現(xiàn)代生物科學(xué)導(dǎo)論：第三講(1)-生命的起源與生物進(jìn)化C

1、“道生一，一生二，二生三，三生萬物?！?老子:道德經(jīng) “物類之起，必有所始?！?旬子:勸學(xué) 地球上生命的起源地球上生命的起源 地地 球球 上上 生生 命命 的的 起起 源源 生 物 的 進(jìn) 化 地球上生命的起源地球上生命的起源 生命的誕生 古生代：古生代：5.7億年前億年前 中生代：中生代：2.4億年前億年前 新生代：新生代：6600萬年前萬年前 地球上生命的起源地球上生命的起源 地球上生命的起源地球上生命的起源 第一節(jié)第一節(jié) 關(guān)于生命起源的不同觀點關(guān)于生命起源的不同觀點 一、上帝創(chuàng)造說神創(chuàng)論一、上帝創(chuàng)造說神創(chuàng)論 二、外星球起源說二、外星球起源說 三、自然起源學(xué)說三、自然起源學(xué)說 曲頸燒瓶許可

2、空氣進(jìn)入燒瓶內(nèi) ，微生物則不能進(jìn)入，滅菌 的培養(yǎng)液沒有微生物。2天后去除曲頸的燒瓶中培養(yǎng)液渾濁，出現(xiàn)大量微生物 第一節(jié)第一節(jié) 關(guān)于生命起源的不同觀點關(guān)于生命起源的不同觀點 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 一、宇宙大爆炸和地球的起源一、宇宙大爆炸和地球的起源 二、化學(xué)進(jìn)化產(chǎn)生原始生命二、化學(xué)進(jìn)化產(chǎn)生原始生命 三、地球上的生命在哪里起源三、地球上的生命在哪里起源 四、繁殖和遺傳物質(zhì)的起源四、繁殖和遺傳物質(zhì)的起源RNA世界世界 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 一、宇宙大爆炸和地球的起源一、宇宙大爆炸和地球的起源 1. 普遍流行的

3、觀點是包含所有物質(zhì)的宇宙可普遍流行的觀點是包含所有物質(zhì)的宇宙可 能起源于能起源于100億到億到200億年前。億年前。 2. 約在約在46億年前原始地球形成。億年前原始地球形成。 3. 到到38億年前，地球上海洋的溫度已降至億年前，地球上海洋的溫度已降至49 88。 4. 原始地球環(huán)境惡劣。原始海洋。原始地球環(huán)境惡劣。原始海洋。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 3840億年前 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 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 成簡單有機(jī)物 氨基酸聚合成 肽鏈又重新回 到水中 各種大分子

4、進(jìn)化 成原核細(xì)胞、真 核細(xì)胞、多細(xì)胞 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 二、化學(xué)進(jìn)化產(chǎn)生原始生命二、化學(xué)進(jìn)化產(chǎn)生原始生命 從非生命物質(zhì)發(fā)展出原始生命出現(xiàn)在 39億年前 1. 從無機(jī)小分子形成有機(jī)小分子從無機(jī)小分子形成有機(jī)小分子 構(gòu)建生命的單體構(gòu)建生命的單體 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 核苷酸、氨基酸和卟啉等有機(jī)物的起源，核苷酸、氨基酸和卟啉等有機(jī)物的起源， 已經(jīng)有相當(dāng)多的研究已經(jīng)有相當(dāng)多的研究 (1) 從從球外空間探索球外空間探索這些分子存在的證據(jù)；這些分子存在的證據(jù)； (2) 從從球外來源的隕石球外來源的隕石中分析這類

5、物質(zhì)是否中分析這類物質(zhì)是否 存在；存在； (3) 實驗室中創(chuàng)造類似于生命發(fā)生期的地球?qū)嶒炇抑袆?chuàng)造類似于生命發(fā)生期的地球 條件，開展條件，開展人工模擬人工模擬的實驗。的實驗。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 人們運用精密觀測設(shè)備從球外空間、從天人們運用精密觀測設(shè)備從球外空間、從天 外飛來的隕石中已找到外飛來的隕石中已找到40多種存在于地球之外多種存在于地球之外 的有機(jī)物，其中包括了多種的有機(jī)物，其中包括了多種氨基酸氨基酸、核苷酸核苷酸和和 卟啉卟啉。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 1828年德國化學(xué)家維年德國化學(xué)家維 勒勒

6、(FWohler 18001882) 在實驗室里用氧化鉛和銨在實驗室里用氧化鉛和銨 合成尿素合成尿素(NH2CONH2)。 開辟開辟了從無機(jī)物合成了從無機(jī)物合成 有機(jī)物的新紀(jì)元，填補了有機(jī)物的新紀(jì)元，填補了 有機(jī)物與無機(jī)物之間的鴻有機(jī)物與無機(jī)物之間的鴻 溝。溝。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 1953年，年， 米勒米勒(Mi11er)對對 接近于地表接近于地表原原 始?xì)夥帐細(xì)夥盏臍怏w的氣體 混合系統(tǒng)混合系統(tǒng) 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) Miller-

7、 Urey實實 驗裝置驗裝置 中有機(jī)中有機(jī) 分子的分子的 形成形成 NH3、 H2、 CH4、 H2O 天冬氨酸天冬氨酸 混合系統(tǒng)混合系統(tǒng) 谷氨酸谷氨酸 氨基丙酸氨基丙酸 ( (紫外線紫外線) ) ( (沖擊波沖擊波) ) ( 射線射線) 高壓電弧高壓電弧 等等 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 2. 有機(jī)分子聚合成生物大分子有機(jī)分子聚合成生物大分子 生物大分子的構(gòu)成物可從無機(jī)物和簡單有生物大分子的構(gòu)成物可從無機(jī)物和簡單有 機(jī)物小分子在接近地表原始狀態(tài)的物理的、化機(jī)物小分子在接近地表原始狀態(tài)的物理的、化 學(xué)的條件下合成出來，這是生命起源于地球化學(xué)的條件下合成出

8、來，這是生命起源于地球化 學(xué)演化的有力證明。學(xué)演化的有力證明。 多聚多聚 物的物的 形成形成 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) l A 消耗 l B A l C B l D C x y z 如此地發(fā)展，原始生命體系內(nèi)的代謝系統(tǒng)逐漸如此地發(fā)展，原始生命體系內(nèi)的代謝系統(tǒng)逐漸 復(fù)雜起來，這種代謝系統(tǒng)的進(jìn)化從簡單到復(fù)雜復(fù)雜起來，這種代謝系統(tǒng)的進(jìn)化從簡單到復(fù)雜 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 3. 生物大分子形成多分子體系生物大分子形成多分子體系 4. 多分子體系演變成原始生命多分子體系演變成原始生命 膜結(jié)構(gòu)和分隔化的形成膜結(jié)構(gòu)和分隔

