1、21 39第八章生物多样性进化第八章生物多样性进化 4 231.1 生命的起源生命的起源1.2 原核生物多样性及进化原核生物多样性及进化1.3 病毒病毒1.4 原核生物多样性及进化原核生物多样性及进化145有关生命起源的假说有关生命起源的假说神创论神创论上帝创造万物，最后造成人。上帝创造万物，最后造成人。宇生论宇生论地球上的生命来自宇宙空间别的星球。地球上的生命来自宇宙空间别的星球。自然发生论自然发生论生物是从非生物环境中自然发生生物是从非生物环境中自然发生出来的。如：腐草化萤、腐肉生蛆、淤泥生鼠出来的。如：腐草化萤、腐肉生蛆、淤泥生鼠生命进化起源说生命进化起源说生命是宇宙进化的某一阶段生命是
2、宇宙进化的某一阶段由无生命的物质所产生的化学进化过程，经历了由无生命的物质所产生的化学进化过程，经历了地球进化、生命的化学进化、生物进化。地球进化、生命的化学进化、生物进化。6 地球进化地球进化宇宙诞生于宇宙诞生于1501503 3亿年前的大爆炸，随后亿年前的大爆炸，随后产生星云。地球大约形成于产生星云。地球大约形成于4545亿年亿年之前。之前。原始的地球缺乏氧气，大气中存在着许多原始的地球缺乏氧气，大气中存在着许多还原性气体如还原性气体如H2,NH3,CH4,H2,NH3,CH4,水蒸气水蒸气(H2O)(H2O)，也可能有也可能有CO2,H2SCO2,H2S等。当时地球缺乏臭氧等。当时地球缺
3、乏臭氧层的保护，太阳的紫外线辐射很强。层的保护，太阳的紫外线辐射很强。7化化 学学 进进 化化化化学学进进化化四四阶阶段段 甲烷、氨、硫化氢、甲烷、氨、硫化氢、氰化氢、水蒸汽氰化氢、水蒸汽有机酸、氨基酸、核有机酸、氨基酸、核苷酸、单糖、脂类苷酸、单糖、脂类蛋白质，核酸，蛋白质，核酸，辐射，闪电，火山辐射，闪电，火山吸收热能聚合吸收热能聚合混合，团聚混合，团聚蛋白质核酸的团聚体蛋白质核酸的团聚体原核细胞原核细胞膜包裹膜包裹89原核生物界原核生物界真真10五界分类系统五界分类系统细菌细菌古生菌古生菌原生动物原生动物真核藻类真核藻类粘粘 菌菌苔藓植物苔藓植物蕨类植物蕨类植物裸子植物裸子植物被子植物被
4、子植物脊索动物脊索动物无脊椎动物无脊椎动物接合菌接合菌子囊菌子囊菌担子菌担子菌11原原核核生生物物 真细菌真细菌泉古生菌界泉古生菌界细菌、蓝细菌、放线菌、螺旋体、细菌、蓝细菌、放线菌、螺旋体、衣原体、立克次氏体、衣原体衣原体、立克次氏体、衣原体硫还原球菌硫还原球菌硫化叶菌硫化叶菌古生菌古生菌古生古菌界古生古菌界广古生菌界广古生菌界极端嗜热、酸、极端嗜热、酸、碱、盐菌碱、盐菌超嗜热古生菌菌超嗜热古生菌菌16S rRNA12古细菌（产甲烷细菌）细菌（耶尔森鼠疫杆菌）蓝细菌（鱼腥藻）球菌杆菌蓝细菌（螺旋藻）133535亿年前出现原核生物亿年前出现原核生物蓝细菌蓝细菌，1616亿年后即亿年后即1919
