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1、第28章生命起源及原核和原生生物 多样性的进化,一、生命的起源 二、原核生物多样性及其进化 三、非细胞性生物-病毒 四、原生生物多样性及其进化 重点：生命的化学进化过程，病毒的结构特点、增殖过程，原核生物、原生生物界的结构特点。,一、生命的起源,1.有关生命起源的假说和争论 （1）神创论上帝创造万物，最后造成人。 它将生命起源这一科学命题划入神学领域，是不科学的。 （2）灾变论每一次灾变后，旧生物被毁没，新 的生物又被上帝重新创造出来。 （3）自然发生论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,一、生命的起源,（4）宇生论地球上的生命来自宇宙空间别的星球。 196
2、9年9月，澳大利亚麦启逊附近落下一块陨石，从碎片成分分析中检出了天然型的氨基酸等。 （5）广为接受的生命起源学说 新的自然发生学说 1924年苏联生物学家奥巴林发表专著。 按照这个学说，生命是在长时期宇宙进化过程中发生的，是宇宙进化的某一阶段无生命的物质所发生的一个进化过程，而不是在现在条件下由非生命的有机物质突然产生的。生命起源前，经历了地球进化、生命的化学进化、生物进化。 所以，生命起源大约发生在距今4535亿年间,2.生命的化学进化,（1）从无机分子生成有机分子 甲烷、氨、硫化氢、氰化氢、水蒸汽等等 紫外线 太阳辐射 提供能量 闪 电 火山爆发 合成一些简单的 光、热 雷鸣电闪 有机化合
3、物 有机酸、氨基酸、核苷酸、单糖、脂类等等 支持证据：1953年美国芝加哥大学研究生S.Miller（米勒）的模拟试验。 1969年9月澳大利亚麦启逊落下一块陨石，从碎片成份分析中找到氨基酸、嘧啶、脂酸等。,（2）.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 湖泊样的小水体中，氨基酸、核苷酸等有机小分 子沉积，吸收能量，通过溶液聚合或浓缩聚合的方式生成原始的蛋白质、核酸等生物大分子。 美国福克斯（F.FOX)试验证实： 将氨基酸混合物倾倒在160oC200oC的热砂或粘土上，水分蒸发，氨基酸浓缩并化合生成类蛋白质分子。,（3）.从生物大分子生成多分子体系- 非细胞形态原
4、始生命的诞生,蛋白起源说（奥巴林的团聚体学说） 生物大分子主要是蛋白质溶液和核酸溶液，合在 一起时，可形成团聚体小滴，这就是多分子体系，它 具有一定的生命现象。 混合 白明胶（蛋白质）阿拉伯胶（多糖） 团聚体（小滴）, 福克斯的微球体学说,最初实验： 类蛋白质 微球体 浓缩,微球体的性质,（1）直径1m2m（相当于细菌大小）； （2）可吸纳周围环境的脂类，并形成膜状结构； （3）膜表现选择透性，反映渗透压的变化； （4）吸纳周围环境中蛋白质分子，微球体可“增长” 和 “ 繁殖”。,（4）.从多分子体系进化为原始生命,无论哪一种多分子体系（团聚体或微球体）， 如果具备以下特征的综合，那么，原始生
5、命就诞 生了。,（a）具有脂双层膜围成的与周围环境隔开的含水囊泡。 （b）囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖类大分子。 （c）能选择性地从周围环境中吸纳“食物”。 （d）利用“食物”的分解，复制自身一部分起核心作用的 大分子。 （e）囊泡因大分子增多而“生长”和“繁殖”。 原始生命是异养、厌氧的。,DNA RNA 蛋白质体系的可能进化过程： RNA RNA DNA RNA 蛋白质 蛋白质,（5）.从原始生命进化到原始细胞,出现原始的细胞膜 原始祖细胞类似于今天的小的支原体。支原 体没有细胞壁，其外围是细胞膜，细胞质中只有 核糖体，只含DNA、RNA和多种蛋白质。它除了 可以在细胞中寄生外，也能在无细