9、化的形成是生命功能是生命功能 實現(xiàn)的必要條件實現(xiàn)的必要條件 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 微球?qū)W說：微球?qū)W說： 美國的?？怂姑绹母？怂?Fox)(Fox)實驗室主張微球?qū)W說，認(rèn)為實驗室主張微球?qū)W說，認(rèn)為 有生物質(zhì)有生物質(zhì)( (濃縮干燥的氨基酸濃縮干燥的氨基酸) )在在水液環(huán)境水液環(huán)境內(nèi)可以形內(nèi)可以形 成成微小球狀物微小球狀物。 這種微球外周具有這種微球外周具有雙層表面膜雙層表面膜，能將它與環(huán)境，能將它與環(huán)境 隔離成為相對獨立的小體系。這種微球可因內(nèi)外變隔離成為相對獨立的小體系。這種微球可因內(nèi)外變 化而化而變形變形，“增長增長”體積；分裂為二體積；分裂為二

10、，也能，也能出芽出芽， 它們還能它們還能吸收物質(zhì)吸收物質(zhì)。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 微球體出芽示意圖微球體出芽示意圖 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 蛋蛋 白白 鏈鏈 形形 成成 的的 微微 球球 體體 水溶液中水溶液中 11000 11000 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 團(tuán)聚體說：團(tuán)聚體說： 蘇聯(lián)的奧巴林蘇聯(lián)的奧巴林(Oparin)實驗室主張有生物質(zhì)最實驗室主張有生物質(zhì)最 先形成團(tuán)聚小體。這種團(tuán)聚小體先形成團(tuán)聚小體。這種團(tuán)聚小體大小不一大小不一，但有一，但有一 定范圍，形態(tài)

11、類似定范圍，形態(tài)類似球狀菌球狀菌。團(tuán)聚小體類似。團(tuán)聚小體類似簡單的細(xì)簡單的細(xì) 胞胞，外表有，外表有雙層膜雙層膜，膜的大小形態(tài)因環(huán)境滲透壓而，膜的大小形態(tài)因環(huán)境滲透壓而 變化變化。它能。它能“選擇吸收選擇吸收”某些物質(zhì)，也能進(jìn)行某些物質(zhì)，也能進(jìn)行“分分 裂裂”，能自發(fā)，能自發(fā)“出芽出芽”。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 奧巴林將白明膠奧巴林將白明膠(蛋白質(zhì)蛋白質(zhì))的水溶液與阿的水溶液與阿 拉伯膠拉伯膠(糖糖)的水溶液混在一起，在混合之前，的水溶液混在一起，在混合之前， 這種溶液都是透明的，混合之后，變?yōu)榛爝@種溶液都是透明的，混合之后，變?yōu)榛?濁。在顯微鏡下可

12、以看到在均勻的溶液中濁。在顯微鏡下可以看到在均勻的溶液中 出現(xiàn)了小滴，即團(tuán)聚體。它們四周與水液出現(xiàn)了小滴，即團(tuán)聚體。它們四周與水液 有明顯的界限。有明顯的界限。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 兩個模型的研究共同證明一點地球表面兩個模型的研究共同證明一點地球表面 物質(zhì)的化學(xué)演化，在適宜的條件下即有可能物質(zhì)的化學(xué)演化，在適宜的條件下即有可能 通過物理的，化學(xué)的過程，產(chǎn)生原始的有膜通過物理的，化學(xué)的過程，產(chǎn)生原始的有膜 包被的微小球體包被的微小球體，達(dá)種微球體具有某些類似，達(dá)種微球體具有某些類似 的簡單生命活動的特性。的簡單生命活動的特性。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上

13、的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 三、地球上的生命在哪里起源三、地球上的生命在哪里起源 深海熱泉口深海熱泉口 “黑煙囪黑煙囪” 特殊的生物群落特殊的生物群落： 古細(xì)菌 溫度、濃度梯度溫度、濃度梯度 硫化物硫化物 基因組學(xué)證據(jù)基因組學(xué)證據(jù) 海底黑煙海底黑煙 囪的形成囪的形成 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 生命的主宰物質(zhì)是生命的主宰物質(zhì)是核酸核酸和和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)這這 兩類生物大分子。兩類生物大分子。生物大分子起源生物大分子起源的研的研 究是解開生命起源奧秘的鑰匙。究是解開生命起源奧秘的鑰匙。 四、四、 繁殖和遺傳物質(zhì)的起源繁殖和遺傳物質(zhì)的起源RN

14、A世界世界 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) Reverse Translation Replication 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 一些一些RNA病毒的遺傳信息可以按另外的，甚至相反病毒的遺傳信息可以按另外的，甚至相反 的方向流動。的方向流動。 (1) RNA復(fù)制復(fù)制 一些植物一些植物RNA病毒可以產(chǎn)生病毒可以產(chǎn)生RNA復(fù)制酶，然后復(fù)制酶，然后 以自己為模板，復(fù)制出互補的以自己為模板，復(fù)制出互補的RNA，再由這些，再由這些RNA復(fù)制復(fù)制 出和原來一樣的出和原來一樣的RNA。 (2)反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄 即遺傳信息由即遺傳信

15、息由RNA轉(zhuǎn)錄給轉(zhuǎn)錄給DNA，稱為反轉(zhuǎn)錄或逆，稱為反轉(zhuǎn)錄或逆 轉(zhuǎn)錄，這是在轉(zhuǎn)錄，這是在RNA致癌病毒中發(fā)現(xiàn)的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了致癌病毒中發(fā)現(xiàn)的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)了 一種酶，即反轉(zhuǎn)錄酶一種酶，即反轉(zhuǎn)錄酶 ，有了這種酶，有了這種酶，RNA就可作為模板就可作為模板 而合成而合成DNA(cDNA)。 (3)DNA轉(zhuǎn)譯轉(zhuǎn)譯 在實驗室中還可以使在實驗室中還可以使DNA直接轉(zhuǎn)譯成蛋白質(zhì)。直接轉(zhuǎn)譯成蛋白質(zhì)。 (4)對引起克雅氏病的朊病毒的研究，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的朊對引起克雅氏病的朊病毒的研究，發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的朊 病毒能逆轉(zhuǎn)譯病毒能逆轉(zhuǎn)譯RNA。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì)

16、核酸同原始蛋白質(zhì)哪個先發(fā)生，有三種說法：核酸同原始蛋白質(zhì)哪個先發(fā)生，有三種說法： 核酸先發(fā)生；蛋白質(zhì)先發(fā)生；二者同時發(fā)生。核酸先發(fā)生；蛋白質(zhì)先發(fā)生；二者同時發(fā)生。 核酸先發(fā)生的可能性較大核酸先發(fā)生的可能性較大，因為核酸的構(gòu)，因為核酸的構(gòu) 成成分較簡單，聚合較容易。成成分較簡單，聚合較容易。 根據(jù)研究，根據(jù)研究，RNARNA先發(fā)生的可能性較大，稱為先發(fā)生的可能性較大，稱為 “RNARNA世界世界”。因某種核酸同時還具有酶的功能。因某種核酸同時還具有酶的功能。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 生命的生命的RNA起源說起源說RNA世界世界 1 1）具有催化活性的）

