33-第14章 基因组与生物进化-生命的起源于与人类的进化
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基因组与生物进化
基因组的组成
基因：携带遗传信息的 DNA片段
基因组：生物体内所有基 因的总和
基因组变异：基因序列的 改变导致遗传信息的差异
基因组学：研究基因组结 构和功能的科学
基因组的复制与变异
基因组的复制方式：DNA 复制
基因组变异类型：点突变、 插入、缺失、倒位、转座
等
基因组变异来源：自发突 变和诱导突变
基因组变异的意义：促进 生物进化与多样性
化石记录：揭示了生物进化的 历史和过程
胚胎发育的相似性：表明不同 物种之间的亲缘关系
生物地理学证据：揭示了生物 分布和进化的模式
生物学的共性：表明所有生物 都共享一些基本的生物特征和 过程
生物进化的机制
自然选择：适者生存，不适者淘汰 基因突变：产生新的遗传变异 基因流：种群间遗传物质的交流 物种形成：新物种的起源和演化
变的现象。
生物进化是自然 选择的结果，自 然选择是指适者 生存、不适者被
淘汰的过程。
添加标题
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生物进化是生物 多样性的来源之 一，不同种群在 进化过程中形成 不同的适应性特
征。
添加标题
生物进化是物种 形成和演化的过 程，一个物种可 以演化成另一个 物种，形成生物 的多样性和复杂
性。
添加标题
生物进化的证据
未来发展方向与挑战
基因组学技术将不断进步，实现对基因组的更深入解析 进化生物学将与生态学、物种保护等领域更紧密结合 人类对生物进化的理解将不断深化，进化理论将进一步完善 进化生物学将为生物技术的研发和应用提供更多支持与启示
THANKS
汇报人：XX
基因组与生物进化
XX,a click to unlimited possibilities
《高中生物课件：生命的起源和进化》
生命的第一步：化学进化
讨论了如何从无机物质中形成有 机物质并进一步演化为生命。
生命的演化历程
1
生命从简单到复杂
研究了生命从原始单细胞到复杂多细胞生物的演化过程。
2
单细胞生物的进化史
探索了单细胞生物在地球上的演化历史，并展示了不同类型的单细胞生物。
3
多细胞生物的起源
揭示了多细胞生物是如何起源并演化出各种不同的组织和器官。
动植物的起源和进化
动物的起源和进化
讲述动物王国的起源和进化， 并介绍了不同类型的动物。
植物的起源和进化
探索了植物在地球上的起源 以及它们如何适应不同的环 境。
真菌的起源和进化
介绍了真菌的起源、结构和 如何与其他生物相互作用。
进化论的证据
分子生物学证据
介绍了分子生物学领域的证据支 持进化论。
化石和地层学证据
展示了化石和地层学如何提供进 化论的支持。
生物共同祖先
讲述了生物共同祖先的概念和相 关证据。
进化的意义和影响
1 生态系统和进化
探讨了进化与生态系统的相 互作用，以及进化如何影响 生态可持续性。
2 医学和进化
介绍了进化对医学研究和健 康的重要性。
3 文化和进化
讨论了文化是如何影响进化的，以及进化与社会行为的关系。
《高中生物课件：生命的 起源和进化》的起源概述到地 球演化和生命的互相影响，带您领略生命在我们星球上的演化历程。
生命的起源和进化
原始生命的存在证据
揭示了最早的生命形式如何在地 球上出现。
蛋白质和核酸的生成
探索了蛋白质和核酸的重要性， 以及它们是如何产生的。
生命的起源和生物的进化PPT课件
汇报人：XXX 汇报日期：20XX年10月10日
9
ห้องสมุดไป่ตู้
场所 原始海洋
过程 浓缩、凝聚 场所 原始海洋
过程
长期演变、 相互作用
8
演讲完毕，谢谢观看！
Thank you for reading! In order to facilitate learning and use, the content of this document can be modified, adjusted and printed at will after downloading. Welcome to download!
