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1、1,生命起源与生物进化,2,欢 迎 选 修生命起源与生物进化 0000022602,地球科学学院 张梅生 电话：8502121 zhangmeisheng jlu. edu. cn,3,前 言一、课程性质、内容、意义,1. 课程性质、设立目的 2. 课程内容 第一篇 生命起源（生命、生命起源的宇宙 背景、生命起源的理论） 第二篇 生命进化的理论（进化思想与进化论的 产生和发展、生物进化的基本规律） 第三篇 生物进化的历程地球生物圈演变史 （古生物化石与地球年代、地球生物进化 的历史） 3. 课程学习意义,4,. 生命起源与生物进化是生命科学的基础科学问题之一 生命科学将是21世纪自然科学的领头
2、科学 16世纪18世纪自然科学的领头科学一直是 物理科学 . 生命起源与生物进化包含： 1. 生命起源与生物进化的理论 2. 地球生命史 3. 生命探索的历史与思维,5,. 进化论的历史地位 1. 进化论是生命科学中最大的统一理论 2. 进化论是生命科学对自然科学最重要的理论贡献 3. 进化论是天 地 生 人系统观（包括新地球观）的理论思维的基石之一 . 进化论的挑战 1. 进化论历史上的三次挑战：过滤、综合、发展 2. 文化进化阶段进化论的挑战、基因科学与工程的挑战,6,二、人类认识生命的历史,（一）古代科学生命观（公元5世纪前） 1. 400万年前（？），人类出现；狩猎、采集,7,8,2.
3、 公元前4世纪，古希腊的亚里士多德(Aristoteles)： 生物学始祖,希腊学者亚里士多德描述了 500多种动物并予分类，将动物分成有血动物和无血动物。前者又分成有毛胎生四足类、鸟类、鲸类、鱼类、蛇类、卵生四足类；后者又分成软体类、甲壳类、有壳类、昆虫类，他还对一部分动物做了解剖和胚胎发育的观察。著有：动物志、动物的结构、动物的繁殖和论灵魂，是最早的动物学研究成果。,9,3. 公元1世纪，普利纽司（Plinius）： 罗马博物学家，著自然志（又称博物志）37卷，概述了当时所知的自然知识和技术 。,10,4. 公元2世纪，盖伦： 通过对活体动物实验，在解剖学、生理学、病理学及医疗学方面有许多
4、新发现。他考察了心脏的作用，并且对脑和脊髓进行了研究，认识到神经起源于脊髓。认识到人体有消化、呼吸和神经等系统。对骨骼肌肉作了细致的观察。 建立了血液的运动理论和对三种灵魂学说的发展。大约在公元前5世纪后期认为人体具有三种灵魂，即：1. 生长灵魂，这是人、动物和植物所共有的，在人体它位于脐部；2. 动物灵魂，这是人和动物所共有的，它位于心脏、主管感觉和运动；3. 理性灵性灵魂，这只有人才具备，位于脑部，主管智慧。盖伦认为肝是有机体生命的源泉。是血液活动的中心 ，但盖伦认为血液无论是在静脉或是动脉中，都是以单程直线运动方法往返活动的，它犹如潮汐一样一涨一落朝着一个方向运动，而不是作循环的运动。,
5、11,直观的描述 朴素的设想、思维 创世论主导,12,（二）近代科学生命观 （16世纪-19世纪）,13,1.1543年，维萨里（Andreas Vesalius)： 近代解剖学 年仅28岁的比利时医学家维萨里于1543年，完成了按骨骼、肌腱、神经等几大系统描述的巨著人体机构。在这部伟大的著作中，维萨里冲破了以盖仑为代表的旧权威们臆测的解剖学理论，以大量、丰富的解剖实践资料，对人体的结构进行了精确的描述。这部著作的出版，澄清了盖仑学派主观臆测的种种错误，从而使解剖学步入了正轨。可以说，人体机构一书是科学的解剖学建立的重要标志。 在教会的迫害下，维萨里不得不在人体结构一书出版的第二年，也就是在1
6、544年，愤然离开帕都瓦。离开帕都瓦以后，维萨里来到西班牙，担任了国王查理第五的御医，从此中断了对解剖学的研究。 尽管如此，教会仍不肯放过他。有一次，他为一位贵族做验尸解剖，监视官说心脏还在跳动，便以此为借口，诬陷维萨里用活人做解剖。宗教裁判所便趁此机会提起公诉，最后判了维萨里死罪。由于国王菲里普出面干预，才免于死罪，改判往耶路撒冷朝圣。但在归航途中，航船遇险，年仅50岁的维萨里不幸身亡。,14,2. 1583年，切萨皮诺：关于植物 分类学思维，影响林奈 意大利植物学家，首先在其巨著植物十六卷（1583）一书内应用了一致的植物分类法。首先 重视了果实的分类价值。以果实为基础提出植物分类，系统
