等等，它们的细胞内部不同部分之间有明确的区分，比如细胞核、线粒体等等。
二、生命的进化生命在地球上的演化历经了数亿年。
从最基本的单细胞生物到后来出现的多种复杂的哺乳类生物，生命的进化既是偶然性的，也是必然性的。
偶然的因素来源于环境和时间的不确定性，而必然的因素体现在生命本身的自我进化和演变上。
生命的进化过程大概可以分为几个重要的阶段。
首先，是单细胞生物时期的生命演化。
这一时期的生命形态简单，群落结构也比较单一。
但是基于生命的复杂性和多样性，单细胞生物仍在细节上有所不同。
比如细菌和藻类，它们在生理结构、能源来源等方面有着相当大的不同。
第二个阶段是无脊椎动物的出现。
无脊椎动物的出现被认为是生命演化的重要标志，因为它们具有的求生本能和本能意识促进了生命的进一步复杂化。
接着，是脊椎动物的出现。
脊椎动物具有骨骼、神经、消化和呼吸系统等生理器官和骨骼结构，这使得它们能够快速适应各种环境。
最后是哺乳动物的出现。
哺乳动物具有更为复杂的生理结构和社群生活，这有助于它们在环境中更好地生存和适应。
生命起源和生物的进化
地球上生命的起源
1.原始生命诞生的场所是（ C）
A.原始大气
B.原始火山
C.原始海洋
D.原始陆地
生物进化
2.下列关于生物进化的叙述，错误的是( C)
A. 人类起源于森林古猿（古猿） B .生物进化的总趋势之一是从低等到高等 C.越古老的地层里，出现的生物化石越复杂、越高等 D.自然选择学说认为：在生存斗争中，适者生存，不适 者被淘汰
6%
42%
(1)桦尺蛾的体色(深色、浅色)在生物学上称为 性状。其体色有深浅之分,这是一种 (填“变遗异传”或“变异”)现象。假设桦尺蛾的体色受一对基因控制,深色由显性基因 控或(2制)工(用业B污。表染示区)B,,浅B色深由色隐B桦b性尺基蛾因所控占制比(用例b高表,非示工),那业么污深染色区桦, 尺蛾浅色的桦基尺因蛾组所成占可比能例是高。 (填“深” 或“浅”) (3)从表中可以看出,在不同环境中生活着的桦尺蛾,保护色是不同的。根据达尔文理 论,保护色的形成是长期(选择正确的选项并填在横线上) C 的结果。 A.烟熏 B.捕食这种颜色的食物 C.自然选择 (4)桦尺蛾的幼虫对桦树的危害很大,用 生物防的治方法治理这种林业害虫,既经济又环 保。 解析: (1)桦尺蛾的体色是生物特征,在生物学上称为性状;体色有深浅之分,这是一种变 异。深色桦尺蛾的基因组成为BB或Bb。(2)由题意可知工业污染区,深色桦尺蛾所占 比例高,非工业区,浅色桦色蛾所占比例高。(3)根据达尔文理论,保护色的形成是长期 自然选择的结果。(4)用生物防治的方法治理桦尺蛾,既经济又环保。
生物进化
3.下图表示几种植物类群的进化关系。下列叙述不正确的
是( D)
A.最先出现的植物类群是甲 B.乙和丙都是由甲进化来的 C.丁的结构比丙复杂 D.戊最有可能是水生的
第七篇 生命的起源和进化
2、比较解剖学证据
对不同种群生物的个体解剖结构进行比较。 在一些不同种群生物中，某些器官即使行使不同功能， 它们在解剖结构上也具有相同或相似性，反映出这些生 物之间具有的亲源关系和从某个共同祖先进化来的轨迹。 这些器官被称为同源器官。 如：蝙蝠的翅、鲸的前鳍和哺乳类的前肢以及人的手臂。
原始的较大的原核细胞可以吞入较小的原核细胞，被吞入的原核细胞通过 内共生变成了细胞器。内共生学说认为，原来被吞入的需氧的细菌可变为 线粒体，被吞入的具叶绿素和光合作用功能的蓝细菌变成了叶绿体，如此， 便逐渐完成了向真核细胞的进化。
“内共生学说”的实验支持
生物细胞间的内共生现象是存在的。
好氧细菌与线粒体，蓝细菌与叶绿体在大小、膜的组成及膜蛋白的运转作 用等方面具有相似性。 线粒体与叶绿体内部含有环状DNA，这一点也与好氧细菌和蓝细菌相同。
真核生物细胞要比原核生物细胞复杂得多，复杂的真核细胞表现了细胞内 区域的高度组织性，细胞内各种分化的细胞器都有明确的分工和相互合作。 具有膜包被的细胞器即区域高度组织性的真核细胞是如何从较简单的原核 细胞进化来的呢？
真核细胞的内膜系统是原核细胞的外膜向内折入而发展起来的。 线粒体和叶绿体等细胞器的形成： “内共生学说”。
