生命的起源課件

1、思考思考：1.1.什么是生物（用自己的話概括）？什么是生物（用自己的話概括）？4.4.地球上的生物都是從哪里來的？地球上的生物都是從哪里來的？2.2.生物的生殖和發(fā)育是怎樣的？生物的生殖和發(fā)育是怎樣的？3.3.什么是遺傳和變異？基因、什么是遺傳和變異？基因、DNADNA和和染色體之間的關(guān)系是怎樣的？染色體之間的關(guān)系是怎樣的？生命的起源生命的起源生命起源的各種假說生命起源的各種假說一、有關(guān)生命起源的幾種假說q 神創(chuàng)論神創(chuàng)論q 自然發(fā)生論自然發(fā)生論q 化學(xué)進(jìn)化說化學(xué)進(jìn)化說q 宇生論宇生論q 熱泉生態(tài)系統(tǒng)熱泉生態(tài)系統(tǒng)上帝創(chuàng)造萬物，最后造人。 (見圣經(jīng)故事)1、神造論生物是從非生物環(huán)境中自然發(fā)生出來的

2、： 腐草化螢腐草化螢 腐肉生蛆腐肉生蛆 淤泥生鼠淤泥生鼠2、自然發(fā)生論17 世紀(jì)意大利醫(yī)生F. Redi 用實(shí)驗(yàn)證明腐肉不能生出蒼蠅1860年巴斯德用實(shí)驗(yàn)證明肉湯不能生出微生物三、化學(xué)起源說三、化學(xué)起源說 化學(xué)起源說是被廣大學(xué)者普遍接受的生命化學(xué)起源說是被廣大學(xué)者普遍接受的生命起源假說。這一假說認(rèn)為，地球上的生命是起源假說。這一假說認(rèn)為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長的時在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長的時間內(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過極其復(fù)雜的化學(xué)過間內(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過極其復(fù)雜的化學(xué)過程，一步一步地演變而成的。程，一步一步地演變而成的。生命的起源生命的起源1 1、4646億年的

3、原始的地球的億年的原始的地球的 特點(diǎn)：特點(diǎn)：熾熱的，天空中赤日炎炎，電閃熾熱的，天空中赤日炎炎，電閃雷鳴，地面上火山噴發(fā)，熔巖橫溢。雷鳴，地面上火山噴發(fā)，熔巖橫溢。一切元素都呈氣體狀態(tài)，不存在生一切元素都呈氣體狀態(tài)，不存在生命命2 2、原始地球?yàn)樯鹪刺峁┝耍骸⒃嫉厍驗(yàn)樯鹪刺峁┝耍海? 1）、場所：）、場所：（2 2）、物質(zhì)：）、物質(zhì)：原始大氣和原始海洋原始大氣和原始海洋（3 3）、能量：）、能量：宇宙射線、紫外線、閃電、宇宙射線、紫外線、閃電、火山噴發(fā)釋放的能量等火山噴發(fā)釋放的能量等甲烷（甲烷（CHCH4 4）、氨（）、氨（NHNH3 3）、水）、水（H H2 2O O）、氫氣（）、

4、氫氣（H H2 2）、硫化氫）、硫化氫（H H2 2S S）、氰化氫（）、氰化氫（HCNHCN）等）等 沒有氧氣沒有氧氣火山爆發(fā)形成原始大氣火山爆發(fā)形成原始大氣反應(yīng)物反應(yīng)物條件條件產(chǎn)物產(chǎn)物原原始始大大氣氣甲烷（甲烷（CHCH4 4）氨（氨（NHNH3 3）水（水（H H2 2O O）氫（氫（H H2 2）硫化氫（硫化氫（H H2 2S S）氰化氫（氰化氫（HCNHCN）宇宙射線宇宙射線紫外線紫外線閃電閃電氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸單糖單糖Stanley Miller (1953 時 23 歲)1953 年芝加哥大學(xué)研究生米勒的模擬實(shí)驗(yàn)原始的海洋原始的海洋“還原性還原性 大氣大氣”模擬降雨模擬降雨

