1、第22章 生命进化的长河我们已经知道人类是由400万年前的古猿进化来的，那么古猿从哪里来的呢？如果把地球起源到现在的时间比如果把地球起源到现在的时间比作一年，人类的出现是在作一年，人类的出现是在 疑问：疑问：大胆推测等同于凭空想象吗？大胆推测等同于凭空想象吗？推测要有大量的推测要有大量的确凿证据确凿证据支持支持一、有关生命起源的几种假说1.神创论2.自然发生论3.宇生论4.化学进化说上帝创造万物，上帝创造万物，1、神创论、神创论 认为地球上的一切生命认为地球上的一切生命都是由上帝设计创造的，都是由上帝设计创造的，或者是由于某种超自然的或者是由于某种超自然的东西干预下产生的。东西干预下产生的。中
2、国古代的中国古代的“天命天命观观”：主张：主张“天天”是宇宙是宇宙最高的主宰，创造了包括最高的主宰，创造了包括人在内的万物。人在内的万物。基督教的基督教的圣经圣经的的第一章第一章“创世纪创世纪”，就描，就描述了万能的上帝耶和华是述了万能的上帝耶和华是怎样在怎样在6天中创造万物的。天中创造万物的。最后造人。最后造人。(见圣经故事见圣经故事)神创论神创论 简述简述 神创论的观点神创论的观点 上帝创造万物，最后造成人。上帝创造万物，最后造成人。你认为此种推论科学吗？为什么？你认为此种推论科学吗？为什么？将生命起源这一科学命题划入神将生命起源这一科学命题划入神学领域，是不科学的。学领域，是不科学的。生
3、物是从非生物环境中自然发生出来的：腐草化萤腐草化萤 腐肉生蛆腐肉生蛆 淤泥生鼠淤泥生鼠2、自然发生论、自然发生论萤火虫萤火虫雷迪的实验雷迪的实验17 17 世纪意大利医生世纪意大利医生F.RediF.Redi 用实验证明腐用实验证明腐肉不能生出苍蝇肉不能生出苍蝇18601860年巴斯德用实验证明肉汤不能生出年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物微生物巴斯德的实验巴斯德的实验 “生生论生生论”:雷迪和巴斯德的实验结果说明雷迪和巴斯德的实验结果说明:生物生物只能来源于生物只能来源于生物,非生命物质绝对不非生命物质绝对不能随时自发地产生新生命。能随时自发地产生新生命。3、宇生论、宇生论 地球上生命来自
4、宇宙空间别的星球。彗星彗星陨石坑陨石坑4、化学进化说、化学进化说 认为生命是在漫长的宇宙进化中发生的，是宇宙进化到某一阶段的产物。有关生命起源的有关生命起源的“化学起源说化学起源说”化学起源说是被广大学者普遍接受的生化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。命起源假说。这一假说认为，地球上的生命是在地球这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。过程，一步一步地演变而成的。有关生命起源的有关生命起源的“化学起源说化学起源说”简述简述 化学
5、起源说的观点化学起源说的观点 地球上的生命是由非生命物质经过地球上的生命是由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。变而成的。此种推论有此种推论有科学依据科学依据吗？吗？原始地球假想图原始地球假想图阅读：教材阅读：教材 分析分析 原始地球的环原始地球的环境是怎样的？境是怎样的？地球上原始大地球上原始大气的成分与现气的成分与现在的大气成分在的大气成分有什么明显的有什么明显的不同？不同？你认为原始地你认为原始地球上存在生命球上存在生命吗？为什么？吗？为什么？原始地球假想图原始地球假想图 地质学研究表明，地球大约是在地质学研究表明，地球大约是在4646
