第一章 第一节 生命的起源和进化（课件）-《生物基础》（高教版）同步精品课堂

第一章 生物的多样性 第一节 生命的起源和进化（2课时） 高等教育出版社第1版 《生物基础》 教学目标 一 掌握生命起源化学进化的4个阶段 理解生物进化的总体趋势、关键证据 理解拉马克“用进废退学说”与达尔文“自然选择学说”的核心观点 教学重难点 二 拉马克“用进废退学说”与达尔文“自然选择学说”的核心观点。 生物进化的总体趋势、关键证据。 重点 难点 导入新课 三 五彩缤纷的生物界是多样的，但又是统一的。多种多样的生物包含着共同性。虫鱼鸟兽虽属异类，但它们绝大多数是能自主移动的；树木花草形性不一，但它们同属光合作用的植物；动物、植物、微生物差异虽大，但它们都具有生命，服从于生命运动规律。 新知讲授 四 根据科学家的实验及推测，地球从诞生到现在约有50亿年的历史。关于生命的起源问题， 由于历史不能再现，所以，人们只能根据已掌握的材料进行模拟实验，从而推断过去。 一般认为，生命起源的化学进化过程大致可分为4个阶段。 一、生命的起源 从无机小分子物质生成有机小分子物质 从有机小分子物质形成有机高分子物质 从有机高分子组成多分子体系 从多分子体系演变为原始生命 新知讲授 四 目前认为，地球形成初期，表面没有任何河流和海洋，是一个炽热的火球。地球形成后，原始地球表面温度虽已下降，但内部温度仍然很高，火山活动极为频繁，地壳不断发生造山运动，有的地方隆起形成高山、丘陵，有的地方凹陷形成山谷和低洼地。由于降雨，低洼地区逐渐形成河流 和海洋。同时，从火山喷出许多气体，形成原始大气(如甲烷、氨、水蒸气、二氧化碳、氢及硫化氢、 氰化氢等)。这些气体在外界高能物质，如宇宙射线、紫外线、闪电等的作用下，合成一系列简单有机物，包括氨基酸、核苷酸、单糖等，这些有机物随雨水汇入原始海洋中，为生命的产生准备了 必要的原材料。 1.从无机小分子物质生成有机小分子物质 新知讲授 四 在原始海洋中的适当条件下(如吸附在无机矿物黏土上),氨基酸通过缩合作用，形成原始的蛋白质分子；核苷酸通过聚合作用，形成原始的核酸分子。 2.从有机小分子物质形成有机高分子物质 新知讲授 四 蛋白质和核酸等高分子物质，在原始海洋中越积越多，浓度不断增加，由于种种原因，如水分的蒸发、黏土的吸附作用等，这些高分子物质经浓缩分离出来，相互作用，凝聚成团聚体，团聚体外面包有原始的界膜，跟它漂浮的原始海洋环境分隔开，从而构成了一个能进行原始物质交换活动的独立体系，就是多分子体系。 3.从有机高分子组成多分子体系 新知讲授 四 这是最复杂和最有决定意义的阶段。据推测，认为充斥于原始海洋中的多分子体系，经过长 期不断地演变，特别是蛋白质和核酸两大主要成分的相互作用，终于形成具有原始新陈代谢作用 和能够繁殖的原始生命。 4.从多分子体系演变为原始生命 新知讲授 四 所有生物，无论是人还是最小的微生物，都由两类基本的生物分子——核酸和蛋白质构成，而这两种分子是由更简单的构造单位：20种氨基酸、5种碱基、2种糖(核糖和脱氧核糖)和磷酸组成。因此，生命的起源是通过化学的途径实现的。 新知讲授 四 二 、生物的进化 新知讲授 四 二 、生物的进化 生命发生的最早阶段是化学进化，即从无机小分子进化至有机大分子，进而产生原始生命。 由结构简单的原核细胞到真核细胞，由单细胞到多细胞则是生物进化阶段。 (1)原始生物通过长期的自然选择过程，遵循着由简单到复杂，由低等到高等，由水生到陆 生的进化历程。 (2)植物系统和动物系统树概括地表明各类生物进化的历程和它们之间的亲缘 关系，指出了植物界和动物界共同起源于原始生物。植物界起源于原始藻类。动物界起源于原 生生物。生命在地球上已经生存了数亿年之久，自诞生之日起就不停地变化，在变化中延续、演进。 （一）生物进化的历程 新知讲授 四 新知讲授 四 1. 古生物学上的证据 (1)古生物学研究的对象是化石。