2020年10月2日
核酸
7
知识网络结构
无机小分子物质
生 成
有机小分子物质
形 成
有机高分子物质
组 成
多分子体系
特点 原始界膜和原始的 物 质交换 演 变
原始生命
特点 原始新陈代谢和繁殖
第一 阶段
第二 阶段
第三 阶段
第四 阶段
2020年10月2日
场所 原始大气
实验 1953、美国米勒
场所 原始海洋
过程 聚合、缩合
2020年10月2日
1
2020年10月2日
2
2020年10月2日
3
一、生命的起源
——化学进化阶段 二、生物的进化
——生物进化阶段
1、进化的证据 2、进化的观点
2020年10月2日
4
火山爆发形成原始大气
2020年10月2日
5
氨基酸 H2O
CH4
NH4 H2
核苷酸
2020年10月2日
单糖
6
蛋白质
9
ห้องสมุดไป่ตู้
场所 原始海洋
过程 浓缩、凝聚 场所 原始海洋
过程
长期演变、 相互作用
8
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2020年10月2日
核酸
7
知识网络结构
无机小分子物质
生 成
有机小分子物质
形 成
有机高分子物质
组 成
多分子体系
特点 原始界膜和原始的 物 质交换 演 变
原始生命
特点 原始新陈代谢和繁殖
第一 阶段
第二 阶段
第三 阶段
第四 阶段
2020年10月2日
场所 原始大气
实验 1953、美国米勒
场所 原始海洋
过程 聚合、缩合
2020年10月2日
1
2020年10月2日
2
2020年10月2日
3
一、生命的起源
——化学进化阶段 二、生物的进化
——生物进化阶段
1、进化的证据 2、进化的观点
2020年10月2日
4
火山爆发形成原始大气
2020年10月2日
5
氨基酸 H2O
CH4
NH4 H2
核苷酸
2020年10月2日
单糖
6
蛋白质
《高中生物必修课件：生命的起源和进化》
演化树和分类系统
演化树
通过比较不同物种的特征和遗传信息，可以绘制演 化树，揭示它们的进化关系。
分类系统
分类系统将生物按照其相似性分组，帮助我们理解 生物多样性和进化历史。
进化的意义和影响
生物多样性
进化创造了丰富的生物多样 性，维持了生态系统的平衡 和稳定。
医药和农业
研究生物进化可以帮助我们 开发新药物和改良农作物， 提高人类生活质量。Biblioteka 进化的证据化石记录
化石记录提供了生物进化的有力证据，揭示了过去 生物的形态和种类。
同源结构
比较不同物种间的同源结构，可以揭示它们的共同 祖先。
遗传证据
通过比较不同物种的基因组，可以发现其之间的遗 传关系。
自然选择和适应
1
自然选择理论
达尔文提出的自然选择理论解释了物种
适应性演化
2
适应性的进化机制。
生物通过遗传变异和适应性选择逐渐适
应并在环境中生存。
3
优胜劣汰
只有适应环境的个体才能生存和繁殖， 形成了优胜劣汰的竞争机制。
人类的进化历程
1
直立行走
大约450万年前，人类祖先学会了直立行
工具使用
2
走，成为了地球上的独特物种。
人类祖先开始使用工具，开启了技术进
步和文明的发展。
3
大脑发展
人类的大脑逐渐发展壮大，拥有了复杂 的社会和文化行为。
生命的起源理论
涵盖了原核生物假说、RNA 世界假说和泡沫脂质双层假 说等不同的关于生命起源的 理论。
进化的基本概念
1 遗传变异
个体间存在遗传变异，这些 变异是进化的基础。
2 适应性
环境选择有利于某些个体的 特征，使其更有机会生存和 繁殖。
《生命起源与进化》课件
《生命起源与进化》 ppt课件
• 生命起源 • 生物进化 • 人类的起源与进化 • 生命起源与进化的意义
目录
Part
01
生命起源
地球的形成与早期环境
地球的形成
大约45亿年前，由宇宙尘 埃和气体聚集形成原始地 球。
早期环境
高温、高压、富氢、富二 氧化碳等条件，为生命起 源提供了可能的环境。
地球的早期气候
现代人类的身体结构和生理特征在不同地区和民族之间存在一定的差异，这些差异 与环境和文化因素有关。
现代人类的智商和创造力也是进化的结果，这些能力使得人类能够不断探索和创造 新的知识和技术，推动着人类文明的发展。
Part
04
生命起源与进化的意义
对人类的意义
了解生命的起源与进化有助于 人类更好地认识自己，理解人 类在自然界中的地位和作用。
生命起源与进化理论的发展为 人类提供了对疾病和进化的深 入理解，有助于疾病的预防和 治疗。
生命起源与进化理论对于人类 文化、宗教和哲学思想也有重 要影响，有助于人类对这些领 域的深入思考。
对科学的影响
生命起源与进化理论的发展推动 了生物学、地质学、化学等多个 学科的交叉融合，促进了科学的
发展。
生命起源与进化理论为科学研究 提供了重要的理论框架和方法论 ，有助于科学家更好地理解和探
生命起源与进化理论对于未来的环境 保护和生态建设具有重要的指导意义 ，有助于人类更好地保护地球生态环 境。
THANKS
感谢您的观看
交配，从而独立演化的过程。隔离机制可以促进生物种群的分化和发展
。
Part
03
人类的起源与进化
人类的起源
人类的起源可以追溯到数 百万年前，由原始的灵长 类动物逐渐演化而来。
• 生命起源 • 生物进化 • 人类的起源与进化 • 生命起源与进化的意义
目录
Part
01
生命起源
地球的形成与早期环境
地球的形成
大约45亿年前，由宇宙尘 埃和气体聚集形成原始地 球。
早期环境
高温、高压、富氢、富二 氧化碳等条件，为生命起 源提供了可能的环境。
地球的早期气候
现代人类的身体结构和生理特征在不同地区和民族之间存在一定的差异，这些差异 与环境和文化因素有关。
现代人类的智商和创造力也是进化的结果，这些能力使得人类能够不断探索和创造 新的知识和技术，推动着人类文明的发展。
Part
04
生命起源与进化的意义
对人类的意义