第七篇
生命的起源和进化
第一章 生命的起源
一、生命的起源
1、生命起源的早期学说
（1）神创论——上帝创造万物，最后造成人。 （2）自然发生说——生命是从无生命物质自然发生的。
“腐草化为萤”; “鹅树学说”
（3）生源论——生命来自生命。 F.Redi的实验； L.Spallanzani的实验；巴斯德的“鹅颈瓶实验”
何以解释生物大绝灭这一历史现象呢？有迹象表明， 在地球的历史上可能发生过灾变。例如，白垩纪末期发生了 以恐龙为代表的集群绝灭事件，而白垩纪上界的粘土层中出 现了元素铱(Ir)的异常富集。这种铱异常富集的粘土层分布 很广，而且层位很稳定。铱元素在地球上含量是很少的，但 在陨石中含量却很高。 1980年，L．Alverez等人据此对白垩纪末的集群绝灭 作了这样的解释：地球在6500万年前，受到脱离轨道的、直 径约10 km的小行星的撞击，造成大面积的尘埃云，遮蔽了 阳光，引起长达3个月至6个月的黑暗，光合作用停止，食物 网破坏，因而恐龙及其他食物网的上层生物绝灭。
生命的起源与进化
➢ 如何模拟原始地球条件进行 实验？
Miller实验
➢ 1953年，美国芝加哥大学的研 究生Miller根据原始地球的还原 大气条件设计了一套密闭循环实 验装置，模拟和验证了非生命的 无机小分子在原始地球环境中生 成有机小分子结构单元的化学动
8亿年前：多细胞生物 ➢古生代—— 寒武纪：生物大爆发，藻类、 蕨类、软体动物、棘皮动物
奥陶纪和志留纪：植物由水生 到陆生的进化
泥盆纪：鱼类大发展、昆虫和 两栖动物兴起
石炭纪：两栖动物繁盛，爬行 类兴起、动物由水生到陆生
二叠纪：裸子植物繁茂
生物进化的历史进程
➢中生代——爬行动物的时代 三叠纪：爬行动物成为优势生物、 出现鳄鱼、鸟类、恐龙、蜥蜴、 海龟
3、工业革命
城市规模扩大，复杂的机械出现
4、信息技术革命
计算机的普及和互联网的出现
人类在进化中创造了不断发展的文化
5、生物技术革命 重组DNA和人类基因 组计划；
人类在进化中创造了不断发展的文化
➢ 人类在进化中创造了不断发展的文化，反过来，人 类文化的发展又改变了生物进化的进程。
➢ 人类出现及迅速发展成为地球上最庞大的种群，大 大加快了地球环境的改变。
➢ 前寒武纪沉积岩薄片中存在类似细菌 大小的微体古生物化石，经鉴定主要 是一些细菌、蓝细菌（蓝藻）等。
➢ 最早的原核生物在地球形成的早期就 开始出现了。一些早期出现的生物还 具有光合放氧的能力和抗紫外线辐射 的能力。
1.2 生命的化学演化
➢ 1920年苏联生物化学家奥巴林院士提出“化学进化”假说。 原始地球环境可以产生组成生物体的糖、脂类、蛋白质和核 酸等大分子结构单元，甚至到生物多分子体系，但还没有出 现真正的生命，这一时期称为化学演化期或前生物期。
高考生物知识点：生命的起源和生物的进化
高考生物学问点：生命的起源和生物的进化
1.生命的起源经验了四个化学进化阶段:从无机小分子物质生成有机小分子物质、从有机小分子物质形成有机高分子物质、从有机高分子物质组成多分子体系、从多分子体系演化为原始生命。
2.进化论者认为,现在地球上的各种生物不是神创建的,而是由共同祖先经过漫长的时间演化而来的,因此各种生物之间有着或远或近的亲缘关系。
3.自然选择学说包括:过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。
4.凡是生存下来的生物都是对环境能适应的,而被淘汰的生物都是对环境不适应的。
这就是适者生存,不适者被淘汰,称为自然选择。
5.适应是自然选择的结果。
6.突变(包括基因突变和染色体变异)和基因重组是产生进化的原材料;自然选择使种群变更并确定生物进化的方向。
7.根据达尔文的自然选择学说,可以知道生物的变异一般是不定向的,而自然选择则是定向的(定在与生存环境相适应的方向上)。
当生物产生了变异以后,由自然选择来确定其生存或淘汰。
8.遗传和变异是生物进化的内在因素，生存斗争推动着生物的进化，它是生物进化的动力。
定向的自然选择确定着生物进化的方向。
9.种内斗争，对于失败的个体来说是有害的，甚至会造成死亡，
