生物多样性的进化
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• 初步适应陆地生活：
① 体表有角质层 ② 假根，有茎、叶 ③ 具有精子器和颈卵器 ④ 无输导组织
可能存在于前细胞中。
原核生物多样性的进化
• 没有真核生物前，原核生物就已经在地 球上独领风骚18亿年了。
• 现今原核生物与细菌几乎就是同义词。
• 两个生物之间rRNA序列的相似程度可以 说明两个生物之间的进化关系。
生命三域分类学说
真细菌域 古核生物域 真核生物域
共同祖先
真细菌多样性的进化
• 根据碳的来源、能量的来源及电子供体性 质的不同，可分为：
（1）蛋白质起源说
• 奥巴林和福克斯根据实验分别提出了
团聚体学说和微球体学说。
wk.baidu.com 团聚体学说
• 奥巴林等将多肽、蛋白质、核酸、多糖、 磷酸的溶液摇晃混合后，发现在胶体溶液 中的大分子凝聚形成直径约1-500μm的
“团聚体”。
原始代谢的特性
微球体学说
• 福克斯的微球体是类蛋白与核酸加热浓缩 成的直径约1-2μm胶质小球，相当于细菌大 小。
• 单细胞→多细胞，推测有3个过程：
① 单细胞原生生物细胞分裂后不分离而形成群体 ② 群体中的细胞已经分化，既有分工，又互相依赖 ③ 群体中另外的细胞各自分化、发展为体细胞
双滴虫：有两个核
侧基粒虫：有波状膜
眼虫：自由生活、具有前端鞭毛
动基体目：寄生的类群 锥虫
红藻：具藻红素、缺少中心粒和鞭毛
病毒的基本性状
• 1、大小和形态
• 大小：极其微小
• 形态： 杆状、球状、蝌蚪状、 也有砖状和丝状
• 2、组成与结构 • 基本结构：一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质
• 3、病毒的增殖 • 过程： ① 吸附 ② 侵入和脱壳 ③ 生物合成 ④ 组装 ⑤ 释放
释放 组装
吸附
侵入和脱 壳 生物合成
病毒的起源
方式代谢，可能是最原始的古老生命形式。
美国黄石公园的彩虹温泉
第二阶段 ——生物大分子的非生物合成
• 生命的主要物质基础：蛋白质和核酸
• 对于蛋白质和核酸的聚合主要有两种观点：
①陆相起源说 ②海相起源说
① 陆相起源说
• 在火山的局部高温地区发生聚合
反应合成的生物大分子，经雨水冲 刷汇集到海洋。
②海相起源说
生物多样性的进化
1、生命的起源及原核生物多样性的进化
生
物
2、真核细胞起源及原生生物多样性的进化
多
样
3、绿色植物多样性的进化
性
4、真菌多样性的进化
的
进
5、动物多样性的进化
化
6、人类的进化
生命
原核生物 原生生物 绿色植物
起源
生 物 多 样 性 的 进 化
真核生物
真菌 动物 人类
• 生命的起源是自然的历史事件：
段地球上生命发生之前可能存在非生物
的化学进化过程。
模拟原始海洋
米勒设计的有机小分子的非生物合成模拟实验
最原始的古老生命
20世纪70年代末，太平洋东部洋嵴上发现 “硫化物烟囱”（火热喷口）的特殊生态系 统。 在水深2000-3000m喷口附近，水温最高达 350℃，这里发现有各种极端嗜热古核生物。
这类极端嗜热古细菌，以化能无机自养
• 病毒无完整的酶系统，不能制造ATP和独立 生活，但却有控制特定活细胞代谢的遗传 物质。
• 多数学者认为：病毒可能是从生物细胞中 逃脱出来的某些核苷酸片段。
• 病毒起源之谜尚待继续研究。
真核细胞的起源
• 真核细胞与原核细胞的最大区别： 真核细胞有质膜包围的细胞核和细胞器
• 现在普遍接受的观点： ① 膜内折 ② 内共生
神创论
巴斯德 鹅瓶颈实验
自生论
奥巴林和霍尔丹
化学进化：地球上的生命是由非生命物质经过长期演 化而来的这一过程。
生命在地球 进化的过程
中诞生
第 一 阶 段
生物大分子的 非生物合成
第 二 阶 段
核酸-蛋白质 等多分子体系
的建成
第 三 阶 段
原始细胞 的起源
第 四 阶 段
化学进化
模拟原始天空闪电
第 实一阶验表明：
绿藻：可能是陆生植物的祖先
绿色植物多样性的进化
陆生植物的世代交替
孢子
配子体
配子 （精子和卵）
减数分裂
单倍体世代 双倍体世代
受精作用
孢子体
合子
陆生植物多样性的进化
苔藓植物 蕨类植物 裸子植物 被子植物
