1、生命的起源和進(jìn)化，第一節(jié)生命起源，1，關(guān)于生命起源的假說(shuō)，(1)創(chuàng)世論關(guān)于上帝創(chuàng)造萬(wàn)物，最終創(chuàng)造人。(2)所有災(zāi)難過(guò)后，舊生物都被摧毀了，新生物又被上帝創(chuàng)造出來(lái)。(。(3)自然發(fā)生論生物在非生物環(huán)境中自然發(fā)生。例如：腐爛的螢火蟲(chóng)、腐爛的肉蛆、沉魚(yú)落鼠、(4)優(yōu)生論地球的生命來(lái)自宇宙空間的其他行星。星際分子的發(fā)現(xiàn)：A. 1963年以后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系其他行星上有碳?xì)浠衔锛捌溲苌?如氨、水、氰化氫、甲醛、乙醛、甲酸、乙醇等)的牙齒。B. 1978年上半年，已知由C，H，O，N組成的星際分子共有37種，其中80是有機(jī)化合物。C. 1997年美國(guó)對(duì)華城表面成分進(jìn)行了勘探，結(jié)果顯示火星也含有生物有機(jī)

2、物。隕石中有機(jī)化合物的發(fā)現(xiàn)：a .隕石萃取物中確認(rèn)了多種有機(jī)化合物，如碳?xì)浠衔?、氧化物、氮化物、硫化物、鹵化物。B. 1969年，九月澳大利亞麥金森附近隕石墜落，碎片成分分析檢測(cè)出天然型氨基酸等。(5)被廣泛接受的生命起源說(shuō)新的自然發(fā)生學(xué)說(shuō)，生命發(fā)生在長(zhǎng)期宇宙進(jìn)化過(guò)程中，是宇宙進(jìn)化的一個(gè)階段，非生物物質(zhì)發(fā)生的進(jìn)化過(guò)程，不是在當(dāng)前條件下，非生物有機(jī)物質(zhì)突然發(fā)生的。生命的起源發(fā)生在距今約4535億年的時(shí)間里。2 .生命起源過(guò)程、化學(xué)進(jìn)化小分子、化學(xué)有機(jī)小分子、氨基酸、核酸生命從無(wú)序中誕生到有序的遠(yuǎn)視RNA世界。酶、模板和結(jié)構(gòu)生命來(lái)自自然，高于自然：細(xì)胞，1。從無(wú)機(jī)分子中生成有機(jī)分子。甲烷、氨、硫

3、化氫、氰化氫、水蒸氣等紫外線太陽(yáng)輻射提供能量閃光火山爆發(fā)，合成簡(jiǎn)單的光、熱雷電有機(jī)化合物有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸、單糖、脂肪類等。1953年，美國(guó)芝加哥大學(xué)研究生S.Miller 1969年，九月澳大利亞麥金森扔下隕石，在雕塑成分分析中找到了氨基酸、嘧啶、脂肪酸等。2 .從有機(jī)小分子合成生物大分子，在原始海洋的海岸、巖石、黏土的表面或湖泊等小水域中，氨基酸、核苷酸等有機(jī)小分子沉積吸收能量，通過(guò)溶液聚合或濃縮聚合生成遠(yuǎn)視蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。支持牙齒階段的證據(jù)：美國(guó)?？怂?F.FOX)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，將氨基酸混合物倒入160 OC的烈士或黏土中，通過(guò)水分蒸發(fā)、氨基酸濃縮和化合來(lái)制造蛋白質(zhì)分子。后來(lái)類