化石是古生物的遗体或遗迹，被埋藏在地下，经过若干万 年矿物质的填充和交换作用形成的，它保存在地层中，具有原来的形状和结构。 (2)各类生物的化石在地层里按一定顺序出现的事实，是生物进化最直接、最可靠的证据之一。在研究化石的过程中发现：越早形成的地层里，成为化石的 生物越简单、越低等；越晚形成的地层里，成为化石的 生物越复杂、越高等。这不仅证实了现代生物是经过 漫长的地质年代(太古代、元古代、古生代、中生代和新生代)变化而来，还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等的进化顺序。例如对马的化石的研究和推测， 由始祖马进化成现代马的历程。 （二）生物进化的证据 新知讲授 四 新知讲授 四 新知讲授 四 2. 胚胎学上的证据 (1)胚胎学研究的对象是胚胎。所有高等生物的胚胎发育都是从一个受精卵开始的。这说明高等生物起源于单细胞生物。 (2)比较鱼、蝾螈、龟、鸡、猪、牛、兔等脊椎动物和人的胚胎，可以看出在胚胎发育初期很相 似，都有鳃裂和尾，到了胚胎发育晚期，它们各自的特征才逐渐明显。除鱼以外，其他动物和人的鳃裂都消失了 ，人的尾也消失了 。 这说明脊椎动物和人都是由古代原始的共同祖先进化而来的 。 （二）生物进化的证据 新知讲授 四 3. 比较解剖学上的证据 比较解剖学上最重要的证据是同源器官。同源器官是指起源相同、结构和部位相似，而形态 和功能不同的器官。 比较鸟、蝙蝠、鲸、马等脊椎动物的前肢骨和人的上肢骨，可以看出它们的结构基本上是一致 的，都有肱骨、尺骨、桡骨、腕骨、掌骨和指骨，其排列方式也相似。这证明具有同源器官的生物， 都是由共同的原始祖先进化而来的。 （二）生物进化的证据 新知讲授 四 生物进化思想的萌芽产生于大约2000多年前，那时我国的思想家庄子和老子就认为世间万物，包括生物，都是由简单到复杂发展而来；庄子认为，人是由动物变化而来的。古希腊学者泰勒士、安纳克西曼德认为，万物(包括生物)都是由水产生的；安纳克西曼德还认为高等动物是由低等动物产生的。系统的生物进化学说始于18、19世纪，其中影响较大而深远的是拉马克的用进废退学说和达尔文-华莱士的自然选择学说。 （三）生物进化的学说 新知讲授 四 1. 用进废退学说 该学说是法国博物学家拉马克在1809年提出来的。这个学说的中心论点是： (1)用进废退。环境的变化，使生活在这个环境中的生物，有的器官由于经常使用而发达， 有的器官则由于不用而退化。 (2)所获得的性状能够遗传。变化了的性状即后天获得的性状能够遗传下去。例如，拉马 克认为长颈鹿的祖先，生活在缺青草的环境里，迫使它经常伸长颈去吃树上的叶子，促使其颈逐 渐变长，而且能将这种变异的性状遗传给后代，终于进化成现在的长颈鹿。因此，每种生物都是 由较低等的祖先逐渐向高等发展。 （三）生物进化的学说 新知讲授 四 2.自然选择学说 该学说是英国博物学家达尔文在1858年提出的。同时，英国的华莱士在独立研究的基础上， 也发表了相同的观点，因此，此学说又称达尔文-华莱士自然选择学说。这个学说的主要内容是： (1)繁殖过剩。动物和植物都具有巨大的繁殖能力，即使是繁殖能力很低的生物，所产生的 后代，数量也是很大的。例如一株每年只产生两粒种子的1年生植物，经过20年，后代可超过100万株。又如象的寿命可达100岁，但每对象1生只产6头小象，经过740～750年，后代可达1900 万头。再如每条雌鲫鱼1年可产卵3000个，如果都孵化成小鱼，经过3年，1 对鲫鱼就可繁殖出 67.5亿条鲫鱼。但环境资源有限，种群只能一定数目才能生存下去，因此会出现繁殖过剩现象。 （三）生物进化的学说 新知讲授 四 (2)生存竞争。生物的繁殖能力虽然很强，但是每种生物的后代能够发育长大并进行繁殖的个体却很少。这是因为生物赖以生存的生活条件(包括食物和空间)是有一定限度的。