5、亿年前真核单细胞生物出现亿年前真核单细胞生物出现特点：个体小（特点：个体小（1-10um1-10um）、结构简单、）、结构简单、繁殖快、分布广、数量多繁殖快、分布广、数量多真细菌进化趋势：真细菌进化趋势：厌氧化能厌氧化能有机营养型有机营养型 厌氧化能、厌氧化能、光能自养型光能自养型 好氧化能好氧化能有机营养型有机营养型光能自养型光能自养型（放氧型）（放氧型）古细菌进化：古细菌进化：早期地球高热、高盐、低早期地球高热、高盐、低pHpH等极端环境的自然选择结果。等极端环境的自然选择结果。14物质循环物质循环有机物矿化有机物矿化污水治理污水治理有机物降解有机物降解工农业医药工农业医药食品、抗生素、有
6、机酸等食品、抗生素、有机酸等致病性致病性伤寒、霍乱、痢疾、脑膜炎、伤寒、霍乱、痢疾、脑膜炎、百日咳、白喉百日咳、白喉原核生物的重要性原核生物的重要性1516病毒的形态结构病毒的形态结构HIVHIV病毒 腺病毒 流感病毒 烟草花叶病毒 T4T4 噬菌体 T2T2 噬菌体 RNARNARNA双链双链DNA DNADNA17病毒的核酸不仅有单练和双链，线状病毒的核酸不仅有单练和双链，线状和环状，还有正链和负链之分。和环状，还有正链和负链之分。18病毒的增殖病毒的增殖吸附吸附侵入侵入合成合成装配装配释放释放19病毒病：病毒病：人类传染病大约有人类传染病大约有7070以上是由病毒引起的。以上是由病毒引起
7、的。如：乙肝、天花、流行性感冒、麻疹、狂犬病、如：乙肝、天花、流行性感冒、麻疹、狂犬病、登革热、艾滋病。登革热、艾滋病。类病毒：类病毒：裸露的环状裸露的环状RNARNA，专性寄生植物。，专性寄生植物。病毒起源（仍需研究）：病毒起源（仍需研究）：生物细胞不断进化和逃脱出来的核酸片段。生物细胞不断进化和逃脱出来的核酸片段。2021真核细胞的进化真核细胞的进化膜内折、内共生膜内折、内共生膜内折膜内折内膜系统（如核膜，内质网）的起源。内膜系统（如核膜，内质网）的起源。高尔基体等则由内质网再内折形成。高尔基体等则由内质网再内折形成。内共生内共生线粒体、叶绿体的起源。线粒体、叶绿体的起源。22“内共生学说
8、内共生学说”的实验支持的实验支持生物细胞间的内共生现象是存在的。生物细胞间的内共生现象是存在的。好氧细菌与线粒体，蓝细菌与叶绿体在大小、膜好氧细菌与线粒体，蓝细菌与叶绿体在大小、膜的组成及膜蛋白的运转作用等方面具有相似性。的组成及膜蛋白的运转作用等方面具有相似性。繁殖时，线粒体和叶绿体分裂方式与好氧细菌和繁殖时，线粒体和叶绿体分裂方式与好氧细菌和蓝细菌的二分裂基本相同。蓝细菌的二分裂基本相同。线粒体与叶绿体内部含有环状线粒体与叶绿体内部含有环状DNADNA，这一点也与，这一点也与好氧细菌和蓝细菌相同。好氧细菌和蓝细菌相同。线粒体与叶绿体核酸序列的分析结果也为内共生线粒体与叶绿体核酸序列的分析结
9、果也为内共生学说提供了支持。学说提供了支持。23有的行光合作用，是有的行光合作用，是海洋或湖泊中的原初海洋或湖泊中的原初生产者，有的是古代生产者，有的是古代石油来源等石油来源等作用或用途作用或用途草履虫草履虫小球藻小球藻代表生物代表生物原生动物原生动物真核藻类真核藻类粘菌粘菌类别类别为真核细胞，单细为真核细胞，单细胞或多细胞群体，胞或多细胞群体，大部分生活在水中大部分生活在水中特征特征原生生物原生生物24原生动物：原生动物：水生态系统、吞噬取食、运动。水生态系统、吞噬取食、运动。25真核藻类：真核藻类：多数光能自养，少数化能异养。吞噬食物或多数光能自养，少数化能异养。吞噬食物或腐生。多数单细胞