17、具有催化活性的RNARNA分子稱為核酶（分子稱為核酶（ribozymeribozyme）；）； 2 2）核酶催化的生化反應(yīng)包括：）核酶催化的生化反應(yīng)包括： 自我剪接或催化切斷其它自我剪接或催化切斷其它RNA:RNA:在在mRNAmRNA和和rRNArRNA的加工中的加工中 切除內(nèi)含子；切除內(nèi)含子； 合成多肽鍵：合成多肽鍵：這是這是rRNArRNA分子的重要功能之一；分子的重要功能之一； 催化核苷酸的合成：催化核苷酸的合成：在試管中合成的在試管中合成的RNARNA分子已證明可分子已證明可 以完成以完成RNARNA的合成。的合成。 RNARNA催化活性的發(fā)現(xiàn)解決了以往關(guān)于先有多聚核苷酸催化活性的發(fā)

18、現(xiàn)解決了以往關(guān)于先有多聚核苷酸 還是先有多肽鏈的兩難困境，還是先有多肽鏈的兩難困境，表明最初的生化系統(tǒng)整表明最初的生化系統(tǒng)整 個地集中在個地集中在RNARNA。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) RNARNA世界：世界：原始細(xì)胞起源時，具有自我催化功原始細(xì)胞起源時，具有自我催化功 能的能的RNARNA分子，具有攜帶遺傳信息和執(zhí)行蛋白質(zhì)合成分子，具有攜帶遺傳信息和執(zhí)行蛋白質(zhì)合成 功能雙重特征。功能雙重特征。 RNARNA不僅能作為遺傳信息的傳遞者，又能作為具不僅能作為遺傳信息的傳遞者，又能作為具 有催化功能的酶，有催化功能的酶，首先出現(xiàn)的關(guān)鍵分子是首先出現(xiàn)的關(guān)鍵

19、分子是RNARNA。 在進(jìn)化過程中，在進(jìn)化過程中，RNARNA作為細(xì)胞遺傳信息貯存者的作為細(xì)胞遺傳信息貯存者的 功能轉(zhuǎn)到功能轉(zhuǎn)到DNADNA分子上。分子上。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 原始的第一個細(xì)胞必須具備下列最基本的原始的第一個細(xì)胞必須具備下列最基本的 性質(zhì)：性質(zhì)： (1)(1)有類似質(zhì)膜的有類似質(zhì)膜的生物膜生物膜。 (2)(2)有能完成有能完成自我復(fù)制自我復(fù)制和和自發(fā)整合自發(fā)整合的的 生命大分子物質(zhì)體系。生命大分子物質(zhì)體系。 (3)(3)具有內(nèi)在的具有內(nèi)在的物質(zhì)代謝物質(zhì)代謝、能量代謝能量代謝 和和信息交流信息交

20、流的基本性能。的基本性能。 第二節(jié)第二節(jié) 地球上的生命源自非生命物質(zhì)地球上的生命源自非生命物質(zhì) Schopf J.W., 美國加州大學(xué)落杉磯校區(qū)古生物學(xué)教授，美國加州大學(xué)落杉磯校區(qū)古生物學(xué)教授，1989年在澳年在澳 大利亞的巖石中發(fā)現(xiàn)了大利亞的巖石中發(fā)現(xiàn)了35億年億年最古老微體化石最古老微體化石絲狀藍(lán)藻化石絲狀藍(lán)藻化石 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 1. 共生起源假說：共生起源假說： 認(rèn)為原始的真核細(xì)胞的某些細(xì)胞器是認(rèn)為原始的真核細(xì)胞的某些細(xì)胞器是 吞噬吞噬了另一個細(xì)胞，或兩者了另一個細(xì)胞，或兩者融合融合起來，實起來，實 現(xiàn)現(xiàn)共生共生的結(jié)果。的結(jié)果。 但是它無法解釋細(xì)胞核的起源。但是它無

21、法解釋細(xì)胞核的起源。 ？ 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 被捕獲后生活在大細(xì)菌細(xì)胞膜和細(xì)胞壁之間的小被捕獲后生活在大細(xì)菌細(xì)胞膜和細(xì)胞壁之間的小 細(xì)菌細(xì)菌( (黑色橢圓黑色橢圓)()(BdellovibrioBdellovibrio- -意即蛭形弧菌意即蛭形弧菌) ) 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 生活在一種原生生物中的共生細(xì)菌，大小類似線生活在一種原生生物中的共生細(xì)菌，大小類似線 粒體。此原生生物生活在白蟻的后腸中。粒體。此原生生物生活在白蟻的后腸中。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 2. 分化假說（膜進(jìn)化假說）：分化假說（膜進(jìn)化假說）： 真核細(xì)胞器是由真核細(xì)胞器是由原生質(zhì)膜內(nèi)伸

22、原生質(zhì)膜內(nèi)伸和和核質(zhì)再分核質(zhì)再分 配配而同時形成的。原核生物到真核生物是漸而同時形成的。原核生物到真核生物是漸 進(jìn)的、直接的進(jìn)化過程。進(jìn)的、直接的進(jìn)化過程。 但是既然各種細(xì)胞器是同時形成的，為何但是既然各種細(xì)胞器是同時形成的，為何 生化特性如此不同。生化特性如此不同。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 真核細(xì)胞是不是來自原核細(xì)胞，這個真核細(xì)胞是不是來自原核細(xì)胞，這個 問題現(xiàn)在問題現(xiàn)在還沒有還沒有一個一個最后的答案最后的答案 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 28億年億年 （35億年前） （6億年前） 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 從系統(tǒng)發(fā)生來看，生物是從單細(xì)胞生物發(fā)展到多細(xì)胞生物從系

23、統(tǒng)發(fā)生來看，生物是從單細(xì)胞生物發(fā)展到多細(xì)胞生物。 衣衣 藻藻 衣藻是一種衣藻是一種單細(xì)胞單細(xì)胞生物。生物。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 盤盤 藻藻 盤藻是由盤藻是由 4 4、1616或或3232個細(xì)胞個細(xì)胞組成，每個細(xì)胞都組成，每個細(xì)胞都 和衣藻相似。散開也能和衣藻相似。散開也能獨立獨立生活。以同配生殖生活。以同配生殖 的方式繁殖后代。的方式繁殖后代。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 實實 球球 藻藻 實球藻由實球藻由 8,168,16或或3232個細(xì)胞組成，單個細(xì)胞個細(xì)胞組成，單個細(xì)胞 不能獨立生活，有性生殖是不能獨立生活，有性生殖是異配異配的。的。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞

24、的進(jìn)化 空空 球球 藻藻 空球藻是由空球藻是由1616、3232或或6464個細(xì)胞組成個細(xì)胞組成, ,中央充滿中央充滿 膠質(zhì)液體。雌雄配子膠質(zhì)液體。雌雄配子大小不同。大小不同。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 團(tuán)團(tuán) 藻藻 團(tuán)藻是由團(tuán)藻是由5005005000050000個細(xì)胞組成的個細(xì)胞組成的空心球群空心球群 體體，細(xì)胞功能分化為，細(xì)胞功能分化為營養(yǎng)細(xì)胞營養(yǎng)細(xì)胞和和生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞。 有性生殖是有性生殖是卵配卵配。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 1 1、生物個體結(jié)構(gòu)與功能的進(jìn)化；、生物個體結(jié)構(gòu)與功能的進(jìn)化； 2 2、大量新物種形成和生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化。、大量新物種形成和生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化。

25、第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 物種的起源物種的起源 生物大爆發(fā)與大滅絕生物大爆發(fā)與大滅絕 大爆發(fā)現(xiàn)象：大爆發(fā)現(xiàn)象：在進(jìn)化過程中階段性地出現(xiàn)在進(jìn)化過程中階段性地出現(xiàn)物種或物種物種或物種 以上分類等級以上分類等級的生物類群快速的生物類群快速大幅度大幅度輻射發(fā)生的現(xiàn)輻射發(fā)生的現(xiàn) 象象進(jìn)化大爆發(fā)。進(jìn)化大爆發(fā)。 重要的進(jìn)化大爆發(fā)有：重要的進(jìn)化大爆發(fā)有： 6.56.5億年前震旦紀(jì)億年前震旦紀(jì)（如中國陡山坨），不同類群的原（如中國陡山坨），不同類群的原 葉植物體在地層中突然大量出現(xiàn)；葉植物體在地層中突然大量出現(xiàn)； 5.35.3億年前，億年前，前寒武紀(jì)澳大利亞伊迪卡拉

26、動物群的驟前寒武紀(jì)澳大利亞伊迪卡拉動物群的驟 然出現(xiàn)，它們的結(jié)構(gòu)和體制與現(xiàn)存動物都顯著不同。然出現(xiàn)，它們的結(jié)構(gòu)和體制與現(xiàn)存動物都顯著不同。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 5.35.3億年前，寒武紀(jì)動物大爆發(fā)億年前，寒武紀(jì)動物大爆發(fā)最著名的一次生物大最著名的一次生物大 爆發(fā)（中國澄江等地），現(xiàn)代的所有動物門類，以及歷史上爆發(fā)（中國澄江等地），現(xiàn)代的所有動物門類，以及歷史上 已絕滅的多種門類動物的化石幾乎都同時出現(xiàn)在這一地層中。已絕滅的多種門類動物的化石幾乎都同時出現(xiàn)在這一地層中。 （一萬年出現(xiàn)一萬年出現(xiàn)100100多萬個物種）多萬個物種） 集群絕滅現(xiàn)象：集群絕滅現(xiàn)象：生物物種的快速大幅度絕

27、滅。（高達(dá)生物物種的快速大幅度絕滅。（高達(dá)96%96%） 大爆發(fā)與大絕滅是交替進(jìn)行的。大絕滅并不意味地大爆發(fā)與大絕滅是交替進(jìn)行的。大絕滅并不意味地 球的生命危機(jī)。球的生命危機(jī)。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 小行星撞擊地球 大規(guī)模的森林火災(zāi)大規(guī)模的火山噴發(fā) 白堊紀(jì)末期恐龍滅絕的幾種原因推測白堊紀(jì)末期恐龍滅絕的幾種原因推測 遍地的恐龍尸骨 驚慌逃竄的恐龍 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 美國學(xué)者美國學(xué)者SepkoskiSepkoski（19821982）統(tǒng)計的五次大滅絕事件）統(tǒng)計的五次大滅絕事件 距今時間距今時間MaMa滅絕的海洋動物的科數(shù)滅絕的海洋動物的科數(shù) 晚奧陶紀(jì)晚奧陶紀(jì)4394

28、394404402222 晚泥盆紀(jì)晚泥盆紀(jì)3603603803802121 晚二疊紀(jì)晚二疊紀(jì)2202202302305050 晚三疊紀(jì)晚三疊紀(jì)1751751901902020 晚白堊紀(jì)晚白堊紀(jì)606065651515 MaMa地質(zhì)時間（百萬年）地質(zhì)時間（百萬年） 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 A A 主要的細(xì)菌主要的細(xì)菌 B B 藍(lán)藻藍(lán)藻 C C 真核生物真核生物 D D 多細(xì)胞生物多細(xì)胞生物 E E 魚類魚類 F F 植物植物 G G 兩棲類動物兩棲類動物 H H 爬行類動物爬行類動物 I I 哺乳類動物哺乳類動物 L L 恐龍恐龍 M M 鳥類鳥類 N N 人類人類 6億年前億年前

29、38-40億年前億年前 35-38億年前 億年前 30億年前億年前 澄江生物群澄江生物群 1984年南京地質(zhì)年南京地質(zhì) 古生物研究所的侯先古生物研究所的侯先 光在云南省澄江縣境光在云南省澄江縣境 內(nèi)發(fā)現(xiàn)了內(nèi)發(fā)現(xiàn)了娜羅蟲娜羅蟲 (Naraoia)的古老節(jié)肢的古老節(jié)肢 動物的化石后，開始動物的化石后，開始 了大規(guī)模的發(fā)掘。了大規(guī)模的發(fā)掘。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 它證實了大爆發(fā)式的演化事件在它證實了大爆發(fā)式的演化事件在5.3億億 年前年前確實曾經(jīng)發(fā)生，最令人震撼的則是在確實曾經(jīng)發(fā)生，最令人震撼的則是在 這一事件發(fā)生的短短這一事件發(fā)生的短短數(shù)百萬年數(shù)百萬年(可能只有一可能只有一 兩百萬年

30、兩百萬年)期間，幾乎期間，幾乎所有現(xiàn)生動物的門類所有現(xiàn)生動物的門類 和許多和許多已滅絕了的生物已滅絕了的生物，突發(fā)式地出現(xiàn)于，突發(fā)式地出現(xiàn)于 寒武紀(jì)寒武紀(jì)地層，而在更老的地層卻完全沒有地層，而在更老的地層卻完全沒有 其祖先型的生物化石發(fā)現(xiàn)。其祖先型的生物化石發(fā)現(xiàn)。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 在這一個瞬間性突發(fā)的大事件中，不僅在這一個瞬間性突發(fā)的大事件中，不僅 建立了所有現(xiàn)生動物門類建立了所有現(xiàn)生動物門類(包括脊索動物在包括脊索動物在 內(nèi)內(nèi))的結(jié)構(gòu)藍(lán)圖。另外還有的結(jié)構(gòu)藍(lán)圖。另外還有二十幾個已經(jīng)滅二十幾個已經(jīng)滅 絕了的生物種絕了的生物種，與現(xiàn)生動物的分類系統(tǒng)沒，與現(xiàn)生動物的分類系統(tǒng)沒 有

