高中生物生物多樣性的進化28生命起源及原核和原生生物課件高中全冊生物課件

第28章生命(shēngmìng)起源及原核和原生生物

多樣性的進化一、生命的起源二、原核生物(shēngwù)多樣性及其進化三、非細胞性生物-病毒四、原生生物多樣性及其進化重點：生命的化學進化過程，病毒的結構特點、增殖過程，原核生物、原生生物界的結構特點。第一頁，共三十三頁。一、生命(shēngmìng)的起源1.有關(yǒuguān)生命起源的假說和爭論（1）神創(chuàng)論——上帝創(chuàng)造萬物，最后造成人。它將生命起源這一科學命題劃入神學領域，是不科學的。（2）災變論——每一次災變后，舊生物被毀沒，新的生物又被上帝重新創(chuàng)造出來。（3）自然發(fā)生論——生物是從非生物環(huán)境中自然發(fā)生出來的。如：腐草化螢、腐肉生蛆、淤泥生鼠第二頁，共三十三頁。一、生命(shēngmìng)的起源（4）宇生論——地球上的生命來自宇宙空間別的星球。1969年9月，澳大利亞麥啟遜附近落下一塊隕石，從碎片成分分析中檢出了天然型的氨基酸等。（5）廣為接受的生命起源(qǐyuán)學說

——新的自然發(fā)生學說1924年蘇聯(lián)生物學家奧巴林發(fā)表<<生命起源>>專著。按照這個學說，生命是在長時期宇宙進化過程中發(fā)生的，是宇宙進化的某一階段無生命的物質所發(fā)生的一個進化過程，而不是在現(xiàn)在條件下由非生命的有機物質突然產(chǎn)生的。生命起源前，經(jīng)歷了地球進化、生命的化學進化、生物進化。所以，生命起源大約發(fā)生在距今45—35億年間第三頁，共三十三頁。2.生命的化學(huàxué)進化（1）從無機分子生成有機分子甲烷、氨、硫化氫、氰化氫、水蒸汽……等等紫外線太陽輻射提供能量閃電火山爆發(fā)合成一些簡單的光、熱雷鳴電閃有機化合物有機酸、氨基酸、核苷酸、單糖、脂類……等等支持證據(jù)：1953年美國芝加哥大學研究生（米勒）的模擬試驗。

1969年9月澳大利亞麥啟遜落下一塊(yīkuài)隕石，從碎片成份分析中找到氨基酸、嘧啶、脂酸等。第四頁，共三十三頁。（2）.從有機小分子(fēnzǐ)合成生物大分子(fēnzǐ)

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、核苷酸等有機小分子沉積，吸收能量，通過(tōngguò)溶液聚合或濃縮聚合的方式生成原始的蛋白質、核酸等生物大分子。美國?？怂梗‵.FOX)試驗證實：將氨基酸混合物傾倒在160oC—200oC的熱砂或粘土上，水分蒸發(fā)，氨基酸濃縮并化合生成類蛋白質分子。第五頁，共三十三頁。（3）.從生物大分子生成(shēnɡchénɡ)多分子體系-

非細胞形態(tài)原始生命的誕生

蛋白起源說（奧巴林的團聚體學說）生物大分子主要是蛋白質溶液和核酸溶液，合在一起時，可形成團聚體小滴，這就是多分子體系(tǐxì)，它具有一定的生命現(xiàn)象。

混合白明膠（蛋白質）＋阿拉伯膠（多糖）團聚體（小滴）第六頁，共三十三頁。

?？怂沟奈⑶蝮w(qiútǐ)學說最初實驗：

類蛋白質微球體(qiútǐ)

濃縮第七頁，共三十三頁。微球體(qiútǐ)的性質（1）直徑1μm—2μm（相當于細菌大?。?；（2）可吸納(xīnà)周圍環(huán)境的脂類，并形成膜狀結構；（3）膜表現(xiàn)選擇透性，反映滲透壓的變化；（4）吸納周圍環(huán)境中蛋白質分子，微球體可“增長”和“繁殖”。第八頁，共三十三頁。（4）.從多分子體系(tǐxì)進化為原始生命

無論哪一種(yīzhǒnɡ)多分子體系（團聚體或微球體），如果具備以下特征的綜合，那么，原始生命就誕生了。

第九頁，共三十三頁。（a）具有脂雙層膜圍成的與周圍環(huán)境隔開的含水囊泡。（b）囊泡內有多種核酸、蛋白質、糖類大分子。（c）能選擇性地從周圍環(huán)境中吸納“食物”。（d）利用“食物”的分解，復制自身(zìshēn)一部分起核心作用的大分子。（e）囊泡因大分子增多而“生長”和“繁殖”。原始生命是異養(yǎng)、厭氧的。第十頁，共三十三頁。