了解生命的起源与进化有助于 人类更好地认识自己，理解人 类在自然界中的地位和作用。
生命起源与进化理论的发展为 人类提供了对疾病和进化的深 入理解，有助于疾病的预防和 治疗。
生命起源与进化理论对于人类 文化、宗教和哲学思想也有重 要影响，有助于人类对这些领 域的深入思考。
对科学的影响
生命起源与进化理论的发展推动 了生物学、地质学、化学等多个 学科的交叉融合，促进了科学的
发展。
生命起源与进化理论为科学研究 提供了重要的理论框架和方法论 ，有助于科学家更好地理解和探
生命起源与进化理论对于未来的环境 保护和生态建设具有重要的指导意义 ，有助于人类更好地保护地球生态环 境。
THANKS
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交配，从而独立演化的过程。隔离机制可以促进生物种群的分化和发展
。
Part
03
人类的起源与进化
人类的起源
人类的起源可以追溯到数 百万年前，由原始的灵长 类动物逐渐演化而来。
生命的起源和生物的进化优选PPT文档
一、生命的起源
——化学进化阶段 二、生物的进化
——生物进化阶段
1、进化的证据 2、进化的观点火山爆发 Nhomakorabea成原始大气
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人类基因组的起源和演化
人类基因组的起源和演化人类基因组是人类身上所有基因的总和，包括了数十亿个DNA碱基对。
它是我们身体的使用说明书，决定了我们的生长、发育以及健康。
然而，这个庞大而复杂的系统并不是一夜间形成的。
人类基因组有着漫长而缓慢的演化史，它的起源可以追溯到数十亿年前的单细胞生物体。
生命起源于海洋中的单细胞生命体生命起源于海洋，而我们的基因组也是如此。
生命最初是由原始的单细胞生物进化而来的，这些单细胞生物生活在水里。
这些原始的单细胞生物体是非常简单的，它们只有很少的基因，在它们的基因组中只有一些很简单的DNA序列。
随着时间的推移，这些单细胞生物逐渐地进化成为更加复杂的多细胞生命体，它们的基因组也变得更为复杂。
人类基因组的演化历程在亿万年的演化过程中，人类基因组发生了很多的变化。
这些变化包括基因序列的改变、基因的突变、基因组的重排、基因组的扩增和基因的重复。
这些变化都会对基因组的结构和功能产生影响。
在这个过程中，一些基因从基因组中消失了，而其他的基因则被加入到了基因组中。
这些改变和演化，最终导致了人类基因组的形成。
猿类基因组的演化人类的亲属猕猴和黑猩猩的基因组和人类的基因组非常相似，它们之间的差异只有1%左右。
研究人员利用这些相似之处，揭示了人类基因组的演化历程。
人类和黑猩猩可能是在600万到700万年前分别演化而来，而人类的基因组中出现了许多与大脑发育和语言相关的基因。
现代人类基因组的形成在8万年前，人类开始从非洲向世界各地迁移。
在这个过程中，人类的基因组发生了很多的变化。
许多基因表达模式改变，新的基因在人类基因组中出现。
这些基因的出现和改变，使得人类在适应新的环境和状况方面更具优势。
比如，在高海拔的环境下，人类出现了更高效的代谢系统和呼吸系统。
总结人类基因组的起源和演化是一个非常复杂而又精彩的过程，这是人类研究基因组的重要领域之一。
从海洋中原始的单细胞生物到现代人类，每一个生命体的DNA都是历史的见证。
人类基因组的研究不仅有助于我们理解人类的起源和演化历程，还有助于人类在遗传学和医学治疗等领域进行更为精确和有效的研究。
生命起源和生物进化PPT教学课件
读右图，完成： 1. 在图中标出几次大冰 期，并大体估算其时间。 2. 恐龙繁盛时期大约在 哪个年代的哪个纪？当 时的气候有何特点？
3. 气归候纳温地暖质干时燥期气候的 特点。
一、全球气候变化
(一)地质时期的气候变化
第一次大冰期
第二次大冰期
第三次大冰期
距今6亿年前
间冰 期
元古代震旦纪大冰期
距今2.3亿年前
• 1861年在德国发现的“始祖鸟”化石是爬行 类进化成鸟类的典型证据。1986年，在我国 辽宁省又发现辽西鸟和孔子鸟等化石，进一 步显示了鸟类可能起源了古代的爬行类。
• 从始祖马到现代马的进化过程大约经历了 5000万年，其进化趋势是：体型由小趋大，
四肢越来越长，多趾足逐渐变成中趾发达并 着地。
有机小分子 • （6）米勒得出的结论是在一定条件下，原始地球上的原始大气中各种成分是
能够转变为有机小分子的
观察与思考
• 类人猿生活在哪儿？ • 对比人类与类人猿的数量，说明了什么问题？ • 现代类人猿与人类的区别有哪些？是怎样产
生的？
资料分析
• 科学家怎样证明森林古猿的一支演化为人类的 假想呢？
一、生命的起源
——化学进化阶段
❖生命起源的第一步是在一定条件下，原始 地球上的原始大气中各种成分是能够转变为 有机小分子的，第二步是由有机小分子合成 蛋白质、核酸等有机大分子，第三步是伴随 原始地球上自然条件的演变，地球上的有机 大分子在原始海洋中逐渐积累，通过长期的 相互作用，最后演变成具有能够生长、生殖、 遗传的原始生命，原始生命进一步形成单细 胞生物，地球上的生物从此生机勃勃，不断 进化发展。
古生代石炭—二叠纪 大冰期
间冰 距今二、三百万年前 期
生物进化和人类的起源
遗传学证据
遗传学研究揭示了人 类的遗传多样性和不 同族群之间的遗传关 系。Y染色体和线粒 体DNA研究为我们提 供了重要的线索，帮 助揭示人类的起源和 迁徙历史。
考古学发现
工具
揭示人类技术的 发展
艺术品
展现古代人类的 文化和艺术水平
骨骼
帮助了解古代人 类的生理特征
文化进化
01 语言
人类文化交流的基础
02 工具使用
展现人类智慧和创造力
03 社会组织
构建人类社会秩序
综合证据
古人类化石
阿尔达人 直立人 尼安德特人
遗传学研究
Y染色体 线粒体DNA
考古学发现
工具 骨骼 艺术品
文化进化
语言 工具使用 社会组织
● 04
第4章 生物进化与人类社会
