1、第第6篇篇生物多样性的进化生物多样性的进化28生命起源及原核和生命起源及原核和原生生物多样性的进化原生生物多样性的进化生物多样性生物多样性28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.1 生命的起源生命的起源28.1.1.生命起源是自然的历史事件生命起源是自然的历史事件（1）神创论：）神创论：来自神的创造或超智能者的设计 圣经旧约创世录就是最典型的一个代表。（2）宇生论：）宇生论：生命起源于外太空 宇宙星球中存在的某些有机分子或微生物孢子，附着在尘埃上而由彗星带到地球上的；外星人。证据：澳大利亚发现的一颗含碳物质的陨石中和月球样品中检测出了许多氨基酸和有机酸
2、。2828生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化（3）自然发生说）自然发生说 现有生命自然发生 黑暗 （谷粒+破旧衬衫）瓶中老鼠（与常见的一致）21天 17世纪意大利医生Francesco Redit用实验证明腐肉不能生蛆，蛆是苍蝇在肉上产的卵孵化而成的。19世纪60年代法国微生物学家巴斯德的精确“鹅颈瓶”实验，证明现有生命不可能自然发生。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化Francesco Redit实验实验28生命起源及原核和原生生物多样性
3、的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化巴斯德巴斯德“鹅颈瓶鹅颈瓶”实验实验28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化（4）生命进化起源说生命进化起源说 生命是在特殊的环境条件下，由无生命的物质经历一个自然的、长期的化学进化过程而产生。生命的进化与（地球的）宇宙进化密切相关 生命不是在现有条件下由非生命有机物质突然产生 生命起源前历经：地球进化、生命的化学进化和生物进化。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.1.2 生命在地球进化的过程中诞生生命在地球进化的过程中诞生地球的形成：地球的形成：宇宙的诞生：宇宙的诞生：
4、150亿亿30亿年前一次突发性大爆亿年前一次突发性大爆炸。随后出现了由氢和氦组成的大、小星云。炸。随后出现了由氢和氦组成的大、小星云。太阳的形成：大星云中心的氢原子在高温下发生太阳的形成：大星云中心的氢原子在高温下发生热核反应。热核反应。地球的形成：太阳甩出去的球体就形成了围绕太地球的形成：太阳甩出去的球体就形成了围绕太阳旋转的行星，阳旋转的行星，根据地壳放射性同位素衰变计算，根据地壳放射性同位素衰变计算，地球的年龄约有地球的年龄约有45亿年。亿年。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 原始地球原始地球 初级大气圈：初形成的地球是由热的氢和氦以及初级大气
5、圈：初形成的地球是由热的氢和氦以及一些固体尘埃聚合的内核和外面包围的一层气体一些固体尘埃聚合的内核和外面包围的一层气体组成，形成了第一次大气层。组成，形成了第一次大气层。次生大气圈：次生大气圈：地球内部温度很高，物质分解产生地球内部温度很高，物质分解产生大量气体，通过火山活动喷射出地表，形成了第大量气体，通过火山活动喷射出地表，形成了第二次大气层（还原性气体，如：二次大气层（还原性气体，如：H2O，CH4，NH3，H2S等）。等）。原始的海洋和河流：大气层中的饱和水蒸气冷却原始的海洋和河流：大气层中的饱和水蒸气冷却凝结成雨水，从而聚集形成原始的海洋和河流。凝结成雨水，从而聚集形成原始的海洋和河
6、流。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 化学进化的第一阶段：化学进化的第一阶段：有机小分子的非生物合有机小分子的非生物合成成能量能量:紫外线、闪电、辐射能以及热能等。紫外线、闪电、辐射能以及热能等。物质：可溶性有机分子，甲烷。物质：可溶性有机分子，甲烷。美国人美国人MillerMiller：模拟实验：模拟实验 混合气体（如混合气体（如CH4、CO、CO2、NH3、N2和和H2等）；等）；能量：（放电、紫外线和电离辐射、加热等）。能量：（放电、紫外线和电离辐射、加热等）。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 原始生
