生命的起源和生物进化课件
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粒体。此原生生物生活在白蚁的后肠中。
27
2.分化假说（膜进化假说）：
真核细胞器是由原生质膜内伸和核质再分 配而同时形成的。原核生物到真核生物是渐进 的、直接的进化过程。
但是既然各种细胞器是同时形成的，为何 生化特性如此不同。
28
3、分子进化 中性理论：
30亿年前就 有了古细菌、 真细菌、真 核细胞生物 的分化
(3)具有内在的物质代谢、能量代谢和信息 交流的基本性能。
17
原始生命体的发生
1、微球说：
美国的福克斯(Fox)实验室主张微球说，认 为有生物质(浓缩干燥的氨基酸)在水液环境内 可以形成微小球状物。
这种微球外周具者双层表面膜，能将它与 环境隔离成为相对独立的小体系。这种微球可 因内外变化而变形，“增长”体积；分裂为二 ，也能出芽，它们还能吸收物质。
20
奥巴林将白明胶(蛋白质)的水溶液与阿拉 伯胶(糖)的水溶液混在一起，在混合之前，这 种溶液都是透明的，混合之后，变为混浊。在 显微镜下可以看到在均匀的溶液中出现了小滴， 即团聚体。它们四周与水液有明显的界限。
21
微球说与团聚粒的共同点。 福克斯的微球说认为，从类蛋白质在一定 条件下即可形成有双膜结构的微球，这样的微 球有多种多样的形态变化和反应“活性”。奥 巴林的团聚粒也具有类似的性质，不过它的构 成物质是从植物或动物那里得到的。
7
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。
8
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)。
开辟了从无机物合 成有机物的新纪元，填 补了有机物与无机物之 间的鸿沟。
源
氨基酸聚合成
模
肽链又重新回
到水中
式
各种大分子进化 成原核细胞、真 核细胞、多细胞
3
生命的诞生
4
三个焦点问题： 生物大分子的出现 DNA－RNA－蛋白质秩序的建立 细胞形成
5
一、 生物大分子的出现
38－40亿年前
6
核苷酸、氨基酸和卟啉等有机物的起源， 已经有相当多的研究
(1)从球外空间探索这些分子存在的证据； (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。
33
实 球 藻
•实球藻由 8,16或32个细胞组成，单个细胞不能 独立生活，有性生殖是异配的。
34
空 球 藻
•空球藻(Eudorina)是由16、32或64个细胞组成,
中央充满胶质液体。雌雄配子大小不同。 35
团 藻
•团藻(Volvox)是由500～50000个细胞组成的空
心球群体，细胞功能分化为营养细胞和生殖细
24
一、从原核细胞到真核细胞 1.共生起源假说： 认为原始的真核细胞的某些细胞器是吞噬
了另一个细胞，或两者融合起来，实现共生的 结果。
但是它无法解释细胞核的起源。
25
被捕获后生活在大细菌细胞膜和细胞壁之间的
小细菌(黑色椭圆)(Bdellovibrio-意即蛭形弧菌) 26
生活在一种原生生物中的共生细菌，大小类似线
根据研究，RNA先发生的可能性较大，称 为“RNA世界”。因某种核酸同时还具有酶的 功能。
15
三、细胞形成
细胞出现： 35－38亿年前 膜结构和分隔化的形成是生命功能实现 的必要条件
16
原始的第一个细胞必须具备下列最基本的 性质：
(1)有类似质膜的生Biblioteka Baidu膜。 (2)有能完成自我复制和自发整合的生命大 分子物质体系。
12
二、 DNA－RNA－蛋白质秩序的建立 生命的主宰物质是核酸和蛋白质这
两类生物大分子。生物大分子起源的研 究是解开生命起源奥秘的钥匙。
13
Replication
Reverse Translation
14
核酸同原始蛋白质哪个先发生，有三种说法：
核酸先发生；蛋白质先发生；二者同时发生。
核酸先发生的可能性较大，因为核酸的构 成成分较简单，聚合较容易。同时发生的可能 性不大。核酸先发生，但没有发挥它的信息传 导体的潜在功能。这种潜能只有在原始生命微 体系出现后才能表现出来。
9
1953 年，米勒 (Mi11er)对 接近于地 表原始气 氛的气体 混合系统
10
11
NH3、 H2、
CH4、 H2O
(紫外线) (冲击波) (射线) 高压电弧
混合系统
天冬氨酸 谷氨酸
