第21章第一節(jié)生命的起源

宇宙大爆炸第1節(jié)生命的起源地球誕生于46億年前，地球上最初有沒有生命？最早的生物是怎樣的？

疑問：

大膽推測等同于憑空想象嗎？推測要有大量的確鑿證據(jù)支持一、有關(guān)生命起源的幾種假說神創(chuàng)論自然發(fā)生論生生論宇生命論化學(xué)進(jìn)化論上帝創(chuàng)造萬物，1、神創(chuàng)論

觀點(diǎn)：認(rèn)為地球上的一切生命都是由上帝設(shè)計(jì)創(chuàng)造的最后造人。(見圣經(jīng)故事)女媧造人中國古代的“天命觀”：主張“天”是宇宙最高的主宰基督教的《圣經(jīng)》的第一章“創(chuàng)世紀(jì)”，就描述了萬能的上帝耶和華是怎樣在6天中創(chuàng)造萬物的。神創(chuàng)論

你認(rèn)為此種推論科學(xué)嗎？將生命起源這一科學(xué)命題劃入神學(xué)領(lǐng)域，是不科學(xué)的。觀點(diǎn)：生物是從非生物環(huán)境中自然發(fā)生出來的腐草化螢腐肉生蛆淤泥生鼠2、自然發(fā)生論螢火蟲現(xiàn)在已知，上述三種情況，分別是螢火蟲產(chǎn)卵在草中、蠅產(chǎn)卵在肉上、在泥土中打洞所致。討論：生命是自然發(fā)生的嗎？

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雷迪實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)重復(fù)多次，結(jié)果都是敞口瓶中的腐肉生蛆，蛆是蒼蠅的幼蟲。如圖是意大利醫(yī)生雷迪的實(shí)驗(yàn)裝置，據(jù)圖回答：

（1）A與B中均

，而C則

．

（2）B、C形成一組

，實(shí)驗(yàn)變量是

,（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，C中的蛆來自

，而非腐肉或空氣．

（4）此實(shí)驗(yàn)推翻了腐肉生蛆的

論觀點(diǎn)．未生蛆生蛆對(duì)照實(shí)驗(yàn)蒼蠅的有無進(jìn)入蒼蠅的卵自然發(fā)生17世紀(jì)意大利醫(yī)生F.Redi用實(shí)驗(yàn)證明腐肉不能生出蒼蠅討論：生命是自然發(fā)生的嗎？1860年，法國科學(xué)家巴斯德設(shè)計(jì)了鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)

巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)

向燒瓶中倒入肉湯，用火焰燒彎瓶頸，將液體加熱滅菌。思考：為什么瓶中的肉湯在數(shù)年中保持無菌狀態(tài)？

長時(shí)間

巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)長時(shí)間

瓶頸部位使帶有微生物的灰塵顆粒沉積在這里，不能進(jìn)入燒瓶。巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)觀察：將瓶頸部打斷，一段時(shí)間后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明了什么？

短時(shí)間

巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)（2009?）被稱為“微生物學(xué)之父”的法國科學(xué)家設(shè)計(jì)了著名的“鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)”，如圖所示：（1）設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家是

。（2）打斷“鵝頸”后，瓶內(nèi)的肉湯腐敗的原因是

。。

（3）根據(jù)“鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)”，如果家里沒有冰箱或冰柜，夏天可用

方法將剩飯剩菜短時(shí)間保存而不會(huì)腐敗變質(zhì)．

巴斯德空氣中的細(xì)菌進(jìn)入肉湯中并大量繁殖高溫加熱對(duì)自然發(fā)生說的否定1860年巴斯德用實(shí)驗(yàn)證明肉湯不能生出微生物.現(xiàn)在人們已認(rèn)識(shí)到現(xiàn)存的生物不是自然發(fā)生的.“生生論”:

巴斯德的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明:生物只能來源于生物,非生命物質(zhì)絕對(duì)不能隨時(shí)自發(fā)地產(chǎn)生新生命。

4、宇生論觀點(diǎn)：地球上生命來自宇宙空間別的星球。彗星隕石坑宇生說小行星撞擊地球（想象圖）科學(xué)研究表明，地球經(jīng)常受到隕石等的撞擊。1969年，人們發(fā)現(xiàn)墜落在澳大利亞啟遜鎮(zhèn)的隕石中含有并非來自地球的氨基酸。另外，天文學(xué)家在星際空間發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種有機(jī)物。因此，人們認(rèn)為地球上生命來自宇宙空間別的星球。5、化學(xué)進(jìn)化論觀點(diǎn)：認(rèn)為生命是在原始地球條件下起源的，是由非生命物質(zhì)通過化學(xué)途徑在漫長的過程中逐漸進(jìn)化來的。