4、似的實(shí)驗(yàn)：HCN NH3樣肽的化合物聚磷酸單核苷酸聚核苷酸50oC60oC，3。從生物大分子生成多分子系統(tǒng)，奧巴林的聚合體聲稱生物大分子主要是蛋白質(zhì)溶液和核酸溶液，聚集在一起時(shí)可以形成聚合體小水滴。這是一個(gè)多分子系統(tǒng)，有一定的生命現(xiàn)象?；旌习咨髂z(蛋白質(zhì))阿拉伯膠(多糖)凝聚體(小水滴)，?？怂沟奈⑶?qū)W說(shuō)，早期實(shí)驗(yàn)：蛋白質(zhì)微球富集，4。從多分子體系演化到遠(yuǎn)視生命。如果有某種多分子體系(凝聚體或微球)，(1)從脂肪雙層膜包圍的周圍環(huán)境中分離出來(lái)的水囊泡沫。(2)包裹里有各種核酸、蛋白質(zhì)和糖類大分子。(。(3)可以選擇性地從周圍環(huán)境中吸收“膳食”。(。(4)大分子，利用“膳食”的分解復(fù)制自己的一

5、部分。(。(5)包裹因大分子的增加而“生長(zhǎng)”和“繁殖”。(。遠(yuǎn)視生命是從屬營(yíng)養(yǎng)，厭氧。5 .從遠(yuǎn)視生命演化成遠(yuǎn)視細(xì)胞，遠(yuǎn)視細(xì)胞膜遠(yuǎn)視祖細(xì)胞類似于今天的小分枝桿菌細(xì)胞。支持體沒(méi)有細(xì)胞壁，其周圍是細(xì)胞膜，細(xì)胞質(zhì)中只有核糖體，只含有DNA，RNA和多種蛋白質(zhì)。它不僅可以在細(xì)胞中寄生，還可以在無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)和繁殖。體積相當(dāng)于病毒大小。細(xì)菌的千分之一，直徑約為0.1米。第二節(jié)，生物進(jìn)化的證據(jù)和學(xué)說(shuō)，進(jìn)化包含了持續(xù)變化的意義，這種變化還有方向性的成分，進(jìn)化就是向一定方向變化的趨勢(shì)。生物從共同祖先到高級(jí)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐步分化演化的過(guò)程稱為進(jìn)化。第一，生物進(jìn)化的證據(jù)，1。古生物進(jìn)化的證據(jù)化石化石是

6、古代埋在地層中的動(dòng)植物遺跡。石化的身體、身體痕跡、腳印、遺物糞便等。南瓜和化石一樣，是研究生物進(jìn)化的好材料。大部分生物化石是由植物莖的化石、動(dòng)物的牙齒、貝殼、骨頭等生物的堅(jiān)硬部分形成的。一些化石是由生物的痕跡形成的，例如樹(shù)葉上的本國(guó)化石。將各種化石與徐璐其他地層的化石進(jìn)行比較，就能知道生物是如何進(jìn)化的。在古老的地層中成為化石的生物越簡(jiǎn)單，越低，水生生物的化石也越多。在附近的地層，變成化石的生物越復(fù)雜，越高，陸生生物的化石也越多。牙齒現(xiàn)象表明，生物從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低到高，從水生到陸生逐步進(jìn)化?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，最古老的地層中沒(méi)有生物化石。這表明地球上最初沒(méi)有生命，生命經(jīng)歷了從無(wú)到有的發(fā)展過(guò)程。同位素

7、衰變同位素有一定的衰變速度，牙齒速度不受氣候等環(huán)境條件的影響。利用牙齒特征，可以比較準(zhǔn)確地計(jì)算各新、老地層、化石的年齡。各種同位素的衰變速度都是按半衰期(half-life)計(jì)算的，半衰期是指同一產(chǎn)品中一個(gè)同位素原子衰變一半所需的時(shí)間。同位素衰變半衰期適用范圍87銣87鍶490億年1億年232釷208鉛140億年2億年238鈾206鉛45億年1億年40鉀40氬13億年1億年235鈾207鉛7億年10萬(wàn)年14碳14氮5730年6萬(wàn)年2。比較解剖學(xué)證據(jù)蠑螈和鱷魚(yú)的前腿，鳥(niǎo)的翅膀和哺乳動(dòng)物的前腿和人類的手臂。同源器官結(jié)構(gòu)及發(fā)育的一致性表明，牙齒動(dòng)物起源于共同祖先，具有相似的遺傳基礎(chǔ)。比較幾種哺乳動(dòng)物

