生命的起源第一節地外起源論

第二節自然起源論

第三節生命的演化歷程生命的起源？什么是生命自我復制新陳代謝生命的動力?—能量來自太陽地球有極好的位置冥王星距太陽太遠金星距太陽太近，表面溫度400度地球與太陽的距離剛好使水保持液態地球上為什么有生命地球提供了良好的生物繁衍場所１.具有大氣圈（可防止隕石撞擊、紫外線輻射、可穩定溫度）２.地球的鐵質核心在旋轉中產生磁場，可防止太陽電離層（電子風暴）生命的起源論對生命起源的認識：神創論：地球上一切生命都是上帝設計和創造的。宇宙論：生命宇宙固有，地球上的生命來自地球之外。自然起源論：地球上的生命是在特殊的條件下，通過化學的途徑而實現的。構成生命的元素和物質地球上有很多種元素，但構成生命的主要為C、H、O、N及其他微量元素。組成生命主要物質：蛋白質、水分和無機鹽三大類蛋白質一般含碳50%左右、氧20%左右，氮15%左右，氫6%左右，硫2%左右，及P、Fe、Zn、Cu、等－地外生命的證據

1740年前開始流行生源說（胚種說），認為生命之源來自宇宙。隕石中發現有遺傳物質主要成分—糖類化合物墨西哥天文學家在恒星上發現有生命元素—水蒸汽和強力磁場第一節地外起源論

宇宙中的生命分子美國的路易斯·辛德通過頻譜分析在靠近銀河系中心的星云中發現了生命分子——氨基酸，這一發現有可能解釋生命的起源問題。星際有機分子普遍存在—給我們的啟示：在宇宙恒星體系中，具備產生生命條件的星體為數不少，其上是否會出現生命，乃至進化為智慧生物？是人類在搞清自己之后的下一個探求目標。慧星和生命彗星是一種很特殊的星體，與生命的起源可能有著重要的聯系。據研究，白堊紀－第三紀界線處有機塵埃（粘土巖）是彗星掠過地球后留下的氨基酸形成的。在地球形成早期，彗星也可能以這種方式將有機物質灑落在地球上----成為地球上的生命之源隕石分為球粒隕石和非球粒隕石。球粒隕石來自宇宙，含有氨基酸、烴類、乙醇和其它可能形成保護原始細胞膜的脂肪族化合物。這對生命起源有重要意義—一種新的天外起源說隕石和生命深海煙囪起源說原始生命的有機湯說大氣中形成的生命單分子說火山與生命起源說第二節自然起源論

－地內起源論

１、深海煙囪起源說理論依據－隨著對深海探測的研究，特別是20世紀70年代對大洋中脊火山噴口的研究表明：海水在深海煙囪（deep-seavent）中經歷了巨大的溫度和化學梯度變化，可形成多種溶解物，包括原始生物化學物質。這些物質在高熱作用下經過一系列變化，可以合成氨基酸，并進一步合成“硫細菌”。１、深海煙囪起源說證據－據報道，加利福尼亞大學的分子生物學家詹姆·萊克在大洋底煙囪附近找到了在黃石公園熱泉里生存的嗜硫細菌，為海底煙囪熱泉生命起源的非常規理論提供了證據。２、原始生命的有機湯說簡單的、相對低分子量有機物與地表水作用，形成含有機化合物的水溶液，而在某些火山活動區域有可能形成濃的溶液。這些稀的和濃的溶液最后匯集到大的水體或原始海洋中，并繼續演化產生生命。這就是現今流行的觀點：生命起源于早期地球“溫暖小水池”的“有機湯”中。３、大氣中形成的生命單分子說認為：原始地球的生物單分子是由生命元素在外動力（能源）的推動下，通過無機化合而成。生命元素在原始地球大氣中廣泛存在，外動力（放電、紫外線、熱能）促使生命元素合成生物單分子，其中，部分生物單分子在一定條件下形成生物大分子。第一個模擬原始大氣進行放電實驗獲得氨基酸的是S.L.Miller，1953——“米勒放電說”米勒實驗４、火山與生命起源原始地球火山活動頻繁，可以形成局部高溫缺氧地區，使得附近水池里的有機物形成大量的氨基酸和核酸。氨基酸自我裝配形成蛋白質。這樣，就為生命起源提供了所需的有機分子。第三節

