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1、变异变异可遗传的变异可遗传的变异不可遗传的变异不可遗传的变异变异变异有利变异有利变异不利变异不利变异遗传物质决定遗传物质决定环境决定环境决定温故知新温故知新对生物自身有利对生物自身有利对生物自身不利对生物自身不利 你已经知道，大约几百万年前，地球上还没有你已经知道，大约几百万年前，地球上还没有人类，人类的原始祖先人类，人类的原始祖先-森林古猿，还在莽莽森林古猿，还在莽莽森林中风餐露宿，与兽共舞。几亿年前乃至几十森林中风餐露宿，与兽共舞。几亿年前乃至几十亿年前，地球上的生物又是怎样的呢？最原始的亿年前，地球上的生物又是怎样的呢？最原始的生命又是怎样出现的呢？生命又是怎样出现的呢？ 生命的起源和生
2、物的进化问题，很久以来就吸生命的起源和生物的进化问题，很久以来就吸引着人们去探求，也不断有各种各样的争论。随引着人们去探求，也不断有各种各样的争论。随着科学技术的发展，人们对这个问题的认识越来着科学技术的发展，人们对这个问题的认识越来越深入。越深入。第三章第三章 生命起源和生物进化生命起源和生物进化想一想，议一议想一想，议一议 月球上的环境条件月球上的环境条件与地球上的相差很大。与地球上的相差很大。例如，月球上没有大例如，月球上没有大气、没有水、昼夜气气、没有水、昼夜气温变化非常大温变化非常大.你认为月球上有生命你认为月球上有生命存在吗？生命的存在存在吗？生命的存在必需具备哪些条件？必需具备哪
3、些条件？氧气、水、适宜的温度等氧气、水、适宜的温度等第一节第一节 地球上生命的起源地球上生命的起源 地球上最初的生命是什么样的呢？产生的地球上最初的生命是什么样的呢？产生的过程和条件又是怎样的？这些问题不可能通过程和条件又是怎样的？这些问题不可能通过直接观察来获得，也难以得到确凿的证据。过直接观察来获得，也难以得到确凿的证据。但我们知道，地球上的生存需要有机物和能但我们知道，地球上的生存需要有机物和能量，还需要其他一些条件。关于生命的起源量，还需要其他一些条件。关于生命的起源可以通过有关的研究进行科学推测。可以通过有关的研究进行科学推测。 推测推测 推测是根据已知的事物，通过思维活动，推测是根
4、据已知的事物，通过思维活动，对未知事物的真相提出一定的看法科学的推对未知事物的真相提出一定的看法科学的推测需要测需要有一定的证据有一定的证据做基础，凭空想象是站做基础，凭空想象是站不住脚的。人类起源于森林古猿，这一结论不住脚的。人类起源于森林古猿，这一结论的获得就有许多化石证据的支持，而在这些的获得就有许多化石证据的支持，而在这些证据面前，证据面前，“神创论神创论”不攻自破。科学推测不攻自破。科学推测还需要还需要有严密的逻辑有严密的逻辑，也，也需要丰富的联想和需要丰富的联想和想象。想象。科学方法科学方法1、地、地质学研究表明，质学研究表明，地球大约是在地球大约是在46亿年亿年前形成的，那时候地
5、前形成的，那时候地球的温度很高，地面球的温度很高，地面上的环境与现在的完上的环境与现在的完全不同：天空中或赤全不同：天空中或赤日炎炎，或电日炎炎，或电闪雷闪雷鸣，鸣，地面上火地面上火资料分析资料分析山喷发，熔岩横流。从火山中喷出的气体，如水蒸山喷发，熔岩横流。从火山中喷出的气体，如水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，构成气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，构成了原始的大气层。原始大气中没有氧气。了原始的大气层。原始大气中没有氧气。1、地球上原始大气的成分与现在的大气成分、地球上原始大气的成分与现在的大气成分有什么明显的不同有什么明显的不同? 现在的大气成分中有氧气，而原始大气的成现