基因与文化
基因和文化相互作用， 共同塑造了人类的行 为、认知和社会结构。 进化心理学研究了基 因对人类行为的影响， 揭示了基因与文化之 间的复杂关系。
生活方式改 变
人工智能对人类 生活的影响
未来趋势展 望
智能进化对人类 的未来影响
工作方式革 新
智能技术对工作 方式的改变
精神进化的重要性
道德发展
道德观念的形成 道德标准的变迁 道德教育的重要性
价值观进步
社会价值观念的演变 个体价值观念的塑造 价值观念对社会的影响
文化传承
文化传统的继承与创新 文化对个体认同的影响 文化传承对社会和谐的重 要性
总结
影响因素
生物进化受到多 种因素的影响， 包括环境、遗传
等。
进化机制
生物进化的机制 包括自然选择、 遗传突变等多个
方面的因素。
进化路径
生命的起源和进化
▪ 性状分歧、物种形成
性状分歧是指生物生活在不同的环 境中，向不同方向变异和发展形成多种 性状的现象。
达尔文认为，物种的形成，正是在 自然选择的作用下性状分歧的结果。
五、 人类的起源和进化 人在生物界的地位和特征
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。
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 命科学还没有走到终极。
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。
人种
• 蒙古丽亚人（黄种人） • 高加索人 （白种人） • 尼格罗人 （黑种人） • 澳大利亚人（棕种人）
• 任何一个人种都没有专有的基因，各人 种之间没有不可逾越的界线，没有生殖 隔离，但存在地理隔离和文化隔离。
人种
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。
人类始祖
•然后，上帝按照他自己的样子，造出了一 个男人，取名亚当，上帝让亚当掌管大地 上的万物。后来，上帝又用亚当的一条肋 骨，造了一个女人夏娃，做亚当的妻子， 夏娃是人类的母亲，亚当夏娃的子孙后代 不断繁衍，慢慢地住满了地球。
第14章 基因组与生物进化
第14章 基因组与生物进化
1) 2) 3) 4) 5) 生命进化研究的历史 分子系统发生学 生命的起源与进化 人类的起源与进化 基因组与生物进化
进化 思想 的发 展历 史
1800年之前的进化思想
1800-1900年的进化思想
1900年之后
Modern evolutionary synthesis:
生 命 之 树
生 命 三 界 系 统
从基因家族的进化跟踪 物种发育的进化
1) 现代分子生物学的发展已经揭示出许多 与发育有关的基因及其调控机制. 2) 个体发育的调控机制在相近的物种之间 具有很大程度的相似性. 3) 基因的功能在进化中具有很强的保守性, 其调控模式在物种间也基本相同. 4) 从发育调控基因家族的进化可以追溯发 育模式的进化.
G. Ledyard Stebbins
2005年2月3日, 恩斯特 · 迈尔 (Ernst Walter Mayr)以100岁高龄在 哈佛大学逝世. 迈尔有"20世纪达尔文" 的誉称, 与杜布赞斯基 (T.Dobzhansky)、辛 普森(G.G.Simpson)等 人用实验和观察证实 了遗传学和进化论的 一致性,使进化论的现 代综合学说在20世纪 三四十年代得以建立.
拟南芥花器官的同源异型突变
拟南芥无1) macroevolution: 宏进化或称越种进化
Macroevolution generally refers to evolution above the species level, 要有足够的时间来积累 和选择突变,形成新的物种.
G.L.史旦宾斯:
Stebbins synthesized knowledge from a disparate set of areas that included plant genetics, systematics, and evolution. This work culminated in 1950 with the appearance of his magnum opus, Variation and Evolution in Plants. This book gave plant evolution a coherent framework that was compatible with that emerging from the work of Theodosius Dobzhansky , Ernst Mayr, G. G. Simpson, and Julian Huxley, and others associated with establishing the synthetic theory of evolution. For this work he is regarded as the botanical “architect” of the evolutionary synthesis.
1) 2) 3) 4) 5) 生命进化研究的历史 分子系统发生学 生命的起源与进化 人类的起源与进化 基因组与生物进化
进化 思想 的发 展历 史
1800年之前的进化思想
1800-1900年的进化思想
1900年之后
Modern evolutionary synthesis:
生 命 之 树
生 命 三 界 系 统
从基因家族的进化跟踪 物种发育的进化
1) 现代分子生物学的发展已经揭示出许多 与发育有关的基因及其调控机制. 2) 个体发育的调控机制在相近的物种之间 具有很大程度的相似性. 3) 基因的功能在进化中具有很强的保守性, 其调控模式在物种间也基本相同. 4) 从发育调控基因家族的进化可以追溯发 育模式的进化.