生命的演化歷程１生命的元素構成碳、氫、氧、氮、硫和磷這六種生命元素構成了生物體物質總量的98%，而這些元素是伴隨著宇宙起源和演化過程而產生的。宇宙中的物質誕生在爆炸之中。氫和氦是在約150億年前的大爆炸強烈熱輻射中形成的。2生命的化學進化多數學者認為：地球上的無機物在特定的物理、化學條件下，形成了各種有機化合物，再經過一系列的化學過程轉化為有機體。其過程大致可分為三個階段：（1）有機化合物形成階段：原始海洋中的N，H等元素和H2O、CO、CO2、H2S、HCl、甲烷等無機化合物，在紫外線、電離輻射、高溫、高壓等一定條件下，形成氨基酸、核苷酸及單糖等有機化合物（生物單分子階段）。2生命的化學進化（2）生物大分子形成階段：氨基酸、核苷酸等有機化合物，在海洋中聚合形成復雜的有機化合物，如甘氨酸、蛋白質、核酸--生物大分子。

（3）生命形成階段：多個生物大分子聚集，形成以蛋白質和核酸為基礎的多分子體系—原生體，它具有初步的生命現象—從周圍環境中吸取營養，將廢物排出體外(？現象)。從此，生命開始從化學進化轉入生物進化階段。

大量的化石記錄證實了生命是在地球上發生的，而生物是隨地球的發展而演化的。３早期(細胞)生物的發生和演化保存于前寒武紀巖石中的化石記錄表明，早期生物演化經歷了4次重大事件：

1）生命的出現：最早的生物化石出現于38億年前的地層中—南非無花果樹組（FigTree)燧石中的棒狀細菌和球狀細菌，它們均為單細胞生物，其中球狀細菌直徑17～20μm。在澳大利亞的Warrawoona群中發現35億年前的疊層石的絲狀體。

2）生物的分異：表現為生物多樣性發展—屬種數量的增加。如加拿大Ontaria（安大略省）西部20億年前的Gunflint組中出現8屬12種微化石。表明當時的原核生物已有相當的發展和繁盛，可能與當時大氣開始充氧有關。３早期(細胞)生物的發生和演化

3）真核生物的出現：以宏觀藻類的出現為特色，如我國17.5億年前串嶺溝組、團山子組中發現的Vendotaenides（文德帶藻）。

３早期(細胞)生物的發生和演化

4）后生動物的出現：出現于6～7億年前。主要為軟軀體生物。以伊迪卡拉（Ediacara）動物群為代表，是指震旦紀后期出現的，主要由腔腸動物（67%水母、海鰓綱）、環節動物（25%）、節肢動物（似三葉蟲）（5%）組成的不具外殼的多細胞后生動物群。我國發現地點：鄂西、陜南、淮南、遼南和黑龍江。３早期(細胞)生物的發生和演化伊迪卡拉動物群及復原圖３早期(細胞)生物的發生和演化伊迪卡拉動物群及復原圖３早期(細胞)生物的發生和演化４顯生宙生物的發生和演化顯生宙生物演化經歷了兩大飛躍1）動物界的第一次大發展（1）小殼動物群的出現：震旦紀末期出現、寒武紀初大量繁盛，個體微小（1—2mm），具外殼的多門類海生無脊椎動物群。包括軟體動物門中的軟舌螺、單板類和腹足類、腕足類以及分類位置不明的類型。意義：第一個帶殼生物群，寒武紀（古生代）的起點。４顯生宙生物的發生和演化1）動物界的第一次大發展（1）小殼動物群的出現：（2）澄江動物群的出現：寒武系底部繼小殼動物群之后出現的第一個無殼和具殼的混生化石群。包括三葉蟲、水母、蠕蟲類、甲殼綱及分類位置不明的節肢動物、腕足類、藻類及魚形動物。意義：是寒武紀初期生物大爆發的典型代表。４顯生宙生物的發生和演化澄江動物群４顯生宙生物的發生和演化澄江動物群

