内容正文:
第二十一章
第1节 生物来自共同的祖先
导入
地球大约在46亿年前形成
几百万年前,人类的祖先——森林古猿在深林中风餐露宿,与兽共舞
地球上最原始的生命又是如何出现的呢?
2
生命起源的几种假说
神创论
01
生物界的所有物种,以及天体和大地,都是由神创造出来的。世界上万物一经造成,就不再发生变化;各种生物之间都是孤立的,相互之间没有任何亲缘关系。
生命起源的几种假说
自然发生说
02
生物是从非生物环境中自然发生出来的。
腐草化萤
腐肉生蛆
淤泥生鼠
生命起源的几种假说
自然发生说
02
生命起源的几种假说
宇宙发生说
03
地球上最早的生命或构成生命的有机物,来自其他宇宙星球或星际尘埃。
生命起源的几种假说
宇宙发生说
03
科学研究表明,地球上经常受到陨石等的撞击。1969年,科学家发现,坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中含有并非来自地球的氨基酸。另外,科学家在星际空间发现了数十种有机物。
一些有机分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生,这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上,并在地球上演变为原始的生命。
构成生物体的有机物能够从地球以外形成并被带到地球。
生命起源的几种假说
化学起源说
04
这种观点认为,在原始地球条件下,无机物能生成许多简单的有机物,这些有机物在原始海洋中经过长期而复杂的演变,终于出现了原始生命。
想象中的原始地球
地球大约是在46亿年前形成的。科学家推测,早期的地球表面温度极高,天空中赤日炎炎,或电闪雷鸣,不可能有生命存在。当地表的温度逐渐下降时,内部温度仍然很高,火山活动频繁,喷出了大量的气体,其中包含水蒸气、氢气等,形成原始大气。原始大气中是没有氧气的。当地球表面的温度继续降低时,水蒸气就冷却形成雨水,降落到地面而形成原始海洋。
想象中的原始地球
原始大气是由哪些成分组成的?原始大气的成分与现在地球上大气的成分上最主要的区别是什么?
水蒸气
没有氧气
甲烷
氨
氢气
无机物
简单有机物
想象中的原始地球
原始生命的产生需要哪些条件?原始海洋在生命的起源中起了什么作用?
原始大气
高温、紫外线、
放射线以及雷电等
原始生命
物质条件:
能量条件:
场所条件:
原始海洋
(有机物积累和相互作用)
原始生命的形成
1953年,美国科学家斯坦利·米勒等人进行了模拟实验。他们在实验室里,模拟原始大气的主要成分,将水蒸气、甲烷、氨、氢气等气体按比例通入真空的装置里,通过加热和放电处理,合成了多种氨基酸等简单的有机物。此外,还有一些学者模拟原始地球的大气成分,在实验室里制成了另一些有机物。
12
原始生命的形成
原始生命的形成
小组讨论,回答下列问题。
盛有沸水的装置模拟?
甲烷、氨氢等气体模拟?
正负电极放电模拟?
冷凝器冷却水模拟什么过程?
实验结果是什么?
可以对生命起源做怎样的推测?
原始生命的形成
原始海洋
原始
大气成分
闪电
降雨
结果:产生简单氨基酸
实验说明,原始地球上尽管不能形成生命,但能形成构成生物体的有机物。
因此,从无机物生成有机物,原始地球的条件下是完全可能实现的。
原始生命的形成
无机物
(甲烷、氨、水蒸气等)
有机小分子物质
高温、闪电、紫外线
原始大气
有机大分子物质
随降雨汇集到原始海洋
外包原始界膜
(氨基酸、核苷酸)
原始海洋
有机多分子体系
不断完善
原始海洋
原始生命
原始生命诞生的场所:原始海洋
米勒实验
尚未证实
原始生命的形成
争论仍在继续,探索还在不懈地进行。
地球上的生命到底起源于哪里?目前尚无定论。
有关生命起源的一些推测和解释不断涌现
生物进化的证据
通过基因溯源和地质分析,科学家推测生命的“最后共同祖先”(LUCA)可能出现在42亿年前。根据遗传证据推测LUCA可能是一种生活在地表水中的厌氧菌,以氢气和二氧化碳为食。
目前已知最早的具有生物特征的化石证据可以追溯到约38亿年前。科学家在格陵兰岛西南部的伊苏阿地区发现了由微生物层层生长形成的叠层石,是最古老的宏观生命结构遗迹,代表了早期化养生物群落。
生物进化的证据
原始生命诞生后经历了数十亿年的漫长时间,形成了现在多姿多彩的生物界。我们不能像科幻小说里描写的那样,进入时光隧道去亲自见证地球上生物进化的神奇历程,但是我们可以从现实中寻找到生物进化的证据。
生物进化的证据
生物进化的证据
古生物学
如:化石记录
解剖学
直接证据
胚胎学
分子生物学
生物进化的证据
化石是古代生物的遗体、遗物或生活痕迹被迅速掩埋,在特殊条件下经过若干万年的复杂变化而形成的。
三叶虫化石
恐龙蛋化石
恐龙足迹化石
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生物进化的证据
观察图21-4,比较不同时期地层中形成化石的生物种类。
不同地层化石分布模式图
较晚近地层
较古老地层
地层
生物
种类
少
多
结构
简单
复杂
分类地位
低等
高等
分析孔子鸟、种子蕨的化石及其复原图
科学家在地层中还相继发现了一些过渡类型的化石,这些化石可以揭示不同生物之间的进化关系。
观察孔子鸟的化石及其复原图与种子蕨的化石及其复原图,看一看它们各自具有哪些特征。
分析证据 对可作为证据的事实进行分析、比较、概括等,从而得出相关结论,或建构相关概念。例如,在本活动中,通过分析作为生物进化证据的孔子鸟和种子蕨的化石,可以揭示不同生物之间的进化关系。
分析孔子鸟、种子蕨的化石及其复原图
前肢有指
胸骨无龙骨突
牙齿退化,
具角质喙
体表被羽,
前肢特化成翼
爬行动物与鸟类之间的过渡类型
孔子鸟化石的发现为鸟类起源于古代爬行动物提供了证据
分析孔子鸟、种子蕨的化石及其复原图
蕨形叶
种子
蕨类植物与裸子植物之间的过渡类型
课堂小结
生命的起源
原始地球为生命起源提供的条件
生命起源的化学进化过程
能量条件:高温、紫外线、雷电等
无机小分子
有机小分子
有机大分子
多分子体系
原始生命
物质条件:原始大气(没有氧气)
(水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳等)
场所条件:原始海洋
生物进化的证据
直接证据——化石
课堂练习
1.根据科学家推测,原始大气中不含有( )
A.甲烷 B.氨气 C.氧气 D.水蒸气
2.如图是米勒模拟原始大气合成有机物的实验装置示意图,叙述错误的是( )
A.正负极接通火花放电模拟了闪电
B.装置A中的气体模拟了原始大气
C.烧瓶中的沸水模拟了高温条件下的原始海洋
D.该实验证明了原始海洋中的有机物可能会演变成原始生命
C
D
课堂练习
3.科学家推测,生命起源的化学进化过程顺序是( )
①诞生原始生命 ②形成有机小分子物质 ③构成独立的体系 ④形成有机大分子
②③④① B. ①②③④ C. ③④②① D. ②④③①
4.如图表示未受破坏的沉积岩层的顺序,图中表明其中一层含有物种A的化石,而另一层含有物种B的化石,根据图示可说明( )
A.物种A比物种B简单低等
B.物种B比物种A数量更少
C.物种A生活在物种B以前
D.物种B生活在物种A以前
D
D
Lavf57.83.100
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