水与生命-绪论课件.ppt

1、2010/2011/1水与生命水与生命绪绪 论论2010/2011/1水与生命水与生命水的星球水的星球生命之源生命之源水与文明水与文明水的危机水的危机珍爱水资源珍爱水资源2010/2011/1水与生命水与生命一、地球一、地球水的星球水的星球地球的历史地球的历史地球，水球！地球，水球！水的来源水的来源水与地貌水与地貌2010/2011/1水与生命水与生命地球形成示意图地球形成示意图2010/2011/1水与生命水与生命 水是地球表面数量水是地球表面数量最多的天然物质，最多的天然物质，它覆盖了地球它覆盖了地球70%70%以以上的表面。上的表面。将海洋中所有水平将海洋中所有水平均铺盖在地球表面，均铺

2、盖在地球表面，会形成会形成27002700米厚的米厚的水圈。水圈。在太阳系家族中独在太阳系家族中独一无二一无二.蓝色星球蓝色星球2010/2011/1水与生命水与生命水的来源水的来源 水的来源假说有水的来源假说有3030多种多种.水来自地球内部水来自地球内部 水来自太空水来自太空2010/2011/1水与生命水与生命 组成原始地球的尘埃内部蕴组成原始地球的尘埃内部蕴藏着许多结晶水合物。如藏着许多结晶水合物。如CaS0CaS04 42H2H2 20 0、CaClCaCl2 2.6H.6H2 2O O等，等，结晶水在地球内部高温作用结晶水在地球内部高温作用下离析出来就变成了水蒸汽，下离析出来就变成

3、了水蒸汽，喷发出来的水蒸汽就是地球喷发出来的水蒸汽就是地球上的水的先驱。上的水的先驱。当大气温度降到当大气温度降到100100，空中，空中的水蒸汽达到饱和时便冷却的水蒸汽达到饱和时便冷却成云，以降水形式落到地面成云，以降水形式落到地面上来，聚集在低洼处，最后上来，聚集在低洼处，最后汇集形成海洋。汇集形成海洋。目前每年仍然有目前每年仍然有660km660km3 3水从水从地幔逸出。地幔逸出。水来自地球内部水来自地球内部2010/2011/1水与生命水与生命水来自太空水来自太空 美国科学家提出一种新的假说美国科学家提出一种新的假说海水来自冰彗星海水来自冰彗星雨。雨。有人计算认为由有人计算认为由“火

4、山喷发火山喷发”释放的水汽只能解释释放的水汽只能解释目前海水总量的目前海水总量的50-70%50-70%。19871987年，科学家从卫星年，科学家从卫星获得高清晰度的照片中发现一些过去从未见到过的获得高清晰度的照片中发现一些过去从未见到过的黑斑，或者说是黑斑，或者说是“洞穴洞穴”。科学家认为，这些。科学家认为，这些“洞洞穴穴”是冰彗星撞击地球造成的。根据卫星监测发现是冰彗星撞击地球造成的。根据卫星监测发现地外彗星的地外彗星的“冰泥球冰泥球”和和“太空雪球太空雪球”等正源源不等正源源不断来到地球的事实认为，有相当部分的水应从断来到地球的事实认为，有相当部分的水应从“天天上来上来”，即来自冰彗星

5、雨和，即来自冰彗星雨和C C型小行星等含水物质。型小行星等含水物质。2010/2011/1水与生命水与生命 地球上自从有了水以后，全球的陆地表面，地球上自从有了水以后，全球的陆地表面，无时无刻不在遭受着流水的侵蚀。无时无刻不在遭受着流水的侵蚀。2010/2011/1水与生命水与生命水与地貌水与地貌 河流侵蚀作用河流侵蚀作用 冰川侵蚀作用冰川侵蚀作用 地下水侵蚀作用地下水侵蚀作用 海洋侵蚀作用海洋侵蚀作用2010/2011/1水与生命水与生命河流河流 2010/2011/1水与生命水与生命 冰川对所经之处冰川对所经之处的岩石产生强烈的岩石产生强烈的磨蚀作用，通的磨蚀作用，通常会形成冰斗、常会形成