G. Ledyard Stebbins
2005年2月3日, 恩斯特 · 迈尔 (Ernst Walter Mayr)以100岁高龄在 哈佛大学逝世. 迈尔有"20世纪达尔文" 的誉称, 与杜布赞斯基 (T.Dobzhansky)、辛 普森(G.G.Simpson)等 人用实验和观察证实 了遗传学和进化论的 一致性,使进化论的现 代综合学说在20世纪 三四十年代得以建立.
拟南芥花器官的同源异型突变
拟南芥无1) macroevolution: 宏进化或称越种进化
Macroevolution generally refers to evolution above the species level, 要有足够的时间来积累 和选择突变,形成新的物种.
G.L.史旦宾斯:
Stebbins synthesized knowledge from a disparate set of areas that included plant genetics, systematics, and evolution. This work culminated in 1950 with the appearance of his magnum opus, Variation and Evolution in Plants. This book gave plant evolution a coherent framework that was compatible with that emerging from the work of Theodosius Dobzhansky , Ernst Mayr, G. G. Simpson, and Julian Huxley, and others associated with establishing the synthetic theory of evolution. For this work he is regarded as the botanical “architect” of the evolutionary synthesis.
《生命起源和进化》高中生物课件
《生命起源和进化》高中 生物课件
本课件将介绍生命起源和进化的一系列过程，包括早期生命的起源，动植物 的演化，以及人类起源和生物多样性保护等有趣而重要的主题。
什么是生命
生命是指具有自我复制和能够对环境作出反应的特性的存在。它可以在不同的形式中存在，并通过进化不断适 应和演化。
早期生命的起源
原核生物
共同祖先
根据分子生物学证据，所有生命都可以追 溯到共同的起源。
进化树
通过进化树的构建，可以了解不同物种之间的亲缘关系。
分子生物学和进化
分子生物学的发展使我们能够更深入地了解基因和进化的机制，揭示了生命的奥秘。
乔木
大型植物，具有树干和分枝，主 要通过光合作用获取能源。
地球环境对生命的影响
1
气候变化
气候变化对生物体的适应和生存环境造成重大影响。
2
地质变化
地壳运动和地质活动改变了地球的形态和生物栖息地。
3
灾害事件
自然灾害如地震和火山喷发对生物的多样性有影响。
多样性和共同祖先
物种多样性
地球上存在着各种各样的物种，形成了丰 富的生物多样性。
繁殖和遗传的进化
1
有性生殖
通过与其他个体进行配对来产生后代，有助于基因的重新组合和可变性的产生。
2
无性生殖
通过分裂或孢子的形式进行，有助于数量的增加，但遗传信息没有变化。
3
遗传突变
基因的突变是进化的驱动力之一，使得个体能够适应环境的变化。
生命的进化过程
生命的进化是一个持续的过程，包括物种的分化、适应环境的变化和遗传信 息的传递。
动物的起源和进化
1 多细胞动物
从单细胞到多细胞的过程，不同的组 织和的进化，使得节肢动物 能够不断适应各种环境。
本课件将介绍生命起源和进化的一系列过程，包括早期生命的起源，动植物 的演化，以及人类起源和生物多样性保护等有趣而重要的主题。
什么是生命
生命是指具有自我复制和能够对环境作出反应的特性的存在。它可以在不同的形式中存在，并通过进化不断适 应和演化。
早期生命的起源
原核生物
共同祖先
根据分子生物学证据，所有生命都可以追 溯到共同的起源。
进化树
通过进化树的构建，可以了解不同物种之间的亲缘关系。
分子生物学和进化
分子生物学的发展使我们能够更深入地了解基因和进化的机制，揭示了生命的奥秘。
乔木
大型植物，具有树干和分枝，主 要通过光合作用获取能源。
地球环境对生命的影响
1
气候变化
气候变化对生物体的适应和生存环境造成重大影响。
2
地质变化
地壳运动和地质活动改变了地球的形态和生物栖息地。
3
灾害事件
自然灾害如地震和火山喷发对生物的多样性有影响。
多样性和共同祖先
物种多样性
地球上存在着各种各样的物种，形成了丰 富的生物多样性。
繁殖和遗传的进化
1
有性生殖
通过与其他个体进行配对来产生后代，有助于基因的重新组合和可变性的产生。
2
无性生殖
通过分裂或孢子的形式进行，有助于数量的增加，但遗传信息没有变化。
3
遗传突变
基因的突变是进化的驱动力之一，使得个体能够适应环境的变化。
生命的进化过程
生命的进化是一个持续的过程，包括物种的分化、适应环境的变化和遗传信 息的传递。
动物的起源和进化
1 多细胞动物
从单细胞到多细胞的过程，不同的组 织和的进化，使得节肢动物 能够不断适应各种环境。
33-第14章 基因组与生物进化
e91344, 2014
Viral Eukaryo genesis
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真核生物 病毒发生
假说