31、任何關(guān)聯(lián)，但每一個種卻各自代表一個有任何關(guān)聯(lián)，但每一個種卻各自代表一個 相當(dāng)于門一級的結(jié)構(gòu)藍(lán)圖。相當(dāng)于門一級的結(jié)構(gòu)藍(lán)圖。 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 澳大利亞南部依迪艾克拉澳大利亞南部依迪艾克拉 生物群復(fù)原圖生物群復(fù)原圖 原始維管植物登陸成功，約原始維管植物登陸成功，約4.084.08億年前億年前古蕨類繁盛期，古蕨類繁盛期，3 3億年前億年前 原始裸子植物，約原始裸子植物，約2 2億年前億年前約約1.11.1億年前的花，及現(xiàn)代木蘭植物的花億年前的花，及現(xiàn)代木蘭植物的花 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 第三節(jié)第三

32、節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 第三節(jié)第三節(jié) 細(xì)胞的進(jìn)化細(xì)胞的進(jìn)化 生生 物物 進(jìn)進(jìn) 化化 生物進(jìn)化生物進(jìn)化 一、古生物學(xué)的證據(jù)一、古生物學(xué)的證據(jù) 二、生物地理學(xué)證據(jù)二、生物地理學(xué)證據(jù) 三、比較解剖學(xué)證據(jù)三、比較解剖學(xué)證據(jù) 四、胚胎學(xué)證據(jù)四、胚胎學(xué)證據(jù) 五、生物化學(xué)證據(jù)五、生物化學(xué)證據(jù) 六、細(xì)胞遺傳學(xué)證據(jù)六、細(xì)胞遺傳學(xué)證據(jù) 七、生理學(xué)證據(jù)七、生理學(xué)證據(jù) 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 現(xiàn)生魚（現(xiàn)生魚（A）和?？谙x的腦（）和海口蟲的腦（B） 可能為奇蝦動物所排泄由川滇蟲雙瓣殼所組成可能為奇蝦動物所排泄由

33、川滇蟲雙瓣殼所組成 的球形糞便。比例尺為的球形糞便。比例尺為1cm。 川滇蟲，比例尺為川滇蟲，比例尺為1cm。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 奇蝦在追逐在水中游泳的川滇蟲化石。奇蝦在追逐在水中游泳的川滇蟲化石。 地處貴州腹心的甕安是一個多山縣區(qū)，地處貴州腹心的甕安是一個多山縣區(qū)，5.85.8億年陡山沱組含磷沉積不僅為億年陡山沱組含磷沉積不僅為 甕安帶來了經(jīng)濟(jì)利益，而且含有最古老的動物群和它們所形成的卵和胚甕安帶來了經(jīng)濟(jì)利益，而且含有最古老的動物群和它們所形成的卵和胚 胎。這些動物和動物的卵和胚胎展現(xiàn)了地球生命長河一個嶄新歷史的起胎。這些動物和動物的卵和胚胎展現(xiàn)了地球生命長河一個嶄

34、新歷史的起 點。這一起點牽動了古往今來的動物世界。甕安將為擁有它而變得亮麗，點。這一起點牽動了古往今來的動物世界。甕安將為擁有它而變得亮麗， 中國將為擁有它而驕傲。中國將為擁有它而驕傲。 （攝于甕安北斗山附近）。（攝于甕安北斗山附近）。 l動物黎明之鄉(xiāng)動物黎明之鄉(xiāng)甕安甕安 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 采樣層段，采樣層段， 在這一層段在這一層段 上發(fā)現(xiàn)了海上發(fā)現(xiàn)了海 綿幼體和胚綿幼體和胚 胎胎 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 張昀張昀(中中)，袁訓(xùn)來，袁訓(xùn)來 (左左)和肖書海和肖書海 (右右),他們?yōu)楫Y安多細(xì)胞藻類發(fā)他們?yōu)楫Y安多細(xì)胞藻類發(fā) 現(xiàn)與研究的先驅(qū)現(xiàn)與研究的先驅(qū)

35、;其中肖書海其中肖書海,張昀均為甕安多細(xì)胞動物的發(fā)現(xiàn)與張昀均為甕安多細(xì)胞動物的發(fā)現(xiàn)與 研究作出了重要貢獻(xiàn)。此外作出重要貢獻(xiàn)者如陳均遠(yuǎn)等。研究作出了重要貢獻(xiàn)。此外作出重要貢獻(xiàn)者如陳均遠(yuǎn)等。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) l裸露的胚胎化石。裸露的胚胎化石。 A， 為八分體旋轉(zhuǎn)等分全為八分體旋轉(zhuǎn)等分全 卵裂胚胎；卵裂胚胎； B，為不等分卵裂胚胎（可能為螺，為不等分卵裂胚胎（可能為螺 旋卵裂）。比例尺均為：旋卵裂）。比例尺均為：200m。 l1998年年2月月5日日,科學(xué)科學(xué)雜志和雜志和自然自然雜志雜志 同時公布了最古老多細(xì)胞動物化石的發(fā)現(xiàn)。同時公布了最古老多細(xì)胞動物化石的發(fā)現(xiàn)。 第一節(jié)

36、第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 輻射卵裂（輻射卵裂（A）和螺旋卵裂（）和螺旋卵裂（B）示意圖）示意圖 產(chǎn)自貴州甕安陡山沱組甕安含產(chǎn)自貴州甕安陡山沱組甕安含 磷段輻射卵裂化石。磷段輻射卵裂化石。 比例尺均比例尺均 為：為：200m。 產(chǎn)自甕安陡山沱組旋轉(zhuǎn)全卵裂胚胎。產(chǎn)自甕安陡山沱組旋轉(zhuǎn)全卵裂胚胎。 比例尺均為：比例尺均為：200m。 甕安古水螅蟲化石，甕安古水螅蟲化石，Eohydiania wengaense（貴州甕安陡山沱（貴州甕安陡山沱 組甕安含磷段）。上圖為解釋圖。比例尺均為組甕安含磷段）。上圖為解釋圖。比例尺均為100m。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 珊瑚蟲（圓圓莖

37、）的復(fù)原圖珊瑚蟲（圓圓莖）的復(fù)原圖 最古老群體珊瑚蟲化石最古老群體珊瑚蟲化石-圓圓莖圓圓莖 （貴州甕安陡山沱組甕安含磷段）（貴州甕安陡山沱組甕安含磷段） l貴州春蟲解剖學(xué)解釋圖。微型三胚層兩側(cè)對稱動物化石貴州春蟲解剖學(xué)解釋圖。微型三胚層兩側(cè)對稱動物化石-貴州春蟲，產(chǎn)自貴州春蟲，產(chǎn)自 貴州甕安陡山沱組甕安含磷段，貴州甕安陡山沱組甕安含磷段， 比例尺為比例尺為100m. l這一化石的發(fā)現(xiàn)首次將兩側(cè)對稱動物可靠化石記錄的歷史前推到了寒武紀(jì)這一化石的發(fā)現(xiàn)首次將兩側(cè)對稱動物可靠化石記錄的歷史前推到了寒武紀(jì) 之前之前4千萬年。千萬年。 貴州春蟲復(fù)原圖：腹視（左圖）；背視（右圖）。貴州春蟲復(fù)原圖：腹視（左圖