非生命物質(zhì)原始地球條件下，漫長時(shí)間通過化學(xué)進(jìn)化途徑原始生命化學(xué)進(jìn)化論地球環(huán)境：烈日、雷電、熔巖原始大氣：氨、氫、甲烷、水蒸氣（沒有氧氣）原始海洋：水蒸氣遇冷形成降雨

原始地球

有關(guān)生命起源的“化學(xué)起源說”化學(xué)起源說是被廣大學(xué)者普遍接受的生命起源假說。有關(guān)生命起源的“化學(xué)起源說”此種推論有科學(xué)依據(jù)嗎？

原始地球假想圖原始地球的環(huán)境是怎樣的？地球上原始大氣的成分與現(xiàn)在的大氣成分有什么明顯的不同？原始地球假想圖原始地球

生命的起源1、46億年前原始的地球的特點(diǎn)：

熾熱的，天空中赤日炎炎，電閃雷鳴，地面上火山噴發(fā)，熔巖橫溢。一切元素都呈氣體狀態(tài)，不存在生命……（1）場所：（2）物質(zhì)：（3）能量：原始大氣和原始海洋甲烷、氨、水、氫氣等宇宙射線、紫外線、閃電、火山噴發(fā)釋放的能量等等2、原始地球?yàn)樯鹪刺峁┑臈l件火山爆發(fā)形成原始大氣反應(yīng)物條件產(chǎn)物原始大氣甲烷（CH4）氨（NH3）水（H2O）氫（H2）硫化氫（H2S）氰化氫（HCN）宇宙射線紫外線閃電氨基酸核苷酸單糖原始大氣(火山)甲烷氨水蒸氣氫紫外線閃電高溫氨基酸核苷酸1、從無機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)原始大氣中無機(jī)物合成有機(jī)物的能量來自哪里?紫外線閃電氨基酸核苷酸蛋白質(zhì)核酸2.從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)大分子物質(zhì)隨降雨落在原始海洋中積累形成原始大氣蛋白質(zhì)核酸

外包原始界膜獨(dú)立的體系3.從有機(jī)大分子構(gòu)成獨(dú)立的(多分子)體系在原始海洋中原始生命最顯著的兩個(gè)特征？獨(dú)立的體系不斷完善原始生命新陳代謝、個(gè)體增殖4.從獨(dú)立的體系演變?yōu)樵忌谠己Ｑ笾猩钠鹪礋o機(jī)小分子物質(zhì)生成形成組成演變場所：原始大氣場所：原始海洋場所：原始海洋特點(diǎn)：具有原始的新陳代謝和繁殖能力有機(jī)小分子物質(zhì)有機(jī)大分子物質(zhì)多分子體系原始生命場所：原始海洋

原始海洋是生命的搖籃，沒有原始海洋就沒有原始生命的出現(xiàn)。支持此階段的證據(jù)：1953年美國芝加哥大學(xué)研究生S.Miller（米勒）的模擬試驗(yàn)。1、由無機(jī)物合成有機(jī)物米勒及其實(shí)驗(yàn)StanleyMiller(1953年時(shí)23歲)1953年，StanleyMiller的實(shí)驗(yàn)中模擬了原始地球的哪些條件？實(shí)驗(yàn)得到了什么結(jié)果？由此，可以對(duì)生命的起源作出怎樣的推測？

返回原始的海洋“還原性大氣”模擬降雨加熱米勒實(shí)驗(yàn)裝置

米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環(huán)接著他通過兩個(gè)電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而球型空間下部連通的冷凝管讓反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程。經(jīng)過一周持續(xù)不斷的實(shí)驗(yàn)和循環(huán)之后。米勒分析其化學(xué)成分時(shí)發(fā)現(xiàn)，其中含有包括5種氨基酸和不同有機(jī)酸在內(nèi)的各種新的有機(jī)化合物米勒的實(shí)驗(yàn)-化學(xué)進(jìn)化階段

米勒的實(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí)生命起源的第一步，從無機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的。2.從有機(jī)小分子合成生物大分子

在原始海洋的岸邊、巖石、粘土的表層或像湖泊樣的小水體中，氨基酸、核苷酸等有機(jī)小分子沉積，吸收能量，通過溶液聚合或濃縮聚合的方式生成原始的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。原始生命原始大氣有機(jī)小分子

宇宙射線閃電隨水流入原始海洋生物大分子多分子體系原始生命誕生的過程：地球上的生命到底起源于哪里？目前尚無定論。以事實(shí)為依據(jù)的科學(xué)爭論，對(duì)促進(jìn)人類的認(rèn)識(shí)是非常有益的。天文學(xué)家估計(jì)地球形成于約46億年前。迄今找到的最早的化石記錄了35億年前的原核生物。生命起源大約發(fā)生在距今45－35億年間。二、生命起源發(fā)生在什么時(shí)候？要點(diǎn)梳理1．描述生命起源的過程。按照生命起源的化學(xué)進(jìn)化學(xué)說，生命起源的過程為：原始大氣→

