生命的自然史

代人脑量相衔接
有语言
会用火
能制石器
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第二部分 个体生物学
（4）智人（25万年） 脑量 1400ml，与现代人接近。又分为： 早期智人（古人）， 25-4万年前 晚期智人（新人）， 4 万年前 ★ 像山顶洞人 ★ 能制复合工具 ★ 会人工取火
（1）南方古猿（400-100万年前） 纤细南猿（100-200万年前） 粗壮南猿（200-300万年前） ★ 脑容量 500ml-700ml，与大猿相 近 ★ 结构似人 ★ 直立行走
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第二部分 个体生物学
（2）能人（200万年-175万年前）
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第二部分 个体生物学
（三）人类起源和进化 从生物学角度看，人是动物 1、人在分类系统中的地位
2、人的起源和进化
3、早期人类文化发展和体质演化的关系
4、人种
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第二部分 个体生物学
1、人在分类系统中的地位 (1) 人属灵长目，与猩猩、黑猩猩、大 猩猩
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第二部分 个体生物学
2、人的起源和进化
（1）南方古猿（400万年-100万年前）
（2）能人（200万年-175万年前）
（3）直立人（200万年-20万年前）
（4）智人（25万年）
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第二部分 个体生物学
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第二部分 个体生物学
★ 微球体学说 ♦ 干的氨基酸或实验所得“类蛋白质” 形成微球体( 多分子体系 ) ♦ 特点：具有一定的生命 ♦ 微球体： 直径：1-2μm ( ≈ 细菌 ) 双层膜，能缩胀 生长和繁殖 超微结构 (简单细菌 ) 表面膜有选择透性
（紫色光合细菌）
♦ 叶绿体 —— 蓝藻（现代共生种 ） ♦ 证据：
自主性 DNA环状 70S核糖体( ＝ 细菌、蓝藻 )
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第二部分 个体生物学
♦ 由此解释： 外膜向内折入发展 → 线粒体和质体的内膜系统 内质网膜延伸 → 外膜 该学说不能解释核的起源 另有主张：真核生物和原核细胞 同起源于原始生命 ★ 事实上 ：细菌分成真细菌和古细菌， 二者不同。共同起源于原始生命。
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第二部分 个体生物学
2、显生宙以前的化石 冥古宙 —— 无 太古宙 —— 原核生物 元古宙晚期——真核生物及多细胞生物 3、显生宙的化石 （1） 寒武纪物种的爆发式突 （2） 古生代 （3） 中生代 （4） 新生代
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第二部分 个体生物学
核酸酶和核酸-蛋白质体系： 从核酸酶的作用，可以推断RNA在储存 遗传信息的DNA和表达遗传信息的蛋白 质之间传递信息。 DNA RNA PROTEIN
遗传密码子的起源 ------ 无法解释
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第二部分 个体生物学
（4） 多分子体系生物化学过程的进化和自
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第二部分 个体生物学
4、化学进化 ----- 生命发生的最早阶段 （1）从无机分子生成有机分子 （2） 从有机分子生成生物大分子 （3）多分子体系的形成和原始生命的出现 （4） 多分子体系生物化学过程的进化和 自养营养的出现
（5）真核细胞的起源
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第二部分 个体生物学
( 2 ) 从有机分子生成生物大分子 生命物质最主要的大分子
----- 蛋白质和核酸
蛋白质及核酸的合成： ★ 过程：
氨基酸、核苷酸等
→ 在海水中浓缩
→ 聚合作用
→ 形成原始蛋白质和核酸
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2、生命来自无生命的物质 3、宇宙进化和地球的形成
4、化学进化
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第二部分 个体生物学
1、有关生命起源的几个假说 ( 1 ) 神创论
( 2 ) 自然发生论
( 3 ) 宇生论
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第二部分 个体生物学
密闭加热杀菌实验证明： 微生物不能自然发生 有人认为：加热 → 空气质变 → 不利于生物自然发生 19世纪 Pasteur 的“ 鹅颈瓶实验 ” ★ 证明：生物不能自然发生 图17-3 ★ 意义： ♦ 证明：生命 → 生命 ♦ 对医学（消毒）、食品工业、酿 造业贡献极大
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第二部分 个体生物学
( 3 ) 宇生论 概念： 生命来自宇宙间其他星球 举例：陨石带来有机物或细小生命；
外星人直接到达地球
原因：一些已消失的文明难以用现
今地球上存在的文明来做解释
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第二部分 个体生物学
2、生命来自无生命的物质
新的“自然发生”：无生命物质 → 生 命
脑量 ----- 600ml以上
结构 ----- 似人
骨骼 ----- 更接近现代人 可能有语言
可能制造石器
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第二部分 个体生物学
（3）直立人（200-20万年前）
像爪哇人、北京人
脑量 ----- 800--1100ml，上限与现
发的大爆炸。 太阳系：宇宙大爆炸后形成
地球 ★ 起初：温度高
内核+初级大气圈
氢、氦及固体尘埃
后逸出地球
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第二部分 个体生物学
★ 然后：表层温度下降，但内部温度仍 很高，火山活动频繁。 产生大量气体——H2O、NH3、CH4、H2S， 但不含02、N2 形成次生大气圈（还原性的）
★ 团聚体学说 ---- 奥巴林
★ 微球体学说 ---- 福克斯
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第二部分 个体生物学