38、）；背視（右圖）。 l寄生在胚胎寄生在胚胎 和其他生物和其他生物 構(gòu)造內(nèi)的微構(gòu)造內(nèi)的微 型隧道、隧型隧道、隧 道直徑大小道直徑大小 序列以及它序列以及它 們的穿插關(guān)們的穿插關(guān) 系（貴州甕系（貴州甕 安陡山沱組安陡山沱組 甕安含磷段）甕安含磷段） 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 線蟲早期卵裂階段發(fā)育序列。線蟲早期卵裂階段發(fā)育序列。 產(chǎn)自貴州甕安陡山沱組，甕安含磷段線蟲早期卵裂階段胚胎化石。產(chǎn)自貴州甕安陡山沱組，甕安含磷段線蟲早期卵裂階段胚胎化石。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 泥盆紀(jì)（泥盆紀(jì)（3.83.8億年前）億年前）二疊紀(jì)（二疊紀(jì)（2.52.5億年前）億年前） 白堊

39、紀(jì)（白堊紀(jì)（1 1億年前億年前) )始新紀(jì)始新紀(jì)(5000(5000萬年前）萬年前） 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 親緣關(guān)系比較親緣關(guān)系比較近近的物種之間盡管有時外部的物種之間盡管有時外部 形態(tài)有很大的差別，卻有形態(tài)有很大的差別，卻有共同的結(jié)構(gòu)特征共同的結(jié)構(gòu)特征。親。親 緣關(guān)系比較緣關(guān)系比較遠(yuǎn)遠(yuǎn)的物種之間盡管有時外部形態(tài)有的物種之間盡管有時外部形態(tài)有 十分相似，結(jié)構(gòu)卻有十分相似，結(jié)構(gòu)卻有很大的差別很大的差別。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 痕跡器官痕跡器官(vestigial organ)(vestigial organ)： 如：人的盲腸、如：人的盲腸、 耳肌、毛肌

40、、尾椎骨耳肌、毛肌、尾椎骨 等，海豚和某些蛇類等，海豚和某些蛇類 的后肢骨，蚊蠅的平的后肢骨，蚊蠅的平 衡棒等都是。衡棒等都是。 動物身上往往保存著一動物身上往往保存著一 些沒有用處的器官，稱些沒有用處的器官，稱 為痕跡器官為痕跡器官。 人類的人類的 尾骨尾骨 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 同源器官同源器官(homologous organ)： 不同動物的器官，功用不同，形狀相異，不同動物的器官，功用不同，形狀相異， 但來源和基本結(jié)構(gòu)卻相同，叫做同源器官。但來源和基本結(jié)構(gòu)卻相同，叫做同源器官。 如：牛馬的如：牛馬的前肢前肢、蝙蝠的、蝙蝠的翼翼、鯨的、鯨的鰭狀肢鰭狀肢 等同源；哺乳

41、動物的三塊聽骨和魚類的部分咽等同源；哺乳動物的三塊聽骨和魚類的部分咽 弓同源。弓同源。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 如：人類的手臂、牛馬的前肢、鳥類的翅、蝙蝠的翼等同源；如：人類的手臂、牛馬的前肢、鳥類的翅、蝙蝠的翼等同源； 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 同功器官同功器官(analogous organ)(analogous organ)： 是指兩種動物身體上功用相同，形狀相是指兩種動物身體上功用相同，形狀相 似，但來源和基本結(jié)構(gòu)完全不同的器官。似，但來源和基本結(jié)構(gòu)完全不同的器官。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的

42、證據(jù) 如：蜻蜓與鳥的翼如：蜻蜓與鳥的翼飛翔飛翔 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 重演律重演律表明表明 了動物的個體發(fā)了動物的個體發(fā) 育重演了系統(tǒng)發(fā)育重演了系統(tǒng)發(fā) 育的過程。育的過程。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 1、生命共同起源的物質(zhì)基礎(chǔ)、生命共同起源的物質(zhì)基礎(chǔ) 組成生命的組成生命的元素元素和和化合物化合物大體是相同的，大體是相同的， 構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸都是L-型的，型的， 核酸的結(jié)構(gòu)和核酸的結(jié)構(gòu)和三體密碼三體密碼也是一樣的，也是一樣的， 所有細(xì)胞都利用所有細(xì)胞都利用ATP 轉(zhuǎn)化能量。轉(zhuǎn)化能量。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 2、

43、親緣遠(yuǎn)近與化學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)系、親緣遠(yuǎn)近與化學(xué)結(jié)構(gòu)的關(guān)系 細(xì)胞色素細(xì)胞色素C C 的組成差異大小與親緣關(guān)系的組成差異大小與親緣關(guān)系 遠(yuǎn)近成正比。遠(yuǎn)近成正比。 血紅蛋白血紅蛋白氨基酸氨基酸的排列方式也是。的排列方式也是。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 根據(jù)細(xì)胞色素根據(jù)細(xì)胞色素 C C氨基酸順序制出氨基酸順序制出 的系統(tǒng)樹的系統(tǒng)樹 細(xì) 菌 和 真 菌 昆 蟲 植 物 脊椎動物 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 大猩猩大猩猩 各種動物與人血紅蛋白質(zhì)各種動物與人血紅蛋白質(zhì)鏈氨基酸組成差異數(shù)鏈氨基酸組成差異數(shù) 動物動物 差異數(shù)差異數(shù) 長臂猿長臂猿 羅羅 猴猴狗狗牛牛白白 鼠鼠 袋袋 鼠

44、鼠 蛙蛙七鰓鰻七鰓鰻 1 125 281525372746 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 黑猩猩人大猩猩 短尾猿 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證據(jù) 大熊貓等大熊貓等4種動物的抗體抗原反應(yīng)種動物的抗體抗原反應(yīng) 抗血清抗血清 血清血清 大熊貓大熊貓 小熊貓小熊貓 亞洲黑熊亞洲黑熊 馬來熊馬來熊 抗大熊貓抗大熊貓 抗小熊貓抗小熊貓 抗亞洲黑熊抗亞洲黑熊 抗馬來熊抗馬來熊 注：表示沉淀反應(yīng)的強(qiáng)度，多，反應(yīng)強(qiáng)注：表示沉淀反應(yīng)的強(qiáng)度，多，反應(yīng)強(qiáng). 用用抗血清抗血清的沉淀多少也可測定動物與人的的沉淀多少也可測定動物與人的 親緣遠(yuǎn)近。親緣遠(yuǎn)近。 第一節(jié)第一節(jié) 生物進(jìn)化的證據(jù)生物進(jìn)化的證