7、命的诞生：原始生命的诞生：生命起源于原始蛋白生命起源于原始蛋白质聚集形成的团聚体质聚集形成的团聚体。时间：古生物化石记录，约时间：古生物化石记录，约40亿年前。亿年前。现代证据：现代证据：海底海底“热喷水口热喷水口”的古细菌生的古细菌生活环境，类似原始地球环境。活环境，类似原始地球环境。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.1.3 化学进化的第二阶段化学进化的第二阶段生物大生物大分子的非生物合成分子的非生物合成 生物大分子蛋白质与核酸的聚合，模拟生物大分子蛋白质与核酸的聚合，模拟实验：实验：混合的氨基酸溶液高温浓缩形成混合的氨基酸溶液高温浓缩形成“类
8、蛋白类蛋白”；单核苷酸高温加热也可聚合成多聚核苷酸。单核苷酸高温加热也可聚合成多聚核苷酸。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.1.4 核酸蛋白质等多分子体系的建成核酸蛋白质等多分子体系的建成 只有核酸与蛋白质精巧地组成高度有序的独立只有核酸与蛋白质精巧地组成高度有序的独立多分子体系时，方可表现出生命现象。多分子体系时，方可表现出生命现象。生命现象生命现象:新陈代谢，生长，繁殖，复制，遗传等。新陈代谢，生长，繁殖，复制，遗传等。非细胞形态原始生命的诞生有两种学说：非细胞形态原始生命的诞生有两种学说：蛋白质起源说蛋白质起源说 核酸起源说核酸起源说28生
9、命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化（1）蛋白质起源说）蛋白质起源说 团聚体学说：奥巴林团聚体学说：奥巴林 团聚体学说：生物大分子（主要是蛋白质和核酸）可团聚体学说：生物大分子（主要是蛋白质和核酸）可形成团聚体小滴，即多分子体系，它具有一定的生命形成团聚体小滴，即多分子体系，它具有一定的生命现象。现象。团聚体小滴：直径为团聚体小滴：直径为1-500m；有；有膜样结构膜样结构把它与周围把它与周围介质分开；有原始代谢特性；能无限制地增长和繁殖。介质分开；有原始代谢特性；能无限制地增长和繁殖。微球体学说：福克斯微球体学说：福克斯 微球体学说：将干的氨基酸或实验所得的
10、微球体学说：将干的氨基酸或实验所得的“类蛋白质类蛋白质”加热，可形成微球体。它也是一种多分子体系，能够加热，可形成微球体。它也是一种多分子体系，能够表现一定的生命现象。表现一定的生命现象。微球体：直径微球体：直径1-2m，相当于细菌大小；，相当于细菌大小；表面有双层膜表面有双层膜，能缩胀；能生长和繁殖；有类似于简单细菌的超微结能缩胀；能生长和繁殖；有类似于简单细菌的超微结构；表面膜有选择透性。构；表面膜有选择透性。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化（2）核酸起源说）核酸起源说 RNA的多重功能：的多重功能：RNA自我复制；自我复制；RNA酶（核酶）：催
11、化蛋白质和新的酶（核酶）：催化蛋白质和新的RNA合成。合成。推论；第一批基因和酶是在非生物世界中能开始自我复制的推论；第一批基因和酶是在非生物世界中能开始自我复制的短链短链RNA。实验也证明核苷酸单体在黏土表面可形成短链实验也证明核苷酸单体在黏土表面可形成短链RNA分分子，新合成的子，新合成的RNA分子还可与原始分子还可与原始RNA分子互补配对。分子互补配对。“RNA世界假说世界假说”：推测某些混合的核苷酸单体可自：推测某些混合的核苷酸单体可自发结合成短链发结合成短链RNA，短链，短链RNA作为第一基因，又以自作为第一基因，又以自身编码的信息为模板，依靠身编码的信息为模板，依靠RNA的催化功能
12、进行自我的催化功能进行自我复制。复制。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.1.5 原始细胞的起源原始细胞的起源 原始细胞的起源：原始细胞的起源：RNA 自我复制自我复制 RNA基因转录和翻译系统合成第一批蛋白基因转录和翻译系统合成第一批蛋白质（质（“多肽多肽”）“多肽多肽”作为第二代酶，帮助作为第二代酶，帮助RNA复制复制 由膜包裹的由膜包裹的DNARNA蛋白质体系具有蛋白质体系具有原始生命现象原始生命现象28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.2原核生物多样性的进化原核生物多样性的进化28.2.1 地球上
13、独领风骚十几亿年的原核生地球上独领风骚十几亿年的原核生物物 原核生物的地质时期：太古宙和元古宙，原核生物的地质时期：太古宙和元古宙，占优势占优势30亿年。亿年。化石记录；原核生物繁衍于化石记录；原核生物繁衍于35亿年前，真核单亿年前，真核单细胞生物化石大约细胞生物化石大约19亿年前，多细胞动物和植亿年前，多细胞动物和植物的化石出现于大约物的化石出现于大约6亿年前。亿年前。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 原核生物的分类与形态原核生物的分类与形态 原核生物原核生物+病毒病毒+真菌真菌+原生生物原生生物微生物微生物 原核生物的分类：原核生物的分类：真细菌