非维管植物的配子体占优势
• 非维管植物又称苔藓植物 • 代表着3个门：⒈ 苔类 ⒉ 藓类 ⒊ 角苔类
原生生物多样性的进化
• 1、原生生物是数量最多、多数为单细 胞的真核生物
• 2、原生生物是最全能的细胞
• 原生生物谱系是一个并系群，而不是单系群。
多细胞真核细胞的起源及退化
• 多细胞生物与单细胞生物的根本区别：
出现了细胞分化和执行不同功能的分化细胞 之间形成了相互依赖、更加适应环境的整体结 构。
• 溶解在原始海洋中的氨基酸与核苷
酸经过长期的积累与浓缩，波涛或大 雨可将有机单分子飞溅到新生的岩浆 或滚烫的石块上，发生聚合作用。
第三阶段
核酸-蛋白质等多分子体系的建成
• 只有核酸与蛋白质精巧地组成高度有序 的独立多分子体系时，才可以表现某些生 命现象。
• 非细胞形态原始生命的诞生有两种学说： （1）蛋白质起源说 （2）核酸起源说
厌氧和化能异养型
有机质逐渐耗尽
有机质逐渐耗尽
厌氧化能自养类型、 光能自养型
光能异养型
放氧型光能自养型
蓝细菌时代
O2
原核生物改变代谢类型： 厌氧
需氧
原核生物的重要性
1. 自然界中物质循环的关键 2. 在环境污染检测和治理中发挥重要作用 3. 工业、农业和医药上的应用广泛 4. 引发人类的多种疾病
处于生物与非生物之间的病毒
表层有双层膜 选择性吸收介质
（2）核酸起源说
• 多数学者认为：地球上出现的第一批基因和 酶，不是DNA和具催化功能的蛋白质，而是
在非生物世界中开始自我复制的短链RNA
。
• RNA世界假说：以RNA同时作为第一个基因
和唯一具有催化功能的分子的学说。
第四阶段
原始细胞的起源
• 早期地球可能存在着有膜包围的RNA多肽。 • 该种核酸与多肽分子之间相互调控作用，
① 光能自养型：以CO2为唯一或主要碳来源
、以光为能源
② 化能自养型：以CO2为主要碳来源、自无
机物氧化获得能量
③ 光能异养型：能源来自日光、碳来源于
有机物
④ 化能异养型：只能依靠有机物氧化获得
能源和碳源
• 根据微生物生长对氧的需求，又分为：
1. 需氧菌（有O2才能生长） 2. 厌氧菌（有O2不能生长） 3. 兼性厌氧（不需O2，有O2生长更好） 4. 微需氧菌（低浓度O2生长最好） 5. 耐氧菌（不需O2，有O2无毒害）
① 体表有角质层 ② 假根，有茎、叶 ③ 具有精子器和颈卵器 ④ 无输导组织
可能存在于前细胞中。
原核生物多样性的进化
• 没有真核生物前，原核生物就已经在地 球上独领风骚18亿年了。
• 现今原核生物与细菌几乎就是同义词。
• 两个生物之间rRNA序列的相似程度可以 说明两个生物之间的进化关系。
生命三域分类学说
真细菌域 古核生物域 真核生物域
共同祖先
真细菌多样性的进化
• 根据碳的来源、能量的来源及电子供体性 质的不同，可分为：
（1）蛋白质起源说
• 奥巴林和福克斯根据实验分别提出了
团聚体学说和微球体学说。
wk.baidu.com 团聚体学说
• 奥巴林等将多肽、蛋白质、核酸、多糖、 磷酸的溶液摇晃混合后，发现在胶体溶液 中的大分子凝聚形成直径约1-500μm的
“团聚体”。
原始代谢的特性
微球体学说
• 福克斯的微球体是类蛋白与核酸加热浓缩 成的直径约1-2μm胶质小球，相当于细菌大 小。
• 单细胞→多细胞，推测有3个过程：
① 单细胞原生生物细胞分裂后不分离而形成群体 ② 群体中的细胞已经分化，既有分工，又互相依赖 ③ 群体中另外的细胞各自分化、发展为体细胞
双滴虫：有两个核
侧基粒虫：有波状膜
眼虫：自由生活、具有前端鞭毛
动基体目：寄生的类群 锥虫
红藻：具藻红素、缺少中心粒和鞭毛
病毒的基本性状
• 1、大小和形态
• 大小：极其微小
• 形态： 杆状、球状、蝌蚪状、 也有砖状和丝状
• 2、组成与结构 • 基本结构：一种核酸（DNA或RNA）和蛋白质
• 3、病毒的增殖 • 过程： ① 吸附 ② 侵入和脱壳 ③ 生物合成 ④ 组装 ⑤ 释放
释放 组装
吸附
侵入和脱 壳 生物合成
病毒的起源
方式代谢，可能是最原始的古老生命形式。
美国黄石公园的彩虹温泉
第二阶段 ——生物大分子的非生物合成
• 生命的主要物质基础：蛋白质和核酸
• 对于蛋白质和核酸的聚合主要有两种观点：
①陆相起源说 ②海相起源说
① 陆相起源说