6、亿年前形亿年前形成的，那时候地球的温度很高，地面上的环境成的，那时候地球的温度很高，地面上的环境与现在的完全不同：天空中或赤日炎炎，或电与现在的完全不同：天空中或赤日炎炎，或电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。生命的起源1 1、4646亿年前亿年前原始的地球的特点：原始的地球的特点：炽热的，天空中赤日炎炎，电闪雷鸣，炽热的，天空中赤日炎炎，电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横溢。一切元素都呈地面上火山喷发，熔岩横溢。一切元素都呈气体状态，不存在生命气体状态，不存在生命（1 1）、场所：）、场所：（2 2）、物质：）、物质：（3 3）、能量：）、能量：原始大气和原始
7、海洋甲烷（甲烷（CHCH4 4）、氨（、氨（NHNH3 3）、水、水（H H2 2O O）、氢气（）、氢气（H H2 2）、硫化氢、硫化氢（H H2 2S S）、氰化氢（）、氰化氢（HCNHCN）等等）等等宇宙射线、紫外线、闪电、火山喷发释放的能量等等2、原始地球为生命起源提供的条件、原始地球为生命起源提供的条件火山爆发形成原始大气反应物反应物条件条件产物产物原始大气甲烷（甲烷（CH4）氨（氨（NH3）水（水（H2O）氢（氢（H2）硫化氢（硫化氢（H2S）氰化氢（氰化氢（HCN）宇宙射线紫外线闪电氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸单糖单糖雷电可能为化学进化提供能量化学起源分为四个阶段化学起源分为四个阶段
8、第一个阶段，从无机小分子第一个阶段，从无机小分子生成有机小分子的阶段生成有机小分子的阶段 第二个阶段，从有机小分子第二个阶段，从有机小分子物质生成生物大分子物质物质生成生物大分子物质 第三个阶段，从生物大分子第三个阶段，从生物大分子物质组成多分子体系物质组成多分子体系 第四个阶段，从多分子体系第四个阶段，从多分子体系演变为原始生命演变为原始生命 无机小分子物质生生 成成形形 成成 组组 成成演演 变变场所：场所：原始大气原始大气场所：场所：原始海洋原始海洋场所：场所：原始海洋原始海洋特点：特点：特点：特点：原始界膜和原始的 物质交换具有原始的新陈代谢和繁殖能力具有原始的新陈代谢和繁殖能力有机小
9、分子物质有机大分子物质多分子体系原始生命原始生命场所：场所：原始海洋原始海洋支持此阶段的证据：支持此阶段的证据：1953年美国芝加哥大学研究生S.Miller（米勒米勒）的模拟试验。1 1、由无机物合成有机物、由无机物合成有机物米勒及其实验Stanley Miller(1953年 时 23 岁)用电击提供能量，从无机小用电击提供能量，从无机小分子得到有机小分子（共计分子得到有机小分子（共计2020多种）。多种）。米勒的实验装置阅读：阅读：教材教材24页页资料分析资料分析 1953年，年，Stanley Miller的实验中模拟的实验中模拟了原始地球的哪些了原始地球的哪些条件？条件？实验得到了什
10、么结实验得到了什么结果？果？由此，可以对生命由此，可以对生命的起源作出怎样的的起源作出怎样的推测？推测？原始的海洋原始的海洋“还原性还原性 大气大气”模拟降雨模拟降雨加热加热米勒实验装置米勒实验装置 奥巴林用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯奥巴林用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶）混合得到团聚体小滴。胶）混合得到团聚体小滴。团聚体小滴性质团聚体小滴性质 直径直径 1 1 m 500 m 500 m m；稳定存在几小时至几周；稳定存在几小时至几周；外周增厚呈膜状结构，与周围水液有明显界限；外周增厚呈膜状结构，与周围水液有明显界限；具原始代谢特征；具原始代谢特征；可以增长和繁殖。可以增长和繁殖。米勒
11、实验的结果表明：在类似原始地球的条件下，无机小分子在类似原始地球的条件下，无机小分子可以生成有机小分子。可以生成有机小分子。米勒的实验米勒的实验-化学进化阶段化学进化阶段 米勒先给烧瓶加热，使水蒸汽在管中循环，接着他米勒先给烧瓶加热，使水蒸汽在管中循环，接着他通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应，而球型空以激发密封装置中的不同气体发生化学反应，而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体，又流回底部的烧瓶，即模拟降雨的过程。经过一液体