14、：细菌、蓝细菌（真细菌：细菌、蓝细菌（蓝藻）蓝藻）、放线菌、放线菌、螺旋体、衣原体、立克次氏体和支原体。螺旋体、衣原体、立克次氏体和支原体。古细菌。古细菌。细菌的形态：细菌的形态：多为单细胞，有球状、杆多为单细胞，有球状、杆状或螺旋状。状或螺旋状。放线菌：呈分支的丝状体。放线菌：呈分支的丝状体。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 菌落：菌落：单个或少数几个细胞生长和繁殖而成的群体，有几百万个细菌的细胞。细菌细菌结构特点：结构特点：无细胞核、细胞器，有细胞壁（肽聚糖）。革兰氏染色革兰氏染色鉴定细菌的简便方法，结晶鉴定细菌的简便方法，结晶紫紫-番红染色后，
15、紫色为阳性菌，红色为阴番红染色后，紫色为阳性菌，红色为阴性菌。性菌。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化细菌的形态细菌的形态28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 特殊结构特殊结构鞭毛、芽孢和荚膜，这些结构有鞭毛、芽孢和荚膜，这些结构有助于细菌在各种环境中生活。助于细菌在各种环境中生活。鞭毛：固定在原生质膜和细胞壁上，运动。鞭毛：固定在原生质膜和细胞壁上，运动。菌毛，帮助细菌粘附在人和动物的肠中或流菌毛，帮助细菌粘附在人和动物的肠中或流水石头的表面。而执行水石头的表面。而执行“交配交配”功能的菌毛功能的菌毛成为性菌毛
16、。成为性菌毛。芽孢：芽孢壁厚，有抗干燥、抗热、抗辐射、芽孢：芽孢壁厚，有抗干燥、抗热、抗辐射、抗化学药物等特性，使细菌能在恶劣环境下抗化学药物等特性，使细菌能在恶劣环境下存活。存活。荚膜：一些细菌的细胞壁外有由多糖或蛋白荚膜：一些细菌的细胞壁外有由多糖或蛋白质构成荚膜，帮助细菌附着和抵抗白细胞吞质构成荚膜，帮助细菌附着和抵抗白细胞吞噬。噬。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.2.2 28.2.2 原核生物进化的两个主要分支原核生物进化的两个主要分支古细菌和真细菌古细菌和真细菌 16S rRNA分子序列比对：分子序列比对：一类称为真细菌，序列是：一类
17、称为真细菌，序列是：AAACUCAAA；另一类称为古细菌，序列是：另一类称为古细菌，序列是：AAACUUAAAG；古细菌与真核生物（古细菌与真核生物（18S rRNA）一致。）一致。三原界学说：三原界学说：真细菌原界真细菌原界 古细菌原界古细菌原界 真核生物原界真核生物原界28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.2.3 真细菌多样性的进化真细菌多样性的进化 营养和代谢类型的多样性：营养和代谢类型的多样性：根据碳的来源、能量来源及电子供体性质不同，根据碳的来源、能量来源及电子供体性质不同，4种营养类型：种营养类型：光能自养型：以光能自养型：以CO2为唯一
18、或主要碳来源、以光为能源。为唯一或主要碳来源、以光为能源。化能自养型：以化能自养型：以CO2为碳来源、自无机物氧化获得能量。为碳来源、自无机物氧化获得能量。光能异养型：能量来自日光、碳来源为有机物。光能异养型：能量来自日光、碳来源为有机物。化能异养型：（大多数微生物）依靠有机物氧化获得能化能异养型：（大多数微生物）依靠有机物氧化获得能源和碳源。源和碳源。氧的需求：好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌、微好氧菌氧的需求：好氧菌、厌氧菌、兼性厌氧菌、微好氧菌和耐氧菌。和耐氧菌。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化厌氧化能厌氧化能有机营养型有机营养型原始羧菌类原始羧菌类
19、原始脱硫弧菌类原始脱硫弧菌类厌氧化能和厌氧化能和光能自养型光能自养型原始产甲烷菌原始产甲烷菌原始光合细菌原始光合细菌光能自养型光能自养型（放氧型）（放氧型）原始蓝细菌原始蓝细菌好氧化能好氧化能有机营养型有机营养型原始假单胞菌类原始假单胞菌类原始的球菌类原始的球菌类营养类型的进化营养类型的进化28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 放氧型的光能自养型的出现：放氧型的光能自养型的出现：特征：出现叶绿素分子，由特征：出现叶绿素分子，由H2O光解代替光解代替H2S光解，光解，释放释放O2。蓝细菌出现的意义：蓝细菌出现的意义：构成了生物合成和分解的统一生态系统；构成