6、在的大气成分中有氧气，而原始大气的成分中没有氧气。分中没有氧气。 2、你认为原始地球上存在生命吗、你认为原始地球上存在生命吗?请说出你的请说出你的理由。理由。 不存在生命。因为原始地球上没有生命存在不存在生命。因为原始地球上没有生命存在的环境条件。的环境条件。 讨论讨论米米勒设计的实验装置示意图勒设计的实验装置示意图2、1953年，美国青年学者年，美国青年学者米勒米勒模拟原始地球的条件和模拟原始地球的条件和大气成分，将大气成分，将甲烷、氨、氢、甲烷、氨、氢、水蒸气水蒸气等气体泵入一个密闭等气体泵入一个密闭的装置内，通过进行的装置内，通过进行火花放火花放电电（模拟闪电），合成了多（模拟闪电），合
7、成了多种种氨基酸氨基酸（氨基酸是构成生（氨基酸是构成生物体蛋白质的一类有机物）。物体蛋白质的一类有机物）。此外，还有一些学者模拟原此外，还有一些学者模拟原始地球的大气成分，在实验始地球的大气成分，在实验室里制成了另一些室里制成了另一些有机物有机物。 3、科学研究表明，地球经常受到陨石等的撞击。科学研究表明，地球经常受到陨石等的撞击。 1969年，人们发现坠落在澳大利亚默奇森镇的年，人们发现坠落在澳大利亚默奇森镇的陨石中含有并非来自地球的氨基酸。另外，天文陨石中含有并非来自地球的氨基酸。另外，天文学家在星际空间发现了数十种有机物。学家在星际空间发现了数十种有机物。小行星撞击地球（想象图）小行星撞
8、击地球（想象图）地球上的陨石坑地球上的陨石坑3、根据米勒及其他学者的实验结果，可以对生命、根据米勒及其他学者的实验结果，可以对生命的起源作出怎样的推测？的起源作出怎样的推测？ 可以推测，原始地球上尽管不能形成生命，可以推测，原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成生物体的有机物。因此，生命的起但能产生构成生物体的有机物。因此，生命的起源从无机物生成有机物，这一阶段是完全能够实源从无机物生成有机物，这一阶段是完全能够实现的。现的。4、陨石中含有构成生物体所需要的有机物，由此、陨石中含有构成生物体所需要的有机物，由此可以作出什么推测可以作出什么推测? 可以推测构成生物体的有机物能够从地球以可以推测
9、构成生物体的有机物能够从地球以外形成并被带到地球。外形成并被带到地球。神创论神创论-上帝在七天之内创造了世间万物和人类。上帝在七天之内创造了世间万物和人类。自然发生论自然发生论-生命是从无生命物质自然发生的。生命是从无生命物质自然发生的。“腐草化萤腐草化萤”、“腐肉生蛆腐肉生蛆”等。等。宇生说宇生说-地球上最早的生命或构成生命的有机物，地球上最早的生命或构成生命的有机物，来自于其他宇宙星球或星际尘埃。来自于其他宇宙星球或星际尘埃。热泉生态系统热泉生态系统-深海热泉生态系统是孕育生命的深海热泉生态系统是孕育生命的理想场所。理想场所。化学起源说化学起源说-地球上的生命是在地球温度逐步下地球上的生命
10、是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。地球上生命起源的几种假说地球上生命起源的几种假说神创论神创论-上帝在七天之内创造了世间万上帝在七天之内创造了世间万物和人类。物和人类。如：女娲造人如：女娲造人。 在大量的科学事实面前，特别是达尔在大量的科学事实面前，特别是达尔文提出自然选择学说后，神创论不攻自破文提出自然选择学说后，神创论不攻自破。1、神创论、神创论自然发生论自然发生论-生命是从无生命物质自然发生的生命是从无生命物质自然发生的。如如 腐草化
11、萤腐草化萤 腐肉生蛆腐肉生蛆 淤泥生鼠等淤泥生鼠等. .在西方，在西方，亚里士多亚里士多德德就是一个自然发生论者，他认为老鼠是由淤泥及瓦就是一个自然发生论者，他认为老鼠是由淤泥及瓦砾发育而成。砾发育而成。古人根据一些错误的观察而提出的古人根据一些错误的观察而提出的,没有科学性。没有科学性。2、自然发生说、自然发生说3.3.宇生说宇生说: :地球上最早的生命或构成生地球上最早的生命或构成生命的有机物，来自于其他宇宙星球或星命的有机物，来自于其他宇宙星球或星际尘埃。际尘埃。即即“地上生命，天外飞来。地上生命，天外飞来。”深海热泉生物群落深海热泉生物群落4热泉生态系统热泉生态系统 科学家发现位于科学
