1生命起源與生物進(jìn)化-09.ppt

1、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),生命科學(xué)篇,一、今天生命科學(xué)發(fā)展的新特點(diǎn)：,1、生命科學(xué)的對(duì)象已不僅僅是生物體 生物體之間、生物體與環(huán)境之間的聯(lián)系和相互作用 廣義的生命科學(xué)還包括改造生命世界的生物技術(shù)。 2、生命科學(xué)已經(jīng)超越了人類僅僅用感覺(jué)器官認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單生命現(xiàn)象，僅僅用描述性的語(yǔ)言解釋生命現(xiàn)象的階段 現(xiàn)代生命科學(xué)研究：由宏觀向微觀深入發(fā)展、朝著認(rèn)識(shí)生命運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，揭示生命本質(zhì)的方向邁進(jìn)。 3、生命科學(xué)與人，生命科學(xué)與人類社會(huì)，生命科學(xué)與人類前途命運(yùn)，生命科學(xué)與人類日常生活的關(guān)系日益緊密。 作為一把“雙刃劍”， 生命科學(xué)對(duì)人類社會(huì)的作用引起人們廣泛而尖銳的爭(zhēng)論。,二、21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì),傳統(tǒng)生物學(xué)現(xiàn)代生命

2、科學(xué)的發(fā)展,描述性生物學(xué),實(shí) 驗(yàn)生物學(xué),分 子生物學(xué),古代19世紀(jì)中葉,19世紀(jì)中葉20世紀(jì)中葉,20世紀(jì)中葉以后,創(chuàng) 造,利用各種儀器工具，通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，探索生命活動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律,分子生物學(xué)和基因工程的發(fā)展使人們有可能“創(chuàng)造”新的物種。,主要從外部形態(tài)特征觀察、描述、記載各種類型生物，尋找他們之間的異同和進(jìn)化脈絡(luò), 生命科學(xué)將成為21世紀(jì)自然科學(xué)的先導(dǎo)，成為現(xiàn)代科學(xué)營(yíng)地的中心。,代表：達(dá)爾文物種起源（1859）,代表：巴斯德的試驗(yàn),橫向,縱向,展望,三、生命科學(xué)研究的范圍,生命的起源 與生物進(jìn)化,探索生命的 本質(zhì),現(xiàn)代生物 技術(shù),1、生命結(jié)構(gòu)的尺度范圍，從分子到全球那么大。 2、包括地球上生命

3、的巨大多樣性。,概括說(shuō)：研究生物的生命現(xiàn)象和活動(dòng)規(guī)律的科學(xué) 全面說(shuō)：研究生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、分類、遺傳變異、進(jìn)化和生態(tài)的科學(xué),生命科學(xué)：研究生物的科學(xué),生命篇所涉及的內(nèi)容,范圍,第一講 生命起源與生物進(jìn)化,一、關(guān)于生命起源的論爭(zhēng) 二、化學(xué)演化說(shuō) 三、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論 四、20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的綜合進(jìn)化論 五、生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),一、關(guān)于生命起源的論爭(zhēng),化學(xué)進(jìn)化說(shuō) 生命起源于原始地球上的無(wú)機(jī)物,這些無(wú)機(jī)物在原始地球的自然條件作用下，從無(wú)機(jī)到有機(jī)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，通過(guò)一系列化學(xué)進(jìn)化過(guò)程，成為原始生命體。,宇宙胚種說(shuō) 地球上最初的生命是來(lái)自地球以外的宇宙空間，宇宙中的某種力量將生命的種子

4、撒向地球，后來(lái)才在地球上生長(zhǎng)并發(fā)展起來(lái)。,17世紀(jì)中葉以前： “上帝創(chuàng)造生物” 近代科學(xué)的實(shí)證精神：鑒于人們觀察到“腐肉生蛆”現(xiàn)象,生命產(chǎn)生的“自然發(fā)生說(shuō)”,19世紀(jì)法國(guó)著名科學(xué)家巴斯德（1822年1895年）著名的“肉湯實(shí)驗(yàn)”,證明：新的生命不可能自發(fā)地從非生命物質(zhì)中產(chǎn)生,一、關(guān)于生命起源的論爭(zhēng),二、生物進(jìn)化的機(jī)制及歷程,1922年，俄國(guó)生物化學(xué)家奧巴林提出了化學(xué)演化說(shuō),1953年，美國(guó)芝加哥大學(xué)的研究生米勒用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了奧巴林的這一假說(shuō)。,化學(xué)演化過(guò)程可分為4個(gè)階段,第一階段,有機(jī)小分子物質(zhì),原始大氣,原始湯,原始海洋,無(wú)機(jī)小分子物質(zhì),第二階段,有機(jī)高分子物質(zhì),第三階段,多分子體系,第四階段

5、,原始生命,長(zhǎng)期不斷的演變相互作用,場(chǎng)所,過(guò)程,產(chǎn)物,場(chǎng)所,聚合、縮合,原始海洋,過(guò)程,場(chǎng)所,過(guò)程,場(chǎng)所,原始海洋,濃縮、凝聚,說(shuō)明：生命來(lái)自于非生命,赫拉克利特:萬(wàn)物皆在流動(dòng)狀態(tài)之中。 亞里斯多德“生物由一較不完美的狀態(tài)往一較完美的狀態(tài)移動(dòng)的結(jié)果”,凡是持審慎態(tài)度的博物學(xué)家大多反對(duì)進(jìn)化的觀點(diǎn)，而是哲學(xué)家們從他們的概念出發(fā)提出了進(jìn)化的思想，如歌德、謝林、黑格爾等。,如（法）布豐(Comte de Buffon 1707-1788)就提出了外界環(huán)境直接改變動(dòng)物的學(xué)說(shuō)。,如（法）拉馬克(Lamarck 1744-1829)的用進(jìn)廢退學(xué)說(shuō)。 如蘇格蘭地質(zhì)學(xué)家賴爾的地質(zhì)漸變論。,三、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論