但是，对于整个种群的生存是有利的。
生命的起源和进化
生物进化的学说
➢自然选择学说
查理·达尔文（1809－ 1882），英国的博物学家。 还著有《物种起源》
生物基础
达尔文的自然选择学说
1858年，英国 博物学家达尔文提 出了自然选择常说。 同时，英国的华莱 士也发表了相同的 观点。因此此学说 又称达尔文—华莱 士自然选择学说。
生物基础
生物进化的学说 自然选择主要内容
生物基础
适者生存
个体差异
生物基础
生存斗争适者生 存
生物进化的学说
适者生存
适应环境的生物容易生存下来，不适应环境 的生物容易被淘汰。
生物基础
生物进化的学说 自然选择学说的重要意义：
解释生物进化的原因 揭示生物多样性的原因 解释生物适应性的形成
生物基础
小结
段
✓ 具有繁殖（生殖和发育）的能力
因此，生命的起源是通过化学途径实现的
生物基础
无机小分 ⑴ 有机小分 ⑵ 有机高分
子物质
子物质
子物质
⑶ 多分子 ⑷ 原始
体系
生命
生物基础
课堂小结
无机小分子物质
生 成
第一阶段
有机小分子物质
形 成 有机高分子物质
第二阶段
组 成 多分子体系
第三阶段
演
变
第四阶段
原始生命
特点 原始新陈代谢和繁殖
生物基础
生物进化的学说
拉马克的进化学说 是历史上第一个提出比
较完整的进化学说。
生物基础
食蚁兽的舌头之所以细长，是长期 舔食蚂蚁的结果。
生物基础
鼹鼠经常生活在黑暗中，所以眼睛退化了。
生物基础
➢ 所获得的性状能遗传
由环境引起或由于用进废退引起的变化了的是可 以遗传的。
生命的起源和生物的进化
生命的起源和生物的进化考点1 地球上生命的起源1.原始大气成分：水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等。
原始大气中没有氧气。
2.生命起源的过程：无机小分子物质→有机小分子物质→有机大分子物质→多分子体系→原始生命。
3.原始生命起源于原始海洋中4.米勒实验：根据米勒以及其他学者的实验结果可以推测，原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成生物体的有机物。
因此，生命的起源从无机物生成有机物，这一阶段是完全能够实现的。
考点 2 生物的进化历程1.研究生物进化的重要或直接证据：化石。
2.越简单越低等的生物化石出现在越古老的地层中；越复杂越高等的生物化石出现在越晚近的地层中3.鸟类由爬行类进化而来，证据是：郑氏始孔子鸟4.进化树的起点：原始生命(生活在原始海洋）5.进化树分为两大主干：动物界和植物界。
分类依据：营养方式不同6.哺乳动物和鸟类都是由爬行类进化来的（哺乳动物比鸟类高等）7.植物界最高等的类型：被子植物8.地球上最早出现的生物是：原核生物9.生物进化的总体趋势:由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生10.生物进化的大致历程：11.植物进化的大致历程12.动物进化的大致历程无脊椎动物：原始单细胞动物→腔肠动物→扁形动物→线形动物→软体动物→环节动物和节肢动物。
脊椎动物：考点 3 生物进化的原因1.自然选择：在生存斗争中，适者生存，不适者被淘汰的过程。
2.达尔文的自然选择主要内容：过度繁殖（前提）生存斗争（手段）遗传变异（基础）适者生存（结果）3.生物进化是定向的，环境决定进化的方向，变异是普遍化存在的，是不定向的（有利变异和不利变异）4.生物进化的原因：生物通过遗传、变异和自然选择，不断进化。
自然选择学说提出者英国科学家达尔文内容过度繁殖生物进化的前提生存斗争生物进化的手段遗传变异生物进化的内因和基础适者生存生物进化的结果实例动物保护色的形成、长颈鹿长颈的形成、加拉帕戈斯群岛地雀喙的差异、细菌对抗生素的抗药性增强5.经常刮大风的海岛上无翅的昆虫特别多：自然选择的结果桦尺蛾深色为常见类型：自然选择的结果长颈鹿都是颈长的：自然选择的结果使用青霉素过多有些致病细菌不再受影响：自然选择的结果猎豹追捕斑马奔跑速度都非常快：互相选择的结果野生生物进化的原因：自然选择人工养殖的生物进化的原因：人工选择。
生命的起源与进化