45、據(jù) 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 所有生物是進(jìn)化來的，所有生物是進(jìn)化來的， 進(jìn)化需要時間；進(jìn)化需要時間； 復(fù)雜的生物是由簡單的復(fù)雜的生物是由簡單的 生物進(jìn)化來的；生物進(jìn)化來的； 物種之間是連續(xù)的，沒物種之間是連續(xù)的，沒 有明確的界限，物種只有明確的界限，物種只 有相對的穩(wěn)定性；有相對的穩(wěn)定性； 生物具有向上發(fā)展的本生物具有向上發(fā)展的本 能趨向；能趨向； 生物為了適應(yīng)環(huán)境而發(fā)生物為了適應(yīng)環(huán)境而發(fā) 生變異；生變異； 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 達(dá)爾文用達(dá)爾文用自然選擇自然選擇(natural se

46、lection)(natural selection)來解釋來解釋 生物的進(jìn)化。這個學(xué)說歸納起來有如下生物的進(jìn)化。這個學(xué)說歸納起來有如下5 5點：點： 1.1.遺傳遺傳 遺傳是生物進(jìn)化的遺傳是生物進(jìn)化的重要因素重要因素。遺傳是生物。遺傳是生物 的一個普遍特征，生物有了這個特征，物種才的一個普遍特征，生物有了這個特征，物種才 能能穩(wěn)定穩(wěn)定存在。存在。 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 2.2.變異變異 親代與子代之間、同一親本產(chǎn)生的各子女親代與子代之間、同一親本產(chǎn)生的各子女 之間都存在著之間都存在著差異差異。親代與子代之間、同一親。親代與子代之間、同一親 本產(chǎn)生的各子女之間都存在著差異。本

47、產(chǎn)生的各子女之間都存在著差異。 變異是變異是隨機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 3.3.繁殖過剩繁殖過剩 生物都有極生物都有極強(qiáng)大的生殖力強(qiáng)大的生殖力。 例：如果每一雌象一生例：如果每一雌象一生(30歲歲90歲歲)產(chǎn)仔產(chǎn)仔6頭，頭， 每頭活到每頭活到100歲，都能繁殖，歲，都能繁殖，750年后就可年后就可 有有19,000,000頭子孫。頭子孫。 自然界各種生物的數(shù)量在一定時期內(nèi)都自然界各種生物的數(shù)量在一定時期內(nèi)都 保持相對穩(wěn)定保持相對穩(wěn)定 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 4.4.生存斗爭生存斗爭 物種之所以不會數(shù)量大增，乃是由物種之所以不會數(shù)量大增，乃是

48、由 于生存斗爭。于生存斗爭。 種內(nèi)斗爭種內(nèi)斗爭 種間斗爭種間斗爭 環(huán)境斗爭環(huán)境斗爭 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 5.5.適者生存適者生存 不同的個體在不同的個體在形態(tài)形態(tài)、生理生理等方面存在著不等方面存在著不 同的同的變異變異。有的變異使生物在斗爭中。有的變異使生物在斗爭中生存下來生存下來， 有的變異卻使生物在斗爭中有的變異卻使生物在斗爭中不能生存不能生存。凡是生。凡是生 存下來的都具有適應(yīng)性的變異，這就是適應(yīng)性存下來的都具有適應(yīng)性的變異，這就是適應(yīng)性 的起源，即適應(yīng)性是在選擇中累積而成的。的起源，即適應(yīng)性是在選擇中累積而成的。 例：在常有大風(fēng)的海島上，例：在常有大風(fēng)的海島上，無翅

49、無翅的昆蟲不的昆蟲不 飛翔，不至被大風(fēng)吹到海里，而有翅昆蟲卻在飛翔，不至被大風(fēng)吹到海里，而有翅昆蟲卻在 飛翔時被風(fēng)吹到海里而死亡。飛翔時被風(fēng)吹到海里而死亡。 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 1859年年10月月24日日 貝貝 格格 爾爾 號號 18311836年 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 貝格爾號貝格爾號5年周游世界的路線年周游世界的路線 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 加拉帕格斯群島達(dá)爾文地雀的喙形加拉帕格斯群島達(dá)爾文地雀的喙形 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 第二節(jié)第二節(jié)

50、生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 費希爾（費希爾（R.A.Fisher），霍爾丹），霍爾丹 （J.B.S.Haldane）和賴特（）和賴特（S.Wright|）等）等 在孟德爾在孟德爾（Gregor Johann Mendel）和摩和摩 爾根（爾根（T.H.Morgen）遺傳基礎(chǔ)發(fā)展了）遺傳基礎(chǔ)發(fā)展了群體群體 遺傳學(xué)。遺傳學(xué)。 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 綜合進(jìn)化論有兩個基本點綜合進(jìn)化論有兩個基本點 1.1. 認(rèn)為認(rèn)為種群種群是生物進(jìn)化的是生物進(jìn)化的基本單位基本單位，進(jìn)化，進(jìn)化 機(jī)制的研究應(yīng)當(dāng)屬于群體遺傳學(xué)的研

51、究范圍。機(jī)制的研究應(yīng)當(dāng)屬于群體遺傳學(xué)的研究范圍。 2.2. 突變突變，基因重組基因重組，自然選擇自然選擇和和地理隔離地理隔離 是物種進(jìn)化和物種形成的機(jī)制。是物種進(jìn)化和物種形成的機(jī)制。 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 突變突變?yōu)樾路N的形成為新種的形成提供了原材料提供了原材料。但只有。但只有 極少數(shù)的突變是有利的，可以極少數(shù)的突變是有利的，可以作為作為進(jìn)化的原進(jìn)化的原 材料。突變是否有利，隨所處環(huán)境而異。材料。突變是否有利，隨所處環(huán)境而異。 突變突變 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 突變形成了基因重組，突變形成了基因重組，新基因形成的新新基因形成的新 種種通過通過自然選擇自然選擇能

52、適應(yīng)的個體保留下來，能適應(yīng)的個體保留下來， 不能適應(yīng)的淘汰掉。不能適應(yīng)的淘汰掉。 基因重組、自然選基因重組、自然選 擇擇 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 隔離隔離使生活在不同的使生活在不同的 環(huán)境中的物種，環(huán)境中的物種，性狀逐漸性狀逐漸 發(fā)生分歧發(fā)生分歧，形成不同的亞，形成不同的亞 種，進(jìn)一步的地理隔離，種，進(jìn)一步的地理隔離， 則有助于新種的形成。則有助于新種的形成。 地理隔離地理隔離 地理隔離的生物學(xué)意義在地理隔離的生物學(xué)意義在 于于阻止了遺傳物質(zhì)的交流。阻止了遺傳物質(zhì)的交流。 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 生殖隔離生殖隔離（reproductive isolation）是

