第5讲 生命的进化 海洋生物
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从利用地表热能转为直接摄取太阳能，通过 光合作用，自己制造营养物质，成为 光能“自养” 生物 ，解决了能源和营养危机。
“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝” （白居易）
蓝细菌（藻）就像一个油葫芦，比油菜 籽、花生的含油量高7至8倍，比玉米高十几 倍，是未来重要的生物质能源之一。
2007年，江苏太湖蓝藻爆发，导致自来 水污染。
在原始海洋中，“自养”的蓝细菌突破 了生存空间的限制而迅速发展，产生第一次 生命大繁荣，并继续统治地球达7亿年之久。
为何生物进化如此长时间处于停滞？
“细菌的世界”
小小蓝细菌的出现和繁荣，是生物进化 史上的第一个里程碑，从此彻底改变了整个 地球！使之成为生命的伊甸园。
直径：数微米
12000千米
一、蓝细菌通过光合作用，使原始大气 中的CO 2（温室气体）大量转化为有机物， 束缚于岩石圈中，从而减少温室效应，地球 表面的温度逐渐冷却，更适宜生物的生长。
动物与植物的分家是生物体系的最大演变， 植物（生产者） 、动物（消费者） 和微生物（分 解或还原者） 组成三极生态系统，物质循环和能 量流动的开放系统得以构建，生存竞争更为有序。
● 利用取之不尽、用之不竭的 太阳能 ● 自己制造营养物质
当地球趋于平静时，阳光可直接照射到 海面，细菌细胞色素铁卟啉中的铁原子被镁 原子置换，转化成叶绿素，可吸收太阳能， 进行光合作用。
细胞色素
叶绿素
能量
葡萄糖
太阳光
6CO 2＋6H2O → C6H12O6＋6O2＋ATP
叶绿素
经过10亿年的漫长演化，空气、水和阳光的 完美结合，产生了全新的生命： 蓝细菌。
生存竞争压力迫使单细胞真核生物向两种 不同的摄食方向分化：
● 演化为动物： 加强运动器官和运动机能， 更有利于争夺有机食物 （消费者） 。
● 演化为植物： 加强光合作用器官和机能， 自己制造更多的有机食物 （生产者）。
之后，二者分道扬镳，各奔前程，继续在 生命进化中向高级阶段发展，形成了千姿百态 的动物界和植物界。
《生命的起源与进化》之启示录
第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲
生命的解读 宇宙的诞生（137亿年前） 地球的诞生与神奇（46亿年前） 生命的起源（35亿年前） 生命的进化
35亿年前，原始海洋中有了原始生命 —古细 菌，地球上的生命从此迈进生机勃勃、充满艰辛 的生物进化时代。
“道生一，一生二、二生三、三生万物。”（庄子）
迄今地球上生存过的wenku.baidu.com物可能多达 10亿种， 现存却只有 100多万种，只不过是生命长河的沧 海一粟。
1、从原核到真核生物之漫长? 2、植物与动物为何分家? 3、寒武纪生命大爆发之谜? 4、大地何时披上绿装? 5、动物何时和如何登陆?
6、恐龙为何会灭绝?
7、人类起源之谜? 8、生物进化的动力是什么?
“投我以桃，报之以李”。“利人者， 人必从而利 之”（墨子）。
佛曰：“此有故彼有，此无故彼无”。
不过，随着海水中氧含量的增加，细菌 在有氧条件下代谢时，产生大量有杀菌作用 的超氧阴离子（O 2－）、 过氧化氢（ H 2O 2）、 游离羟基（OH －）等，面临灭顶之灾。
困境之二
如何避免氧气的杀灭作用？
原始生命古细菌经过漫长的演化，发展 为真细菌，至今广泛分布在地球上，代代相 传。细菌为单细胞生物，个体微小，需放大 1000倍左右方可看到。
螺旋菌
球菌
杆菌
细菌属于原核生物，原始核为裸露的 DNA分子，无核膜和核仁之分。
细菌以二分裂方式进行无性繁殖。
距今35亿年前，原始细菌可能诞生于 海底热泉喷口，利用热能（化学能）维持 生命所需，直接摄取原始海洋中的营养物 质。久而久之，其发展必然受到限制，面 临生存压力。
在雷电作用下，大气层中氧气（O2）转 变为臭氧（O3），形成臭氧层，有效地阻挡 太阳紫外线等致命的宇宙射线的直接辐射， 为生命的登陆创造了安全环境。
三、氧气的出现，促进了地球地形和地 貌的变化。例如，氧气的腐蚀作用促成了对 岩石侵蚀，形成了河流，塑造了海岸线，有 助于生命的繁衍。
历经数亿年，默默无闻的小小 蓝细菌改 变了地球！反过来，蓝色地球也为生命的加 速进化提供了更好的条件。
困境之一
细菌如何解决能源和营养危机？
“穷则变，变则通，通则久。” 《易经》 “地球上能够生存下来的物种，并不是最强 壮的，也不是最聪明的，而是对环境变化作出快 速反应的” （达尔文） 只有当你知道自己在哪里、是谁、想要什 么，才能成为真正适合社会的生存者。 “物竞天择，适者生存” “赢者通吃”