生命的起源与进化从古代以来，人类一直在探索生命的起源与进化。
虽然还有许多问题没有解答，但是我们在不断的了解和认知中，逐渐探究出生命的奥妙。
本文将从化学、生物学、进化学等角度，探讨生命的起源与进化。
1.生命的起源生命的起源是一个漫长而又神秘的过程。
人们认为，生命的起源始于42亿年前的地球，当时的地球环境是什么样子呢？地球上的气氛是由甲烷、氨气、水蒸气、二氧化碳等组成的，这种环境的化学反应产生了一些重要的有机分子，如：氨基酸、核酸、脂质等。
这些分子的结合进一步形成了生命的基本组成单元——细胞。
在环境的作用下，细胞不断发展演化，形成了各种不同的生物。
2.生命的进化生命的进化是个永恒的话题。
这个过程是一个复杂而又漫长的过程，需经过自然选择、遗传基因、遗传突变等环节。
自然选择是为了适应环境而自然演化的过程，只有适应环境的生物才能生存下来。
遗传基因是生物体内DNA所编码的一段序列，是决定生物特征的一个重要因素。
遗传突变是指DNA序列发生突变，这种突变是生命进化的一个重要推动因素。
另外，生命进化还有一个很重要的理论——达尔文进化论。
它认为，所有生物都是从同一个生物开始演化而来。
达尔文进化论从生物的适应性、变异性、遗传性等角度解释了生命的进化，“物竞天择，适者生存”成为生命进化的重要法则。
3.进化的分支有许多不同的生命形态，从原始的单细胞生物到复杂的多细胞生物，从海洋生物到陆生生物，从植物到动物。
然而，生物的分类是按照共同特征而进行的，这个分类系统称之为生物分类。
生物分类学将生命分为五个不同的王国：动物、植物、真菌、原生生物和古菌。
最新的分类学还把细菌单列为一个领域。
4.生物多样性生物多样性是生命的宝藏。
世界上共有约210万种已知生物，其中一半生活在热带雨林里，而仅有10%左右的生物已经被描述。
不同生物之间有着丰富的物种多样性、基因多样性和生态系统多样性，它们都是生物多样性的重要组成部分。
生物多样性的丧失会造成许多问题，人类目前正面临着生物多样性危机。
生命的起源与进化
生命的起源与进化生命是地球上最神奇的存在之一，它的起源和进化一直是科学界的热门话题。
虽然我们还没有完全揭开这个谜团，但是科学家们通过不断的研究和实验，已经取得了一些重要的进展。
1. 原始生命的起源在远古时代，地球上的环境条件与现在有着巨大的不同。
据科学家的研究，大约在约40亿年前，地球上的原始海洋中出现了最早的生命形式。
这些生命形式被称为原核生物，它们是由单细胞生物组成的，没有细胞核和其他复杂的细胞结构。
科学家们普遍认为，原始生命的起源与地球上丰富的化学元素和能量有关。
在原始海洋中，存在着大量的氨基酸、核苷酸和其他有机分子。
此外，地球上的火山喷发、闪电和太阳辐射等自然现象也为原始生命的形成提供了能量。
2. 生命的进化过程生命的进化是一个漫长而复杂的过程。
从最早的原核生物到现在的多细胞生物，生命经历了无数次的变异和适应。
进化的主要驱动力是自然选择，即适应环境的个体更容易生存和繁殖。
在进化过程中，生物体的遗传信息发生了改变。
这些改变主要是由基因突变和基因重组引起的。
基因突变是指基因序列的突然改变，而基因重组是指基因之间的交换和重组。
这些变异使得生物体具备了更好的适应能力，从而在竞争激烈的自然界中生存下来。
3. 进化的证据进化论的主要证据之一是化石记录。
通过对化石的研究，科学家们发现了许多古代生物的化石，这些化石记录了生命的演化过程。
例如，化石记录显示，从最早的鱼类到现代的陆地动物，生物逐渐发展出了四肢和肺部，从水生环境适应到陆地环境。
另外，生物的共同祖先也是进化论的重要证据之一。
通过比较不同物种的基因序列和蛋白质结构，科学家们发现了生物之间的共同点。
这些共同点表明，不同物种之间存在着共同的祖先，它们通过进化分化成了现今的各种生物。
4. 未来的研究方向尽管我们已经取得了一些关于生命起源和进化的重要发现，但是这个领域仍然有许多未知之处。
未来的研究将继续探索生命起源的机制，以及生命在不同环境中的适应能力。
生命的起源和进化
生命的起源和进化自古以来，生命的起源一直是人们探究的一个重要问题。
从原始时期开始，人们就在不断地思考这个问题，想要寻找答案。
