第十五章生物的进化2016分析
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• 环境的变化大大促进了生物类群的进化。 如泥盆纪后由于气候分带，刚登陆的植物 逐渐向内陆深透，植物地理分区也逐渐明 显。
• 生物的进化是渐进式的。始祖鸟，种子蕨。
2）比较解剖学证据
• 同源器官。进化上来源相同，构造和部位 相似而形态功能上有显著差异的器官。如 鸟翼、鲸鳍、马前肢、人上肢。
同功器官: 形态和功能相似，而来源和构造不同的器官。如 鸟、蝙蝠和昆虫的翅膀。
米勒的实验——生命起源于无机物
1953年 米勒，进行了模拟原
始大气中雷鸣闪电的实验，
共得到了20种有机化合物，
其中11种氨基酸中有4种
(甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸 和谷氨酸)
是生物的蛋白质所含有的。
二、 生物进化的历史、主Biblioteka Baidu历程
1. 生命进化的概念 2. 生命进化的历史 3. 生物进化的证据
2. 神创论：
3.天外种胚论：地球上的生命是由天外飞来的。
4.化学起源论：生命是由非生命物质经过长期演化而来的。
（二） 生命起源的条件
1.原始大气（氢、氦为主）消失，形成的还 原性次生大气（主要是CO2、CH4、N2、 水蒸气、H2S和NH3等）为生命起源提供 了原始素材；
2. 热能、太阳能和放电提供了能源；
3.原始海洋提供了场所。
（三） 生命起源的主要阶段
1.无机小分子到有机小分子（Miller实验） 2.有机小分子到生物大分子 3.生物大分子到多分子体系（团聚体学说
和微球体学说） 4.多分子体系到原始生命
还原性大气在短波紫外线 等能源作用下 能生成简单有机物(生物 小分子)， 简单有机物可生成复杂有 机物(生物大分子) 并在原始海洋中形成多分 子体系的团聚体， 后者经过长期的演变和“ 自然选择”， 终于出现了原始生命体。
(3) 代谢多样化及其起源
• 最初的生命构造简单，以周围环境的有机物质 为养料，靠无氧呼吸获得能量。
• 原核生物（蓝细菌）的出现使生物能利用光能， 成为自养生物。从而生物具备了合成和分解两 种功能，成为一个完整的生态系统。
• 原核生物阶段已具十分多样化（比真核生物高） 的代谢方式，其起源早于真核生物。分为4种 类型：光自养型、光异养型、化能自养型、化 能异养型。
(4) 真核生物的起源
• 真核生物起源大约在十四、五亿年前，有两种 学说： – 渐进说。即蓝细菌起源说。认为真核生物是 由原核生物通过自然选择和突变逐渐进化而 来的。 – 内共生说。认为真核细胞的形成是通过与几 种类型的原核生物共生而发展而来的。
(5) 生物进化的规律
a.生物结构进化的“建筑法则”：生命史早期进 化主要表现在分子层次上（化学进化），此后 主要表现在细胞层次上（细胞进化），再后则 主要表现在组织和器官结构上。
元古宙
25亿年前-6亿年前
(2)生物进化史上的重要事件
1）细胞的产生。形成原核生物，是太古宙初至 元古宙中期的优势生物。
2）真核生物的产生。于元古宙晚期取得优势。 从原核细胞到真核细胞的进化是最重要的细胞 进化事件。
3）多细胞化。又一重大事件，奠定了地球上一 切高级生命产生和发展的基础。于元古宙末。
第八章 生物的起源和 进化
参考书
• 沈银柱主编，进化生物学。高等教育出版 社，2002。
• 张昀，生物进化。北京大学出版社，1998。
一.生命的起源 二.生物进化的主要历程和证据 三.生物进化的理论 四.物种的形成 五.分子进化和分子系统学
一.生命的起源
（一）对生命起源的认识 1.自然发生论：生物可以从非生命的物质中直接而迅速地 产生。“腐肉生蛆”
b.往生物个体结构的复杂性（结构层次增加和各 结构层次的分化程度增大）和多样性（歧异性） 发展。
c.缓慢、渐变的与快速、跳跃式的进化都存在。
3 .生物进化的证据
（1）.古生物学证据
（化石）
石化了的动物硬体部分
化石证据
• 越早形成的地层里，成为化石的生物越简 单、越低等；反之亦然。揭示了生物由简 单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生 的进化顺序。