20、了生物合成和分解的统一生态系统；释放大量的释放大量的O2，改变了地球面貌；，改变了地球面貌；原核生物改变代谢类型，从厌氧发展为需氧；原核生物改变代谢类型，从厌氧发展为需氧；为陆生动、植物起源创造条件（臭氧层形成）。为陆生动、植物起源创造条件（臭氧层形成）。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.2.4 28.2.4 古细菌多样性的进化古细菌多样性的进化 古细菌的分类：根据古细菌的分类：根据16S rRNA16S rRNA序列分析细分为序列分析细分为3 3个亚群个亚群泉古菌门（包括硫还原球菌和硫化叶菌等）；泉古菌门（包括硫还原球菌和硫化叶菌等）；广古菌门
21、（包括产甲烷古菌、极端嗜盐菌和广古菌门（包括产甲烷古菌、极端嗜盐菌和极端嗜热嗜酸菌、嗜酸和嗜热的热源体等）；极端嗜热嗜酸菌、嗜酸和嗜热的热源体等）；初生古菌门（指运用荧光原位杂交技术检测初生古菌门（指运用荧光原位杂交技术检测证实其存在，但目前实验室中尚不可培养的证实其存在，但目前实验室中尚不可培养的微生物，如超嗜热古菌）。微生物，如超嗜热古菌）。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 古古细细菌所栖息的环境对现代生物都是极其严酷的菌所栖息的环境对现代生物都是极其严酷的 产甲烷古生菌：严格厌氧菌，利用产甲烷古生菌：严格厌氧菌，利用H2作为作为CO2的还原剂的
22、还原剂以合成有机物。以合成有机物。极端嗜热嗜酸菌：在含硫热泉或深海火山口的热流中，极端嗜热嗜酸菌：在含硫热泉或深海火山口的热流中，大多数代谢硫。大多数代谢硫。极端嗜盐古生菌：在含极端嗜盐古生菌：在含NaCl 20%30%的环境下生活，的环境下生活，严格需氧的化能异养菌。严格需氧的化能异养菌。超嗜热古生菌：在超嗜热古生菌：在90以下不能生长。以下不能生长。古古细细菌对早期地球环境的适应菌对早期地球环境的适应 极端环境：高热、高盐、高湿、厌氧、低极端环境：高热、高盐、高湿、厌氧、低pH和充满还原和充满还原性气体。性气体。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化2
23、8.2.5 原核生物的重要性原核生物的重要性1.自然界中物质循环的关键自然界中物质循环的关键 原核生物的合成作用：原核生物的合成作用：光能自养型和化能自养型细菌是生态系统中的初级光能自养型和化能自养型细菌是生态系统中的初级生产者，利用光能和无机物的化学能直接合成有机生产者，利用光能和无机物的化学能直接合成有机物。物。原核生物的分解作用：更为重要原核生物的分解作用：更为重要 光能异养型和化能异养型细菌是有机物的主要分解光能异养型和化能异养型细菌是有机物的主要分解者，将复杂的动、植物和微生物残体分解为无机化者，将复杂的动、植物和微生物残体分解为无机化合物。合物。地球上地球上90%以上有机物的矿化都
24、是由细菌和真菌完以上有机物的矿化都是由细菌和真菌完成。成。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化2.在污水治理中发挥重要作用在污水治理中发挥重要作用 微生物处理法：微生物处理法：有氧处理：包括活性污泥法、生物膜法和氧有氧处理：包括活性污泥法、生物膜法和氧化塘法。化塘法。无氧处理。无氧处理。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化3.3.工业、农业和医药上的应用广泛工业、农业和医药上的应用广泛 应用：微生物发酵，这主要是利用微生物菌应用：微生物发酵，这主要是利用微生物菌体、初级代谢及次级代谢产物和微生物的转体、初级代谢及次
25、级代谢产物和微生物的转化机能。化机能。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化4.4.引发人类多种疾病引发人类多种疾病有益：肠道共栖细菌。有益：肠道共栖细菌。有害：细菌性疾病，称病原体。有害：细菌性疾病，称病原体。外毒素：细菌分泌到介质中的毒素，为毒性很强外毒素：细菌分泌到介质中的毒素，为毒性很强的蛋白质，随血液和淋巴进入身体各部位。对热的蛋白质，随血液和淋巴进入身体各部位。对热不稳定。不稳定。内毒素：革兰氏阴性菌细胞壁脂多糖中的成分，内毒素：革兰氏阴性菌细胞壁脂多糖中的成分，只在细菌死亡溶解后才释放出来。对热稳定。只在细菌死亡溶解后才释放出来。对热稳定。预