6、冰斗、角峰、刃脊和角峰、刃脊和U U形谷等典型冰川形谷等典型冰川地貌特征。地貌特征。冰川冰川2010/2011/1水与生命水与生命l在石灰岩地区，在石灰岩地区，地下水中溶解二地下水中溶解二氧化碳后，对石氧化碳后，对石灰岩产生强烈的灰岩产生强烈的溶蚀作用，形成溶蚀作用，形成地下洞穴奇观。地下洞穴奇观。地下水地下水2010/2011/1水与生命水与生命l由于海水中由于海水中矿物质含量较矿物质含量较高，海洋侵蚀高，海洋侵蚀作用更加强烈，作用更加强烈，形成独特海岸形成独特海岸地貌。地貌。海洋海洋2010/2011/1水与生命水与生命二、水二、水 生命之源生命之源 生命起源理论生命起源理论 生命起源条件

7、生命起源条件 生命起源过程生命起源过程 生物进化生物进化2010/2011/1水与生命水与生命 生命起源于地球演化历史的早期阶段。生命起源于地球演化历史的早期阶段。原始海洋是地球生命的母体和摇篮。原始海洋是地球生命的母体和摇篮。生命起源是通过化学进化过程。生命起源是通过化学进化过程。原始生命在海洋中诞生、演化经历了原始生命在海洋中诞生、演化经历了10101515亿年，距今亿年，距今3 34 4亿年，生命才从海洋走亿年，生命才从海洋走向陆地。向陆地。化学进化理论化学进化理论2010/2011/1水与生命水与生命“新自生论新自生论”2020世纪世纪7070年代末在太平洋中年代末在太平洋中脊附近发现

8、的水热喷口脊附近发现的水热喷口(hydrothermal vent)(hydrothermal vent)生态生态系统。系统。一些学者把大洋中的水热喷一些学者把大洋中的水热喷口环境看作是地球早期化学口环境看作是地球早期化学进化和生命起源的自然环境进化和生命起源的自然环境模型：地球上的生命就是在模型：地球上的生命就是在类似水热喷口的环境中通过类似水热喷口的环境中通过非生物的有机合成在地球的非生物的有机合成在地球的早期形成的早期形成的 2010/2011/1水与生命水与生命 生命起源原材料：生命起源原材料：原始大气中成份；原始大气中成份；能量来源：火山、能量来源：火山、宇宙射线、雷电；宇宙射线、雷

9、电；产生场所：原始产生场所：原始海洋。海洋。原始地球条件原始地球条件2010/2011/1水与生命水与生命其它条件其它条件 没有氧气，最初没有氧气，最初形成的生命物质形成的生命物质不会被氧化降解；不会被氧化降解；粘土矿物的化学粘土矿物的化学催化作用；催化作用；太阳和紫外线辐太阳和紫外线辐射对有机分子的射对有机分子的浓缩作用等。浓缩作用等。2010/2011/1水与生命水与生命生命起源生命起源 1 1、从化学演化期到产生最简单的生命形式包、从化学演化期到产生最简单的生命形式包括括4 4个阶段：个阶段：1 1）、从无机小分子物质生成有机小分子物质）、从无机小分子物质生成有机小分子物质(单糖、核苷酸

10、等单糖、核苷酸等)；2 2）、从有机小分子物质形成有机高分子物质）、从有机小分子物质形成有机高分子物质(蛋白质、核酸等蛋白质、核酸等)；3 3）、从有机高分子物质组成多分子体系；）、从有机高分子物质组成多分子体系；4 4）、从多分子体系演变为原始生命）、从多分子体系演变为原始生命原核原核细胞。细胞。2010/2011/1水与生命水与生命米勒实验米勒实验 19531953年由美国芝加年由美国芝加哥大学研究生米勒哥大学研究生米勒（S.L.MillerS.L.Miller）在）在其导师尤利其导师尤利（H.C.UreyH.C.Urey）指导）指导下完成。下完成。2010/2011/1水与生命水与生命l

