1生命起源与生物进化-09.ppt

1、现代科学技术,生命科学篇,一、今天生命科学发展的新特点：,1、生命科学的对象已不仅仅是生物体 生物体之间、生物体与环境之间的联系和相互作用 广义的生命科学还包括改造生命世界的生物技术。 2、生命科学已经超越了人类仅仅用感觉器官认识简单生命现象，仅仅用描述性的语言解释生命现象的阶段 现代生命科学研究：由宏观向微观深入发展、朝着认识生命运动的复杂性，揭示生命本质的方向迈进。 3、生命科学与人，生命科学与人类社会，生命科学与人类前途命运，生命科学与人类日常生活的关系日益紧密。 作为一把“双刃剑”， 生命科学对人类社会的作用引起人们广泛而尖锐的争论。,二、21世纪将是生命科学的世纪,传统生物学现代生命

2、科学的发展,描述性生物学,实 验生物学,分 子生物学,古代19世纪中叶,19世纪中叶20世纪中叶,20世纪中叶以后,创 造,利用各种仪器工具，通过实验过程，探索生命活动的内在规律,分子生物学和基因工程的发展使人们有可能“创造”新的物种。,主要从外部形态特征观察、描述、记载各种类型生物，寻找他们之间的异同和进化脉络, 生命科学将成为21世纪自然科学的先导，成为现代科学营地的中心。,代表：达尔文物种起源（1859）,代表：巴斯德的试验,横向,纵向,展望,三、生命科学研究的范围,生命的起源 与生物进化,探索生命的 本质,现代生物 技术,1、生命结构的尺度范围，从分子到全球那么大。 2、包括地球上生命

3、的巨大多样性。,概括说：研究生物的生命现象和活动规律的科学 全面说：研究生物的形态、结构、生理、分类、遗传变异、进化和生态的科学,生命科学：研究生物的科学,生命篇所涉及的内容,范围,第一讲 生命起源与生物进化,一、关于生命起源的论争 二、化学演化说 三、达尔文的生物进化论 四、20世纪发展起来的综合进化论 五、生物多样性及生态系统的基本结构,一、关于生命起源的论争,化学进化说 生命起源于原始地球上的无机物,这些无机物在原始地球的自然条件作用下，从无机到有机、由简单到复杂，通过一系列化学进化过程，成为原始生命体。,宇宙胚种说 地球上最初的生命是来自地球以外的宇宙空间，宇宙中的某种力量将生命的种子

4、撒向地球，后来才在地球上生长并发展起来。,17世纪中叶以前： “上帝创造生物” 近代科学的实证精神：鉴于人们观察到“腐肉生蛆”现象,生命产生的“自然发生说”,19世纪法国著名科学家巴斯德（1822年1895年）著名的“肉汤实验”,证明：新的生命不可能自发地从非生命物质中产生,一、关于生命起源的论争,二、生物进化的机制及历程,1922年，俄国生物化学家奥巴林提出了化学演化说,1953年，美国芝加哥大学的研究生米勒用实验验证了奥巴林的这一假说。,化学演化过程可分为4个阶段,第一阶段,有机小分子物质,原始大气,原始汤,原始海洋,无机小分子物质,第二阶段,有机高分子物质,第三阶段,多分子体系,第四阶段

5、,原始生命,长期不断的演变相互作用,场所,过程,产物,场所,聚合、缩合,原始海洋,过程,场所,过程,场所,原始海洋,浓缩、凝聚,说明：生命来自于非生命,赫拉克利特:万物皆在流动状态之中。 亚里斯多德“生物由一較不完美的状态往一較完美的状态移动的結果”,凡是持审慎态度的博物学家大多反对进化的观点，而是哲学家们从他们的概念出发提出了进化的思想，如歌德、谢林、黑格尔等。,如（法）布丰(Comte de Buffon 1707-1788)就提出了外界环境直接改变动物的学说。,如（法）拉马克(Lamarck 1744-1829)的用进废退学说。 如苏格兰地质学家赖尔的地质渐变论。,三、达尔文的生物进化论