团聚体学说 ♦ 生物大分子( 主要是蛋白质和核酸 ) → 团聚体小滴 ( 多分子体系 ) ♦ 特点：具有一定的生命 ♦ 团聚体小滴： 直径：1-500μm 膜样结构：它与周围介质分开 原始代谢特性 无限制地增长和繁殖
★ Pasteur证明的是在现在的条件下， 生命不可能自然发生 ★ 20 世纪后证明：生命与无生命没有 不可逾越的鸿沟 宇宙进化的某一阶段：无生命物质
→ 生命
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第二部分 个体生物学
3、宇宙进化和地球的形成
宇宙起源： 始于 150 土 30 亿年前的一次突
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第二部分 个体生物学
★ 产生现代大气层（氧化性），出现以下现象： ♦ 形成臭氧保护层 ----- 阻挡紫外线 ♦ 产生有氧呼吸
有氧呼吸：1葡萄糖分子 → 36个ATP （60% 能量）
糖酵解：1葡萄糖分子 → 2个ATP （3.2%能量）（无氧呼吸）
( 2 ) 自然发生论 图Z17-1
19世纪前，无生命物质 生命
老鼠
★
★
谷粒+破旧衬衫 ( 黑暗瓶中 ) 腐肉生蛆
21天
17世纪，Francesco Redit证明：
孵化 卵 蛆 → 腐肉不能生蛆 → 大的生物不能自然发生
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第二部分 个体生物学
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第二部分 个体生物学
生命的自然史
— 生命的起源、演化，及 人类的产生 （一）生命的起源 （二）生物进化的化石记录 （三）人类起源和进化
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第二部分 个体生物学
（一）生命的起源
1、有关生命起源的几个假说
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第二部分 个体生物学
（5）真核细胞的起源 ↗团聚体↘ 多分子体系 ↘微球体↗
原始细胞发生的起点
逐渐完善表面膜，具有遗传密码转录翻译机制
原核生物
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第二部分 个体生物学
真核生物 ★ 晚于原核生物出现的证据：
第二部分 个体生物学
（1） 寒武纪物种的爆发式突增
所有多细胞动物出现 → 生态位空白 → 辐射进化
（2） 古生代
早期：高等藻类和无脊椎动物的时代 中期：裸蕨类和鱼类 晚期：蕨类和两栖类
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第二部分 个体生物学
（3）中生代 ------- 裸子植物和爬行类繁盛时代 森林，现在地下的煤炭 三叠纪末出现原始的哺乳动物 侏罗纪则出现鸟类 （4）新生代 被子植物大发展 → 昆虫大发展 → 哺乳类和鸟类大发展 → 灵长类中的一支进化为人类[17-16]
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第二部分 个体生物学
（二）生物进化的化石记录
1、化石和地层年龄
2、显生宙以前的化石
3、显生宙的化石
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第二部分 个体生物学
1、化石和地层年龄 化石： 古代埋葬在地层中的动、植物遗迹 → 矿物质沉积变硬、石化 →化石 地球史 -- 46亿年 ★ 四个宙：冥古宙、元古宙、显生宙 ♦ 显生宙(从6亿年到现在)： 古生代、中生代、新生代 地层年龄测定：同位素衰变
第二部分 个体生物学
★ 聚合作用 ♦ 溶液聚合： 粘土表面吸附作用下发生 ♦ 浓缩聚合： 小水体中长期蒸发 → 水中氨基酸等分子含量很高 模拟实验：
蒸发、浓缩
氨基酸溶液
类蛋白质
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第二部分 个体生物学
( 3 ) 多分子体系的形成和原始生命的出现 生物大分子 → 多分子体系 → 才显出生命现象 多分子体系的产生：
♦ 最早化石：
原核生物 —— 至少34亿年 真核生物 —— 不超过20亿年
♦ 真核生物都好氧 → 大气含氧后才出现
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第二部分 个体生物学
★ 内共生学说：真核生物
原核生物 厌氧原核细胞吞食其它原核生物
→ 形成细胞器 → 真核生物
♦ 线粒体 —— 需氧的原核生物
养营养的出现 最初多分子体系 ----- 异养营养 生物化学过程的进化： ★ 直接利用环境的物质 → 间接利用环境中的物质 ★ A物质 B物质 C物质 有利用这种物质的酶或 有使该种物质转化为前一种物质的酶
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自养营养 —— 卟啉-色素 ★ 光合作用 始：ATP 后：糖类 ★ 意义： ♦ 脱离对有机物的依赖 ♦ 给其它营养方式的生物提供有机物
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第二部分 个体生物学
★ 起初没有河流和海洋，地表温度下降后，水 蒸气凝结成雨，降到地面，汇集在低洼处形成 河流和海洋，其中溶解一些气体和可溶性化合 物。 紫外线、闪电、放 射性、火山和温泉放热 合成新的分子
地球年龄：同位素衰变计算，大概在46亿年。
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（1）从无机分子生成有机分子

模拟Βιβλιοθήκη Baidu验
★ 模拟原始地球环境， 无机物 → 有机物分子 ★ 美国人 S. Miller ，
CH4、NH3、H2、水蒸气 电火花(模拟闪电) 多种氨基酸，多种有机酸及尿素等有机 分子

类似实验，结果相似
加热
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第二部分 个体生物学
原始生命，必备三点： ★ 内部：一定的物理化学结构 → 保持体系的稳定性 ★ 主要组成：蛋白质和核酸 → 有遗传信息转录翻译体系 ★ 形成原始膜 → 以便分隔、选择性吸收
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的血缘关系很近。
大猿科：生活于热 带森林，都濒临灭绝。 人科：智力高度发达，全球分布[017-2]
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第二部分 个体生物学
(2) 人：足 --- 直立行走
手--- 巧，能制工具
脑 ----发达，有语言，有社会组织 (3) 分子生物学研究表明： 人和这些近亲在500万年前分开