Bell P在2001年提出一个关于真核细胞源于DNA病毒的侵染 而产生的假说。作者根据两者DNA聚合酶的高度相似性， 认为细胞核DNA源于DNA病毒。病毒侵染古细菌，随后 内共生产生真核细胞。
J Mol Evol 53: 251–256，2001
核苷酸底物存在时可以完成RNA的合成。
核苷酸衍生物如NADP等参与重要生化反应过程。 RNA催化活性的发现解决了以往关于先有多聚核苷酸还是 先有多肽链的两难困境，表明最初的生化系统整个地集中 在RNA。
rRNA
分 子 结 构
这是与核糖体大亚基蛋白质结合的rRNA, 有6个结构域。实 验证明，蛋白质合成过程中，催化肽键合成的是rRNA分 子的 Nhomakorabea构域V。
试管发R生NA分分子子进进化化，，产产生活生性活更性强更的强RNA的分R子N。A分子。
DNA, RNA和蛋白质的起源关系
生命三系统的起源关系
1) 任何生命都有三个不可或缺的系统 ： 复制系统 转录系统 翻译系统
2) 上述三个系统的起源关系
Woese C认为，翻译系统最早建立, 其次是转录系统, 最后是复制系统。 没有准确高效的翻译系统, 遗传信 息的表达是无法实现的, 精确复制也失去了意义。
真核细胞起源的假说
有三种关于真核细胞起源的假说: 1) 共生假说: 古细菌进入真细菌彼此互助, 随
后 古细菌形成细胞核, 真细菌成为细胞器. 2) 直生假说: 存在含有核膜的细菌, 真核细胞 为 独立起源. 3) 病毒假说: 病毒侵入促使了真核生物的形成. Science 305:766, 2004
Viral Eukaryo genesis
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真核生物 病毒发生
假说
Bell P在2001年提出一个关于真核细胞源于DNA病毒的侵染 而产生的假说。作者根据两者DNA聚合酶的高度相似性， 认为细胞核DNA源于DNA病毒。病毒侵染古细菌，随后 内共生产生真核细胞。
J Mol Evol 53: 251–256，2001
核苷酸底物存在时可以完成RNA的合成。
核苷酸衍生物如NADP等参与重要生化反应过程。 RNA催化活性的发现解决了以往关于先有多聚核苷酸还是 先有多肽链的两难困境，表明最初的生化系统整个地集中 在RNA。
rRNA
分 子 结 构
这是与核糖体大亚基蛋白质结合的rRNA, 有6个结构域。实 验证明，蛋白质合成过程中，催化肽键合成的是rRNA分 子的 Nhomakorabea构域V。
试管发R生NA分分子子进进化化，，产产生活生性活更性强更的强RNA的分R子N。A分子。
DNA, RNA和蛋白质的起源关系
生命三系统的起源关系
1) 任何生命都有三个不可或缺的系统 ： 复制系统 转录系统 翻译系统
2) 上述三个系统的起源关系
Woese C认为，翻译系统最早建立, 其次是转录系统, 最后是复制系统。 没有准确高效的翻译系统, 遗传信 息的表达是无法实现的, 精确复制也失去了意义。
真核细胞起源的假说
有三种关于真核细胞起源的假说: 1) 共生假说: 古细菌进入真细菌彼此互助, 随
后 古细菌形成细胞核, 真细菌成为细胞器. 2) 直生假说: 存在含有核膜的细菌, 真核细胞 为 独立起源. 3) 病毒假说: 病毒侵入促使了真核生物的形成. Science 305:766, 2004
人类的生物进化和基因组
人类的生物进化和基因组人类作为地球上最为复杂的生物种类之一，其生物进化和基因组也是备受关注的研究领域。
本文将以清晰的结构展开对人类生物进化和基因组的探讨。
一、人类的生物进化人类生物进化是指从人类的共同祖先到现代人类的逐渐演化过程。
现代人类属于灵长类动物中的人科，其进化过程包含了物种起源、类人猿演化和人类演化三个重要阶段。
1.1 物种起源人类起源于非洲大陆，最早的人类祖先可以追溯到500万年前。
根据化石和基因研究，科学家推测我们的共同祖先为直立行走的古猿，这是人类与其他类人猿之间最明显的区别。
1.2 类人猿演化在人类的进化历程中，类人猿是一个重要的中间阶段。
在类人猿阶段，我们的祖先逐渐改变了生物力学结构，通过直立行走并扩大脑容量，逐渐发展出了更为复杂的社会行为。
1.3 人类演化人类的演化过程非常复杂，包含了诸多决定性的事件和特征。
我们的祖先从原始社会逐渐进化为现代人类，其中最为重要的特征之一是大脑的进化和语言能力的发展。
这使得我们能够进行高级思维和文化创造。
二、人类的基因组基因组是指一个生物体内完整的遗传物质，包含了所有基因信息。
人类基因组的研究对于了解人类的生理特征、疾病发生机制以及人类进化具有重要意义。
2.1 人类基因组的大小人类基因组总长度约为3.2亿个碱基对，其中包含了约2万个编码蛋白质的基因。
然而，与基因有关的DNA仅占整个基因组的一小部分，大约只有1.5%。
这引发了科学家对非编码DNA的研究。
2.2 基因组中的变异人类基因组存在丰富的遗传变异。
这些变异可以是单个碱基的改变，也可以是染色体水平的改变。
这些变异在一定程度上影响了人类的表型特征，如皮肤颜色、眼睛颜色等。
2.3 基因组研究的应用人类基因组研究在医学和生物学领域有广泛的应用。
通过对基因组的研究，我们可以了解人类疾病的遗传机制，并开发个体化的治疗方案。
此外，基因组研究还能够为犯罪学、人类历史和人类进化等领域提供重要的信息。
总结：人类的生物进化是一个漫长而复杂的过程，从直立行走的古猿到现代人类，我们经历了物种起源、类人猿演化和人类演化三个阶段。
生命的起源和生物进化
高加索人(Caucasoid)或称白种人。皮肤白、鼻 子高而狭窄，眼睛颜色和头发类型多种多样；
