生命的起源与演化

文科大学生自然科学知识竞赛复习提纲----生命篇

一.生命的起源与演化

(一)关于生命起源的多种假说

1.上帝创造生命说

2. 生命来源于宇宙-----宇宙胚胎说

生命必须的酶,像蛋白质和遗传物质的形成一样,需要数亿年的时间,一些化石上所记载的生命物质诞生于35亿年前.

20世纪40年代以来,人类用天体物理的手段,在地球之外探测了近百种有机分子,像甲醛、氨基酸等.在一些降落到地球上的陨石中也发现了含有组成生命的有机分子,在一些被称为“脏雪球”的慧星中不仅含有固态的水,还有氨基酸、乙醇、嘌呤、嘧啶等有机化合物,生命有可能在慧星上产生而被带到地球上.

3.自然发生说

地球上的生命包括人都是从非生命的物质中突然产生的

4.生命的产生只能来自于生命

生命的产生只能来自于生命,代表人物是巴斯德.

(二)化学进化和细胞的形成

生命的起源必然是通过化学途径实现的----恩格斯

多数学者把细胞生命看作是真正的生命, 细胞生命出现之前是化学进化, 细胞生命出现之后是生物学进化,借以与尔后发生的生物进化相呼应.

1.米勒模拟原始地球大气实验

对于从无机分子到有机分子的转变,美国芝加哥大学研究生米勒的实验能够典型地说明.1953年, 米勒在其导师尤利指导下, 模拟在原始地球大气中产生有机物(特别是氨基酸)的实验,以论证生命起源的化学进化过程.实验结果:得到20种小分子有机化合物,其中有11种氨基酸.这11种氨基酸中,有4种氨基酸----甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸,是天然蛋白质中所含有的.

1961年.美国生物化学家奥罗,把氰化氢和甲醛加入原始大气中,实验结果除了得到氨基酸外,更绝妙的是,他还成功地得到腺嘌呤、核糖和脱氧核糖,得到了构成生命核酸的零件.

所有这些与生命有关的原料,作为不可缺少的化学物质,在早期地球上都存在.

2.奥巴林“团聚体”假说

前苏联著名生物化学家奥巴林的“团聚体”假说显得非常有意义,他把这种“团聚体”视为前细胞的生命模型.

3.福克斯类蛋白微球体假说

福克斯发现当把类蛋白放到稀盐酸溶液中加热溶解,等冷却后, 类蛋白会缩到一起,形成无数类似细胞样的球状小体, 福克斯把它称作类蛋白微球体.

细胞膜的形成,标志着原始生命转变为原始细胞形态的生命.

(三)生命进化的历史

1.从单细胞到多细胞生物

细胞按形态结构的不同可以分为两类:原核细胞和真核细胞.

原核细胞结构比较简单,个体较小.它的主要特征是:细胞中的遗传物质是裸露的DNA分子,它们分散在细胞质里或集中在核状体部位,没有核膜和核的结构.

真核细胞的形态结构比较复杂,它的遗传物质除了DNA外,还有RNA和蛋白质,形成了结构复杂的染色体,并集中在由核膜包裹着的细胞核中.

2.寒武纪生命大爆发

在距离现在5亿~6亿年内,地球上出现过一次生命大爆发,有成千上万种多细胞的生物出现.由于这次生命爆发的时间是被地球学家叫作“寒武纪时代”,所以人们又称之为“寒武纪生命大爆发”

在寒武纪生命大爆发后2亿多年的时间里,三叶虫依然是生活得最成功的动物.

3.鱼类世界的诞生

最初出现的鱼叫甲胄鱼,它们中的大多数身体的前端都包着坚硬的骨质甲胄形似鱼类,但没有成对的鳍,活动能力很差.

4.植物的演化

蓝藻是海洋中最早的单细胞生物之一.

5.动物登陆

距今2.3亿年前,由于地球气候温暖,食物充足,爬行类动物逐渐繁盛起来,种类越来越多.它们不断地分化成各种不同种类的爬行动物,变成了今天的龟类、鳄类、蛇类、蜥蜴类、哺乳动物等.

6.人类的诞生

由于劳动,手便得到进一步的发展和改善,同时,也引起了身体其他器官的变化,特别是大脑得到高度的发展.在劳动过程中,产生了语言和意识,建立了社会.于是,劳动使森林古猿演变成了人.

(四)关于生命进化的学说

1.拉马克进化论思想

2.达尔文的进化论思想

达尔文于己于1859年出版了物种起源,提出了以自然选择为机制的进化学说,成为生物学史上的一个转折点.

主要精神:凡是生存下来的生物都是适应环境的,而被淘汰的生物都是对环境不适应,这就是适者生存. 达尔文把在生存斗争中, 适者生存,不适者被淘汰的过程叫做自然选择.

3.居维叶的灾变论

居维叶是19世纪法国著名的地质学家古生物学家,是灾变论的主要代表.他认为在整个地质发展的过程中,地球经常发生各种突如其来的灾害性变化.例如,海洋干涸成陆地,陆地又隆起成山脉,反过来陆地也可以下沉为海洋,还有火山爆发、洪水泛滥、气候急剧变化等.

所谓大灭绝是指在一个较短的地质时间内(如数十万年到数百万年),在多个生物地理大范围内,生物灭绝总量有实质意义地迅速增加,多种生物类别受到重创或灭绝.

4.综合进化论

综合进化论是遗传学家、美藉俄国人杜布赞斯基于1938年建立的,其基本思想是:

第一,种群是生物进化的基本单位.

第二, 生物进化有3个基本环节,即突变、选择和隔离.

二.生物体的基本组成单位----细胞

(一)细胞的发现与细胞学说的建立

细胞是生命的最基本单位,生物的一切活动都是通过细胞实现的.

1838年德国植物学家施莱登提出了细胞是一切植物结构的基本单位,也是植物借以发展的根本实体.1839年德国动物学家施旺把这一学说扩大到动物界,从而形成了细胞学说.

(二)细胞的分类

生物学按照结构的复杂程度及进化顺序,把全部细胞分为两类:一类是原核细胞,一类是真核细胞.

原核细胞是比较低级和原始的一类细胞,缺乏真正的细胞核,通常比真核细胞小.

真核细胞由原核细胞进化而来,包括植物细胞和动物细胞两大类. 真核细胞具有真正的细胞核,其遗传物质DNA被包在双层膜的特殊结构中. 真核细胞还具有许多由膜包被或组成的细胞器,它们包括线粒体、叶绿体、高尔基体、内质网等.

大液泡、叶绿体和细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征.动物细胞是由细胞膜、细胞质和细胞核三部分组成.与植物细胞结构不同的是,动物细胞膜外没有细胞壁保护和支持, 细胞质中没有叶绿体,所以动物不能像植物那样进行光合作用,只能靠吃植物和别的动物来生存; 细胞质中的液泡不明显,而植物细胞中的液泡明显,而且