12、，又流回底部的烧瓶，即模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现，其中含有包括发现，其中含有包括5 5种氨基酸和不同有机酸在内的各种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物，同时还形成了氰氢酸，而氰氢酸可种新的有机化合物，同时还形成了氰氢酸，而氰氢酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。以合成腺嘌呤，腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。米勒的实验试图向人们米勒的实验试图向人们证实证实，生命起源的第一步生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的在原始地球
13、的条件下是完全可能实现的。条件下是完全可能实现的。原始地球表面想象图原始地球表面想象图米勒模拟原米勒模拟原始地球环境始地球环境的实验的实验 研究表明，地球大约研究表明，地球大约是在是在 年前形成的，你能年前形成的，你能描述一下那时地球的状况吗？描述一下那时地球的状况吗？地质学地质学46亿亿原始地球有氧气吗？原始原始地球有氧气吗？原始大气的主要成分是什么？大气的主要成分是什么？水蒸气、氢气、氨、甲烷、水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等二氧化碳、硫化氢等如何推测的？如何推测的？有人反对吗？有人反对吗？20世纪世纪80年代，年代，有学者认为：氨有学者认为：氨气、甲烷、硫化气、甲烷、硫化氢均很
14、容易被紫氢均很容易被紫外线辐射所分解，外线辐射所分解，氢气也多数会逃氢气也多数会逃逸到太空中。逸到太空中。原始大气的主要成分原始大气的主要成分应该是水蒸汽、一氧应该是水蒸汽、一氧化碳、二氧化碳、氮化碳、二氧化碳、氮气和少量氢气。因为气和少量氢气。因为没有氨气和甲烷是不没有氨气和甲烷是不能合成氨基酸等有机能合成氨基酸等有机物的，所以他们认为物的，所以他们认为生命不可能来源于地生命不可能来源于地球。球。2.2.从有机小分子合成生物大分子从有机小分子合成生物大分子 在原始海洋的岸边、岩石、粘土的表层或像在原始海洋的岸边、岩石、粘土的表层或像湖泊样的小水体中，湖泊样的小水体中，氨基酸氨基酸、核苷酸核苷
15、酸等有机小分等有机小分子沉积，吸收能量，通过子沉积，吸收能量，通过溶液聚合溶液聚合或或浓缩聚合浓缩聚合的的方式生成方式生成原始原始的的蛋白质蛋白质、核酸核酸等生物大分子。等生物大分子。反应物反应物方式方式产物产物氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸单糖单糖缩合缩合聚合聚合原始的原始的蛋白质蛋白质原始的原始的核酸核酸支持此阶段的证据：支持此阶段的证据：美国福克斯（美国福克斯（F.FOX)试验证实：试验证实：将氨基酸混合物倾倒在将氨基酸混合物倾倒在160度度200度的热砂度的热砂或粘土上，水分蒸发，氨基酸浓缩并化合生成类或粘土上，水分蒸发，氨基酸浓缩并化合生成类蛋白质分子。蛋白质分子。支持此阶段的证据：支持此