“世界从来没有救世主”。为了在浩瀚的原 始海洋中更好地生存与发展，原始细菌必须学会：
真核生物的出现是生物进化史上的第 二个里程碑，现代生命都是从18亿年前真 核生物出现的原点上辐射进化而来的。
困境之三 单细胞生物如何有序竞争以维持物质循环？
由于协调了光合作用与氧气杀灭作用之间的 矛盾，具备了更强劲的“动力”（ ATP ），在原 始海洋中，单细胞生物的数量迅速增多，营养争 夺的生存之战日趋激烈，物质循环面临新的严重 挑战。
太阳光
CO 2＋H2O →（CH 2O）＋O2↑
叶绿素
细菌在进行光合作用和制造营养之时， 不可避免地产生具有毒性作用的氧气。
叶绿体：专营光合作用。 线粒体：专营有氧呼吸，通过氧化磷酸化产
生ATP ，成为细胞的“动力工厂”。
线粒体
细胞核出现核膜与核仁之分，演变为 真核细 胞。各组分既有分工又有合作，互利共赢，生存 能力远比原核细胞（生物）强。
太阳光
CO 2＋H2O →（CH 2O）＋O2 叶绿素
叠层石
二、蓝细菌释放氧气，氧化原始海洋中
丰富的二价铁，形成四氧化三铁后沉入海底
（磁铁矿）。历经15亿年，二价铁被全部氧
化，红色海洋从此变成蓝色海洋。
太阳光
CO 2＋H2O →（CH 2O）＋O2↑
叶绿素
之后，蓝细菌源源不断地向大气层中释 放氧气，黑压压的天空终于变成了蓝色，一 个蓝色星球产生了！为好氧的真核生物的出 现创造了气体条件。
当大气中含氧量超过 1%时，“好氧”的 真核 生物登上了历史舞台。
从原核生物（古细菌）演化为真核生物 （藻类），历经了17亿年之久，可见，跨越 两者之间鸿沟的难度非常之大。 “路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”（屈原）
35亿年前 古细菌
25亿年前
18亿年前
蓝细菌（原核） 甲藻（真核）
1、从原核到真核生物之漫长 ?
“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝” （白居易）
蓝细菌（藻）就像一个油葫芦，比油菜 籽、花生的含油量高7至8倍，比玉米高十几 倍，是未来重要的生物质能源之一。
2007年，江苏太湖蓝藻爆发，导致自来 水污染。
在原始海洋中，“自养”的蓝细菌突破 了生存空间的限制而迅速发展，产生第一次 生命大繁荣，并继续统治地球达7亿年之久。
为何生物进化如此长时间处于停滞？
“细菌的世界”
小小蓝细菌的出现和繁荣，是生物进化 史上的第一个里程碑，从此彻底改变了整个 地球！使之成为生命的伊甸园。
直径：数微米
12000千米
一、蓝细菌通过光合作用，使原始大气 中的CO 2（温室气体）大量转化为有机物， 束缚于岩石圈中，从而减少温室效应，地球 表面的温度逐渐冷却，更适宜生物的生长。
动物与植物的分家是生物体系的最大演变， 植物（生产者） 、动物（消费者） 和微生物（分 解或还原者） 组成三极生态系统，物质循环和能 量流动的开放系统得以构建，生存竞争更为有序。
● 利用取之不尽、用之不竭的 太阳能 ● 自己制造营养物质
当地球趋于平静时，阳光可直接照射到 海面，细菌细胞色素铁卟啉中的铁原子被镁 原子置换，转化成叶绿素，可吸收太阳能， 进行光合作用。
细胞色素
叶绿素
能量
葡萄糖
太阳光
6CO 2＋6H2O → C6H12O6＋6O2＋ATP
叶绿素
经过10亿年的漫长演化，空气、水和阳光的 完美结合，产生了全新的生命： 蓝细菌。
生存竞争压力迫使单细胞真核生物向两种 不同的摄食方向分化：
● 演化为动物： 加强运动器官和运动机能， 更有利于争夺有机食物 （消费者） 。
● 演化为植物： 加强光合作用器官和机能， 自己制造更多的有机食物 （生产者）。
之后，二者分道扬镳，各奔前程，继续在 生命进化中向高级阶段发展，形成了千姿百态 的动物界和植物界。
《生命的起源与进化》之启示录
第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲
生命的解读 宇宙的诞生（137亿年前） 地球的诞生与神奇（46亿年前） 生命的起源（35亿年前） 生命的进化
35亿年前，原始海洋中有了原始生命 —古细 菌，地球上的生命从此迈进生机勃勃、充满艰辛 的生物进化时代。
“道生一，一生二、二生三、三生万物。”（庄子）
迄今地球上生存过的wenku.baidu.com物可能多达 10亿种， 现存却只有 100多万种，只不过是生命长河的沧 海一粟。
1、从原核到真核生物之漫长? 2、植物与动物为何分家? 3、寒武纪生命大爆发之谜? 4、大地何时披上绿装? 5、动物何时和如何登陆?