10、，少数群体。腐生。多数单细胞，少数群体。分类分类6个门：个门：金藻门、裸藻门、甲藻门（单细胞）金藻门、裸藻门、甲藻门（单细胞）绿藻门（单细胞、群体、多细胞）绿藻门（单细胞、群体、多细胞）红藻门、褐藻门（多细胞）红藻门、褐藻门（多细胞）2627粘菌类生物粘菌类生物 其生长期或营养其生长期或营养期为裸露的无细胞壁期为裸露的无细胞壁多核的原生质团，又多核的原生质团，又叫变形体。繁殖期形叫变形体。繁殖期形成多细胞的孢子囊构成多细胞的孢子囊构造，并产生具有纤维造，并产生具有纤维质细胞壁的孢子。质细胞壁的孢子。28292.1 植物多样性的进化植物多样性的进化 2.2 真菌多样性的进化真菌多样性的进化230
11、 31世世 代代 交交 替：替：在植物生活史中，产生孢子的在植物生活史中，产生孢子的孢子体孢子体世代（世代（2n2n）与产生配子的与产生配子的配子体配子体世代（世代（n n）有规律地交替出现的现象。）有规律地交替出现的现象。同型世代交替：同型世代交替：在生活史上孢子体和配子体外表形状、大小、构在生活史上孢子体和配子体外表形状、大小、构造和显著性完全一样，没有区别，并且都能独立生活，只是两个造和显著性完全一样，没有区别，并且都能独立生活，只是两个个体的细胞中染色体数量上有二倍体和单倍体的区别，称为同型个体的细胞中染色体数量上有二倍体和单倍体的区别，称为同型世代交替或等世代交替，这种类型只见于藻类
12、植物。世代交替或等世代交替，这种类型只见于藻类植物。异型世代交替：异型世代交替：在生活史上孢子体和配子体外表悬殊。或称不等在生活史上孢子体和配子体外表悬殊。或称不等世代交替。世代交替。苔苔 藓藓 型：配子体占优势，孢子体寄生在配子体上。型：配子体占优势，孢子体寄生在配子体上。蕨蕨 类类 型：孢子体占优势，配子体和孢子体皆能独立生活。型：孢子体占优势，配子体和孢子体皆能独立生活。种子植物型：孢子体占优势，配子体（由几个细胞组成）寄生在种子植物型：孢子体占优势，配子体（由几个细胞组成）寄生在 孢子体上。孢子体上。32333435植物可能由绿藻进化而来。植物可能由绿藻进化而来。植物的进化遵循由简单到
13、复杂、由水生到陆生。植物的进化遵循由简单到复杂、由水生到陆生。植物陆地生活的进化特征：植物陆地生活的进化特征：藻类：水生藻类：水生 苔藓植物：角质层，气孔，假根，有性生殖离不开水苔藓植物：角质层，气孔，假根，有性生殖离不开水 蕨类植物：出现维管组织，细胞壁木质化，有性生殖离不开水蕨类植物：出现维管组织，细胞壁木质化，有性生殖离不开水 裸子植物：有性生殖摆脱了水，风媒传粉，出现种子裸子植物：有性生殖摆脱了水，风媒传粉，出现种子 被子植物：虫媒传粉，胚珠包在子房中，双受精被子植物：虫媒传粉，胚珠包在子房中，双受精CenozoicMesozoicPaleozoicCharophyceans(a gr