尼格罗人(Negroid)或称黑种人，皮肤黑、嘴唇 厚、鼻子宽、头发鬈曲；
澳大利亚人(Australoid)或称棕种人，皮肤棕 色或巧克力色，头发棕黑色而鬈曲，鼻宽， 胡须及体毛发达。
黄色人种（蒙古人种） 白色人种（高加索人种） 黑色人种（尼格罗人种） 棕色人种（澳大利亚人种）
可编辑ppt
58
• 蓝田猿人
1963－1966 年在陕西蓝田 县发现的化石 ，形态上比北 京猿人更为原 始，脑量为 780ml。距今 65-80万年。
可编辑ppt
59
• 元谋猿人
1965年在云南 元谋发现的上内 侧门齿各一枚， 有三件石英岩刮 削 器 。 距 今 170 万年。
可编辑ppt
60
（3）早期智人阶段
(2)从球外来源的陨石中分析这类物质是否存 在；
(3)实验室中创造类似于生命发生期的地球条 件，开展人工模拟的实验。
人们运用精密观测设备从球外空间、从天 外飞来的陨石中已找到40多种存在于地球之外 的有机物，其中包括了多种氨基酸、核苷酸和 卟啉。
1828年德国化学家 维勒(F·Wohler 1800－ 1882) 在 实 验 室 里 用 氧 化铅和铵合成尿素 (NH2CONH2)。
多细胞植物
多细胞动物
澄江生物群
1984年南京地质 古生物研究所的侯先 光在云南省澄江县境 内发现了娜罗虫 (Naraoia)的古老节肢 动物的化石后，开始 了大规模的发掘。
它证实了大爆发式的演化事件在五亿三 千万年前确实曾经发生，最令人震撼的则是 在这一事件发生的短短数百万年(可能只有 一两百万年)期间，几乎所有现生动物的门 类和许多已灭绝了的生物，突发式地出现于 寒武纪地层，而在更老的地层却完全没有其 祖先型的生物化石发现。
尼格罗人(Negroid)或称黑种人，皮肤黑、嘴唇 厚、鼻子宽、头发鬈曲；
澳大利亚人(Australoid)或称棕种人，皮肤棕 色或巧克力色，头发棕黑色而鬈曲，鼻宽， 胡须及体毛发达。
黄色人种（蒙古人种） 白色人种（高加索人种） 黑色人种（尼格罗人种） 棕色人种（澳大利亚人种）
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58
• 蓝田猿人
1963－1966 年在陕西蓝田 县发现的化石 ，形态上比北 京猿人更为原 始，脑量为 780ml。距今 65-80万年。
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59
• 元谋猿人
1965年在云南 元谋发现的上内 侧门齿各一枚， 有三件石英岩刮 削 器 。 距 今 170 万年。
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60
（3）早期智人阶段
(2)从球外来源的陨石中分析这类物质是否存 在；
(3)实验室中创造类似于生命发生期的地球条 件，开展人工模拟的实验。
人们运用精密观测设备从球外空间、从天 外飞来的陨石中已找到40多种存在于地球之外 的有机物，其中包括了多种氨基酸、核苷酸和 卟啉。
1828年德国化学家 维勒(F·Wohler 1800－ 1882) 在 实 验 室 里 用 氧 化铅和铵合成尿素 (NH2CONH2)。
多细胞植物
多细胞动物
澄江生物群
1984年南京地质 古生物研究所的侯先 光在云南省澄江县境 内发现了娜罗虫 (Naraoia)的古老节肢 动物的化石后，开始 了大规模的发掘。
它证实了大爆发式的演化事件在五亿三 千万年前确实曾经发生，最令人震撼的则是 在这一事件发生的短短数百万年(可能只有 一两百万年)期间，几乎所有现生动物的门 类和许多已灭绝了的生物，突发式地出现于 寒武纪地层，而在更老的地层却完全没有其 祖先型的生物化石发现。
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聚 类 理 论
聚类理论（coalescent theory）是根据基因拷 贝在连续世代中的传 递概率及其分布规律 用以追踪共同祖先的 一种数学计算模式。 通过DNA序列的比 对和计算，可以追踪 等位基因之间的传承 关系绘制系统发生树
Байду номын сангаас
聚类理论分析图解
A．N为等位基因的数目，n为群体大小。采用单倍体模型来追踪等位基 因连续世代中的传递轨迹，寻找一个共同的祖先。图中连接3个等 位基因的黑线为聚类溯源的路线。
第13章 基因组进化的模式
遗传系统的产生
1) RNA世界 2) 复制, 转录, 翻译
系统的产生 3) 生命三域(domain)
RNA 世 界 假 说
1986年, Walter Gilbert发明了“RNA World”这一名词, 用 来表示前生命时期携带信息并具有催化功能的RNA分 子。RNA世界假说认为，早期的生命分子是从RNA分 子起始。RNA分子携带遗传信息，可以复制，也有催 化功能，可产生蛋白质和DNA，最终产生生命。
DNA系统发生树
生命的进化有一个基本规则，即从不间断，也不 从新开始。因此基因组纪录了已有生命进化 中所发生的各种事件。
基因组DNA序列在进化过程中会发生碱基序列的 代换，这种代换的轨迹会保留在不同生物的 基因组序列中。根据同源序列的比对，可以 还原DNA碱基序列代换的规律，构建DNA序 列进化树，称为DNA系统发生树（DNA phylogenesis）。
现代人的起源：
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走出非洲假说—Out of Africa
M和N是人类线粒体夏娃的第一代女儿, 所有非州外的现 代人都是她们的后代.