11、原始地球火山活动形成局部原始地球火山活动形成局部高温缺氧地区，使得附近水高温缺氧地区，使得附近水池里大量的氨基酸、核酸等池里大量的氨基酸、核酸等有机物和水作用形成有机物和水作用形成“有机有机汤汤”。l当水池由于高温蒸发干枯时，当水池由于高温蒸发干枯时，氨基酸弱聚合脱水反应形成氨基酸弱聚合脱水反应形成多肽等高聚物。多肽等高聚物。l后由雨水搬运到海洋，自我后由雨水搬运到海洋，自我装配形成蛋白质。为生命起装配形成蛋白质。为生命起源提供了所需的有机分子。源提供了所需的有机分子。2010/2011/1水与生命水与生命l前苏联生物化学家奥巴前苏联生物化学家奥巴林首先提出。林首先提出。l团聚体学说认为，生物

12、团聚体学说认为，生物大分子主要是蛋白质溶大分子主要是蛋白质溶液和核酸溶液合在一起液和核酸溶液合在一起时，可形成团聚体小滴，时，可形成团聚体小滴，这就是多分子体系，它这就是多分子体系，它具有一定的生命现象。具有一定的生命现象。l在该假说中，海水是不在该假说中，海水是不可或缺的，它被认为是可或缺的，它被认为是生命的摇篮。生命的摇篮。白明胶（蛋白质）阿拉伯胶（多糖）白明胶（蛋白质）阿拉伯胶（多糖）混合混合 团聚体（小滴）团聚体（小滴）Oparin的团聚体学说：的团聚体学说：2010/2011/1水与生命水与生命福克斯的微球体学说福克斯的微球体学说 19601960年美国生物化学家福克斯年美国生物化学

13、家福克斯提出，提出，学说认为，早期的地球温度很学说认为，早期的地球温度很高，足以使简单的化合物形成高，足以使简单的化合物形成复杂的化合物。复杂的化合物。19551955年，福克年，福克斯就开始进行实验。他把各种斯就开始进行实验。他把各种氨基酸的混合物加热到氨基酸的混合物加热到200200，3 3小时后，产生了形似蛋白质的小时后，产生了形似蛋白质的分子链，被称为类蛋白。分子链，被称为类蛋白。19601960年，福克斯又把酸性类蛋白放年，福克斯又把酸性类蛋白放入稀酸中加热溶解，冷却后缩入稀酸中加热溶解，冷却后缩结成团，形成微球体。结成团，形成微球体。福克斯的类蛋白微球体假说否福克斯的类蛋白微球体假

14、说否定了生命发生对原始海洋的依定了生命发生对原始海洋的依赖，因而被称为赖，因而被称为“陆相陆相 起源起源派派”。类蛋白质类蛋白质 浓缩浓缩 微球体微球体 2010/2011/1水与生命水与生命最原始的生命形式或细胞是异养的最原始的生命形式或细胞是异养的 无论哪一种多分子体系具备以下特征的综合，那么无论哪一种多分子体系具备以下特征的综合，那么原始生命诞生了。原始生命诞生了。（1 1）具有脂双层膜围成的与周围环境隔开的含水囊）具有脂双层膜围成的与周围环境隔开的含水囊泡。泡。（2 2）囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖类大分子。）囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖类大分子。（3 3）能选择性地从周围环境中吸纳）

15、能选择性地从周围环境中吸纳“食物食物”。（4 4）利用）利用“食物食物”的分解，复制自身一部分起核心的分解，复制自身一部分起核心作用的大分子。作用的大分子。（5 5）囊泡因大分子增多而）囊泡因大分子增多而“生长生长”和和“繁殖繁殖”。2010/2011/1水与生命水与生命生物进化生物进化 19831983年，古生物学家年，古生物学家在澳大利亚西部皮尔在澳大利亚西部皮尔巴拉的瓦拉乌纳岩层巴拉的瓦拉乌纳岩层内，发现了一些呈丝内，发现了一些呈丝状和放射状的细菌化状和放射状的细菌化石。距今有石。距今有3535亿年的亿年的历史，也就是说在地历史，也就是说在地球固体表面形成球固体表面形成3 3亿亿年后，地