直到今天，生命的起源仍然是一个备受关注的话题，人们还在不断地尝试着去探寻、去发现。
一、生命的起源1.1 原始空间中的有机分子关于生命的起源，现代科学家们提出了许多的理论。
其中，最著名的理论是原始空间中的有机分子形成生命的“自然演化”理论。
在宇宙诞生之初，空间里的原子元素在高温、高压、高放射性环境下相互碰撞，逐渐形成了各种有机分子。
当温度降低、压力减小时，这些分子形成了复杂的化合物。
这些有机分子最终聚合成了生命的基本分子，例如蛋白质、核酸等。
然后，这些分子不断地进行自我组合和自我增殖，终于形成了最基本的生命形式——细胞。
1.2 深海热泉中的生命起源还有一种关于生命起源的理论叫做深海热泉生命起源理论。
这个理论认为，生命最初在深海热泉中诞生。
生命从何而来一直是人们探究与研究的主题。
热泉生命起源理论认为，生命的起源是在深海的热气泡中形成的。
深海热泉的环境包括高温高压，这个环境包容了世上众多的物质，由此可以孕育生命。
微生物因此成为了那里的主要生物。
而随着保水、酵素的出现，人类的祖先也从这里诞生出来。
二、生命的进化2.1 细胞的进化生命在起源之后，开始了长达数亿年的进化历程。
而细胞的进化是其中最重要的一部分。
细胞进入生命的进化轨迹后，经历了无数循环。
最初诞生的细胞难以进行独立的复制和功能，但是随着复制、细胞分裂的能力提升，进化逐渐走向了更加复杂的现代生命。
2.2 生物的进化在细胞进化的基础上，更高层次的生命体也开始了进化。
从原始的单细胞生物到多细胞生物，再到具有高度智能的哺乳动物，生命进化的历程异常复杂，却也是异常精彩的。
细胞和生物的进化是生命进化的两个重要方面，两者都从最初简单的形态发展为复杂的现代生命，而这面临了许多漫长的考验。
三、生命的进化与人类文明人类文明的发展，与生命的进化息息相关。
生命起源和进化
生命起源和进化生命的起源和进化一直是人类关注的焦点之一。
如何从无机物向有机物转化，如何从单细胞向多细胞进化，长期以来一直是生命科学家们极力探索的问题。
本文将从化学反应、细胞进化、物种进化等多个角度来介绍生命的起源和进化。
一、化学反应生命的起源可以追溯到大约38亿年前。
据科学家们的推测，最早的生命形态可能是由某种简单的化合物反应而成。
据现代科学的研究，一些简单的物质，如水、甲烷、氨、氢气等参与了反应，形成了最初的生命。
在较为理想的环境中，这些物质的组合可以形成氨基酸、核酸等有机化合物。
这样，基本的细胞结构就开始萌芽了。
二、细胞进化细胞是生命的最基本单位。
生命从单细胞向多细胞进化的历程可以追溯到早期的原核生物。
这些原核生物是由单一的细胞组成的，通常比较小，不具有明显的细胞器和其中空间结构。
随着进化的进行，原核生物进化出了一些基本的器官和功能，比如细胞膜、细胞壁、鞭毛等。
细胞膜可以将细胞内外隔离开来，细胞壁可以保护细胞免受损伤，而鞭毛则有助于细胞在液体中的移动。
这些器官的演变逐渐导致了真核生物的出现，这种生物由多种不同类型的细胞组成，这些细胞可以交替和互补地工作，有二分裂和体细胞两种类型。
三、物种进化物种进化是由物种内个体遗传变异而导致的，这些遗传变异通常是由突变引起的。
一些个体获得了一些有利的突变，使得它们在自然选择过程中更具竞争力，从而产生了更多的后代。
逐渐地，这些有利的突变被广泛传递下去，导致了物种的进化。
物种进化的一个经典案例就是达尔文的麻雀研究。
他从全英国的不同地方收集了麻雀标本，并发现了各种各样的外貌和大小差异。
达尔文提出，这些差异可能与它们的生境有关，因为具有更长嘴的麻雀更适合吃不同类型的食物。
根据这一理论，长嘴的麻雀比短嘴的麻雀更容易生存和繁殖。
总结生命起源和进化是生命科学的核心问题之一。
化学反应、细胞进化、物种进化等多种因素在生命开端和进化过程中发挥了至关重要的作用。
了解这些过程，我们可以更好地理解我们身体里的细胞是如何形成的，以及我们的祖先是如何在漫长的进化过程中进化而来的。
生命的起源与进化
进化