β－氨基丙酸 等
生物大分子的构成物可从无机物和简单有 机物小分子在接近地表原始状态的物理的、化 学的条件下合成出来，这是生命起源于地球化 学演化的有力证明。
22
两个模型的研究共同证明一点地球表面物 质的化学演化，在适宜的条件下即有可能通过 物理的，化学的过程，产生原始的有膜包被的 微小球体，达种微球体具有某些类似的简单生 命活动的特性。
23
第二节 生物的进化历程
四个重要的进化事件和阶段：
原核细胞 真核细胞 ? 单细胞 多细胞 多细胞生物出现后的生物演化 人类的起源
生物的进化
第一节 生命的起源 第二节 生物进化的历程 第三节 生物进化的证据 第四节 生物进化的理论
1
第一节 生命的起源
“道生一，一生二，二生三，三生万物。” —— 老子:《道德经》
“物类之起，必有所始。” —— 旬子:《劝学》
2
原始气体冷凝
生
汇流成海洋
命
火山爆发和闪电
起
的能量使气体合 成简单有机物
18
蛋 白 链 形 成 的 微 球 体
水溶液中 × 11000
19
2、团聚体说：
苏联的奥巴林(Oparin)实验室主张有生物 质最先形成团聚小体。这种团聚小体大小不一， 但有一定范围，形态类似球状菌。团聚小体类 似简单的细胞，外表有双层膜，膜的大小形态 因环境渗透压而变化。它能“选择吸收”某些 物质，也能进行“分裂”，能自发“出芽”。
30亿年前
29
真核细胞是不是来自原核细胞，这个 问题现在还没有一个最后的答案。
30
二、 从单细胞到多细胞
多细胞生物出现： 6亿年前
单细胞真核生物
多细胞真核生物
31
从系统发生来看，生物是从单细胞生物发展到多细胞生物。
衣 藻
•衣藻是一种单细胞生物。
32
盘 藻
•盘藻是由 4、16或32个细胞组成，每个细胞都 和衣藻相似。散开也能独立生活。以同配生殖 的方式繁殖后代。
27
2.分化假说（膜进化假说）：
真核细胞器是由原生质膜内伸和核质再分 配而同时形成的。原核生物到真核生物是渐进 的、直接的进化过程。
但是既然各种细胞器是同时形成的，为何 生化特性如此不同。
28
3、分子进化 中性理论：
30亿年前就 有了古细菌、 真细菌、真 核细胞生物 的分化
(3)具有内在的物质代谢、能量代谢和信息 交流的基本性能。
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原始生命体的发生
1、微球说：
美国的福克斯(Fox)实验室主张微球说，认 为有生物质(浓缩干燥的氨基酸)在水液环境内 可以形成微小球状物。
这种微球外周具者双层表面膜，能将它与 环境隔离成为相对独立的小体系。这种微球可 因内外变化而变形，“增长”体积；分裂为二 ，也能出芽，它们还能吸收物质。
20
奥巴林将白明胶(蛋白质)的水溶液与阿拉 伯胶(糖)的水溶液混在一起，在混合之前，这 种溶液都是透明的，混合之后，变为混浊。在 显微镜下可以看到在均匀的溶液中出现了小滴， 即团聚体。它们四周与水液有明显的界限。
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微球说与团聚粒的共同点。 福克斯的微球说认为，从类蛋白质在一定 条件下即可形成有双膜结构的微球，这样的微 球有多种多样的形态变化和反应“活性”。奥 巴林的团聚粒也具有类似的性质，不过它的构 成物质是从植物或动物那里得到的。
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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。
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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)。
开辟了从无机物合 成有机物的新纪元，填 补了有机物与无机物之 间的鸿沟。
源
氨基酸聚合成
模
肽链又重新回
到水中
式
各种大分子进化 成原核细胞、真 核细胞、多细胞
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生命的诞生
4
三个焦点问题： 生物大分子的出现 DNA－RNA－蛋白质秩序的建立 细胞形成
5
一、 生物大分子的出现
38－40亿年前