8、的前腿，肱骨一個(gè)；2尺骨和半徑；3腕骨和掌骨；4指骨，痕跡器官trace organ是指在生物體內(nèi)仍然保存但功能不大的器官。例如：人的闌尾、犬齒；男性的劉邦等。3 .從胚胎學(xué)證據(jù)、魚(yú)類、兩棲動(dòng)物、爬行動(dòng)物、鳥(niǎo)類到哺乳動(dòng)物、人類，早期胚胎都很相似，都有鰓裂和尾巴。脊椎動(dòng)物也有共同的祖先，都來(lái)自用鰓呼吸、有尾巴的水生動(dòng)物的祖先，而人類則是從有尾巴的動(dòng)物發(fā)展而來(lái)的。4 .分子生物學(xué)證據(jù)表明，細(xì)胞色素C細(xì)胞色素C是一種具有104112個(gè)氨基酸的多肽分子，在進(jìn)化上是非常保守的分子。徐璐其他生物的細(xì)胞色素C中氨基酸的組成和順序反映了這些生物之間的親緣關(guān)系。根據(jù)細(xì)胞色素C分子中氨基酸順序的差異，可以知道牙齒

9、分子的基因核苷酸順序的差異，因此也反映了徐璐其他生物之間的親緣關(guān)系。5 .免疫學(xué)證據(jù)表明，根據(jù)抗原抗體沉淀反應(yīng)的強(qiáng)弱程度，徐璐確定其他生物之間的親疏關(guān)系。人類與黑猩猩、大猩猩的關(guān)系最近驗(yàn)證了與猴子的關(guān)系最遠(yuǎn)。證明熊貓與熊和動(dòng)物的親緣關(guān)系比與熊貓的親緣關(guān)系更近，表明熊貓應(yīng)該屬于熊科，不應(yīng)該屬于浣熊科。，2 .進(jìn)化學(xué)說(shuō)(進(jìn)化理論)，1。創(chuàng)世論18世紀(jì)瑞典植物學(xué)家林奈(Linne，1707 1778)為現(xiàn)代生物分類學(xué)奠定了基礎(chǔ)。但是他認(rèn)為，根據(jù)舊約創(chuàng)世記的記載，人是上帝創(chuàng)造的?！吧系蹚囊婚_(kāi)始就創(chuàng)造了多少不同的形態(tài)，現(xiàn)在有多少物種?！?，2 .災(zāi)難論，居維葉(Curier，17691832)證明，兩棲動(dòng)

10、物到人類四肢骨骼都相似。他認(rèn)為，將生物化石的變化與環(huán)境的災(zāi)難聯(lián)系起來(lái)，生物的變化突然發(fā)生，整體消亡，整體再造。他反對(duì)一個(gè)物種從另一個(gè)物種進(jìn)化而來(lái)的想法。事實(shí)上，奎維葉只是用神的多種創(chuàng)造代替了一次創(chuàng)造。3 .特性遺傳學(xué)說(shuō)，法國(guó)拉馬克(Lamarck，17441829)，獲得科學(xué)進(jìn)化論的創(chuàng)始人。他認(rèn)為生命是連續(xù)的，物種是變化的，環(huán)境變化是物種變化的原因。主要思想：“進(jìn)肺退路”或“獲得性狀遺傳學(xué)說(shuō)”。也就是說(shuō)，生物會(huì)受到環(huán)境的直接影響，經(jīng)常使用的器官發(fā)展，不使用的器官逐漸退化等后天獲得的性質(zhì)會(huì)遺傳。環(huán)境條件的變化決定了變異的方向，因此被稱為“定向變異”，定向變異是對(duì)生物環(huán)境的適應(yīng)。4 .自然選擇學(xué)說(shuō)