• 英国博物学家达尔文提出了“自然选择学 说”，认为绝大多数生物都有过度繁殖的 倾向，而在自然界中，生物赖以生存的食 物和空间都是非常有限的。任何生物要生 存下去，就得为获得足够的食物和空间而 进行生存竞争。在生存竞争的过程中，具 有有利变异的个体，容易生存下去，并且 繁殖后代，而具有不利变异的个体则容易 被淘汰。这种在生存斗争中，适者生存、 不适者被淘汰的过程就叫做自然选择。
• 生物进化的主要证据是：化石。 • 化石就是保存在底层中的古代生物的遗体、 遗物或遗迹。如同记录在各地层中的特殊 文字，记载着生物的演化历史，能帮助科 学家们拼凑起关于地球过去的信息。
生物进化的总 趋势是：由简单 到复杂，由低等 到高等，由水生 到陆生。整个生 物界是通过逐渐 变化发展繁荣起 来的。
生命的起源
• （1）神创论-------认为生命是由上帝或神创造的。 • （2）自然发生说-----认为生命是由无生命物质 自然发生的。 • （3）宇生论-----认为地球上的生命来自于宇宙 间其他星球。 • （4）化学进化说-----认为在原始地球条件下， 无机物能生成多种有机物，这些有机物在原始海 洋中经过长期而复杂的演变，出现了原始生命。
第五章生命的起源与进化
第五章生命的起源与进化第一节生命的起源一．生命起源的理论1．特殊创造论2．自然发生论3．生物起源论见书4．宇宙胚种论5．化学演化论二．生命的化学演化1．从无机物到有机物原始大气有机小分子见书*米勒的实验装置：*1959年，坠落于澳大利亚的一颗陨石上被发现带有多种氨基酸和有机物，这些氨基酸的构成与目前地球上所存在的不同，而这些有机物却与米勒实验中得到的有机物在种类和数量上都有着惊人的相似。
这一巧合给米勒等人的设想提供了有力的证据。
模拟实验结果和陨石中的发现使人们意识到，构成蛋白质、核酸等生命物质的氨基酸、核苷酸等在生命出现之前就可以在地球上合成出来。
2．从有机小分子到生物大分子必须经过聚合反应，关于氨基酸缩合成多肽，主要有：（1）陆相起源干燥、无氧氨基酸类蛋白加热因此，反应发生在火山附近的局部高温地区，聚合生成的类蛋白经雨水冲刷到海洋中，继续发展成更复杂的有机物质。
*陆相起源派重要代表人物美国人福克斯(FFox)(1958)模拟原始地球的条件，将一些氨基酸溶液混合后倒人1600C一2000C的热沙或粘土中，使水分蒸发、氨基酸浓缩，经过0.5小肘至3小时后就产生一种琥珀色的透明物质，它具有蛋白质的部分特性，因此被称为类蛋白质。
福克斯等认为，在原始地球不断有火山爆发的条件下，火山喷出气体中的甲烷、氨气和水蒸气等可能在高温条件下合成氨基酸，而氨基酸又可能通过热聚合反应而缩合为多肽。
此外，也有人用模拟实验得到类似核酸的物质多聚核苷酸。
实验表明，在500C～600C时，只要有多聚膦酸酯的存在，单个的核苷酸就可以聚合为多聚核苷酸。
（2）海相起源原始海洋中的黏土氨基酸多肽缩合剂（如原始地球上可能存在的羟胺类化合物）关于核苷酸如何聚合成核酸，现在的研究成果不多。
总之，两类生物大分子物质的起源可能存在多种途径。
*海相起源派学者如美国生化学家卡尔文（M.Calvin）和卡恰尔斯基（A.Katchalsky）等认为在生物小分子在氰化氢等的作用之下可以在潮湿的环境中脱水而聚合生成生物大分子，并于1972年用脱水剂进行氨基酸聚合实验获得含有50个氨基酸的肽链，使海相起源论得到初步证实。
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支持“化学进化”假说的证据
1953 年芝加哥大学研究生米勒的 模拟实验。
1969 年澳州 Muchison 地方落下
一块陨石，从碎片成份分析中找到 氨基酸、嘧啶、脂酸。
从有机小分子到大分子聚合物
在原始海洋的岸边, 岩石, 沙土的 表层, 有机小分子沉积, 吸收能量, 聚
集成大分子聚合物。
福克斯实验证实 （1）把氨基酸混合物倾倒在160 oC －200 oC 热沙土上，水分蒸发，氨基酸 浓集并化合生成蛋白质样大分子。
而且，改变了地球面目：
（1）大气中有氧，不再是还原性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
环境。
（2）大气上层有臭氧层。 臭氧层挡住短波紫外线的杀伤
破坏力，使生物得以繁衍发展。