6、,達(dá)爾文（1809年1882年）英國(guó)生物學(xué)家,1859年出版了物種起源 包括兩部分內(nèi)容， 一、前人如布豐和拉馬克的一些觀點(diǎn)，如變異和遺傳， 二、達(dá)爾文自己創(chuàng)造的理論（自然選擇）和一些經(jīng)過(guò)修改和發(fā)展的概念，主要為性狀分歧、種形成與滅絕和系統(tǒng)樹。達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說(shuō)是一個(gè)綜合學(xué)說(shuō)，其核心為自然選擇。 變異是自然選擇 的材料 過(guò)度繁殖提供了自然選擇 的必要性和可能性 生存斗爭(zhēng)是自然選擇 實(shí)現(xiàn)的手段 適者生存是自然選擇 的標(biāo)準(zhǔn) 優(yōu)勝劣汰是自然選擇 的必然結(jié)果,按照達(dá)爾文的理論，長(zhǎng)頸鹿有這么長(zhǎng)的脖子是因?yàn)橛幸恍╅L(zhǎng)頸鹿生來(lái)脖子就長(zhǎng)一些，它們因此可以吃到更多的樹葉，生活的更好，繁衍更多的子孫，來(lái)通過(guò)遺傳繼承這個(gè)自

7、然生成的較長(zhǎng)的脖子。 自然變異和自然選擇使得脖子繼續(xù)慢慢地長(zhǎng)起來(lái)。,對(duì)長(zhǎng)頸鹿身上的斑紋拉馬克無(wú)法解釋，而達(dá)爾文可以解釋。 一頭由于變異而產(chǎn)生斑紋的長(zhǎng)頸鹿，因?yàn)檫@些斑紋與樹林背景交織在一起，能夠更容易躲過(guò)捕食者，因而它就會(huì)留下更多的后代來(lái)繼承它有斑紋的特征。,四、20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的綜合進(jìn)化論,達(dá)爾文學(xué)說(shuō)存在的問(wèn)題： 1、達(dá)爾文進(jìn)化論只能解釋生物物種的漸變，不能解釋物種的突變 2、達(dá)爾文進(jìn)化論只包含了進(jìn)化的必然性，未包含偶然性 3、達(dá)爾文進(jìn)化論只關(guān)注生物間的斗爭(zhēng)，而忽略了協(xié)同、協(xié)作,綜合進(jìn)化論主要論點(diǎn)：,突變是隨機(jī)的，是生物進(jìn)化的原始材料，但由于對(duì)等位基因頻率變化的影響很小，在進(jìn)化中作用很?。蛔匀?/p>

8、群體存在的遺傳變異足以對(duì)不同環(huán)境的自然選擇作出反應(yīng)，自然選擇是影響生物進(jìn)化的主要因素，決定著生物進(jìn)化的方向； 由于自然選擇，處在不同環(huán)境下的有利基因分別被固定，最終可使不同環(huán)境下的生物出現(xiàn)生殖隔離而形成新物種。 由于綜合進(jìn)化學(xué)說(shuō)的基本觀點(diǎn)仍是自然選擇，所以又叫新達(dá)爾文學(xué)說(shuō)。,五生物多樣性及生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu), 生物多樣性 包括三個(gè)層面： 1、生態(tài)系統(tǒng)多樣性 2、物種多樣性 3、遺傳多樣性：,生態(tài)系統(tǒng),生物群落,非生物環(huán)境,生產(chǎn)者,消費(fèi)者,分解者,水、空氣、太陽(yáng)能,無(wú)機(jī)鹽類、蛋白質(zhì)、糖、脂類, 生態(tài)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),1生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次, 生物個(gè)體：生物個(gè)體是物種里一個(gè)獨(dú)立生活的單位，是生命的體現(xiàn)

9、者。只要它所在的環(huán)境能夠提供其生活所必需的條件，便能夠生存一定的時(shí)間。 物種：有共同的遺傳基因，彼此能夠進(jìn)行交配繁殖而與其它生物類群有生殖隔離，并在形態(tài)上類似，行為習(xí)性相同和有類似的環(huán)境條件的生物個(gè)體。 種群：占有一定的空間和時(shí)間的相同物種的集合體，種群內(nèi)的個(gè)體通過(guò)自然繁殖產(chǎn)生遺傳性穩(wěn)定的后代。 群落：在同一環(huán)境中由一定種類的生物種群所組成的一個(gè)生態(tài)功能單位，這種占據(jù)特定空間和時(shí)間的多種生物種群的集合體和功能單位被稱為群落。,2、生態(tài)系統(tǒng)的特征,（1）生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部在一定范圍和限度下具有自我調(diào)節(jié)的能力，這種能力與生物多樣性程度成正比； （2）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特征。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部始終處于運(yùn)動(dòng)之中，能量的流動(dòng)是單向的，物質(zhì)的流動(dòng)是循環(huán)式的； （3）生態(tài)系統(tǒng)吸收的太陽(yáng)能量一般都通過(guò)45個(gè)不同營(yíng)養(yǎng)等級(jí)的生物進(jìn)行傳遞； （4）從地球上生物起源到現(xiàn)在，生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)育階段。,3、生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié),反饋：當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)中某一成分發(fā)生變化時(shí)必然會(huì)引起其它成分的相應(yīng)變化，這種變化又會(huì)反過(guò)來(lái)影響最初發(fā)生變化的那個(gè)成分，使它的變化減弱或增強(qiáng)。 負(fù)反饋：能夠使生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡或穩(wěn)態(tài)的反饋。結(jié)果