昆明魚海口魚澄江動物群４顯生宙生物的發生和演化

昆明魚海口魚寒武紀生物大爆炸之謎？大約5～6億年前寒武紀開始之時，絕大多數無脊椎動物在幾百萬年的很短時間內出現，是一個“造門”的時代。起先是寒武紀初小殼化石的爆發式發展，繼之被大型帶殼動物取代。是什么原因使得寒武紀早期地球能夠激發這樣的生命“爆發”呢？

昆明魚海口魚寒武紀生物大爆炸之謎？

云南東部早寒武世澄江動物群，以軟軀體化石的罕見保存為特色，是一個舉世聞名的化石寶庫。該動物群是由當年在中科院南京地質古生物研究所工作的侯先光于1984年在澄江帽天山首次發現，現已描述的澄江動物群化石共120余種，分屬海綿動物、腔腸動物、鰓曳動物、葉足動物、腕足動物、軟體動物、節肢動物、棘皮動物、脊索動物等10多個動物門以及一些分類位置不明的奇異類群，此外，還有多種共生的海藻。

眾所周知，寒武紀大爆發是令達爾文最為困惑的一個科學問題。達爾文在《物種起源》中承認他無法解釋在寒武紀早期生物化石突然出現這一事實，同時，他還承認這一事實將可能成為否認其進化理論的有力證據。而澄江動物群化石生動再現了距今五億三千萬年前海洋生物世界的真實面貌，充分顯示出寒武紀早期生物多樣性，將絕大多數現生動物門的演化歷史追溯到寒武紀開始，為揭示早期生命演化“寒武紀大爆發”的奧秘提供了極其珍貴的證據，因而在國際上被譽為“二十世紀最驚人的科學發現之一”。

近二十年來，以陳均遠、侯先光和舒德干等科學家通過對澄江動物群化石的不斷挖掘發現和深入系統研究，研究并回答了寒武紀大爆發這一重大疑難科學問題，探索了脊椎動物、真節肢、螯肢和甲殼等動物的起源，證實了現生動物門和亞門以及復雜生態體系起源于早寒武世，挑戰了自下而上倒錐形進化理論模型，為自上而下的爆發式理論模型提供了化石證據。研究提出了神經脊動物的概念，創建了無脊椎動物向脊椎動物演化五個階段的假說。共發表高水平學術論文90余篇，其中《Nature》和《Science》14篇，出版專著6部；《Nature》和《Science》發表專評9篇。該研究引起了國際學術界廣泛的關注，并產生了震撼性的影響。４顯生宙生物的發生和演化

昆明魚海口魚寒武紀生物大爆炸之謎？澄江動物群的發現和研究引起國際社會的強烈關注。一位英國皇家科學院院士認為澄江動物群“永遠是科學的大廈”；《紐約時報》則評論這是“２０世紀最驚人的發現之一”；美國《科學新聞》的評價更為形象：“在地球早期黑暗中探索生物的起源，久追不得其解而絕望的古生物學家，對這些全新的化石證據無比歡欣鼓舞。”這個項目的完成人已發表論文９０多篇，其中在國際著名雜志《自然》和《科學》上發表論文１４篇

４顯生宙生物的發生和演化昆明魚海口魚寒武紀生物大爆炸之謎？“寒武紀大爆發”難倒了無數科學家，探索生命起源仍然是擺在世界上的一個難題。澄江動物群正是人們期盼已久的、探索生命源頭奧秘的最佳科學窗口。或許是因為大氣中積累了足夠的有利于呼吸作用的氧；或全球環境變化有利于后生動物的生存；或海洋化學物質的變化積累了大量的磷酸鹽，使得軟體動物有可能演化出保護性的骨骼；等等等……，這些問題還有待進一步探索和研究。４顯生宙生物的發生和演化

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2）動、植物從水生到陸生的發展（1）植物的發展：在志留紀末期－早、中泥盆世，由于大陸面積的擴大，植物完成了登陸的使命。以出現裸蕨植物為代表，并產生莖、葉的分化，發育了維管束系統。４顯生宙生物的發生和演化

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2）動、植物從水生到陸生的發展（2）動物的發展：在晚泥盆世，出現了魚類向兩棲類的演化，動物完成了登陸的使命。以出現總鰭魚類為代表