16、球生命就已年后，地球生命就已诞生。诞生。2010/2011/1水与生命水与生命l原始生命诞原始生命诞生后，由化学生后，由化学进化转变为更进化转变为更复杂的生物进复杂的生物进化化2010/2011/1水与生命水与生命水与人类文明水与人类文明 人类文明的发源地人类文明的发源地 人类文明的血脉人类文明的血脉 傍水而居傍水而居 水的哲理水的哲理2010/2011/1水与生命水与生命四大文明四大文明2010/2011/1水与生命水与生命八水绕长安八水绕长安 有水的地方有城有水的地方有城市的兴起；市的兴起；人类文明的血脉人类文明的血脉 由水而兴，因水由水而兴，因水而衰；而衰；楼兰古国楼兰古国 今日世界上几

17、乎今日世界上几乎所有的著名城市所有的著名城市也都依水而建，也都依水而建，傍水而生。傍水而生。2010/2011/1水与生命水与生命 上善若水，厚德载物上善若水，厚德载物.冰冻三尺，非一日之寒；冰冻三尺，非一日之寒；不积小流，无以成江海；不积小流，无以成江海；流水不腐，户枢不蠹；流水不腐，户枢不蠹；问渠哪得清如许，为有源头活水来；问渠哪得清如许，为有源头活水来；水的哲理水的哲理2010/2011/1水与生命水与生命水的危机水的危机 干旱干旱 洪水洪水 过度开采地下水过度开采地下水 污染污染 水土流失水土流失2010/2011/1水与生命水与生命干旱干旱 干旱：干旱：某一地某一地区某一区某一时间段

18、时间段内水分内水分蒸发量蒸发量大于降大于降水量的水量的自然现自然现象。象。干旱造成河道断流干旱造成河道断流干旱造成农作物减产干旱造成农作物减产干旱造成饮水困难干旱造成饮水困难2010/2011/1水与生命水与生命洪水洪水 洪水：指洪水：指江河、湖江河、湖泊、沼泽泊、沼泽和人工水和人工水库等地表库等地表水体中所水体中所含水量超含水量超过多年平过多年平均水量的均水量的自然现象。自然现象。2010/2011/1水与生命水与生命过度开采地下水过度开采地下水 地面沉降地面沉降 海水入侵。海水入侵。2010/2011/1水与生命水与生命水污染水污染 水污染：指由于水污染：指由于人类活动排放的人类活动排放的

19、污染物进入水体，污染物进入水体，使水和水体底泥使水和水体底泥的物理、化学性的物理、化学性质和水体中的生质和水体中的生物群落组成发生物群落组成发生变化，从而降低变化，从而降低了水体使用价值了水体使用价值的现象。的现象。2010/2011/1水与生命水与生命水土流失水土流失 水土流失：土水土流失：土壤在水的浸润壤在水的浸润和冲击作用下，和冲击作用下，结构松散破碎，结构松散破碎，随着水的流动随着水的流动而逐渐散失的而逐渐散失的现象。自然状现象。自然状态流失非常缓态流失非常缓慢，人类对地慢，人类对地表的破坏加速表的破坏加速了这一进程。了这一进程。人类活动加剧水土流失人类活动加剧水土流失2010/201

20、1/1水与生命水与生命珍爱生命，珍惜水资源珍爱生命，珍惜水资源 世界水日世界水日“生命之水生命之水”国际行动十年国际行动十年 中国水周中国水周2010/2011/1水与生命水与生命世界水日世界水日 早在早在19721972年，联合国第一次环境与发展大年，联合国第一次环境与发展大会就指出，会就指出，“石油危机之后，下一个危机石油危机之后，下一个危机便是水便是水”。19931993年年1 1月月1818日，第四十七届联合国大会日，第四十七届联合国大会作出决议，确定自作出决议，确定自19931993年起，每年的年起，每年的3 3月月2222日为日为“世界水日世界水日”(World Water Day