16、阶段的证据：后来的类似实验后来的类似实验：50oC60oC 单核苷酸单核苷酸 多核苷酸多核苷酸 前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说，前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说，他通过实验表明，将蛋白质、多肽、核酸他通过实验表明，将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中，它们能自动和多糖等放在合适的溶液中，它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴，这些小滴地浓缩聚集为分散的球状小滴，这些小滴就是团聚体。就是团聚体。3.3.从生物大分子生成多分子体系从生物大分子生成多分子体系3 从多分子体系到原始生命细胞奥巴林用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶）混合得到团聚体小滴。团聚体小滴性质 直径 1 m 500 m；稳
17、定存在几小时至几周；外周增厚呈膜状结构，与周围水液有明显界限；具原始代谢特征；可以增长和繁殖。微球体 福克斯用类蛋白质加热浓缩得到微球体；福克斯用类蛋白质加热浓缩得到微球体；微球体性质微球体性质 1 1 mm2 2 mm（相当于细菌大小）（相当于细菌大小）可吸纳周围环境的脂类，并形成可吸纳周围环境的脂类，并形成 膜状结膜状结构；构；膜表现选择透性，反映渗透压变化；膜表现选择透性，反映渗透压变化；吸纳周围环境中蛋白质分子，微吸纳周围环境中蛋白质分子，微 球体可球体可“增长增长”和和“繁殖繁殖”。微球体(福克斯实验)反应物反应物方式方式产物产物原始的原始的蛋白质蛋白质原始的原始的核酸核酸浓缩浓缩多
18、分子体系多分子体系反应物反应物方式方式产物产物多分子体系多分子体系演变演变原始生命原始生命4.4.从多分子体系进化为原始生命从多分子体系进化为原始生命目前，人们还目前，人们还 在实验室里验证这一过程。在实验室里验证这一过程。原始生命原始生命原始大气原始大气有机小分子有机小分子 宇宙射线宇宙射线闪电闪电随水流入随水流入原始海洋原始海洋生物大分子生物大分子多分子体系多分子体系原始生命诞生的过程：原始生命诞生的过程：宇生说宇生说 主要观点：主要观点：地球上的生命来自宇宙空地球上的生命来自宇宙空 间别间别 的星球的星球。A.A.19631963年以来，陆续发现太阳系其他的行星上都有碳年以来，陆续发现太
19、阳系其他的行星上都有碳氢化合物及其衍生物的存在，例如：氨、水、氰化氢化合物及其衍生物的存在，例如：氨、水、氰化氢、甲醛、乙醛、甲酸、乙醇等。氢、甲醛、乙醛、甲酸、乙醇等。B.B.19781978年上半年，已知由年上半年，已知由C C、H H、O O、N N构成的星际分子构成的星际分子共共3737种，其中种，其中8080是有机化合物。是有机化合物。C.C.19971997年，美国对火星表面成分探测表明，火星上也年，美国对火星表面成分探测表明，火星上也含有生物有机物。含有生物有机物。星际分子的发现：星际分子的发现：小行星撞击地球（想象图）小行星撞击地球（想象图）3、宇生论、宇生论 地球上生命来自宇
20、宙空间别的星球。彗星彗星陨石坑陨石坑 陨石中有机化合物的发现：陨石中有机化合物的发现：A.A.从陨石的提取物中，已确定了许多有机化合从陨石的提取物中，已确定了许多有机化合物，如：各种碳氢化合物、氧化物、氮化物、物，如：各种碳氢化合物、氧化物、氮化物、硫化物及卤化物等。硫化物及卤化物等。B.B.19691969年年9 9月，月，澳大利亚麦启逊澳大利亚麦启逊附近落下一附近落下一块陨石，从碎片成分分析中检出了天然型的块陨石，从碎片成分分析中检出了天然型的氨基酸等。氨基酸等。陨石中含有构成生物体所需要的有机物，陨石中含有构成生物体所需要的有机物，由此可以作出什么推测？由此可以作出什么推测？但我们知道，
21、宇宙空间的物理条件，但我们知道，宇宙空间的物理条件，如紫外线等各种高能射线以及温度等如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对生命都是致命的，而且，即使条件对生命都是致命的，而且，即使有这些生命，在它们随着陨石穿越大有这些生命，在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中，也会因温度气层到达地球的过程中，也会因温度太高而被杀死太高而被杀死。宇生说宇生说学者们比较一致的观点是学者们比较一致的观点是原始生命起源于原始生命起源于 非生命物质非生命物质。过程如下：过程如下：无机物无机物小分子有机物小分子有机物大分子有机物大分子有机物原始生命原始生命（原始（原始海洋）海洋）这一过程这一过程至今还未至今还未能通过