12、家发现位于板块结合地带的板块结合地带的深海热泉中，有深海热泉中，有自养型古细菌自养型古细菌，能利用能量将无能利用能量将无机物转化成有机机物转化成有机物物 5生命起源的生命起源的“化学起源说化学起源说” 认为生命是在漫长的宇宙进化中发生的，是宇宙进认为生命是在漫长的宇宙进化中发生的，是宇宙进化到某一阶段的产物。化到某一阶段的产物。这一假说认为，地球上的生命这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在是在地球温度逐步下降以后，在几十亿年的几十亿年的极其漫长极其漫长的时间内，的时间内， 由非生命物质经过极其复杂的化学过程，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。一步一步地
13、演变而成的。代表人物：代表人物：米勒等米勒等生命需要什么？生命需要什么？能量能量有机物有机物空气空气适宜的适宜的温度温度阳光阳光水水米勒的实验说明：米勒的实验说明： 在一定的条件下，原始地球的原始大气在一定的条件下，原始地球的原始大气中各种成分是能够转变为有机小分子。中各种成分是能够转变为有机小分子。这这是生命起源的第一步！是生命起源的第一步！ 但生命起源的第二步、第三步但生命起源的第二步、第三步是是如何进行的呢？如何进行的呢？生命起源的场所生命起源的场所原始地球表面想像图原始地球表面想像图原始地球表面想像图原始地球表面想像图 科学研究表明，科学研究表明，原始地球上尽管不能形成生命，原始地球上
14、尽管不能形成生命，但能产生构成生物体的有机物。但能产生构成生物体的有机物。原始大气在高温、原始大气在高温、紫外线及雷电等自然条件的长期作用下，形成了紫外线及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的有机物。这些物质随降雨汇入原始海许多简单的有机物。这些物质随降雨汇入原始海洋。后来，洋。后来，地球的温度逐渐降低地球的温度逐渐降低,原始大气中的水原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物又随着雨这些有机物又随着雨水进入湖泊和河流水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中。最终汇集到原始的海洋中。 原始的海洋就像一盆稀薄的热汤原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有
15、其中所含的有机物机物,不断地相互作用不断地相互作用,经过极其漫长的岁月经过极其漫长的岁月,在地在地球形成以后的球形成以后的10亿年左右亿年左右,才逐渐形成了才逐渐形成了原始的生原始的生命。命。推测推测：生命起源的过程：生命起源的过程简单有机小分子物简单有机小分子物质质如：如：（氨基酸）（氨基酸）。地球降温与水蒸气地球降温与水蒸气凝结成雨水流入江河凝结成雨水流入江河高温、闪电、紫外线高温、闪电、紫外线原始海洋原始海洋有机大分子有机大分子如如（蛋白质、蛋白质、核酸等）核酸等）。复杂有机物形成复杂有机物形成结论结论：原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成生：原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成