现
代
人
祖
先
的
迁
徙
路 线
现代人起源于8.5万年前从非洲东部经红海海峡进入 西奈半岛的古人类，图中箭头所指为古人类的迁徙 方向。（引自Oppenheimer S，2004）
Viral Eukaryo genesis
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真核生物 病毒发生
假说
Bell P在2001年提出一个关于真核细胞源于DNA病毒的侵染 而产生的假说。作者根据两者DNA聚合酶的高度相似性， 认为细胞核DNA源于DNA病毒。病毒侵染古细菌，随后 内共生产生真核细胞。
J Mol Evol 53: 251–256，2001
试管发R生NA分分子子进进化化，，产产生活生性活更性强更的强RNA的分R子N。A分子。
DNA, RNA和蛋白质的起源关系
生命三系统的起源关系
1) 任何生命都有三个不可或缺的系统： 复制系统 转录系统 翻译系统
2) 上述三个系统的起源关系
Woese C认为，翻译系统最早建立, 其次是转录系统, 最后是复制系统。 没有准确高效的翻译系统, 遗传信 息的表达是无法实现的, 精确复制也失去了意义。
真核细胞起源的假说
有三种关于真核细胞起源的假说: 1) 共生假说: 古细菌进入真细菌彼此互助, 随后
古细菌形成细胞核, 真细菌成为细胞器. 2) 直生假说: 存在含有核膜的细菌, 真核细胞为
独立起源. 3) 病毒假说: 病毒侵入促使了真核生物的形成.
Science 305:766, 2004
存在含有核膜的细菌
核糖体本质上 是一个核酶 --Ribozyme
核糖体大亚基结构模拟图 图中闪光处为蛋白质合成的 活性位点。活性位点仅含RNA（白色链），没有任何蛋 白质（橙色肽链）在其中，表明核糖体是一个核酶。
体外RNA分子可以自我复制
试管内RNA分子的自我催化复制实验 初始RNA分子在体外 实验条件下可以以自身为模板合成新的RNA分子，并可
B．3个等位基因的系统发生树，轨迹T（3）表明等位基因1和3分离的世 代与时间，T（2）表明等位基因1和3的共同祖先与等位基因2分离 的世代与时间，等位基因1，2和3可以上溯到一个最近的共同祖先。
走出 非洲 假说
线粒 体夏
娃
从非洲，亚洲， 澳大利亚，新几 内亚和欧洲收集 不同人类族群个 体的DNA样品进 行线粒体DNA测 序。线粒体为母 系遗传，不发生 遗传交换，保留 了碱基代换的轨 迹，可追踪系谱 发生的历史。据 此判断，现代人 的祖先来源于非 洲。
谢谢!
核苷酸底物存在时可以完成RNA的合成。 核苷酸衍生物如NADP等参与重要生化反应过程。 RNA催化活性的发现解决了以往关于先有多聚核苷酸还是 先有多肽链的两难困境，表明最初的生化系统整个地集中 在RNA。
rRNA
分 子 结 构
这是与核糖体大亚基蛋白质结合的rRNA, 有6个结构域。实 验证明，蛋白质合成过程中，催化肽键合成的是rRNA分 子的结构域V。
RNA世界假说的依据
1）具有催化活性的RNA分子称为核酶（ribozyme）； 2）核酶催化的生化反应包括：
自我剪接 内含子I型，II型和III型RNA分子具有的功能. 催化切断其它RNA 在mRNA和rRNA的加工中U RNA
分子可催化切除内含子； 合成多肽键 这是rRNA分子的重要功能之一； 催化核苷酸的合成 在试管中合成的RNA分子已证明在
Woese C, PNAS, 96:6854, 1998
生命三域
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古细菌与真核生物 更相似
来自海洋火山口的古细菌詹氏甲烷球菌基因组顺序分析 显示，它在起源上与真核类生物更加接近： 1）古细菌的翻译系统如核糖体蛋白，延伸因子和氨酰
tRNA合成酶以及转录系统均与真核生物相似，而与细 菌有所不同。 2）在代谢系统方面，古细菌与真细菌极为相似。人们推 测，古细菌和原始真核细胞可能从原始细胞分别继承 了部分共同的遗传物质。
细胞内膜结构被认为 是真核生物和原核 生物的主要区别之 一，被称为细胞规 划（cell plan）。 浮霉状菌属中一个 革兰氏阴性好氧异 养菌（Gemmata obscuriglobus）的 细胞内含有明显的 内膜结构，并有内 膜包围的拟核，含 有DNA。
PLoS ONE 9(3):
e91344, 2014