2、有氧呼吸的产生是生命
进化的一大飞跃
有氧呼吸极大地提高了生物从 食物中获取能量的效率。 葡萄糖 无氧分解 2 个 ATP 有氧分解 36 个 ATP
在渡过漫长的近 30 亿年之后，氧
人的细胞结构属于真核细胞。 动物界 人种或种族：根据肤色、发 型、鼻型等体质特征，人类通 常被划分为4种类型。
不同人群存在地理隔 离和文化隔离，但是并没导致 生殖隔离。 人与哺乳动物的显著
从猿到人 最早出现的灵长类是5 000万年前的原猴类。
人猿类是在大约 3600万年前渐新世 时从一组原猴类进 化而来的。 人猿类分为两支， 一支进化成猿猴， 另一支进化成为人 类的祖先—原始人。
动、植物是真核生物
没有细胞核结构 有核物质
3、生命的化学组成——生物大分子
氨基酸 ‾ 蛋白质 核苷酸 ‾ 核酸 单糖 ‾ 多糖 结构、酶、调节物 遗传信息 结构、能源、信息
脂类
结构、能源、信息
二、有关生命起源的种种假说
1、自古以来，有关生命起源出 现过多种假说。
神造论——上帝创造万物，最后
造人。 (见圣经故事)
自然发生论——生物是从非生物 环境中自然发生出来的 腐草化萤 腐肉生蛆 淤泥生鼠
宇生论——地球上生命来自宇宙空 间别的星球。仍留下问题：“别的星 球上生命如何起源”。
广为接受的生命起源学说：
1924 年苏联生物学家奥巴林发表
「生命起源」。
1929 年英国遗传学家霍尔丹也提 出类似观点。
1936 奥巴林专著再版，他提出的
另一种办法是，用一系列相关特 征来表征生命，例如，生物体以细胞 为基本结构单位并应具备新陈代谢、
繁殖、遗传等特征。
2、细胞是生物体的基本结构单位
（1）单细胞生物和多细胞生物 大肠杆菌、霍乱弧菌 螺旋菌 酵母 单细胞生物 疟原虫 大多数动、植物 多细胞生物 人
（2）原核生物和真核生物 细菌是原核生物 有细胞核
命科学还没有走到终极。
一、什么是生命 二、有关生命起源的种种假说 三、寻求生物进化的轨迹 四、 人类的起源和进化
一、什么是生命
1、生命的特征
什么是生命？初看起来, 这是一个常 识问题。仔细推敲，却很难用一、二句 话说清楚。
特征
是生物, 可能不 不是生物,可能 表现此特征 表现此特征 运动 植物 河流 生长 成年动物 山脉 新陈代谢 古莲子 云朵 繁殖 休眠孢子 火焰 应答 植物人 机械
原始人的进化
血清蛋白的分子免疫学以及血红蛋白的氨基酸序 列分析和DNA序列的研究也说明，人与大猩猩具有 非常近的亲源关系。
约500万年前，灵长 类中的一个小系从树 上下来，身体构造发 生了与直立相适应的 变化，进入人的进化 阶段。
完全直立行走、手、脑与语言的发展使人 成为灵长类中最高级的成员。
三、寻求生物进化的轨迹
1、自养型细胞的出现改变了地球 的面目。 最早地球环境的特点——还原 性的。 最早生物细胞的特点——异养。 直到有光合作用能力的细胞出现。
用团聚体模拟光合作用的实验
原初光合作用可能从铁卟啉进 入原始细胞开始。光合作用的出现 意味着一个飞跃：
异养
自养
自养生物的出现， 不但 , 使异养生物得以继续发展，
体。
可以设想，若是团聚体/微球体具 备以下特征的综合。 脂双层膜围成的与周围环境隔开
的含水囊泡。
囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖
类大分子。
选择性的从环境吸纳“食物”
利用“食物”的分解, 复制自身一部
分起核心作用的大分子。
囊泡因大分子增多而“生长”和繁 殖。 那么，原初生命细胞的雏形就诞生。
人类的进化
约390万年至300万年前，阿法南猿和非洲南猿； 约250万年前，早期猿人（又称能人），直立人； 直立人经历了大约 150万年的历史以后， 出现了现代的人种—智 人。 25万年至4万年前： 早期智人； 4万年前：晚期智人
人类在进化中创造了不断发展的文化
人类文化发展的阶段
1、狩猎与积聚 200-300万年前 简单的部落社会，简单的语言 2、农业的发展 1-1.5万年前 植物栽培和驯养动物，发明文字 3、工业革命 城市规模扩大，复杂的机械出现 4、信息技术革命
计算机的普及和互联网的出现