21、)(World Water Day)。2010/2011/1水与生命水与生命 世界水日主题世界水日主题 1994 1994年：关心水资源人人有责（年：关心水资源人人有责（caring for our water caring for our water resources is everyones businessresources is everyones business）20192019年：妇女和水（年：妇女和水（women and waterwomen and water）20192019年：为干渴的城市供水（年：为干渴的城市供水（water for thirsty citieswat

22、er for thirsty cities）20192019年：水的短缺（年：水的短缺（water scarcewater scarce）20192019年：地下水看不见的资源（年：地下水看不见的资源（ground water-ground water-invisible resourceinvisible resource）20192019年：我们（人类）永远生活在缺水状态之中（年：我们（人类）永远生活在缺水状态之中（everyone everyone lives downstreamlives downstream）20002000年：卫生用水（年：卫生用水（water and healt

23、hwater and health）20192019年：年：2121世纪的水（世纪的水（water for the 21st centurywater for the 21st century）20192019年：水与发展（年：水与发展（water for developmentwater for development）20192019年：水年：水人类的未来（人类的未来（water for the futurewater for the future）20192019年：水与灾害（年：水与灾害（water and disasterswater and disasters）20192019年：

24、生命之水（年：生命之水（water for lifewater for life）20192019年：水与文化（年：水与文化（water and culturewater and culture）2019 2019年：应对水短缺（年：应对水短缺（coping with water scarcitycoping with water scarcity）20192019年：涉水卫生（年：涉水卫生（water sanitationwater sanitation）20092009年：跨界水年：跨界水共享的水、共享的机遇。共享的水、共享的机遇。20192019年：关注水质、抓住机遇、应对挑战年：关注水

25、质、抓住机遇、应对挑战 2010/2011/1水与生命水与生命国际行动十年国际行动十年 联合国大会于联合国大会于20192019年年1212月宣布月宣布20192019至至20192019年为年为“生命之水生命之水”国际行动十年。国际行动十年。“生命之水生命之水”十年的首要目标是促进作出努力，在十年的首要目标是促进作出努力，在20192019年年前实现在水和与水有关的问题上做出的各项国际承诺。这前实现在水和与水有关的问题上做出的各项国际承诺。这些承诺包括实现些承诺包括实现千年发展目标千年发展目标，即在，即在20192019年前，将无年前，将无法获得安全饮用水的人口比例减少一半，并制止不可持续法

26、获得安全饮用水的人口比例减少一半，并制止不可持续的利用水资源的做法。在的利用水资源的做法。在20192019年约翰内斯堡世界首脑会议年约翰内斯堡世界首脑会议上，通过了另外两项目标：力争在上，通过了另外两项目标：力争在20192019年前，制定综合水年前，制定综合水资源管理和提高用水效能的计划，并在资源管理和提高用水效能的计划，并在20192019年前，将无法年前，将无法获得基本卫生服务的人口比例减少一半。获得基本卫生服务的人口比例减少一半。“生命之水生命之水”行动十年的中心主题包括：水资源不足、行动十年的中心主题包括：水资源不足、获得环卫和健康服务的机会、水与性别问题、能力建设、获得环卫和健康

27、服务的机会、水与性别问题、能力建设、筹措资金、评价、综合水资源管理、跨界水问题、环境与筹措资金、评价、综合水资源管理、跨界水问题、环境与生物多样化、预防灾害、粮食与农业、污染和能源。生物多样化、预防灾害、粮食与农业、污染和能源。2010/2011/1水与生命水与生命联合国秘书长科菲联合国秘书长科菲安南于安南于20192019年年3 3月月2222日发表日发表录像录像讲话：讲话：朋友们：朋友们：水对生命至关重要，水对生命至关重要，但全世界却有千百万人水对生命至关重要，水对生命至关重要，但全世界却有千百万人面临用水短缺，每年有千百万儿童死于水媒疾病，世界上一些最贫穷面临用水短缺，每年有千百万儿童死

