生命的起源與進(jìn)化(已修改)
2025-08-13 17:45 本頁(yè)面
【正文】 第九章 生命的起源與進(jìn)化 ?第一節(jié) 生命的起源與進(jìn)化歷程 ?第二節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù) ?第三節(jié) 物種的形成 ?第四節(jié) 影響生物進(jìn)化的主要因素 ?第五節(jié) 生物進(jìn)化理論的產(chǎn)生與發(fā)展 第一節(jié) 生命的起源與進(jìn)化歷程 一、生命起源的模式 ?化學(xué)進(jìn)化與生命起源四個(gè)階段： 非生物（無(wú)生命）合成簡(jiǎn)單有機(jī)分子或 單分子體（氨基酸與核苷酸）的富集。 簡(jiǎn)單分子結(jié)合為高分子，包括蛋白質(zhì)與 核酸 非生物產(chǎn)生的分子聚合為原生物體的小 滴。 遺傳信息的起源。 原始?xì)怏w冷凝 匯流成海洋 火山爆發(fā)和閃電 的能量使氣體合 成簡(jiǎn)單有機(jī)物 濺到巖石上的氨 基酸聚合成肽鏈 又重新回到水中 各種大分子進(jìn)化 成原核細(xì)胞和真 核細(xì)胞 生命起源模式 二、從分子到細(xì)胞 ?生命起源的問(wèn)題，就是原核生物 /細(xì)胞的起源問(wèn)題，發(fā)生在 35億年前，并經(jīng)歷了無(wú)機(jī)小分子 → 有機(jī)小分子 → 生物大分子 → 多分子體系 → 原始細(xì)胞 4個(gè)階段。 由無(wú)機(jī)小分子生成有機(jī)小分子 ?原始大氣成分：氨、甲烷、氰化氫、硫化氫、二氧化碳、氫氣和水蒸氣。 ?化學(xué)進(jìn)化假說(shuō) ——奧巴林和霍爾丹在 20世紀(jì) 20年代提出。即原始大氣成分在閃電、紫外線輻射、宇宙射線和高溫提供能量的作用下 , 可自然地合成一系列小分子有機(jī)化合物 . ?1953年， 米勒 的模擬實(shí)驗(yàn)，用無(wú)機(jī)物 (如氨、甲烷、氫氣等 )制造出了 11氨基酸。 ?此后，其他研究者陸續(xù)又用不同配方的原始大氣混合物，合成了所有 20種氨基酸、以及嘌呤、嘧啶、脫氧核糖、脂肪酸等，若加磷時(shí)， ATP也能產(chǎn)生。 由有機(jī)小分子生成生物大分子 由有機(jī)小分子生成生物大分子 Sindney Fox的實(shí)驗(yàn)，有機(jī)單分子 → 滾燙的沙粒、 粘土或石塊 → 水蒸發(fā) → 類蛋白多肽 多分子體系的形成 ?實(shí)驗(yàn)一 : 類蛋白遇冷 → 微球體（具選擇性滲透外膜） ?實(shí)驗(yàn)二 : 含脂有機(jī)成分遇冷 /水 → 脂質(zhì)體（表面具雙分子層） ?實(shí)驗(yàn)三 :多肽 +核酸 +多糖等混合物 → 搖動(dòng)→ 團(tuán)聚體 原始細(xì)胞生命的形成 ?現(xiàn)代細(xì)胞中，最簡(jiǎn)單和最小的細(xì)胞是菌質(zhì)體（ mycoplasma），存在 DNA →RNA → 蛋白質(zhì)的信息流。 ?Cech的假說(shuō) (20世紀(jì) 80年代）： RNA可能是最早出現(xiàn)的生命活性物質(zhì) . ?四膜蟲的 前體 rRNA的非功能片段具有如下功能 : ?（ 1）催化合成多聚核苷酸鏈 。 ?（ 2）切割降解多聚核苷酸鏈 。 ?（ 3）攜帶遺傳信息 三、從原核細(xì)胞到真核細(xì)胞 在多分子體系中 , “DNA→RNA→蛋白質(zhì)生命系統(tǒng) ” 的建立 , 就意味著原始細(xì)胞生命 ,即原核細(xì)胞的誕生 . 原核細(xì)胞的進(jìn)化 ?原始的地球環(huán)境是無(wú)氧環(huán)境 ,最初的原核生物要經(jīng)過(guò)如下進(jìn)程 : ?