26、防和治疗方法：疫苗、抗毒素、抗血清预防和预防和治疗方法：疫苗、抗毒素、抗血清预防和治疗；磺胺药和抗生素。治疗；磺胺药和抗生素。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.3 病毒病毒1.大小和形态大小和形态 大小：极微小（纳米级），电子显微镜大小：极微小（纳米级），电子显微镜观察。观察。基本形态：杆状、球状、蝌蚪状，也有基本形态：杆状、球状、蝌蚪状，也有砖状和丝状等。砖状和丝状等。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化病毒病毒28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化2.组成和结构组成
27、和结构 结构：病毒无细胞结构结构：病毒无细胞结构，核酸核心蛋白，核酸核心蛋白质衣壳。质衣壳。核酸核心：单一类型的核酸（核酸核心：单一类型的核酸（DNA或或RNA），不仅有单链和双链，线状和环状，），不仅有单链和双链，线状和环状，RNA还有正链和负链之分。还有正链和负链之分。外壳蛋白。外壳蛋白。被膜：有些病毒在衣壳外还有从活细胞脱离被膜：有些病毒在衣壳外还有从活细胞脱离时携带的细胞膜或核膜组分构成的被膜。时携带的细胞膜或核膜组分构成的被膜。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化噬菌体噬菌体28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性
28、的进化3.病毒的增殖病毒的增殖 病毒在细胞外是无生命的、亚显微的大分子病毒在细胞外是无生命的、亚显微的大分子颗粒，不能生长和分裂。但它们是能够侵染颗粒，不能生长和分裂。但它们是能够侵染特定活细胞的遗传因子。特定活细胞的遗传因子。一旦进入特定的活细胞，便借助宿主细胞的一旦进入特定的活细胞，便借助宿主细胞的能源系统，能源系统，tRNA、核糖体和复制、转录、翻、核糖体和复制、转录、翻译等生物合成体系，复制病毒的核酸和合成译等生物合成体系，复制病毒的核酸和合成病毒的蛋白质，最后装配成结构完整、具有病毒的蛋白质，最后装配成结构完整、具有侵染力的、成熟的病毒粒。侵染力的、成熟的病毒粒。28生命起源及原核和
29、原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化噬菌体病毒的增殖噬菌体病毒的增殖28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化HIV病毒的增殖病毒的增殖5个阶段个阶段1.吸附吸附2.侵入和脱壳侵入和脱壳3.生物合成：生物合成：RNAcDNA DNA(整合入人整合入人的基因组的基因组)RNA、蛋白质、蛋白质4.装配装配5.释放释放28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.3.2 病毒的种类和病毒病病毒的种类和病毒病 病毒的种类：病毒的种类：根据宿主的不同根据宿主的不同 脊椎动物（包括人类）病毒（近脊椎动物（包括人类）病
30、毒（近1000种）；种）；无脊椎动物（包括昆虫）病毒（无脊椎动物（包括昆虫）病毒（1700种）；种）；植物病毒（植物病毒（6000余种）；余种）；微生物病毒（噬菌体，近微生物病毒（噬菌体，近3000种）。种）。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 病毒病：病毒病：约约50%60%的人类和动、植物的人类和动、植物疾病。疾病。如严重急性呼吸综合症如严重急性呼吸综合症SARS，狂犬病、乙，狂犬病、乙肝等。肝等。病毒病传染性强，传播广，目前只有干扰素病毒病传染性强，传播广，目前只有干扰素等少数药物能对付某些病毒。等少数药物能对付某些病毒。28生命起源及原核和原生
31、生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 致癌病毒：病毒致癌病毒：病毒DNA又可能整合到宿主细胞核又可能整合到宿主细胞核中，刺激细胞不受控制的增殖而引起肿瘤（细中，刺激细胞不受控制的增殖而引起肿瘤（细胞扩散时为癌）胞扩散时为癌）15%的人类肿瘤是由致癌病毒感染诱发的，的人类肿瘤是由致癌病毒感染诱发的，如疱疹如疱疹EB病毒和病毒和HIV病毒。病毒。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 类病毒：类病毒没有蛋白质外壳，只是类病毒：类病毒没有蛋白质外壳，只是裸露单链环状裸露单链环状RNARNA分子。分子。危害：可引起马铃薯、番茄、黄瓜、柑橘危害：可引