DNARNA蛋白質體系的可能進化(jìnhuà)過程：

RNARNADNARNA蛋白質

蛋白質

第十一頁，共三十三頁。（5）.從原始生命進化(jìnhuà)到原始細胞出現(xiàn)原始(yuánshǐ)的細胞膜原始祖細胞類似于今天的小的支原體。支原體沒有細胞壁，其外圍是細胞膜，細胞質中只有核糖體，只含DNA、RNA和多種蛋白質。它除了可以在細胞中寄生外，也能在無細胞系統(tǒng)的培養(yǎng)基中生長、繁殖。體積相當于病毒大小，為細菌的1/1000，直徑約μm。第十二頁，共三十三頁。生物進化的過程(guòchéng)原始(yuánshǐ)生命原始原核生物（原始細菌，異養(yǎng)厭養(yǎng)）自養(yǎng)原核生物（藍藻，自養(yǎng)需氧）真核生物比原核生物結構、功能(gōngnéng)復雜通過有絲分裂增殖真核細胞，有性生殖要進行減數(shù)分裂第十三頁，共三十三頁。生物(shēngwù)的幾種進化趨勢（1）無細胞(xìbāo)結構有細胞(xìbāo)結構原核細胞結構真核結構單細胞結構多細胞結構（2）厭氧生物需氧生物（3）異養(yǎng)生物自養(yǎng)生物（4）無性生殖有性生殖第十四頁，共三十三頁。分子生物學研究顯示，古細菌與其他原核生物差別很大，應將其從原核生物中分離出來，建立與真核生物原核生物并列(bìngliè)的分類階元。Domains(Bacteria,Archaea,andEucarya)古細菌真細菌真核生物包括：原生生物界、真菌界、植物界和動物界二、原核(yuánhé)生物多樣性及其進化

真細菌:細菌、藍細菌、放線菌、螺旋體、衣原體、立克次氏體、衣原體原核(yuánhé)生物(prokaryotes)古生菌第十五頁，共三十三頁。放線菌第十六頁，共三十三頁。細菌(xìjūn)的形狀

細菌細胞的外表特征可從形態(tài)、大小和細胞間排列方式3方面加以(jiāyǐ)描述。細菌的形態(tài)極其簡單，主要有球狀、桿狀和螺旋狀。球菌(qiújūn)桿菌螺旋菌自然界中哪種最多？最多其次最少第十七頁，共三十三頁。第十八頁，共三十三頁。Streptomycescoelicolor-1第十九頁，共三十三頁。放線菌的形態(tài)(xíngtài)構造

放線菌的形態(tài)比細菌復雜些，但仍屬于單細胞。在顯微鏡下，放線菌呈分枝絲狀，我們把這些細絲一樣的結構叫做菌絲，菌絲直徑與細菌相似，小于1微米。菌絲細胞的結構與細菌基本相同。

放線菌的菌絲（見右圖）

根據(jù)菌絲形態(tài)和功能的不同，放線菌菌絲可分為基內菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。鏈霉菌屬是放線菌中種類最多、分布最廣、形態(tài)特征最典型(diǎnxíng)的類群，其形態(tài)如下圖所示。

下圖：鏈霉菌的一般形態(tài)和構造（模式圖）第二十頁，共三十三頁。二、原核生物(shēngwù)多樣性及其進化35億年前出現(xiàn)原核生物藍細菌，16億年后即19億年前真核單細胞生物出現(xiàn)特點：個體小、結構簡單、繁殖快、分布廣、數(shù)量多進化趨勢(qūshì)：厭氧化能厭氧化能和光能自養(yǎng)型有機營養(yǎng)型光能自養(yǎng)型（放氧型）好氧化能有機營養(yǎng)型第二十一頁，共三十三頁。常見(chánɡjiàn)的細菌性傳染病傷寒－－傷寒桿菌霍亂－－霍亂弧菌白喉－－白喉桿菌白日咳－－白日咳桿菌細菌性痢疾－－痢疾桿菌流行性腦脊髓膜炎－－腦膜炎球菌細菌性食物中毒－－腸胃(chánɡwèi)型：多種細菌神經(jīng)型：肉毒桿菌炭疽－－炭疽桿菌第二十二頁，共三十三頁。三、非細胞(xìbāo)性生物-病毒亞顯微(10－1000nm)非細胞結構專性活物寄生特殊的增殖特性只有(zhǐyǒu)一種核酸（RNA或DNA），并都有遺傳活性。無蛋白質合成和能量代謝的機制第二十三頁，共三十三頁。每一病毒顆粒都是由:一個(yīɡè)核酸芯子和一個(yīɡè)蛋白質外衣，即衣殼(capsid)所組成。第二十四頁，共三十三頁。病毒的增殖(zēngzhí)過程(嗜菌體）吸附侵入合成裝配(zhuāngpèi)釋放第二十五頁，共三十三頁。病毒學研究的重要(zhòngyào)意義

病毒是人類傳染病的主要病原據(jù)統(tǒng)計，人類傳染病大約有70％以上是由病毒引起的，其余30％由細菌、真菌和原生動物等造成。病毒病至今沒有十分理想的預防(yùfáng)和治療手段，嚴重威脅人類的健康和經(jīng)濟發(fā)展。第二十六頁，共三十三頁。四、原生(yuánshēnɡ)生物多樣性及其進化

約19億年發(fā)現(xiàn)真核生物化石(huàshí)單細胞真核藻類真核生物的形成：膜內折、內共生第二十七頁，共三十三頁。

內共生學說(xuéshuō)

原始厭氧原核細胞吞食需氧菌細胞膜多重內褶原核復合生物內褶形成內質網(wǎng)、核膜(hémó)等（共生關系）被吞食的原核生物演變?yōu)榧毎髡婧酥参锛毦€粒體真核動物真核細胞真菌藍藻葉綠體某些原生生物

第二十八頁，共三十三頁。

原生生物界(烏合之眾(wūhézhīzhòng))動物植物真菌中原始種類、難以劃分的真核生物。（97年進化理論會議）有的行光合作用，是海洋或湖泊中的原初生產(chǎn)者，有的是古代石油來源等作用或用途草履蟲、小球藻代表生物原生動物、真核藻類、粘菌類別為真核細胞，單細胞或多細胞