人类在进化中创造了不断发展的文化
5、生物技术革命
重组DNA和人 类基因组计划；
人类在进化中创造了不断发展的文化
人类在进化中创造了不断发展的文化，反 过来，人类文化的发展又改变了生物进化的 进程。
人类出现及迅速发展成为地球上最庞大的 种群，大大加快了地球环境的改变。
人类文化发展伴随的负面效应与人类文明 相背离，是当今人类社会面临的最严重挑战。
演讲者：丁达
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。
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
课后作业
1、简述生命起源的历程。 2、30亿年前地球就出现了生命，但发展 比较缓慢，但为什么在寒武纪中较短的时 间内产生出大量不同的生物类型，出现生 命大爆发现象？ 3、达尔文的进化论的核心是什么？ 4、米勒的化学进化实验验证了什么
？
来
里
哪
我
从
再 见
不时有火山爆发： 溶浆使地表高
低不平；同时，出现第二次大气层。 再降温： 地表冷至100 0C以下，
降水生成江河湖海。
4、化学进化——由简单小分
子到复合大分子 随着地表的冷却，水的积累，
在原始海洋中和大气中，出现一批
简单的小分子。
太阳辐射 火山爆发
雷鸣电闪
提供能量，使简单小 分子合成复杂的稍大分子。
特征
是生物, 可能不 不是生物,可能 表现此特征 表现此特征
细胞 …… …… 遗传 …… …… 死亡 …… …… 演化 …… …… 被列入生命特征的每一条，都可 能在哲学 诡辩中受到诘难。
解决问题的办法可能有两种:
一种办法是，物理学家薛定谔的 尝试，他试图从纯物理学的角度来定
义生命
(「生命是什么」（1944）中说： 生命依靠吸纳负墒，避免了趋向 平衡的衰退。)
有机酸、氨基酸、单糖、脂类、 嘌呤、嘧啶、核苷酸等等
地表的能量
能源 太阳辐射 紫外线 400nm－300nm 300nm－250nm 250nm－200nm 200nm－150nm 闪电 放射性(地下 1 Km 内) 火山爆发 宇宙射线 J/cm2 1.09x106 1.42x104 2.3x103 17.51 7.11 14.74 3.35 0.54 6.28x103
生命起源学说引起世界重视。
2、生命起源发生在什么时候？
天文学家估计地球形成于约 45 亿年前。
迄今找到的最早的化石记录了
35 亿年前的原核生物。
所以，生命起源大约发生在距
今 45－35 亿年 间。
3、生命起源时的地球环境 200亿年前 没有物质和能量，没 有时间, 没有空间。 150亿年前 大爆炸，产生能量、 质量，开始时间、空间。
（2）这样得到的蛋白质分子具有
肽链结构； 蛋白质特有的显色反应； 可被蛋白酶水解， 产生氨基酸；
微弱的酶活性。
后来的类似实验 HCN + NH3
50 oC
单核苷酸
类似肽的化合物
多核苷酸
5、从多分子体系到原始生命细胞
奥巴林用蛋白质（白明胶）和多 糖（阿拉伯胶）混合得到团聚体小滴 福克斯用类蛋白质加热浓缩得到微球
根据同位素衰变计算地层年龄。
5、比较是研究生物进化的主要 方法 从生活在 1.5 亿年前的始祖鸟化
石，可以推测鸟从爬行类进化而来。
比较解剖学显示，人、猫、鲸和 蝙蝠的前肢骨骼具有同源性。
依据细胞色 素c 分子进 化制作的进 化树
生 物 五 界 分 类 系 统
四、 人类的起源和进化
人在生物界的地位和特征
1 x 1010 oC
1分钟
子、
基本粒子“汤”（质子、中
电子） 3分钟 氦（ 42He）+氢（11H） 25％ 75％
45亿年前
太阳系形成 地球形成
地球和其他几个行星一样，是从
太阳旋转甩出的的一团物质组成。
地球形成的过程：
凝聚：重元素在内，轻元素在外，
成为第一次大气层，很快被来自太阳 的热风吹去。 降温： 形成地壳。
在大气中的积累，有氧呼吸生物的出 现，给生命世界带来第一次大繁荣，
这时距今大约 5 亿 年以前。
出现了多细胞生物
出现了动物
出现了植物
3、在研究单细胞——多细胞
的发展过程中，两种生物引起人们 的兴趣。
团藻——代表多细胞简单聚集
并开始有分工