22、实能通过实验验证！验验证！非生命物质非生命物质地球上的生命地球上的生命到底起源于哪到底起源于哪里？目前尚无里？目前尚无定论。定论。以事实为依据的以事实为依据的科学争论，对促科学争论，对促进人类的认识是进人类的认识是非常有益的。非常有益的。天文学家估计地球形成于约 46亿年前。迄今找到的最早的化石记录了35 亿年前的原核生物。生命起源大约发生在距今 4535 亿年 间。二、生命起源发生在什么时候？35亿年前的蓝细菌化石生命的起源和进化1、原始的海洋，就像一盘稀、原始的海洋，就像一盘稀薄的热汤，其中所含的薄的热汤，其中所含的 不断相互作用，经过极其漫长不断相互作用，经过极其漫长的岁月，逐渐形成了的
23、岁月，逐渐形成了 生命生命。有机物有机物原始原始2、原始大气在、原始大气在 、以及雷电等自然条件的长期以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的作用下，形成了许多简单的有机物。有机物。高温高温紫外线紫外线3、原始生命起源于、原始生命起源于 物质物质。非生命非生命4、原始的地球大气与现在的空气在、原始的地球大气与现在的空气在成分上有明显的差别，那时的大气成分上有明显的差别，那时的大气成分主要是（成分主要是（）A、水蒸气、氨、甲烷等、水蒸气、氨、甲烷等B、氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳等、氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳等C、氧气、氢气、二氧化碳等、氧气、氢气、二氧化碳等D、水蒸气、氧气、氮气等、
24、水蒸气、氧气、氮气等A5、在原始的地球表面，首先形成、在原始的地球表面，首先形成的生命的基础物质是（的生命的基础物质是（）A、小分子有机物、小分子有机物B、大分子有机物、大分子有机物C、小分子无机物、小分子无机物D、原始生命、原始生命A6、原始生命形成的场所是、原始生命形成的场所是（）A、原始大气、原始大气 B、原始海洋、原始海洋C、陆地上、陆地上 D、大气层中、大气层中B7、下列有关生命的起源的叙述、下列有关生命的起源的叙述中正确的是（中正确的是（）A、生命是上帝和神创造出来的、生命是上帝和神创造出来的B、生命是从外星球迁移过来的、生命是从外星球迁移过来的C、生命是自然而然产生的、生命是自然
25、而然产生的D、生命的形成是按照由原始大气中、生命的形成是按照由原始大气中的无机物到有机物，再到原始生命的无机物到有机物，再到原始生命这一顺序逐渐进行的这一顺序逐渐进行的D8、模拟原始地球的条件和、模拟原始地球的条件和大气成分，合成氨基酸的科大气成分，合成氨基酸的科学家是（学家是（）A、爱因斯坦、爱因斯坦 B、米勒、米勒C、爱迪生、爱迪生 D、牛顿、牛顿B9、下列哪一项是原始、下列哪一项是原始大气中没有的（大气中没有的（）A、氨、氨 B、水、水C、氧气、氧气 D、氢、氢C10、下列关于生命的起源过程中，物、下列关于生命的起源过程中，物质变化的趋向的叙述不正确的是质变化的趋向的叙述不正确的是（）A、由无机物生成有机物、由无机物生成有机物B、由非细胞结构发展成为细胞结构、由非细胞结构发展成为细胞结构C、由简单有机物形成复杂有机物、由简单有机物形成复杂有机物D、由无生命物质演变为有生命物质、由无生命物质演变为有生命物质B11、原始生命是在原始海洋中、原始生命是在原始海洋中诞生的主要原因是（诞生的主要原因是（）A、水是营养物质、水是营养物质B、水中有氧、水中有氧C、许多生化反应是离不开水的、许多生化反应是离不开水的D、水是生物体的组成成分、水是生物体的组成成分C