11、(達(dá)爾文主義)，英國(guó)人達(dá)爾文(18091882)，1859年出版了一本書(shū)。達(dá)爾文22歲去貝格爾號(hào)世界旅行，5年(18311836年)收集了很多動(dòng)植物資料，為達(dá)爾文的進(jìn)化理論打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。年輕時(shí)的達(dá)爾文和貝格爾號(hào)的航海，1809年出生，兒時(shí)的森林和田野1825年，愛(ài)丁堡大學(xué)醫(yī)學(xué)1828年，劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)神學(xué)，研究博物學(xué)和自然史，并認(rèn)識(shí)了博學(xué)的教授學(xué)者。1831年劍橋畢業(yè)并獲得學(xué)士學(xué)位的劍橋大學(xué)博物學(xué)教授Henslow在英國(guó)貝格爾號(hào)帆船上被推薦為博物學(xué)專家。亨斯洛教授出發(fā)前特別向達(dá)爾文贈(zèng)送了戴爾的地質(zhì)學(xué)原理第一卷。1831年十一月，拜格爾號(hào)探險(xiǎn)船于1835年夏天抵達(dá)太平洋東部，在南美西海岸965

12、公里處到達(dá)加帕果斯群島?？疾炝艘粋€(gè)多月，采集了大量的巖石、植物和動(dòng)物標(biāo)本。島上26種陸地鳥(niǎo)類中，25種是獨(dú)特的，15種海洋魚(yú)類都是新種，25種甲蟲(chóng)中只有23種在南美洲，185種玄化植物中有100種是新種。不同島嶼上烏龜?shù)男螒B(tài)不同，鳥(niǎo)類的許多特征也有差異，表明牙齒不同的物種是由這里特殊的氣候和環(huán)境創(chuàng)造的。物種是可變的。這種變化顯然受到自然環(huán)境的影響和選擇的影響！貝格爾號(hào)進(jìn)行了5年的航海探險(xiǎn)后，1836年十月，達(dá)爾文返回英國(guó)。整理和收集數(shù)據(jù)：1838年，他閱讀了著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家Malthus (Malthus，1766-1834)的人口論，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到生存競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果是將各物種保持在自然中適當(dāng)?shù)牧浚瑫r(shí)

13、逐漸向更適應(yīng)環(huán)境的方向變化。同年，Darwin和Wallace在英國(guó)Linnaean學(xué)會(huì)上發(fā)表了各自的論文和摘要。1859年，達(dá)爾文物種的起源終于出現(xiàn)了。1859年，達(dá)爾文物種的公元1860年六月30日，牛津大學(xué)圖書(shū)館創(chuàng)世論和進(jìn)化論的討論會(huì)牛津大主教威爾伯福斯對(duì)赫胥黎(Wilberforce vs. Huxley)“人是亞當(dāng)?shù)暮蟠€是猴子的后代”的大爭(zhēng)論，進(jìn)化論和創(chuàng)世論的斗爭(zhēng)沒(méi)有停止。進(jìn)化論要點(diǎn)：(1突變生物界才絢麗多彩。也就是說(shuō)，世界上有兩個(gè)生物個(gè)體不完全相同，牙齒變異是隨機(jī)發(fā)生的，遺傳變異。(2)繁殖過(guò)剩，各種生物都有很強(qiáng)的生殖能力。但是自然界中各種生物的數(shù)量在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)保持比較穩(wěn)定。(