32、起马铃薯、番茄、黄瓜、柑橘及椰子树等减产。及椰子树等减产。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.3.328.3.3病毒的起源病毒的起源 病毒不可能是病毒不可能是“前细胞前细胞”生物，而是细胞出现生物，而是细胞出现后的产物：病毒无完整的酶系统，不能制造后的产物：病毒无完整的酶系统，不能制造ATPATP和独立生活，但却有控制特定活细胞代谢和独立生活，但却有控制特定活细胞代谢的遗传信息。的遗传信息。病毒可能是生物细胞中不断进化和逃脱出来的病毒可能是生物细胞中不断进化和逃脱出来的基因片段：病毒与细菌、酵母菌中独立于染色基因片段：病毒与细菌、酵母菌中独立于染色
33、体外的质粒和生物细胞中的转座子相似。体外的质粒和生物细胞中的转座子相似。现今几乎所有生物都有其相应的一种或多种病现今几乎所有生物都有其相应的一种或多种病毒毒。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.4 28.4 原生生物多样性及其进化原生生物多样性及其进化28.4.1 28.4.1 真核细胞是如何起源的真核细胞是如何起源的 起源历史：化石和起源历史：化石和rRNArRNA分子生物学研究分子生物学研究3030亿年前真核生物就进化为独立分支；亿年前真核生物就进化为独立分支；16162020亿年前，最早的真核生物的化石；亿年前，最早的真核生物的化石；只有蓝细
34、菌出现后，需只有蓝细菌出现后，需O O2 2的真核生物才得以产生。的真核生物才得以产生。结构特点：有膜包围的细胞核和细胞器。结构特点：有膜包围的细胞核和细胞器。真核细胞的进化过程：真核细胞的进化过程：（1 1）膜内折（内膜系统的形成）膜内折（内膜系统的形成）（2 2）内共生（细胞器的形成）内共生（细胞器的形成）28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 真核细胞的进化过程真核细胞的进化过程（1）膜内折）膜内折 膜内折：真核细胞的内膜系统从原核细胞质膜膜内折：真核细胞的内膜系统从原核细胞质膜内折进化而来。内折进化而来。核膜的出现：细胞机构和功能的多样化，分为核膜
35、的出现：细胞机构和功能的多样化，分为以复制、遗传为中心的细胞核和以蛋白质等合以复制、遗传为中心的细胞核和以蛋白质等合成代谢为中心的细胞质。成代谢为中心的细胞质。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化（2）内共生）内共生 内共生：真核生物线粒体和叶绿体是以内共生方式发内共生：真核生物线粒体和叶绿体是以内共生方式发展起来。展起来。线粒体的祖先：始祖好氧型细菌（有氧呼吸、化能线粒体的祖先：始祖好氧型细菌（有氧呼吸、化能异养型），它们寄生或被吞噬，形成线粒体。异养型），它们寄生或被吞噬，形成线粒体。叶绿体的祖先：始祖光合细菌（光能自养型），通叶绿体的祖先：始祖光合
36、细菌（光能自养型），通过上述类似途径进化。过上述类似途径进化。共生关系：宿主细胞提供营养成分，小细胞提供大共生关系：宿主细胞提供营养成分，小细胞提供大量的量的ATP和有机物。和有机物。相关证据：与真细菌有许多相似之处相关证据：与真细菌有许多相似之处(二分裂二分裂)；一；一定的遗传自主性。定的遗传自主性。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.4.2 28.4.2 什么是原生生物什么是原生生物1.1.原生生物是原生生物是最简单的真核生物最简单的真核生物 结构特点：最简单的真核生物，个体微结构特点：最简单的真核生物，个体微小，多为单细胞，细胞核有核膜。小，
37、多为单细胞，细胞核有核膜。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化2.最全能的细胞最全能的细胞 无细胞和组织的分化，最全能的细胞，无细胞和组织的分化，最全能的细胞，细胞结构更为复杂。细胞结构更为复杂。运动：鞭毛或伪足或纤毛；运动：鞭毛或伪足或纤毛；营养类型多样化：光能自养型的藻类、光能营养类型多样化：光能自养型的藻类、光能异养型的鞭毛虫，而大多数则是化能异养型，异养型的鞭毛虫，而大多数则是化能异养型，但也有许多种类的营养类型为兼性。但也有许多种类的营养类型为兼性。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 其摄食方式多样，可