• 在火山的局部高温地区发生聚合
反应合成的生物大分子，经雨水冲 刷汇集到海洋。
②海相起源说
生物多样性的进化
1、生命的起源及原核生物多样性的进化
生
物
2、真核细胞起源及原生生物多样性的进化
多
样
3、绿色植物多样性的进化
性
4、真菌多样性的进化
的
进
5、动物多样性的进化
化
6、人类的进化
生命
原核生物 原生生物 绿色植物
起源
生 物 多 样 性 的 进 化
真核生物
真菌 动物 人类
• 生命的起源是自然的历史事件：
段地球上生命发生之前可能存在非生物
的化学进化过程。
模拟原始海洋
米勒设计的有机小分子的非生物合成模拟实验
最原始的古老生命
20世纪70年代末，太平洋东部洋嵴上发现 “硫化物烟囱”（火热喷口）的特殊生态系 统。 在水深2000-3000m喷口附近，水温最高达 350℃，这里发现有各种极端嗜热古核生物。
这类极端嗜热古细菌，以化能无机自养
• 病毒无完整的酶系统，不能制造ATP和独立 生活，但却有控制特定活细胞代谢的遗传 物质。
• 多数学者认为：病毒可能是从生物细胞中 逃脱出来的某些核苷酸片段。
• 病毒起源之谜尚待继续研究。
真核细胞的起源
• 真核细胞与原核细胞的最大区别： 真核细胞有质膜包围的细胞核和细胞器
• 现在普遍接受的观点： ① 膜内折 ② 内共生
神创论
巴斯德 鹅瓶颈实验
自生论
奥巴林和霍尔丹
化学进化：地球上的生命是由非生命物质经过长期演 化而来的这一过程。
生命在地球 进化的过程
中诞生
第 一 阶 段
生物大分子的 非生物合成
第 二 阶 段
核酸-蛋白质 等多分子体系
的建成
第 三 阶 段
原始细胞 的起源
第 四 阶 段
化学进化
模拟原始天空闪电
第 实一阶验表明：
绿藻：可能是陆生植物的祖先
绿色植物多样性的进化
陆生植物的世代交替
孢子
配子体
配子 （精子和卵）
减数分裂
单倍体世代 双倍体世代
受精作用
孢子体
合子
陆生植物多样性的进化
苔藓植物 蕨类植物 裸子植物 被子植物
非维管植物的配子体占优势
• 非维管植物又称苔藓植物 • 代表着3个门：⒈ 苔类 ⒉ 藓类 ⒊ 角苔类
原生生物多样性的进化
• 1、原生生物是数量最多、多数为单细 胞的真核生物
• 2、原生生物是最全能的细胞
• 原生生物谱系是一个并系群，而不是单系群。
多细胞真核细胞的起源及退化
• 多细胞生物与单细胞生物的根本区别：
出现了细胞分化和执行不同功能的分化细胞 之间形成了相互依赖、更加适应环境的整体结 构。
• 溶解在原始海洋中的氨基酸与核苷
酸经过长期的积累与浓缩，波涛或大 雨可将有机单分子飞溅到新生的岩浆 或滚烫的石块上，发生聚合作用。
第三阶段
核酸-蛋白质等多分子体系的建成
• 只有核酸与蛋白质精巧地组成高度有序 的独立多分子体系时，才可以表现某些生 命现象。
• 非细胞形态原始生命的诞生有两种学说： （1）蛋白质起源说 （2）核酸起源说
厌氧和化能异养型
有机质逐渐耗尽
有机质逐渐耗尽
厌氧化能自养类型、 光能自养型
光能异养型
放氧型光能自养型
蓝细菌时代
O2
原核生物改变代谢类型： 厌氧
需氧
原核生物的重要性
1. 自然界中物质循环的关键 2. 在环境污染检测和治理中发挥重要作用 3. 工业、农业和医药上的应用广泛 4. 引发人类的多种疾病
处于生物与非生物之间的病毒
表层有双层膜 选择性吸收介质
（2）核酸起源说
• 多数学者认为：地球上出现的第一批基因和 酶，不是DNA和具催化功能的蛋白质，而是
在非生物世界中开始自我复制的短链RNA
。
• RNA世界假说：以RNA同时作为第一个基因
和唯一具有催化功能的分子的学说。
第四阶段
原始细胞的起源
• 早期地球可能存在着有膜包围的RNA多肽。 • 该种核酸与多肽分子之间相互调控作用，
① 光能自养型：以CO2为唯一或主要碳来源
、以光为能源
② 化能自养型：以CO2为主要碳来源、自无
机物氧化获得能量
③ 光能异养型：能源来自日光、碳来源于
有机物
④ 化能异养型：只能依靠有机物氧化获得
能源和碳源
• 根据微生物生长对氧的需求，又分为：
1. 需氧菌（有O2才能生长） 2. 厌氧菌（有O2不能生长） 3. 兼性厌氧（不需O2，有O2生长更好） 4. 微需氧菌（低浓度O2生长最好） 5. 耐氧菌（不需O2，有O2无毒害）