6、,达尔文（1809年1882年）英国生物学家,1859年出版了物种起源 包括两部分内容， 一、前人如布丰和拉马克的一些观点，如变异和遗传， 二、达尔文自己创造的理论（自然选择）和一些经过修改和发展的概念，主要为性状分歧、种形成与灭绝和系统树。达尔文进化学说是一个综合学说，其核心为自然选择。 变异是自然选择 的材料 过度繁殖提供了自然选择 的必要性和可能性 生存斗争是自然选择 实现的手段 适者生存是自然选择 的标准 优胜劣汰是自然选择 的必然结果,按照达尔文的理论，长颈鹿有这么长的脖子是因为有一些长颈鹿生来脖子就长一些，它们因此可以吃到更多的树叶，生活的更好，繁衍更多的子孙，来通过遗传继承这个自

7、然生成的较长的脖子。 自然变异和自然选择使得脖子继续慢慢地长起来。,对长颈鹿身上的斑纹拉马克无法解释，而达尔文可以解释。 一头由于变异而产生斑纹的长颈鹿，因为这些斑纹与树林背景交织在一起，能够更容易躲过捕食者，因而它就会留下更多的后代来继承它有斑纹的特征。,四、20世纪发展起来的综合进化论,达尔文学说存在的问题： 1、达尔文进化论只能解释生物物种的渐变，不能解释物种的突变 2、达尔文进化论只包含了进化的必然性，未包含偶然性 3、达尔文进化论只关注生物间的斗争，而忽略了协同、协作,综合进化论主要论点：,突变是随机的，是生物进化的原始材料，但由于对等位基因频率变化的影响很小，在进化中作用很小；自然

8、群体存在的遗传变异足以对不同环境的自然选择作出反应，自然选择是影响生物进化的主要因素，决定着生物进化的方向； 由于自然选择，处在不同环境下的有利基因分别被固定，最终可使不同环境下的生物出现生殖隔离而形成新物种。 由于综合进化学说的基本观点仍是自然选择，所以又叫新达尔文学说。,五生物多样性及生态系统的基本结构, 生物多样性 包括三个层面： 1、生态系统多样性 2、物种多样性 3、遗传多样性：,生态系统,生物群落,非生物环境,生产者,消费者,分解者,水、空气、太阳能,无机盐类、蛋白质、糖、脂类, 生态系统的基本结构,1生态系统的结构层次, 生物个体：生物个体是物种里一个独立生活的单位，是生命的体现

9、者。只要它所在的环境能够提供其生活所必需的条件，便能够生存一定的时间。 物种：有共同的遗传基因，彼此能够进行交配繁殖而与其它生物类群有生殖隔离，并在形态上类似，行为习性相同和有类似的环境条件的生物个体。 种群：占有一定的空间和时间的相同物种的集合体，种群内的个体通过自然繁殖产生遗传性稳定的后代。 群落：在同一环境中由一定种类的生物种群所组成的一个生态功能单位，这种占据特定空间和时间的多种生物种群的集合体和功能单位被称为群落。,2、生态系统的特征,（1）生态系统内部在一定范围和限度下具有自我调节的能力，这种能力与生物多样性程度成正比； （2）生态系统中的能量流动、物质循环和信息传递体现了生态系统的动力学特征。生态系统内部始终处于运动之中，能量的流动是单向的，物质的流动是循环式的； （3）生态系统吸收的太阳能量一般都通过45个不同营养等级的生物进行传递； （4）从地球上生物起源到现在，生态系统经历了从简单到复杂的发育阶段。,3、生态系统的自我调节,反馈：当生态系统中某一成分发生变化时必然会引起其它成分的相应变化，这种变化又会反过来影响最初发生变化的那个成分，使它的变化减弱或增强。 负反馈：能够使生态系统趋于平衡或稳态的反馈。结果