38、通过胞口摄食、伪足吞其摄食方式多样，可通过胞口摄食、伪足吞噬、胞饮等。噬、胞饮等。排泄：通过伸缩泡的伸缩活动来完成。排泄：通过伸缩泡的伸缩活动来完成。多种细胞骨架以支持和维持其外形，如藻类多种细胞骨架以支持和维持其外形，如藻类的细胞壁、放射虫的内骨骼、有孔虫的外壳的细胞壁、放射虫的内骨骼、有孔虫的外壳等。等。特殊的细胞器：如眼虫的眼点等。特殊的细胞器：如眼虫的眼点等。原生生物：原生动物，黏菌，藻类。原生生物：原生动物，黏菌，藻类。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28.4.3 原生动物原生动物 以吞咽食物为主的原生生物，大多数为单细胞。以吞咽食物为主的
39、原生生物，大多数为单细胞。特征：特征：由细胞核和细胞质构成。由细胞核和细胞质构成。表层有典型的双层结构的质膜，表层有典型的双层结构的质膜，一般没有细胞壁。一般没有细胞壁。核结构与其他真核生物相似，细胞质中有各种细胞核结构与其他真核生物相似，细胞质中有各种细胞器。器。无性生殖：分裂或出芽方式；无性生殖：分裂或出芽方式；有性生殖：减数分裂产生配子。有性生殖：减数分裂产生配子。如纤毛虫、变形虫（阿米巴）、疟原虫等。如纤毛虫、变形虫（阿米巴）、疟原虫等。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 28.4.4既像原生动物，又像真菌的黏菌既像原生动物，又像真菌的黏菌 结
40、构特征：介于原生动物与真菌之间结构特征：介于原生动物与真菌之间 营养期为裸露、营养期为裸露、无细胞壁无细胞壁、多核变形虫状的、多核变形虫状的细胞（称原生质团），与原生动物中的变形细胞（称原生质团），与原生动物中的变形虫相似。虫相似。原生质团成熟时发育成原生质团成熟时发育成繁殖结构的繁殖结构的子实体，子实体，与真菌中的霉菌相似。与真菌中的霉菌相似。粘菌28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 28.4.5.藻类藻类 特征：特征：营养：大多数藻类是光能自养型，少数是兼性化能营养：大多数藻
41、类是光能自养型，少数是兼性化能异养型（吞噬或腐生生活）。异养型（吞噬或腐生生活）。形态：多数是单细胞，少数以群体生活，也有多细形态：多数是单细胞，少数以群体生活，也有多细胞。胞。结构：结构：有纤维素的细胞壁有纤维素的细胞壁或蛋白质表膜。很多种有或蛋白质表膜。很多种有鞭毛。藻类细胞的细胞核均有核膜，有多种细胞器。鞭毛。藻类细胞的细胞核均有核膜，有多种细胞器。生殖：多数单细胞藻类进行二分分裂繁殖。生殖：多数单细胞藻类进行二分分裂繁殖。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 分类：依据光合色素和储藏物质的差别，分类：依据光合色素和储藏物质的差别，分为分为6个类群
42、个类群 金藻门、裸藻门和甲藻门：单细胞藻。金藻门、裸藻门和甲藻门：单细胞藻。绿藻门：单细胞、群体和多细胞等。绿藻门：单细胞、群体和多细胞等。红藻门和褐藻门：多细胞藻类。红藻门和褐藻门：多细胞藻类。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 沟鞭藻：甲藻门，自养生活。沟鞭藻：甲藻门，自养生活。特征：细胞壁形成硬的纤维素板片，像一套特征：细胞壁形成硬的纤维素板片，像一套盔甲将藻体套住。盔甲将藻体套住。赤潮：沟鞭藻和蓝细菌等，当条件合适时呈赤潮：沟鞭藻和蓝细菌等，当条件合适时呈指数生长，造成水华，使水变成红色，称为指数生长，造成水华，使水变成红色，称为赤潮。甲藻毒素
43、。赤潮。甲藻毒素。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化沟鞭藻沟鞭藻28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 硅藻：金藻门，自养生活。硅藻：金藻门，自养生活。特征：细胞壁由两个半片组成套，主要成分特征：细胞壁由两个半片组成套，主要成分是二氧化硅。是二氧化硅。经济价值：硅藻土可作为过滤、绝缘、磨光、经济价值：硅藻土可作为过滤、绝缘、磨光、防火材料的主要成分。防火材料的主要成分。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化硅藻硅藻28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物
44、多样性的进化 衣藻：绿藻门的单细胞成员。衣藻：绿藻门的单细胞成员。特征：有纤维素壁，营养细胞有两根鞭毛。特征：有纤维素壁，营养细胞有两根鞭毛。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 团藻属：绿藻门群体细胞成员团藻属：绿藻门群体细胞成员 特征：由数百至上万个的双鞭毛细胞排列成特征：由数百至上万个的双鞭毛细胞排列成一层中空球状团聚体。一层中空球状团聚体。植物是由古代绿藻进化的：植物是由古代绿藻进化的：绿藻的鞭毛和某些植物的双鞭毛配子极为相绿藻的鞭毛和某些植物的双鞭毛配子极为相似。似。绿藻叶绿体光合色素、纤维素的细胞壁及以绿藻叶绿体光合色素、纤维素的细胞壁及以淀