14、oup of green algae)Bryophytes(e.g.,mosses)Seedless vascular plants(e.g.,ferns)Gymnosperms(e.g.,conifers)Angio-spermsOrigin of plantsEarly vascular plantsFirst seed plantsDiversification of flowering plants3738五界分类系统，由美国生物学家魏泰克（五界分类系统，由美国生物学家魏泰克（R.H.Whittaker）在）在1969年提出。年提出。399 9亿年前出现真菌，约亿年前出现真菌，约121
15、2万种万种吸收式异养吸收式异养,寄生或腐生寄生或腐生，分解者，分解者除单细胞真菌除单细胞真菌(酵母酵母)外，绝大多数真菌的生物体外，绝大多数真菌的生物体由由菌丝菌丝构成，有隔或无隔；构成，有隔或无隔；多核多核有性有性生殖类型：接合菌、子囊菌、担子菌生殖类型：接合菌、子囊菌、担子菌无性无性生殖方式：菌丝顶端产生单倍体孢子。生殖方式：菌丝顶端产生单倍体孢子。真菌多样性真菌多样性40特征特征类别类别代表生物代表生物作用或用途作用或用途真核，真核，无叶绿素，无叶绿素，寄生或腐生寄生或腐生接合菌接合菌子囊菌子囊菌担子菌担子菌黑根霉黑根霉青霉，酵母青霉，酵母冬虫夏草冬虫夏草蘑菇灵芝蘑菇灵芝木耳木耳降解有机
16、物，降解有机物，致病，致病，作物病害，作物病害，制药，制药，食品，酿酒等。食品，酿酒等。41 无性繁殖无性繁殖接合菌纲接合菌纲黑根霉（面包霉）黑根霉（面包霉）有性繁殖有性繁殖42冬虫夏草冬虫夏草酵母菌出芽生殖酵母菌出芽生殖子囊菌纲子囊菌纲 43 青霉菌青霉菌 青霉菌的无性繁殖青霉菌的无性繁殖子囊菌纲子囊菌纲青霉菌青霉菌 44担子菌纲担子菌纲 （极少有无性生殖）（极少有无性生殖）453.1 无脊椎动物无脊椎动物3.2 脊索动物脊索动物3.3 动物界的系统进化动物界的系统进化34647 根据动物是否有脊索，分为两大类：根据动物是否有脊索，分为两大类：无脊椎动物（约无脊椎动物（约3 3个门）个门）脊
17、索动物脊索动物 （脊索动物门）（脊索动物门）动物可能起源于原生动物，因此将多动物可能起源于原生动物，因此将多细胞动物称为后生动物。动物界包括细胞动物称为后生动物。动物界包括3 3多个多个门，门，7070多个纲，多个纲，350350多个目，全世界已知动多个目，全世界已知动物约有物约有150150万种。万种。48无脊椎动物的多样性进化无脊椎动物的多样性进化1 1、海绵动物门海绵动物门多细胞侧生动物，多细胞侧生动物，2 2、腔肠动物门腔肠动物门两胚层辐射对称，简单器官两胚层辐射对称，简单器官3 3、扁形动物门扁形动物门三胚层无体腔两侧对称，寄生三胚层无体腔两侧对称，寄生4 4、线虫动物门线虫动物门三
18、胚层假体腔两侧对称，有寄生三胚层假体腔两侧对称，有寄生5 5、软体动物门软体动物门真体腔动物，出现循环系统呼吸器官真体腔动物，出现循环系统呼吸器官6 6、环节动物门环节动物门身体同律分节的动物身体同律分节的动物7 7、节肢动物门节肢动物门异律分节有附肢、外骨骼，蜕皮，常有变态异律分节有附肢、外骨骼，蜕皮，常有变态8 8、棘皮动物门棘皮动物门成体五辐对称，具内骨骼和水管系统成体五辐对称，具内骨骼和水管系统49多孔红海绵多孔红海绵5051海海 葵葵水水 母母腔肠动物腔肠动物52扁形动物扁形动物涡虫涡虫53猪带绦虫猪带绦虫 血吸虫血吸虫 扁形动物扁形动物54线虫动物线虫动物蛔虫蛔虫钩虫钩虫55软体动