28、于水媒疾病，世界上一些最贫穷的国家遭受周期性干旱之苦。全世界就此需要更好的对策和措施。我的国家遭受周期性干旱之苦。全世界就此需要更好的对策和措施。我们要提高用水效率，特别是农业用水效率。我们要把日常运水并且经们要提高用水效率，特别是农业用水效率。我们要把日常运水并且经常是长途跋涉运水的负担从妇女和女童的肩头卸下来。我们必须让她常是长途跋涉运水的负担从妇女和女童的肩头卸下来。我们必须让她们参与水管理的决策。我们必须把环卫作为一项优先任务，而目前进们参与水管理的决策。我们必须把环卫作为一项优先任务，而目前进展最慢的正是这方面的工作。而且我们必须表明水资源不应成为冲突展最慢的正是这方面的工作。而且我

29、们必须表明水资源不应成为冲突之源，相反，水资源可以促进合作。我们已取得重要进展，但仍需做之源，相反，水资源可以促进合作。我们已取得重要进展，但仍需做出巨大努力。这也就是为什么今年的世界水日也标志着出巨大努力。这也就是为什么今年的世界水日也标志着“生命之水生命之水”十年的开始。我们的目标是到十年的开始。我们的目标是到20192019年实现水和环卫的国际商定目标，年实现水和环卫的国际商定目标，并为在此之后取得更大进步奠定基础。并为在此之后取得更大进步奠定基础。这是事关人类发展和人类尊严的紧迫问题。让我们共同努力，为这是事关人类发展和人类尊严的紧迫问题。让我们共同努力，为世界上所有人提供安全、清洁的

30、水。世界上的水是我们赖以生存的生世界上所有人提供安全、清洁的水。世界上的水是我们赖以生存的生命线，也是命线，也是2121世纪可持续发展的命脉。我们必须共同努力，更好地管世纪可持续发展的命脉。我们必须共同努力，更好地管理全世界的水资源。理全世界的水资源。科菲科菲安南安南2010/2011/1水与生命水与生命中国水周中国水周 19881988年年中华人民共和国水法中华人民共和国水法颁布后，颁布后，水利部即确定每年的水利部即确定每年的7 7月月1 1日至日至7 7日为日为“中国中国水周水周”，考虑到世界水日与中国水周的主，考虑到世界水日与中国水周的主旨和内容基本相同，因此从旨和内容基本相同，因此从1

31、9941994年开始，年开始，把把“中国水周中国水周”的时间改为每年的的时间改为每年的3 3月月2222日日至至2828日，时间的重合，使宣传活动更加突日，时间的重合，使宣传活动更加突出出“世界水日世界水日”的主题。的主题。2010/2011/1水与生命水与生命 中国水周主题中国水周主题 2019 2019年：依法治水，科学管水，强化节水年：依法治水，科学管水，强化节水 2019 2019年：水与发展年：水与发展 2019 2019年：依法治水年：依法治水促进水资源可持续利用促进水资源可持续利用 2019 2019年：江河治理是防洪之本年：江河治理是防洪之本 2000 2000年：加强节约和保

32、护，实现水资源的可持续利年：加强节约和保护，实现水资源的可持续利用和保护用和保护 2019 2019年：建设节水型社会，实现可持续发展年：建设节水型社会，实现可持续发展 2019 2019年：以水资源的可持续利用支持经济社会的可年：以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展持续发展 2019 2019年：依法治水，实现水资源可持续利用年：依法治水，实现水资源可持续利用 2019 2019年：人水和谐年：人水和谐 2019 2019年：保障饮水安全，维护生命健康年：保障饮水安全，维护生命健康 2019 2019年：转变用水观念，创新发展模式年：转变用水观念，创新发展模式 2019 2019年：水利发展与和谐社会年：水利发展与和谐社会 2019 2019年：发展水利，改善民生年：发展水利，改善民生 20092009年：落实科学发展观，节约保护水资源。年：落实科学发展观，节约保护水资源。20192019年：严格水资源管理，保障可持续发展年：严格水资源管理，保障可持续发展 2010/2011/1水与生命水与生命