16、生物体的有机物。原始的生命起源于非生命物质。物体的有机物。原始的生命起源于非生命物质。 原始大气原始大气（无机小分子）（无机小分子）甲烷、氨、水蒸气、氢气等甲烷、氨、水蒸气、氢气等外包原始界膜外包原始界膜多分子体系多分子体系不断完善不断完善原始生命原始生命原始海洋原始海洋生命起源学说生命起源学说-化学起源说化学起源说无机小分子物质无机小分子物质有机小分子物质有机小分子物质有机大分子物质有机大分子物质多分子体系多分子体系原始生命原始生命场所：原始大气场所：原始大气米勒实验米勒实验场所：原始海洋场所：原始海洋场所：原始海洋场所：原始海洋场所：原始海洋场所：原始海洋1965年，我国科学工作者利用氨基
17、年，我国科学工作者利用氨基酸，在世界上首次合成了结晶蛋白酸，在世界上首次合成了结晶蛋白质质-牛胰岛素。牛胰岛素。1981年，我国科学工作者又利用简年，我国科学工作者又利用简单的有机物，人工合成了组成生命单的有机物，人工合成了组成生命的另一种重要物质的另一种重要物质-核酸。核酸。 这一过程至今还未能通过实验这一过程至今还未能通过实验验证验证 关于地球上生命的起源问题，目前大多数科关于地球上生命的起源问题，目前大多数科学家认同学家认同“海洋化学起源说海洋化学起源说”，但是也存在不但是也存在不同的看法。一些学者认为，从原始生命的出现同的看法。一些学者认为，从原始生命的出现这一漫长的过程，是在原始地球
18、上进行的。但这一漫长的过程，是在原始地球上进行的。但是，从有机物到原始生命这一阶段是怎样进行是，从有机物到原始生命这一阶段是怎样进行的，目前还只是一些推测，缺乏实际证据。也的，目前还只是一些推测，缺乏实际证据。也有一些学者根据对宇宙空间中物质的研究，认有一些学者根据对宇宙空间中物质的研究，认为原始生命可能来自其他星球。总之，为原始生命可能来自其他星球。总之，关于地关于地球上的生命到底起源于哪里球上的生命到底起源于哪里,还有待于我们去进还有待于我们去进行不懈的探索。行不懈的探索。产生原产生原始生命始生命的条件的条件物质条件：原始大气物质条件：原始大气能量条件：宇宙射线、紫外线、闪电能量条件：宇宙
19、射线、紫外线、闪电场所条件：原始海洋场所条件：原始海洋推测推测：原始大气在高温、紫外线、雷电作用下形成了许：原始大气在高温、紫外线、雷电作用下形成了许多简单的有机物。多简单的有机物。 原始的海洋在原始的海洋在10亿年左右，才逐渐形成了原始的生命。亿年左右，才逐渐形成了原始的生命。证明：无机物证明：无机物有机物有机物原始生命（在原始海洋里）原始生命（在原始海洋里）所以原始海洋是生命的摇篮。所以原始海洋是生命的摇篮。证据证据推测推测是否是否严密严密分析分析鲜肉中没蛆，腐鲜肉中没蛆，腐肉生蛆。一度干肉生蛆。一度干涸的池塘，一旦涸的池塘，一旦有水，就会出现有水，就会出现蝌蚪和青蛙蝌蚪和青蛙生物是从非生
20、命物生物是从非生命物质中自发产生的质中自发产生的巴斯德实验巴斯德实验肉汤中的细菌不是肉汤中的细菌不是自发产生的，而是自发产生的，而是来自瓶外来自瓶外否否是是因为腐肉中的蛆因为腐肉中的蛆有可能来自外界有可能来自外界的苍蝇产的卵，的苍蝇产的卵，池塘中的青蛙、池塘中的青蛙、蝌蚪可能来自别蝌蚪可能来自别处处有对照组，证明有对照组，证明微生物不是自然微生物不是自然发生的发生的1.判断判断（1）原始大气中存在着氧气和二氧化碳等气体）原始大气中存在着氧气和二氧化碳等气体 （ ）（2）美国学者米勒的模拟实验表明，原始地球上）美国学者米勒的模拟实验表明，原始地球上 能形成构成生物体的蛋白质等有机物能形成构成生物
21、体的蛋白质等有机物 （ ）2你认为在现在的环境条件下，地球上会不会再你认为在现在的环境条件下，地球上会不会再形成原始生命形成原始生命?为什么为什么? 不会。不会。因为因为不存在原始生命形成时所需要的环不存在原始生命形成时所需要的环境条件，如原始大气、高温、持续不断的雷电等。境条件，如原始大气、高温、持续不断的雷电等。另外，现在的海洋的成分也发生了改变。另外，现在的海洋的成分也发生了改变。练习：练习：3我国古代著名思想家老子说：我国古代著名思想家老子说：“天下万物生于有，天下万物生于有，有生于无有生于无”。这与现代生物学中关于生命起源的观。这与现代生物学中关于生命起源的观点是不谋而合还是大相径庭