6、胞系统的培养 基中生长、繁殖。体积相当于病毒大小，为细菌 的1/1000，直径约0.1m。,生物进化的过程,原始生命 原始原核生物（原始细菌，异养厌养） 自养原核生物（蓝藻，自养需氧） 真核生物,比原核生物结构、功能复杂 通过有丝分裂增殖真核细胞， 有性生殖要进行减数分裂,生物的几种进化趋势,（1）无细胞结构 有细胞结构 原核细胞结构 真核结构 单细胞结构 多细胞结构 （2）厌氧生物 需氧生物 （3）异养生物 自养生物 （4）无性生殖 有性生殖,分子生物学研究显示，古细菌与其他原核生物差别很大，应将其从原核生物中分离出来，建立与真核生物原核生物并列的分类阶元。Domains (Bacteria
7、, Archaea, and Eucarya),二、原核生物多样性及其进化,真细菌:细菌、蓝细菌、放线菌、 螺旋体、衣原体、立克次氏体、 衣原体 原核生物 (prokaryotes) 古生菌,放线菌,细菌的形状,细菌细胞的外表特征可从形态、大小和细胞间排列方式3方面加以描述。细菌的形态极其简单，主要有球状、杆状和螺旋状。,球菌,杆菌,螺旋菌,自然界中哪种最多？,最多,其次,最少,Streptomyces coelicolor-1,放线菌的形态构造,放线菌的形态比细菌复杂些，但仍属于单细胞。在显微镜下，放线菌呈分枝丝状，我们把这 些细丝一样的结构叫做菌丝，菌丝直径与细菌相似，小于1微米。菌丝细胞
8、的结构与细菌基本相同。 放线菌的菌丝（见右图） 根据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型的类群，其形态如下图所示。 下图：链霉菌的一般形态和构造（模式图）,二、原核生物多样性及其进化,35亿年前出现原核生物蓝细菌，16亿年后即19亿年前真核单细胞生物出现 特点：个体小、结构简单、繁殖快、分布广、数量多 进化趋势： 厌氧化能 厌氧化能和 光能自养型 有机营养型 光能自养型 （放氧型） 好氧化能 有机营养型,常见的细菌性传染病,伤寒伤寒杆菌 霍乱霍乱弧菌 白喉白喉杆菌 白日咳白日咳杆菌 细菌性痢疾痢疾杆菌 流行性
9、脑脊髓膜炎脑膜炎球菌 细菌性食物中毒肠胃型：多种细菌 神经型：肉毒杆菌 炭疽炭疽杆菌,三、非细胞性生物-病毒,亚显微 (101000nm) 非细胞结构 专性活物寄生 特殊的增殖特性 只有一种核酸（RNA或DNA），并都有遗传活性。 无蛋白质合成和能量代谢的机制,每一病毒颗粒都是由:一个核酸芯子和一个蛋白质外衣，即衣壳(capsid)所组成。,病毒的增殖过程(嗜菌体）,吸附 侵入 合成 装配 释放,病毒学研究的重要意义,病毒是人类传染病的主要病原 据统计，人类传染病大约有70以上是由病毒引起的，其余30由细菌、真菌和原生动物等造成。 病毒病至今没有十分理想的预防和治疗手段，严重威胁人类的健康和经
10、济发展。,四、原生生物多样性及其进化,约19亿年发现真核生物化石单细胞真核藻类 真核生物的形成：膜内折、内共生,原始厌氧原核细胞 吞食需氧菌 细胞膜多重内褶 原核复合生物 内褶形成内质网、核膜等 （共生关系） 被吞食的原核生物 演变为细胞器 真核植物 细菌 线粒体 真核动物 真核细胞 真菌 蓝藻 叶绿体 某些原生生物,内共生学说,原生生物界(乌合之众)动物植物真菌中原始种类、难以划分的真核生物。（97年进化理论会议）,水生态系统 吞噬取食 运动,原生动物,真核藻类,藻类是一类具有光合作用色素、无根茎叶分化的自养原植体生物。大多单细胞。,其生长期或营养期为裸露的无细胞壁多核的原生质团，又叫变形体。繁殖期形成多细胞的孢子囊构造并产生具有纤维质细胞壁的孢子。 生活方式基本一致的原核生物，粘细菌 真菌菌丝体与藻类共生形成地衣,粘菌类生物,思考题,1.简述化学进化的几个阶段。 2.原核生物、原生生物有什么结构特点？,