5、加熱加熱米勒實(shí)驗(yàn)裝置米勒實(shí)驗(yàn)裝置 米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環(huán)，接著他通米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環(huán)，接著他通過兩個電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激過兩個電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而球型空間下部發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而球型空間下部連通的冷凝管讓反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸汽冷卻形成液體，又連通的冷凝管讓反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程。經(jīng)過一周持續(xù)不斷流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程。經(jīng)過一周持續(xù)不斷的實(shí)驗(yàn)和循環(huán)之后。米勒分析其化學(xué)成分時發(fā)現(xiàn)，其中含的實(shí)驗(yàn)和循環(huán)之后。米勒分

6、析其化學(xué)成分時發(fā)現(xiàn)，其中含有包括有包括5 5種氨基酸和不同有機(jī)酸在內(nèi)的各種新的有機(jī)化合種氨基酸和不同有機(jī)酸在內(nèi)的各種新的有機(jī)化合物，同時還形成了氰氫酸，而氰氫酸可以合成腺嘌呤，腺物，同時還形成了氰氫酸，而氰氫酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。嘌呤是組成核苷酸的基本單位。 米勒的實(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí)，生命起源的第一步，從米勒的實(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí)，生命起源的第一步，從無機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件無機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的。下是完全可能實(shí)現(xiàn)的。米勒的實(shí)驗(yàn)米勒的實(shí)驗(yàn)-化學(xué)進(jìn)化階段化學(xué)進(jìn)化階段 無機(jī)小分子物質(zhì)無機(jī)小分子物質(zhì)生生

7、成成形形 成成 組組 成成演演 變變場所：場所：原始大氣原始大氣場所：場所：原始海洋原始海洋場所：場所：原始海洋原始海洋特點(diǎn)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：特點(diǎn)：原始界膜和原始的原始界膜和原始的 物質(zhì)交換物質(zhì)交換具有原始的新陳代謝和繁殖能力具有原始的新陳代謝和繁殖能力有機(jī)小分子物質(zhì)有機(jī)小分子物質(zhì)有機(jī)高分子物質(zhì)有機(jī)高分子物質(zhì)多分子體系多分子體系原始生命原始生命場所：場所：原始海洋原始海洋 1 1、原始地球條件下，氨基酸等小分子物、原始地球條件下，氨基酸等小分子物質(zhì)形成的場所是：質(zhì)形成的場所是： A A、原始大氣、原始大氣 B B、原始海洋、原始海洋 C C、原始陸地、原始陸地 D D、原始海洋和陸地、原始海洋和陸

8、地 正確答案：正確答案：A練習(xí)：練習(xí)：2 2、原始地球條件下，生命起源于：、原始地球條件下，生命起源于： A A、原始陸地、原始陸地 B B、原始海洋、原始海洋 C C、原始大氣、原始大氣 D D、火山附近、火山附近正確答案：正確答案：B3 3、我國在生命起源問題上，取得了重大成就，、我國在生命起源問題上，取得了重大成就，19651965年科學(xué)工作者人工合成了：年科學(xué)工作者人工合成了： A A、氨基酸、氨基酸 B B、酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸、酵母丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)核糖核酸 C C、脫氧核糖、脫氧核糖 D D、結(jié)晶牛胰島素、結(jié)晶牛胰島素正確答案：正確答案：D4 4、原始生命誕生的重要標(biāo)志是：、原始生命誕

9、生的重要標(biāo)志是： A A、具有原始界膜和物質(zhì)交換能力、具有原始界膜和物質(zhì)交換能力 B B、具有蛋白質(zhì)和核酸的相互作用、具有蛋白質(zhì)和核酸的相互作用 C C、具原始的新陳代謝和自我繁殖能力、具原始的新陳代謝和自我繁殖能力 D D、具真核細(xì)胞的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、具真核細(xì)胞的細(xì)胞結(jié)構(gòu)正確答案：正確答案：C4、宇生論 地球上生命來自宇宙空間別的星球。彗星彗星隕石坑隕石坑5、熱泉生態(tài)系統(tǒng)、熱泉生態(tài)系統(tǒng)生命的起源可能與熱泉生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)，這是生命的起源可能與熱泉生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)，這是20世紀(jì)世紀(jì)70年代以來，部分學(xué)者提出的觀點(diǎn)。年代以來，部分學(xué)者提出的觀點(diǎn)。20世紀(jì)世紀(jì)70年代年代末，科學(xué)家在東太平洋的加拉帕戈斯群島附近