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核苷酸、氨基酸和卟啉等有机物的起源， 已经有相当多的研究
(1)从球外空间探索这些分子存在的证据； (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。
33
实 球 藻
•实球藻由 8,16或32个细胞组成，单个细胞不能 独立生活，有性生殖是异配的。
34
空 球 藻
•空球藻(Eudorina)是由16、32或64个细胞组成,
中央充满胶质液体。雌雄配子大小不同。 35
团 藻
•团藻(Volvox)是由500～50000个细胞组成的空
心球群体，细胞功能分化为营养细胞和生殖细
24
一、从原核细胞到真核细胞 1.共生起源假说： 认为原始的真核细胞的某些细胞器是吞噬
了另一个细胞，或两者融合起来，实现共生的 结果。
但是它无法解释细胞核的起源。
25
被捕获后生活在大细菌细胞膜和细胞壁之间的
小细菌(黑色椭圆)(Bdellovibrio-意即蛭形弧菌) 26
生活在一种原生生物中的共生细菌，大小类似线
根据研究，RNA先发生的可能性较大，称 为“RNA世界”。因某种核酸同时还具有酶的 功能。
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三、细胞形成
细胞出现： 35－38亿年前 膜结构和分隔化的形成是生命功能实现 的必要条件
16
原始的第一个细胞必须具备下列最基本的 性质：
(1)有类似质膜的生Biblioteka Baidu膜。 (2)有能完成自我复制和自发整合的生命大 分子物质体系。
12
二、 DNA－RNA－蛋白质秩序的建立 生命的主宰物质是核酸和蛋白质这
两类生物大分子。生物大分子起源的研 究是解开生命起源奥秘的钥匙。
13
Replication
Reverse Translation
14
核酸同原始蛋白质哪个先发生，有三种说法：
核酸先发生；蛋白质先发生；二者同时发生。
核酸先发生的可能性较大，因为核酸的构 成成分较简单，聚合较容易。同时发生的可能 性不大。核酸先发生，但没有发挥它的信息传 导体的潜在功能。这种潜能只有在原始生命微 体系出现后才能表现出来。
9
1953 年，米勒 (Mi11er)对 接近于地 表原始气 氛的气体 混合系统
10
11
NH3、 H2、
CH4、 H2O
(紫外线) (冲击波) (射线) 高压电弧
混合系统
天冬氨酸 谷氨酸
β－氨基丙酸 等
生物大分子的构成物可从无机物和简单有 机物小分子在接近地表原始状态的物理的、化 学的条件下合成出来，这是生命起源于地球化 学演化的有力证明。
22
两个模型的研究共同证明一点地球表面物 质的化学演化，在适宜的条件下即有可能通过 物理的，化学的过程，产生原始的有膜包被的 微小球体，达种微球体具有某些类似的简单生 命活动的特性。
23
第二节 生物的进化历程
四个重要的进化事件和阶段：
原核细胞 真核细胞 ? 单细胞 多细胞 多细胞生物出现后的生物演化 人类的起源
生物的进化
第一节 生命的起源 第二节 生物进化的历程 第三节 生物进化的证据 第四节 生物进化的理论
1
第一节 生命的起源
“道生一，一生二，二生三，三生万物。” —— 老子:《道德经》
“物类之起，必有所始。” —— 旬子:《劝学》
2
原始气体冷凝
生
汇流成海洋
命
火山爆发和闪电
起
的能量使气体合 成简单有机物
18
蛋 白 链 形 成 的 微 球 体
水溶液中 × 11000
19
2、团聚体说：
苏联的奥巴林(Oparin)实验室主张有生物 质最先形成团聚小体。这种团聚小体大小不一， 但有一定范围，形态类似球状菌。团聚小体类 似简单的细胞，外表有双层膜，膜的大小形态 因环境渗透压而变化。它能“选择吸收”某些 物质，也能进行“分裂”，能自发“出芽”。
30亿年前
29
真核细胞是不是来自原核细胞，这个 问题现在还没有一个最后的答案。
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二、 从单细胞到多细胞
多细胞生物出现： 6亿年前
单细胞真核生物
多细胞真核生物
31
从系统发生来看，生物是从单细胞生物发展到多细胞生物。
衣 藻
•衣藻是一种单细胞生物。
32
盘 藻
•盘藻是由 4、16或32个细胞组成，每个细胞都 和衣藻相似。散开也能独立生活。以同配生殖 的方式繁殖后代。