4）后生动物和后生植物的第一次适应辐射。于 元古宙末至显生宙初（寒武纪）。生命史中另 一个转折点，由微观生命往宏观生命转变。
5）动物骨骼化与植物的木质化。骨骼化－木质 化与元古宙末至寒武纪初海洋生态系统内部种 间关系复杂化有关。促进了水生到陆生。
– 第一次为外骨骼和钙藻（植物）；第二次为 内骨骼和维管系统。植物的角质层、气孔、 维管系统、木质化、植物体增大，相对应的 是动物皮肤角质化、气管与肺、内骨骼、循 环系统。
生物进化的 三个阶段
前生命的化学进化阶段
38亿年前 细胞出现
生物学进化阶段
一万年前 人类出现
文化进化与生物学进化 并行和相互制约阶段
1 生物进化的历史
(1) 生物进化史
太古宙
38亿年前-25亿年前
化学进化
-38亿年前
显生宙
6亿年前-现今
宏观生物进化时期 5.5-6.5亿年前
前显生宙微观 生物进化时期 (细胞进化时期)
• 痕迹器官。指生物体内保存了对机体作 用已经不大，祖先身上曾经发达的器官 的痕迹。如人体内的动耳肌、阑尾、体 毛和尾椎骨，仙人掌退化的叶，禾本科 等退化的花被等。
• 拟态现象。是指一种生物模仿另一种生 物的形态的现象。如无毒蛇模拟有毒蛇 的外形。
螳螂的拟态
（3）
（4）
生物地理分布的证据
• 澳大利亚于白垩纪末期以来一直保持地 理上的隔离，大多是现代最原始的类群， 如有袋类、单孔类的鸭嘴兽、针鼹等。
1. 生物进化的概念
• 生物进化 生物与其生存环境相互作用的过程中，其遗传系统 随时间而发生一系列不可逆的改变，并导致相应 的表型的改变。在大多数情况下，这种改变导致 生物总体对其生存环境的相对适应。
• 进化生物学 研究生物进化的过程、原因、机制、速率和方向以 及物种的形成和绝灭、系统发生以及适应的起源 等的科学。它的基本理论就是进化论。
• 南美洲第三纪初至末期完全与其他大陆分离。 特有动物类群有贫齿类、阔鼻猿猴等。但也有 肺鱼、鸵鸟、有袋类，羊驼、鹿、狐等。
• 非洲北部的大荒漠阻碍了原始哺乳类的移入， 侵入的是以后出现的高等类群，特有种有长颈 鹿、河马、大猩猩、斑马等。
（5）
（6） （7）
（8）栽培植物和家养动物证据
• 生物的进化是渐进式的。始祖鸟，种子蕨。
2）比较解剖学证据
• 同源器官。进化上来源相同，构造和部位 相似而形态功能上有显著差异的器官。如 鸟翼、鲸鳍、马前肢、人上肢。
同功器官: 形态和功能相似，而来源和构造不同的器官。如 鸟、蝙蝠和昆虫的翅膀。
米勒的实验——生命起源于无机物
1953年 米勒，进行了模拟原
始大气中雷鸣闪电的实验，
共得到了20种有机化合物，
其中11种氨基酸中有4种
(甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸 和谷氨酸)
是生物的蛋白质所含有的。
二、 生物进化的历史、主Biblioteka Baidu历程
1. 生命进化的概念 2. 生命进化的历史 3. 生物进化的证据
2. 神创论：
3.天外种胚论：地球上的生命是由天外飞来的。
4.化学起源论：生命是由非生命物质经过长期演化而来的。
（二） 生命起源的条件
1.原始大气（氢、氦为主）消失，形成的还 原性次生大气（主要是CO2、CH4、N2、 水蒸气、H2S和NH3等）为生命起源提供 了原始素材；
2. 热能、太阳能和放电提供了能源；
3.原始海洋提供了场所。
（三） 生命起源的主要阶段
1.无机小分子到有机小分子（Miller实验） 2.有机小分子到生物大分子 3.生物大分子到多分子体系（团聚体学说
和微球体学说） 4.多分子体系到原始生命
还原性大气在短波紫外线 等能源作用下 能生成简单有机物(生物 小分子)， 简单有机物可生成复杂有 机物(生物大分子) 并在原始海洋中形成多分 子体系的团聚体， 后者经过长期的演变和“ 自然选择”， 终于出现了原始生命体。
(3) 代谢多样化及其起源
• 最初的生命构造简单，以周围环境的有机物质 为养料，靠无氧呼吸获得能量。
• 原核生物（蓝细菌）的出现使生物能利用光能， 成为自养生物。从而生物具备了合成和分解两 种功能，成为一个完整的生态系统。