6、恐龙为何会灭绝?
7、人类起源之谜? 8、生物进化的动力是什么?
“投我以桃，报之以李”。“利人者， 人必从而利 之”（墨子）。
佛曰：“此有故彼有，此无故彼无”。
不过，随着海水中氧含量的增加，细菌 在有氧条件下代谢时，产生大量有杀菌作用 的超氧阴离子（O 2－）、 过氧化氢（ H 2O 2）、 游离羟基（OH －）等，面临灭顶之灾。
困境之二
如何避免氧气的杀灭作用？
原始生命古细菌经过漫长的演化，发展 为真细菌，至今广泛分布在地球上，代代相 传。细菌为单细胞生物，个体微小，需放大 1000倍左右方可看到。
螺旋菌
球菌
杆菌
细菌属于原核生物，原始核为裸露的 DNA分子，无核膜和核仁之分。
细菌以二分裂方式进行无性繁殖。
距今35亿年前，原始细菌可能诞生于 海底热泉喷口，利用热能（化学能）维持 生命所需，直接摄取原始海洋中的营养物 质。久而久之，其发展必然受到限制，面 临生存压力。
在雷电作用下，大气层中氧气（O2）转 变为臭氧（O3），形成臭氧层，有效地阻挡 太阳紫外线等致命的宇宙射线的直接辐射， 为生命的登陆创造了安全环境。
三、氧气的出现，促进了地球地形和地 貌的变化。例如，氧气的腐蚀作用促成了对 岩石侵蚀，形成了河流，塑造了海岸线，有 助于生命的繁衍。
历经数亿年，默默无闻的小小 蓝细菌改 变了地球！反过来，蓝色地球也为生命的加 速进化提供了更好的条件。
困境之一
细菌如何解决能源和营养危机？
“穷则变，变则通，通则久。” 《易经》 “地球上能够生存下来的物种，并不是最强 壮的，也不是最聪明的，而是对环境变化作出快 速反应的” （达尔文） 只有当你知道自己在哪里、是谁、想要什 么，才能成为真正适合社会的生存者。 “物竞天择，适者生存” “赢者通吃”
“世界从来没有救世主”。为了在浩瀚的原 始海洋中更好地生存与发展，原始细菌必须学会：
真核生物的出现是生物进化史上的第 二个里程碑，现代生命都是从18亿年前真 核生物出现的原点上辐射进化而来的。
困境之三 单细胞生物如何有序竞争以维持物质循环？
由于协调了光合作用与氧气杀灭作用之间的 矛盾，具备了更强劲的“动力”（ ATP ），在原 始海洋中，单细胞生物的数量迅速增多，营养争 夺的生存之战日趋激烈，物质循环面临新的严重 挑战。
太阳光
CO 2＋H2O →（CH 2O）＋O2↑
叶绿素
细菌在进行光合作用和制造营养之时， 不可避免地产生具有毒性作用的氧气。
叶绿体：专营光合作用。 线粒体：专营有氧呼吸，通过氧化磷酸化产
生ATP ，成为细胞的“动力工厂”。
线粒体
细胞核出现核膜与核仁之分，演变为 真核细 胞。各组分既有分工又有合作，互利共赢，生存 能力远比原核细胞（生物）强。
太阳光
CO 2＋H2O →（CH 2O）＋O2 叶绿素
叠层石
二、蓝细菌释放氧气，氧化原始海洋中
丰富的二价铁，形成四氧化三铁后沉入海底
（磁铁矿）。历经15亿年，二价铁被全部氧
化，红色海洋从此变成蓝色海洋。
太阳光
CO 2＋H2O →（CH 2O）＋O2↑
叶绿素
之后，蓝细菌源源不断地向大气层中释 放氧气，黑压压的天空终于变成了蓝色，一 个蓝色星球产生了！为好氧的真核生物的出 现创造了气体条件。
当大气中含氧量超过 1%时，“好氧”的 真核 生物登上了历史舞台。
从原核生物（古细菌）演化为真核生物 （藻类），历经了17亿年之久，可见，跨越 两者之间鸿沟的难度非常之大。 “路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”（屈原）
35亿年前 古细菌
25亿年前
18亿年前
蓝细菌（原核） 甲藻（真核）
1、从原核到真核生物之漫长 ?