→

→

→原始生命。2．觀察米勒的實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置，預(yù)測產(chǎn)生的有機(jī)小分子的類別。在米勒的實(shí)驗(yàn)裝置中，通入的氣體主要是

，通過

產(chǎn)生了一種暗褐色的液體。經(jīng)過化學(xué)分析，這些液體中含有包括

在內(nèi)的有機(jī)小分子物質(zhì)。有機(jī)小分子有機(jī)大分子獨(dú)立的體系水蒸氣、甲烷、氨、氫氣火花放電多種氨基酸基礎(chǔ)闖關(guān)1．下列各項(xiàng)中，原始大氣中所沒有的是（）。A．水蒸氣B．氧氣C．氫氣D．氨2．地球上最初的生命生活在（）。A．陸地B．天空C．原始海洋D．原始大氣3．在生命起源的化學(xué)進(jìn)化過程中，不在原始海洋中形成的是（）。A．有機(jī)小分子物質(zhì)B．有機(jī)大分子物質(zhì)C．獨(dú)立的體系D．原始生命4．在生命起源的研究中，已經(jīng)得到了科學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的是下列哪個(gè)階段？（）A．從無機(jī)小分子物質(zhì)生成有機(jī)小分子物質(zhì)B．從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)大分子物質(zhì)C．從有機(jī)大分子物質(zhì)演變?yōu)樵忌麯．從原始生命發(fā)展為單細(xì)胞生物BCAAB5．關(guān)于生命起源的敘述中不正確的是（）。A．生命起源于非生命物質(zhì)B．生命起源于原始的陸地C．原始海洋是原始生命的搖籃D．現(xiàn)代地球不可能再形成原始生命6．下列關(guān)于生命起源的化學(xué)物質(zhì)的變化趨勢(shì)中，不正確的是（）。A．由無機(jī)物生成有機(jī)物B．由簡單的有機(jī)物形成復(fù)雜的有機(jī)物C．由水生物質(zhì)演變?yōu)殛懮镔|(zhì)D．由無生命物質(zhì)演變?yōu)橛猩镔|(zhì)BC7．按照生命起源的化學(xué)進(jìn)化學(xué)說，地球上原始生命起源的最關(guān)鍵階段是（）。A．從原始大氣生成有機(jī)小分子物質(zhì)B．從有機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)大分子物質(zhì)C．從有機(jī)大分子物質(zhì)組成多分子體系D．從多分子體系演變?yōu)樵忌?．1976年，我國吉林省曾發(fā)生一場罕見的隕石雨，科學(xué)家在隕石的表面發(fā)現(xiàn)了多種有機(jī)小分子物質(zhì)。這個(gè)事實(shí)為哪種假說提供了有利證據(jù)？（）A．自然發(fā)生論B．特創(chuàng)論C．天外胚種說D．化學(xué)進(jìn)化學(xué)說DC9．下圖是生命起源過程的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）原始大氣包括

、

、

和

等。（2）原始生命能進(jìn)行

、

等生命活動(dòng)。甲烷氨氫水蒸氣新陳代謝個(gè)體增殖7、下列有關(guān)生命的起源的敘述中正確的是（）A、生命是上帝和神創(chuàng)造出來的B、生命是從外星球遷移過來的C、生命是自然而然產(chǎn)生的D、生命的形成是按照由原始大氣中的無機(jī)物到有機(jī)物，再到原始生命這一順序逐漸進(jìn)行的D8、模擬原始地球的條件和大氣成分，合成氨基酸的科學(xué)家是（）A、愛因斯坦B、米勒C、愛迪生D、牛頓B9、下列哪一項(xiàng)是原始大氣中沒有的（）A、氨B、水C、氧氣D、氫C10、下列關(guān)于生命的起源過程中，物質(zhì)變化的趨向的敘述不正確的是（）A、由無機(jī)物生成有機(jī)物B、由非細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)展成為細(xì)胞結(jié)構(gòu)C、由簡單有機(jī)物形成復(fù)雜有機(jī)物D、由無生命物質(zhì)演變?yōu)橛猩镔|(zhì)B

1、原始地球條件下，氨基酸等小分子物質(zhì)形成的場所是：

A、原始大氣B、原始海洋

C、原始陸地D、原始海洋和陸地

正確答案：A練習(xí)：2、原始地球條件下，生命起源于：

A、原始陸地B、原始海洋

C、原始大氣