19、物软体动物57环节动物环节动物蚯蚯 蚓蚓蚂蟥（水蛭）蚂蟥（水蛭）58节肢动物节肢动物动物界最大的一门动物界最大的一门多足纲多足纲 蜈蚣蜈蚣肢口纲肢口纲 中国鲎中国鲎hu 三叶虫三叶虫 59甲壳纲甲壳纲昆虫纲昆虫纲蛛形纲蛛形纲61棘皮动物棘皮动物海参海参6263三大特征三大特征:脊索（脊索（支撑作用支撑作用）背神经管（背神经管（中枢神经）中枢神经）鳃裂（鳃裂（鱼呼吸器官鱼呼吸器官）分类分类:头索动物亚门头索动物亚门 尾索动物亚门尾索动物亚门 脊椎动物亚门脊椎动物亚门脊索动物门脊索动物门64背神经管：背神经管：位于脊索背面的中空管状的中枢神经系统。位于脊索背面的中空管状的中枢神经系统。在脊椎动物中
20、分化为脑和脊髓两部分。在脊椎动物中分化为脑和脊髓两部分。咽鳃裂：咽鳃裂：位于消化道前端咽的两侧，左右成对的裂缝直位于消化道前端咽的两侧，左右成对的裂缝直接或间接与外界相通。是一种呼吸器官。脊椎动物（除接或间接与外界相通。是一种呼吸器官。脊椎动物（除圆口纲，鱼类）的鳃裂仅在胚胎期存在。圆口纲，鱼类）的鳃裂仅在胚胎期存在。头索动物头索动物文昌鱼文昌鱼脊索：脊索：位于身体背部，消化道上方，神经管下面，是位于身体背部，消化道上方，神经管下面，是一条棒状的坚韧有弹性的结缔组织，支撑身体。尾索一条棒状的坚韧有弹性的结缔组织，支撑身体。尾索动物脊索仅在尾部，头索动物脊索贯穿全身。高等脊动物脊索仅在尾部，头索
21、动物脊索贯穿全身。高等脊索动物脊索只在胚胎期出现，以后被脊柱所代替。索动物脊索只在胚胎期出现，以后被脊柱所代替。65神经管分化成脑和脊髓神经管分化成脑和脊髓脊索为脊柱代替脊索为脊柱代替（除圆口类外）具有上下颌（除圆口类外）具有上下颌完善的循环系统：完善的循环系统：1 1房房1 1室室2 2房房2 2室室6 6 纲：圆口纲、鱼纲、两栖纲、纲：圆口纲、鱼纲、两栖纲、爬行纲、鸟纲、哺乳纲。爬行纲、鸟纲、哺乳纲。66 圆口动物无上下颌而具口吸盘，只有奇鳍而无偶鳍，圆口动物无上下颌而具口吸盘，只有奇鳍而无偶鳍，背神经管分化为脑和脊髓，有头，心脏一心房一心室，背神经管分化为脑和脊髓，有头，心脏一心房一心室
22、，脊索终身存在，有雏形的脊椎骨，单个鼻孔。脊索终身存在，有雏形的脊椎骨，单个鼻孔。67 终生在水中生活，有颌，体被鳞片，用鳃呼吸，终生在水中生活，有颌，体被鳞片，用鳃呼吸，偶鳍（附肢），变温动物。偶鳍（附肢），变温动物。软骨鱼类，内骨骼为软骨；硬骨鱼类（占软骨鱼类，内骨骼为软骨；硬骨鱼类（占90%90%以以上），骨骼由硬骨构成。上），骨骼由硬骨构成。软骨鱼鲨软骨鱼鲨硬骨鱼鲤鱼硬骨鱼鲤鱼68 变态发育，幼体在水中生活，用鳃呼吸；大多数成变态发育，幼体在水中生活，用鳃呼吸；大多数成体生活在陆地，用肺呼吸；皮肤裸露，能够分泌粘液，体生活在陆地，用肺呼吸；皮肤裸露，能够分泌粘液，有辅助呼吸的作用；心脏