異養(yǎng)細(xì)菌 (以有機(jī)物為養(yǎng)料進(jìn)行無(wú)氧呼吸 )→ 導(dǎo)致有機(jī)物減少 → 代謝途徑變化 → 自養(yǎng) 的藍(lán)細(xì)菌 (光合作用 )出現(xiàn) → 二者構(gòu)成了 原核生物時(shí)代的生態(tài)系統(tǒng) (突破營(yíng)養(yǎng)控制的重大飛躍 ) → 藍(lán)細(xì)菌發(fā)展 → 氧氣濃度增加 → 臭氧層 (為真核生物的出現(xiàn)創(chuàng)造了條件 ). ?氧氣 → 限制厭氧生物 → 需氧生物 → 多樣的代謝方式 (光自氧型、光異氧型、化能自氧型和化能異氧型等） 真核細(xì)胞的起源 細(xì)胞結(jié)構(gòu)的差異不是在動(dòng)植物細(xì)胞之間 , 而是在原核細(xì)胞 (procaryote)和真核細(xì) 胞 (eucaryote)之間 .由原核細(xì)胞向真核 細(xì)胞的進(jìn)化就成為生命進(jìn)化史上的重要 事件。 內(nèi)共生說(shuō)（ endosymbiotic theory） 原始的厭氧 /異養(yǎng)原核生物以吞食有機(jī)物和其他原核生物為生 , 有時(shí)它們能容忍所捕獲的原核生物在它們的體內(nèi)生活下去 , 共同生活的結(jié)果 , 吞食者和被吞食者之間發(fā)生了共生關(guān)系 . 被吞食者就變成了細(xì)胞器。其中線粒體來(lái)源于需氧原核生物 (紫細(xì)菌 )，質(zhì)體來(lái)源于藍(lán)細(xì)菌，運(yùn)動(dòng)器（鞭毛和微管系統(tǒng)）來(lái)自于螺旋體細(xì)菌。 ?證據(jù)： 1）真核細(xì)胞的細(xì)胞器有一定的獨(dú)立性 2）細(xì)胞器中的 DNA與原核生物的 DNA具 有部分同源性。 3） 16srRNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的比較研究證 明，真核細(xì)胞的細(xì)胞溶質(zhì)部分和細(xì) 胞器部分有不同的來(lái)源。 ?弱點(diǎn)： 不能解釋細(xì)胞核的來(lái)源 從單細(xì)胞生物到多細(xì)胞生物 現(xiàn)在一般認(rèn)為多細(xì)胞植物和多細(xì)胞動(dòng)物 都是起源于單細(xì)胞鞭毛生物，大約出現(xiàn) 于 6億年前，這一過(guò)程是進(jìn)化史上的重要 事件。 四、多細(xì)胞植物的進(jìn)化 (分為 4個(gè)階段 ) 藻類植物階段： 單細(xì)胞藻類 → 多細(xì)胞藻類 → 大型藻類 蕨類植物階段 裸蕨 → 石松類 → 羽葉類 → 真蕨類 裸子植物階段 出現(xiàn)于 。 ?特點(diǎn)： 配子體簡(jiǎn)化并寄生于孢子體 上；種子繁殖；花粉管。 被子植物階段 ? 進(jìn)化特征： ?木質(zhì)部出現(xiàn)導(dǎo)管，韌皮部出現(xiàn)篩管和伴胞。 ?種子具有果皮包被。 ?具有雙受精作用和三倍體胚乳。 五、多細(xì)胞動(dòng)物的進(jìn)化 ?分為 2個(gè)階段 多細(xì)胞無(wú)脊椎動(dòng)物階段 有化石記錄始于古生代的寒武紀(jì)，那時(shí)的無(wú)脊椎動(dòng)物多達(dá) 7個(gè)門類，其中三葉蟲最多，故稱為 “ 三葉蟲時(shí)代 ” .之后取而代之的是昆蟲。 脊椎動(dòng)物階段（ 再分為 5個(gè)階段） ?魚類： 盾皮魚類 → 軟骨魚和硬骨魚。 ?兩棲類 ：魚石螈 → 堅(jiān)頭類和塊椎類 → 弓椎類和殼椎類。 ?爬行類 ：杯龍類 → 恐龍類。 ?鳥類： 始祖鳥（古鳥亞綱） → 今鳥亞綱 . ?
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