同种或异种生物个体要争夺有限的生活资源，用以维持个体生存并繁衍种族。由于生存竞争，导致生物大量死亡，只有少量个体生存下来。 (3)可遗传的变异。生物种群中的不同个体广泛存在可遗传的变异。例如猫生下来的小猫与其父母十分相似。但是，小猫与父母又不完全一样，总会有所不同，而且，这种变异能遗传下去。 （三）生物进化的学说 新知讲授 四 (4)适者生存。适应环境的生物容易生存下去，不适应环境的生物容易被淘汰。例如在食物 稀少、敌害又多的环境，跑得快的动物比跑得慢的动物容易争得食物，也容易逃避敌害，生存到成熟 和繁殖后代的机会更多。通过自然选择，保留了最适应环境的个体来繁衍后代，因此，种群向更适应环境的方向进化。不适应环境的种群，个体数逐渐减少，变异也越来越少，最终完全消失。 （三）生物进化的学说 师生互动 五 1.生命起源化学进化的关键阶段是？ 2.下列属于同源器官的是？ 3.简述生命起源化学进化的4个阶段 对比拉马克与达尔文进化学说的核心差异 简答题 你认为生命起源的化学进化理论还存在哪些待探索的地方？结合自然选择学说，谈谈人类未来可能的进化方向。 开放性问题 课堂小结 六 1.生命起源的化学进化4个阶段（无机→有机小分子→有机高分子→多分子体 系→原始生命）； 2.生物进化的总体趋势（简单→复杂、低等→高等、水生→陆生）和3大证据 （化石、胚胎学、比较解剖学）； 3.拉马克与达尔文进化学说的核心差异。 布置作业 七 作业 1. 绘制“生命起源化学进化阶段”和“生物进化证据”的概念图； 2. 查阅资料，了解“现代生物进化理论”的新进展（如分子生物学证据），下节课分享。 巩固练习 八 作业 生命起源的化学进化过程中，第一步是从什么物质生成有机小分子物质？（ ） A. 有机高分子物质 B. 无机小分子物质 C. 多分子体系 D. 原始生命 【答案】B 【解析】生命起源化学进化遵循“无机→有机、简单→复杂”顺序，第一步是原始大气中的无机小分子（如甲烷、氨、水蒸气），在高温、雷电等条件下生成氨基酸、核苷酸等有机小分子。 巩固练习 八 作业 生物进化历程的总体趋势不包括以下哪项？（ ） A. 由简单到复杂 B. 由高等到低等 C. 由低等到高等 D. 由水生到陆生 【【答案】B 【解析】生物进化总体趋势为“由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生”，“由高等到低等”是退化过程，与进化方向完全相反。 巩固练习 八 作业 生物进化最直接、最可靠的证据是？（ ） A. 胚胎学证据 B. 比较解剖学证据 C. 化石证据 D. 分子生物学证据 【答案】C 【解析】化石是古生物的遗体/遗迹（如骨骼、脚印），直接记录了不同地质年代的生物形态，能直观展示“过去生物→现代生物”的演变，是最直接、可靠的证据；其他证据（胚胎学、比较解剖学）均为间接推测。 巩固练习 八 作业 所有高等生物的胚胎发育起点是？（ ） A. 卵细胞 B. 精子 C. 受精卵 D. 体细胞 【答案】C 【解析】高等生物的生殖方式为有性生殖，胚胎发育的起点均为“受精卵”——由精子和卵细胞结合形成，体细胞、单独的精子/卵细胞均无法发育为完整个体。 巩固练习 八 作业 拉马克认为长颈鹿颈变长的原因是？（ ） A. 自然选择 B. 经常伸长颈取食的性状遗传 C. 基因突变 D. 生存竞争 【答案】B 【解析】拉马克核心观点是“用进废退+获得性遗传”，认为长颈鹿因“经常伸长脖子取食高处树叶”，导致脖子逐渐变长，且该后天形成的性状能遗传给后代；自然选择、基因突变是达尔文学说的核心概念，与拉马克理论无关。 巩固练习 八 作业 简述生命起源的化学进化过程的4个阶段。 【答案】从无机小分子物质生成有机小分子物质； 从有机小分子物质形成有机高分子物质； 从有机高分子组成多分子体系； 从多分子体系演变为原始生命。 感谢观看 $