23、有二心房一心室，不完全双循有辅助呼吸的作用；心脏有二心房一心室，不完全双循环；体温不恒定。具五指（趾）型四肢，脊柱分化为四环；体温不恒定。具五指（趾）型四肢，脊柱分化为四部。约有部。约有3 3种。种。69 卵生，卵具有坚硬的卵壳或坚韧的卵膜（羊膜卵），卵生，卵具有坚硬的卵壳或坚韧的卵膜（羊膜卵），保证了陆上繁殖。变温动物。大多数爬行动物全身覆以保证了陆上繁殖。变温动物。大多数爬行动物全身覆以角质鳞片，脊柱进一步分化为分角质鳞片，脊柱进一步分化为分5 5部分，肺呼吸，血液不部分，肺呼吸，血液不完全双循环。约完全双循环。约3 3种。种。70 羊膜卵的结构保证了爬行类在陆地上可以正常繁殖，而羊膜卵的
24、结构保证了爬行类在陆地上可以正常繁殖，而不必一定依赖水环境。不必一定依赖水环境。71 有喙无齿、被覆羽毛、前肢变成翼、恒温、有喙无齿、被覆羽毛、前肢变成翼、恒温、卵生的高等脊椎动物。心脏分四腔。卵生的高等脊椎动物。心脏分四腔。72 胎生、哺乳胎生、哺乳,体表被毛，体温恒定，骨骼灵活，体表被毛，体温恒定，骨骼灵活，大脑发达。约有种。大脑发达。约有种。73鲸鱼刺猬穿山甲海豹松鼠大熊猫74人类：人类：脊索动物门脊索动物门脊椎动物亚门脊椎动物亚门哺乳纲哺乳纲灵长目灵长目人科人科人属人属757844.1 人类与灵长目人类与灵长目4.2 人类的进化过程人类的进化过程7980人类属于灵长目人类属于灵长目81
25、猿是我们的近亲猿是我们的近亲 在外表形态、解剖学、生理学、血液的生物化在外表形态、解剖学、生理学、血液的生物化学等方面，都存在着极其相似的特征：学等方面，都存在着极其相似的特征：抗原抗原抗体试验表明，类人猿即猩猩、大猩抗体试验表明，类人猿即猩猩、大猩猩、黑猩猩的猩、黑猩猩的血清蛋白血清蛋白与人类十分接近。与人类十分接近。人与黑猩猩的人与黑猩猩的血红蛋白血红蛋白氨基酸序列完全相同，氨基酸序列完全相同，而与大猩猩和猕猴分别有而与大猩猩和猕猴分别有2 2和和1515个氨基酸不个氨基酸不同。同。人与黑猩猩的人与黑猩猩的线粒体线粒体DNADNA较其他猴接近。较其他猴接近。各种证据表明，人与各种证据表明，
26、人与黑猩猩黑猩猩的关系最近。的关系最近。8283人与猿在解剖形状上的差别人与猿在解剖形状上的差别直立行走直立行走脑容量大脑容量大另外，在头、股另外，在头、股骨、脚、手骨、脚、手 的结的结构上与猿有所不构上与猿有所不同。同。8485人类进化可分为两大阶段：人类进化可分为两大阶段：南猿阶段（南方古猿阶段）：南猿阶段（南方古猿阶段）：直立行走直立行走 牙齿从猿型逐渐演变为人型牙齿从猿型逐渐演变为人型 人属阶段：（能人人属阶段：（能人直立人直立人智人）智人）脑容量增大、脑容量增大、牙齿缩小牙齿缩小 使用工具、使用工具、语言、语言、抽象思维。抽象思维。86（能人）（能人）人科人属人种4万年前万年前25万年前万年前250万年前万年前趋趋 势势脑容量扩大脑容量扩大直立行走直立行走87 人类在进化中创造了不断发展的文化人类在进化中创造了不断发展的文化人类文化发展的阶段：人类文化发展的阶段：1 1、食腐、食腐-采集采集-狩猎狩猎2 2、农业的发展、农业的发展3 3、工业革命、工业革命4 4、信息技术革命、信息技术革命人类在进化中创造了不断发展的文化，正是人类在进化中创造了不断发展的文化，正是由于人类文化的发展，人与其他动物包括灵长类由于人类文化的发展，人与其他动物包括灵长类的差别越来越大，成为万物之灵。的差别越来越大，成为万物之灵。