53、指生物不能自由交）是指生物不能自由交 配或交配后不能產(chǎn)生可育性后代的現(xiàn)象。生殖隔離涉及配或交配后不能產(chǎn)生可育性后代的現(xiàn)象。生殖隔離涉及 一系列生理和生態(tài)隔離機(jī)制，包括生境隔離、時間隔離、一系列生理和生態(tài)隔離機(jī)制，包括生境隔離、時間隔離、 行為隔離、機(jī)械隔離、配子不親和性、雜種不育、雜種行為隔離、機(jī)械隔離、配子不親和性、雜種不育、雜種 衰退等。衰退等。 地理隔離和生殖隔離雖然都能阻礙不同物種或居群之間地理隔離和生殖隔離雖然都能阻礙不同物種或居群之間 進(jìn)行遺傳物質(zhì)的交換，但進(jìn)行遺傳物質(zhì)的交換，但兩者之間有本質(zhì)的區(qū)別。兩者之間有本質(zhì)的區(qū)別。 隔離機(jī)制隔離機(jī)制是指在遺傳因素控制下形成的生物學(xué)特性，它是

54、指在遺傳因素控制下形成的生物學(xué)特性，它 減少或阻止分布區(qū)重疊的類群間或同地個體間進(jìn)行雜交減少或阻止分布區(qū)重疊的類群間或同地個體間進(jìn)行雜交 繁育；而地理隔離雖對隔離不同居群有作用，但不是隔繁育；而地理隔離雖對隔離不同居群有作用，但不是隔 離機(jī)制，在某些情況下，外在地理障礙僅是建成內(nèi)在隔離機(jī)制，在某些情況下，外在地理障礙僅是建成內(nèi)在隔 離機(jī)制的前提條件。離機(jī)制的前提條件。 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 分子進(jìn)化的中性學(xué)說分子進(jìn)化的中性學(xué)說 ( (木村資生木村資生) ) 生物在分子水平上的進(jìn)化不是由于自生物在分子水平上的進(jìn)化不是由于自 然選擇作用于然選擇作用于“有利有利”突變，而是在連續(xù)突

55、變，而是在連續(xù) 的突變壓下選擇中性或非常接近中性的突的突變壓下選擇中性或非常接近中性的突 變，隨機(jī)固定而成。變，隨機(jī)固定而成。 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 第二節(jié)第二節(jié) 生命進(jìn)化理論生命進(jìn)化理論 一、人類起源于古類人猿（約一、人類起源于古類人猿（約600萬年前）萬年前） 二、人類的進(jìn)化史（約二、人類的進(jìn)化史（約300-360萬年前）萬年前） 1） 早期猿人階段早期猿人階段 2） 晚期猿人階段晚期猿人階段 3） 早期智人階段（約早期智人階段（約20萬年前）萬年前） 4） 晚期智人階段晚期智人階段 5） 現(xiàn)代人的人種現(xiàn)代人的人種 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 第三節(jié)第三節(jié) 人

56、類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 類似狐猴的遠(yuǎn)古物種被稱為類似狐猴的遠(yuǎn)古物種被稱為“艾達(dá)艾達(dá)” What Makes us Different? Not very much, when you look at our DNA. But those few tiny changes made all the difference in the world 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 一、人類起源于古類人猿一、人類起源于古類人猿 倭黑猩猩在倭黑猩猩在80英尺英尺 高的的樹上高的的樹上行走行走， 手中握著水果。手中握著水果。 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 凡出現(xiàn)了較接近人類的化石出現(xiàn)時，

57、猿凡出現(xiàn)了較接近人類的化石出現(xiàn)時，猿 猴的化石便不見了。猴的化石便不見了。 起源的地點很可能是亞洲中部，包括北起源的地點很可能是亞洲中部，包括北 京周口店和原屬亞洲大陸的爪哇。但也有化石京周口店和原屬亞洲大陸的爪哇。但也有化石 在南非和東非發(fā)現(xiàn)。在南非和東非發(fā)現(xiàn)。 最新的研究認(rèn)為人類起源于最新的研究認(rèn)為人類起源于非洲非洲的猿猴。的猿猴。 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 1.1.人和猿的人和猿的骨骼十分相近骨骼十分相近：結(jié)構(gòu)上看幾乎完：結(jié)構(gòu)上看幾乎完 全相同全相同 2.2.人和猿的人和猿的痕跡器官痕跡器官比較：盲腸退化比較：盲腸退化 3.3.人和猿人和猿胚胎發(fā)育胚胎發(fā)育和和胎盤胎盤的比較

58、：前五個月胚的比較：前五個月胚 胎，盤形胎盤胎，盤形胎盤 4.4.人和猿的人和猿的生理生理、病理病理的比較：三維視覺、月的比較：三維視覺、月 經(jīng)周期、血型經(jīng)周期、血型 人類起源于古類人猿的證據(jù)人類起源于古類人猿的證據(jù) 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 人和猿的人和猿的骨骼十分相近骨骼十分相近：結(jié)構(gòu)上看幾乎完全相同：結(jié)構(gòu)上看幾乎完全相同 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 關(guān)于人類和黑猩猩的分化年代，我們的關(guān)于人類和黑猩猩的分化年代，我們的DNA 解析結(jié)果所給出的年代怎樣對應(yīng)于已知的化石解析結(jié)果所給出的年代

59、怎樣對應(yīng)于已知的化石 證據(jù)呢？這里最重要的是以證據(jù)呢？這里最重要的是以“露西（露西（Lucy）” 為代表的化石靈長類，南方古猿為代表的化石靈長類，南方古猿阿法種阿法種 （Australopithecus afarensis）。）。 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 第三節(jié)第三節(jié) 人類的進(jìn)化史人類的進(jìn)化史 在哈達(dá)地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多塊被認(rèn)為是露西的同類猿人的化石。它們是在哈達(dá)地區(qū)發(fā)現(xiàn)了多塊被認(rèn)為是露西的同類猿人的化石。它們是300360300360 萬年前的化石。發(fā)現(xiàn)露西的哈達(dá)在埃塞俄比亞的阿法（萬年前的化石。發(fā)現(xiàn)露西的哈達(dá)在埃塞俄比亞的阿法（afarafar）地區(qū)，所）地區(qū)，所 以這些最早的雙足

60、直立步行的猿人被稱作為南方古猿阿法種，即阿法的猿以這些最早的雙足直立步行的猿人被稱作為南方古猿阿法種，即阿法的猿 人。這個猿人的體重為人。這個猿人的體重為25502550公斤，腦的大小和現(xiàn)在的非洲類人猿一樣。公斤，腦的大小和現(xiàn)在的非洲類人猿一樣。 露西身高露西身高1 1米，體重米，體重2525公斤左右。它們一部分臉和口蓋的特征與黑猩猩相公斤左右。它們一部分臉和口蓋的特征與黑猩猩相 似。總體上看來頭骨接近于雌性的大猩猩，牙齒大而比黑猩猩的還要牢固。似?？傮w上看來頭骨接近于雌性的大猩猩，牙齒大而比黑猩猩的還要牢固。 露西只有與黑猩猩并列的腦容量，大猩猩似的容貌，因為它是雙足直立步露西只有與黑猩猩并