22、点是不谋而合还是大相径庭?说说你的看法。说说你的看法。 如果理解为如果理解为“天下的任何事物都是从天下的任何事物都是从有有，即现在已经存在的事物中产生的，而这，即现在已经存在的事物中产生的，而这些事物又是从些事物又是从无无，即目前不存在的事物。，即目前不存在的事物。而是从别的事物中产生的而是从别的事物中产生的”，则与现代生物，则与现代生物学中关于生命起源的观点不谋而合。如果理学中关于生命起源的观点不谋而合。如果理解为解为“有生于无中的有生于无中的无无，是虚无，是不，是虚无，是不存在的、什么都没有的状态存在的、什么都没有的状态”，则与现代生，则与现代生物学中关于生命起源的观点大相径庭物学中关于生
23、命起源的观点大相径庭 不明飞行物极度模糊照之一不明飞行物极度模糊照之一 探索地球外的生命探索地球外的生命 生命会来自其他星球么？生命会来自其他星球么？ 不明飞行物不明飞行物（UFO）频繁出现，但）频繁出现，但不明飞行物是外星人光不明飞行物是外星人光顾地球，还是目前还不顾地球，还是目前还不能解释的自然现象呢？能解释的自然现象呢？这无疑激起了人类探索这无疑激起了人类探索地球外生物的极大兴趣。地球外生物的极大兴趣。火星表面的地形火星表面的地形木卫二的冰缝和陨石坑木卫二的冰缝和陨石坑地球的卫星地球的卫星月球上，月球上，没有生命存在。没有生命存在。 火星火星火星上的自然环火星上的自然环境与地球有不少相似
24、之处。境与地球有不少相似之处。火星除两极有少量冰之外，火星除两极有少量冰之外，深处还埋有水，因此，有深处还埋有水，因此，有人推测火星上有可能存在人推测火星上有可能存在着较低等的生命类型。着较低等的生命类型。 木星木星的第二颗卫星的第二颗卫星有有可能存在生命。可能存在生命。探索地球外的生命探索地球外的生命据据天天文文学学家家估估计计，在在已已知知的的宇宇宙宙中中，恒恒星星的的总总数数至至少少有有1020个个。在在银银河河系系中中，恒恒星星也也超超过过1011个个。有有关关星星际际介介质质化化学学组组成成的的研研究究资资料料表表明明，在在太太阳阳系系以以外外的的天天体体上上存存在在着着氨氨基基酸酸
25、等等有有机机物物。科科学学家家于于2001年年11月月通通过过哈哈勃勃太太空空望望远远镜镜发发现现，太太阳阳系系以以外外有有一一颗颗类类似似于于地地球球的的行行星星被被大大气气层层所所包包围围。由由此此可可见见，在遥远的太空中存在着生命是完全可能的。在遥远的太空中存在着生命是完全可能的。美美国国在在1972年年和和1977年年发发射射的的行行星星探探测测器器“先先驱驱者者”和和“旅旅行行者者”号号中中，放放进进了了给给外外星星人人的的铝铝制制“地地球球人人名名片片”。“名名片片”上上刻刻有有地地球球上上裸裸体体男男女女的的形形象象，男男人人举举起起右右手手表表示示向向外外星星人人致致意意，人人
26、体体背背后后为为按按比比例例绘绘制制的的“先先驱驱者者”号号外外形形，以以显显示示人人体体的的大大小小；下下方方的的10个个小小圆圆圈圈表表示示太太阳阳系系，左左起起第第一一个个为为太太阳阳，第第四四个个为为地地球球；从从地地球球发发出出的的曲曲线线表表示示“先先驱驱者者”号号的的太太空空旅旅程程航航迹迹；图图中中辐辐射射状状的的符符号号表表示示地地球球人人认认识识的的物物理理学学和和天天文文学学；左左上上部部两两个个符符号号表表示示氢氢的的分子结构。分子结构。 孩子们，其实生活中处处都有美丽孩子们，其实生活中处处都有美丽的景色，我们要善于去发现美，感受的景色，我们要善于去发现美，感受美，愿你们每个人的心中都有一片美美，愿你们每个人的心中都有一片美的天地！的天地！