14、3)生存斗爭(zhēng)生物存在繁殖過(guò)剩現(xiàn)象，出現(xiàn)了生存斗爭(zhēng)。種內(nèi)斗爭(zhēng)種間斗爭(zhēng)生物和非生物之間的斗爭(zhēng)，(4)適者生存，生物普遍存在遺傳和變異，其中保留了有利的變異，不利于生存的變異淘汰，出現(xiàn)適者生存。由此可見(jiàn)，變異是隨機(jī)的，沒(méi)有方向的，只有通過(guò)方向的選擇，才能保存有利的變異，以適應(yīng)環(huán)境?？傊ㄟ^(guò)一代人的生存環(huán)境選擇作用，物種的變異積累到了一個(gè)方向，性質(zhì)與原始祖先物種不同，進(jìn)化成了新的物種。也就是說(shuō)，變異的選擇和積累是生命多樣性的根源。狗的祖先通過(guò)自然選擇創(chuàng)造了5種狗和動(dòng)物，人工養(yǎng)狗的形式各不相同，生物特性和特征的變化往往是環(huán)境和遺傳相互作用的結(jié)果，長(zhǎng)頸鹿的進(jìn)化，5。綜合進(jìn)化論(現(xiàn)代達(dá)爾文主義)，主要觀點(diǎn)

15、：1:集體是生物進(jìn)化的基本單位。對(duì)進(jìn)化機(jī)制的研究屬于集體遺傳學(xué)的范疇。第二：突變、選擇、隔離是物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制。牙齒學(xué)說(shuō)的特點(diǎn)是徹底否定獲得性遺傳學(xué)學(xué)說(shuō)，將進(jìn)化現(xiàn)象視為集體現(xiàn)象，肯定自然選擇所發(fā)揮的所有重要作用。、(1)突變?yōu)樯镞M(jìn)化提供原材料。(2)人口具有相對(duì)穩(wěn)定，其基礎(chǔ)是遺傳平衡。(3)引起群體基因頻率變化的因素，a .突變的方向是隨機(jī)的，突變?yōu)樽匀贿x擇提供原材料。如果突變性被選擇，牙齒突變基因在基因庫(kù)中積累并增加。b .遺傳漂移genetic drift，一個(gè)小種中，基因頻率隨機(jī)增減為偶然的機(jī)會(huì)(不是自然選擇的原因)的現(xiàn)象。創(chuàng)始人效應(yīng)一個(gè)物種中的幾個(gè)或幾十個(gè)個(gè)體遷移到另一個(gè)地區(qū)

16、定居，繁殖自行后代，導(dǎo)致基因頻率變化的現(xiàn)象。c .基因轉(zhuǎn)移，一個(gè)群體的個(gè)人遷移到另一個(gè)群體的現(xiàn)象。無(wú)論是老個(gè)體的遷移還是新個(gè)體的加入，都可以改變?nèi)后w的基因頻率。d .自然選擇，自然選擇對(duì)基因型的影響和基因重組的作用，使群體的基因頻率發(fā)生正向變化。結(jié)果生物類型發(fā)生了變化。青霉素的細(xì)菌抗性選擇DDT是家蠅抗性的選擇，6 .分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)(非達(dá)爾文主義)，1968年提出了日本木村自生(M.kimura)牙齒分子進(jìn)化的中性學(xué)說(shuō)。(1)中性學(xué)說(shuō)的學(xué)術(shù)背景，瞳孔酶的發(fā)現(xiàn)和研究可以促進(jìn)相同的化學(xué)反應(yīng)，但蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)不同的酶。他們?cè)谏怼⒚庖吆屠砘再|(zhì)上有一定的差異，它們存在于同一個(gè)人或同一組織中。例如，乳酸脫氫酶LDH是由4個(gè)嬰兒聚合構(gòu)成的共聚物，可形成5茄子LDH同事酶(H4，M4，H3M1，H2M2，HM3等)。M型在骨骼肌，H型在心肌。這表明自然群體在分子水平上有意想不到的多態(tài)性，這就是綜合進(jìn)化論無(wú)法解釋的。分子時(shí)鐘概念提出，分子進(jìn)化速度取決于蛋白質(zhì)或核酸等大分子中的氨基酸或核苷酸的一定時(shí)期替代率。每年氨酸的更換頻率為0.35 X 10-9。同一蛋白質(zhì)分子