7、划 分了32类植物。尽管他的 分类系统有明显缺点，但对以后200年的植物学，包括对 瑞典的 C.von林奈都很有影响。,15,3. 1628年，哈维（William Harvey）：心血运动论 近代生理学 哈维在不同的动物解剖中得出一个结论：血液由心脏这个“泵”压出来，从动脉血管流出来，流向身体各处，然后，再从静脉血管中流回去，回到心脏，这样完成了血液循环。他把这一发现写成了动物心脏和血液运动一书。 哈维的理论因为有悖于权威的理论，所以，遭到当时学术界、医学界、宗教界的权威人士的攻击，幸好，哈维当时是英国国王查理一世的御医，受到国王的宠幸，这才使他没有像前辈维萨里那样付出生命的代价。 哈维16
8、57年逝世以后的第四年，伽利略发明的望远镜，被意大利马尔比基教授改制为显微镜用于医学上，观察到毛细血管的存在，才真正证实了哈维理论的正确性。,16,4. 1665年，胡克： 发现细胞 英国物理学家R. 胡克在显微镜下观察软木切片,发现蜂窝状小室，称之为“细胞”,17,5. 1735年，林奈：自然系统 生物分类学 瑞典植物学家 ，以雄蕊和雄蕊作为系统分类的基础，根据它们的数目与排列，把植物分成24个纲。1735年，他出版了自然系统一书，把自然物分为植物、动物、矿物3大界；把动、植物各分成纲、目、属、种4个阶元，首先实现了植物和动物分类范畴的统一，增强了生物科学的整体性。 C. von林奈对动植物
9、命名时采用由属名和“种加词”组成的双名名称，完善和推广了“双名法”。并将此种方法扩展到动物方面。他统一采用拉丁文命名。他被公认为近代植物和动物分类学的奠基人 。 18世纪生物学的进步是和林奈紧紧相连的。瑞典政府为纪念林奈这位杰出的科学家，先后建立了林奈博物馆、林奈植物园等，并于1917年成立了瑞典林奈学会。,18,6. 1809年，拉马克： 动物哲学，该书系统地论述进化思想，认为用进废退和获得性遗传是物种进化的机制 生物进化思想 1815年，拉马克：无脊椎动物志,19,7. 1824年，杜特罗社：提出生物体由细胞组成的学说 1838年，施莱登（Matthias Jakob Schleiden)
10、：植物体由细胞 组成 1839年，施旺（Theodor Schwann）：动物体由细胞 组成 细胞由非细胞物质组成 细胞生物学 8. 1838年，缪尔德：提出“蛋白质” 1842年，李比希：出版动物化学，认为蛋白质是 生命系统最重要物质,20,9. 1859年，达尔文（Charles Robert Darwin）： 物种起源 生物进化论 1871年，达尔文：人类由来及其选择 10. 1865年，孟德尔（Gregor Johnn Mendel）：植物杂交，发现 遗传规律 孟德尔定律、遗传学奠基 35年后才被认可 ！？ 11. 1869年，密歇尔：提出核酸（核素） 1889年，阿尔特曼：将核素称为
11、“核酸 ” 认为核酸广泛存在生物体内,21,22,23,（三）现代生物学生命观（20世纪-）,1901年，费谢尔：蛋白质是具一定原子组成 和专一结构的大分子 2. 1903年，萨顿：根据染色体分离研究，认为孟德尔的“遗传因子”就是染色体 染色体理论 3. 1909年，科塞尔：发现构成核酸的四种核苷酸；核苷酸由碱基、糖、磷组成 A腺嘌呤 碱基 T胸腺嘧啶 C胞嘧啶 G鸟嘌呤,24,25,4. 1926年，摩尔根（Thomas Hunt Morgan）：基因理论 基因传说、遗传学（1933年获诺贝尔医学奖） 5. 1936年，奥巴林（Aleksandr Ivanovich Oparin)：生命起源
12、 提出生命源于非生命物质的假说 1953年，米勒：原始大气合成有机物实验 米勒实验（对阐明生命的起源作出了贡献） 6. 1944年，艾弗里、麦卡蒂、麦克劳德：用提取核 的酸，成功地引起细菌中所见的遗传性状转换 确定基因就是核酸 1946年，哈马尔斯登：应用同位素确认核酸中的 DNA是遗传物质 7. 1948年，卡尔文、宾逊：探明光合作用中，CO2固 定过程 卡尔文循环,26,27,28,8. 1950年，威尔金斯、富兰克林：首次拍摄DNA的X 射线衍射图 1953年，沃森、克里克：双螺旋 分子生物学标志性成就（4人中3人于1962年获诺贝尔奖） 1957年，泰勒：研究DNA复制机制 1963年
13、，尼伦伯格、科拉纳：解读NDA上碱基排列 顺序，3个碱基形成三联体，它对应一个氨 基酸，氨基酸连接形成蛋白质 19601990年代，分子生物学、生物工程技术,29,30,31,32,33,人体的46条染色体,34,人类46条染色体上的碱基配位共有30亿个,35,1990年，“人类基因组计划”启动; 2000年6月26日，公布人类基因组草图; 2003年4月14日,正式发表人类基因组全图, 破译人体46条染色体30亿个碱基序列! 2003年12月17日, 国际人类蛋白质组计划(HPP)正式启动。中国将承担 20 % 的任务。 其中，“人类肝脏蛋白质组计划”首先执行。 中科院院士贺福初为项目执行委员会主席。,“生命天书翻开了第一页”,36,