• 原核生物阶段已具十分多样化（比真核生物高） 的代谢方式，其起源早于真核生物。分为4种 类型：光自养型、光异养型、化能自养型、化 能异养型。
(4) 真核生物的起源
• 真核生物起源大约在十四、五亿年前，有两种 学说： – 渐进说。即蓝细菌起源说。认为真核生物是 由原核生物通过自然选择和突变逐渐进化而 来的。 – 内共生说。认为真核细胞的形成是通过与几 种类型的原核生物共生而发展而来的。
(5) 生物进化的规律
a.生物结构进化的“建筑法则”：生命史早期进 化主要表现在分子层次上（化学进化），此后 主要表现在细胞层次上（细胞进化），再后则 主要表现在组织和器官结构上。
元古宙
25亿年前-6亿年前
(2)生物进化史上的重要事件
1）细胞的产生。形成原核生物，是太古宙初至 元古宙中期的优势生物。
2）真核生物的产生。于元古宙晚期取得优势。 从原核细胞到真核细胞的进化是最重要的细胞 进化事件。
3）多细胞化。又一重大事件，奠定了地球上一 切高级生命产生和发展的基础。于元古宙末。
第八章 生物的起源和 进化
参考书
• 沈银柱主编，进化生物学。高等教育出版 社，2002。
• 张昀，生物进化。北京大学出版社，1998。
一.生命的起源 二.生物进化的主要历程和证据 三.生物进化的理论 四.物种的形成 五.分子进化和分子系统学
一.生命的起源
（一）对生命起源的认识 1.自然发生论：生物可以从非生命的物质中直接而迅速地 产生。“腐肉生蛆”
b.往生物个体结构的复杂性（结构层次增加和各 结构层次的分化程度增大）和多样性（歧异性） 发展。
c.缓慢、渐变的与快速、跳跃式的进化都存在。
3 .生物进化的证据
（1）.古生物学证据
（化石）
石化了的动物硬体部分
化石证据
• 越早形成的地层里，成为化石的生物越简 单、越低等；反之亦然。揭示了生物由简 单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生 的进化顺序。
4）后生动物和后生植物的第一次适应辐射。于 元古宙末至显生宙初（寒武纪）。生命史中另 一个转折点，由微观生命往宏观生命转变。
5）动物骨骼化与植物的木质化。骨骼化－木质 化与元古宙末至寒武纪初海洋生态系统内部种 间关系复杂化有关。促进了水生到陆生。
– 第一次为外骨骼和钙藻（植物）；第二次为 内骨骼和维管系统。植物的角质层、气孔、 维管系统、木质化、植物体增大，相对应的 是动物皮肤角质化、气管与肺、内骨骼、循 环系统。
生物进化的 三个阶段
前生命的化学进化阶段
38亿年前 细胞出现
生物学进化阶段
一万年前 人类出现
文化进化与生物学进化 并行和相互制约阶段
1 生物进化的历史
(1) 生物进化史
太古宙
38亿年前-25亿年前
化学进化
-38亿年前
显生宙
6亿年前-现今
宏观生物进化时期 5.5-6.5亿年前
前显生宙微观 生物进化时期 (细胞进化时期)
• 痕迹器官。指生物体内保存了对机体作 用已经不大，祖先身上曾经发达的器官 的痕迹。如人体内的动耳肌、阑尾、体 毛和尾椎骨，仙人掌退化的叶，禾本科 等退化的花被等。
• 拟态现象。是指一种生物模仿另一种生 物的形态的现象。如无毒蛇模拟有毒蛇 的外形。
螳螂的拟态
（3）
（4）
生物地理分布的证据
• 澳大利亚于白垩纪末期以来一直保持地 理上的隔离，大多是现代最原始的类群， 如有袋类、单孔类的鸭嘴兽、针鼹等。
1. 生物进化的概念
• 生物进化 生物与其生存环境相互作用的过程中，其遗传系统 随时间而发生一系列不可逆的改变，并导致相应 的表型的改变。在大多数情况下，这种改变导致 生物总体对其生存环境的相对适应。
• 进化生物学 研究生物进化的过程、原因、机制、速率和方向以 及物种的形成和绝灭、系统发生以及适应的起源 等的科学。它的基本理论就是进化论。
• 南美洲第三纪初至末期完全与其他大陆分离。 特有动物类群有贫齿类、阔鼻猿猴等。但也有 肺鱼、鸵鸟、有袋类，羊驼、鹿、狐等。
• 非洲北部的大荒漠阻碍了原始哺乳类的移入， 侵入的是以后出现的高等类群，特有种有长颈 鹿、河马、大猩猩、斑马等。
（5）
（6） （7）
（8）栽培植物和家养动物证据