10、發(fā)現(xiàn)了末，科學(xué)家在東太平洋的加拉帕戈斯群島附近發(fā)現(xiàn)了幾處深海熱泉，在這些熱泉里生活著眾多的生物，包幾處深海熱泉，在這些熱泉里生活著眾多的生物，包括管棲蠕蟲、蛤類和細(xì)菌等興旺發(fā)達(dá)的生物群落。這括管棲蠕蟲、蛤類和細(xì)菌等興旺發(fā)達(dá)的生物群落。這些生物群落生活在一個高溫（熱泉噴口附近的溫度達(dá)些生物群落生活在一個高溫（熱泉噴口附近的溫度達(dá)到到300 以上）、高壓、缺氧、偏酸和無光的環(huán)境中。以上）、高壓、缺氧、偏酸和無光的環(huán)境中。首先是這些化能自養(yǎng)型細(xì)菌利用熱泉噴出的硫化物首先是這些化能自養(yǎng)型細(xì)菌利用熱泉噴出的硫化物（如（如H2S）所得到的能量去還原）所得到的能量去還原CO2而制造有機(jī)物，而制造有機(jī)物，然后

11、其他動物以這些細(xì)菌為食物而維持生活。迄今科然后其他動物以這些細(xì)菌為食物而維持生活。迄今科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)數(shù)十個這樣的深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)，它們一學(xué)家已發(fā)現(xiàn)數(shù)十個這樣的深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)，它們一般位于地球兩個板塊結(jié)合處形成的水下洋嵴附近。般位于地球兩個板塊結(jié)合處形成的水下洋嵴附近。 熱泉生態(tài)系統(tǒng)之所以與生命的起源相聯(lián)系，主要基于以下的熱泉生態(tài)系統(tǒng)之所以與生命的起源相聯(lián)系，主要基于以下的事實(shí)：事實(shí)： （1）現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌，大多都生活在高溫、缺氧、含硫和）現(xiàn)今所發(fā)現(xiàn)的古細(xì)菌，大多都生活在高溫、缺氧、含硫和偏酸的環(huán)境中，這種環(huán)境與熱泉噴口附近的環(huán)境極其相似；偏酸的環(huán)境中，這種環(huán)境與熱泉噴口附近的環(huán)境極其相似；

12、 （2）熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且又有大量的硫化物、）熱泉噴口附近不僅溫度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和和CO2等，與地球形成時的早期環(huán)境相似。等，與地球形成時的早期環(huán)境相似。 由此，部分學(xué)者認(rèn)為，熱泉噴口附近的環(huán)境不僅可以為生命的由此，部分學(xué)者認(rèn)為，熱泉噴口附近的環(huán)境不僅可以為生命的出現(xiàn)以及其后的生命延續(xù)提供所需的能量和物質(zhì)，而且還可以出現(xiàn)以及其后的生命延續(xù)提供所需的能量和物質(zhì)，而且還可以避免地球外物體撞擊地球時所造成的有害影響，因此熱泉生態(tài)避免地球外物體撞擊地球時所造成的有害影響，因此熱泉生態(tài)系統(tǒng)是孕育生命的理想場所。但另一些學(xué)者認(rèn)為，生命可能是系統(tǒng)是孕育生命的理想場所。但另一些學(xué)者認(rèn)為，生命可能是從地球表面產(chǎn)生，隨后就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以后的撞從地球表面產(chǎn)生，隨后就蔓延到深海熱泉噴口周圍。以后的撞擊毀滅了地球表面所有的生命，只有隱藏在深海噴口附近的生擊毀滅了地球表面所有的生命，只有隱藏在深海噴口附近的生物得以保存下來并繁衍后代。因此，這些噴口附近的生物雖然物得以保存下來并繁衍后代。因此，這些噴口附近的生物雖然不是地球上最早出現(xiàn)的，但卻是現(xiàn)存所有生物的共同祖先。不是地球上最早出現(xiàn)的，但卻是現(xiàn)存所有生物