45、粉形式储存食物等与植物相同。淀粉形式储存食物等与植物相同。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化团藻团藻28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 28.4.6 海藻海藻多细胞的水生藻类多细胞的水生藻类 定义：海藻在此处是指大而复杂、类似定义：海藻在此处是指大而复杂、类似植物进行光合作用的多细胞原生生物。植物进行光合作用的多细胞原生生物。分类：褐藻门、红藻门及绿藻门中的多分类：褐藻门、红藻门及绿藻门中的多细胞藻类。细胞藻类。结构特点：无根、茎、叶分化和无维管结构特点：无根、茎、叶分化和无维管系统；其生殖器官多数为单细胞，合
46、子系统；其生殖器官多数为单细胞，合子发育不形成多细胞胚。发育不形成多细胞胚。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化（1）褐藻：代表种海带）褐藻：代表种海带 形态：多细胞、分支丝状体，形态：多细胞、分支丝状体，结构：结构：植物体植物体有组织分化，由表皮层、皮层有组织分化，由表皮层、皮层和髓组成。和髓组成。生活史：异形世代交替。生活史：异形世代交替。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化海带海带28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化（2）红藻：代表种珊瑚色藻，紫菜）红藻：代表种珊瑚色藻
47、，紫菜 形态：多数为多细胞，少数为单细胞，藻体形态：多数为多细胞，少数为单细胞，藻体较小。较小。结构：丝状体或假薄壁组织形成的叶状体和结构：丝状体或假薄壁组织形成的叶状体和枝状体。枝状体。生活史：同形或异形世代交替。生活史：同形或异形世代交替。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化珊瑚色藻珊瑚色藻28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化（3）绿藻：代表种石莼）绿藻：代表种石莼 形态：多细胞。形态：多细胞。结构：大型多细胞片状体或管状体。结构：大型多细胞片状体或管状体。生活史：典型同形世代交替，有双倍体的孢生活史：典型同形
48、世代交替，有双倍体的孢子体世代和单倍体的配子体世代。子体世代和单倍体的配子体世代。海藻的世代交替与许多从绿藻进化到植物的海藻的世代交替与许多从绿藻进化到植物的中间阶段类似。中间阶段类似。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化石莼石莼28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化绿藻绿藻28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 28.4.7 多细胞生物可能起源于群体原生生物多细胞生物可能起源于群体原生生物 多细胞生物与单细胞生物的根本区别：细胞分多细胞生物与单细胞生物的根本区别：细胞分化，分化
49、后的细胞间形成了相互依赖、更加适化，分化后的细胞间形成了相互依赖、更加适应环境的整体结构。应环境的整体结构。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 多细胞生物的出现：分别从几类单细胞原生生多细胞生物的出现：分别从几类单细胞原生生物祖先起源物祖先起源 海藻：可能来自海藻：可能来自3种或更多种古代原生生物。种或更多种古代原生生物。植物：可能起源于绿藻谱系中的一个分支。植物：可能起源于绿藻谱系中的一个分支。真菌和动物：可能来自共同的原生生物祖先。真菌和动物：可能来自共同的原生生物祖先。28生命起源及原核和原生生物多样性的进化生命起源及原核和原生生物多样性的进化 多细胞真核生物的化石记录：大约出现多细胞真核生物的化石记录：大约出现在在6亿年前。亿年前。进化过程：进化过程：单细胞原生生物细胞分裂后不分离而形成群单细胞原生生物细胞分裂后不分离而形成群体。体。群体中的细胞已经分化，既有分工，又相互群体中的细胞已经分化，既有分工，又相互依赖。依赖。群体中另外的细胞各自分化、发展为体细胞群体中另外的细胞各自分化、发展为体细胞（非生殖细胞）和性细胞（配子）。（非生殖细胞）和性细胞（配子）。
