《生態(tài)與環(huán)境》配套PPT電子課件

《生態(tài)與環(huán)境》配套PPT電子課件,生態(tài)與環(huán)境,生態(tài),環(huán)境,配套,PPT,電子,課件 第1講 生命的起源與進(jìn)化生命的起源與進(jìn)化 主要內(nèi)容主要內(nèi)容l一、生命到底是什么？l二、生命起源的各種假說l三、生命起源的三個(gè)階段l四、生命起源的證據(jù)l五、生物進(jìn)化論一、生命到底是什么一、生命到底是什么?l生命是什么？生命是什么？生命的生物學(xué)定義：生命是生物體所表現(xiàn)出來的自身繁殖、生長(zhǎng)發(fā)育、新陳代謝、遺傳變異以及對(duì)刺激產(chǎn)生反應(yīng)等復(fù)合現(xiàn)象。l生命到底是什么？生命到底是什么？1 1、前分子生物學(xué)時(shí)代、前分子生物學(xué)時(shí)代生命是生命是活力（隱得來稀活力（隱得來稀亞里士多德）。亞里士多德）。2 2、分子生物學(xué)時(shí)代、分子生物學(xué)時(shí)代生命是生命是機(jī)器機(jī)器是生物大分子機(jī)器是生物大分子機(jī)器肽鏈肽鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)螺旋螺旋二級(jí)結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)折疊折疊三級(jí)結(jié)構(gòu)三級(jí)結(jié)構(gòu)亞基亞基四級(jí)結(jié)構(gòu)：四級(jí)結(jié)構(gòu)：功能蛋白質(zhì)功能蛋白質(zhì)圖片來自網(wǎng)絡(luò)3 3、基因組時(shí)代、基因組時(shí)代生命是生命是信息信息生命只不過是一組堿基編碼生命只不過是一組堿基編碼生命只不過是一組堿基編碼生命只不過是一組堿基編碼 DNA DNA mRNA mRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞個(gè)體個(gè)體種群種群 群落群落生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)系統(tǒng) 4 種種脫氧核脫氧核糖核酸糖核酸 4 種種核糖核酸核糖核酸 20 種種氨基酸氨基酸生命的生命的功能單功能單位位中心法則中心法則信息信息信息信息2 2 2 2：基因數(shù)不對(duì)應(yīng)生物體的復(fù)雜性。：基因數(shù)不對(duì)應(yīng)生物體的復(fù)雜性。：基因數(shù)不對(duì)應(yīng)生物體的復(fù)雜性。：基因數(shù)不對(duì)應(yīng)生物體的復(fù)雜性。l線蟲線蟲和果蠅果蠅的基因數(shù)（約12000）僅是酵母酵母（約6000）的兩倍兩倍；l人人和鼠鼠的基因數(shù)（約3萬(wàn)），是線蟲線蟲和果蠅果蠅的兩倍兩倍。l發(fā)現(xiàn)人、鼠之間的基因數(shù)目數(shù)目差別不大不大，但人、鼠之間的表型差別卻如此的顯著，這說明基因數(shù)目不足以反映生物的全部復(fù)雜性這說明基因數(shù)目不足以反映生物的全部復(fù)雜性。l信息信息3 3：越是高等的生物，非編碼：越是高等的生物，非編碼DNADNA在不斷增加。在不斷增加。（人類基因組中，有95%DNA95%DNA不參加編碼蛋白質(zhì)）生命是單一起源（共相同源）生命是單一起源（共相同源）l1、DNA是遺傳物質(zhì)；l2、DNA復(fù)制使用模板和堿基配對(duì)機(jī)制；l3、將DNA轉(zhuǎn)錄成RNA使用有同源催化機(jī)制的RNA聚合酶；l4、使用三聯(lián)體密碼子把RNA翻譯成蛋白；l5、使用rRNA、tRNA和核糖體蛋白的混合物來翻譯蛋白質(zhì)；l6、ATP作為細(xì)胞內(nèi)能量?jī)?chǔ)存和合成DNA、RNA的能量來源；l7、細(xì)胞質(zhì)被包在膜內(nèi)，營(yíng)養(yǎng)和廢物可以通過；l8、生命起源于海洋，并是熱起源。圣經(jīng)里面說上帝在7天內(nèi)造出了萬(wàn)物,其順序如下:第一日，神在黑暗、渾沌和水的大地創(chuàng)造光、晝夜。第二日，神創(chuàng)造天，將上面的水和下面的水分開。第三日，神分離陸地和海洋，創(chuàng)造出種子植物種子植物。第四日，神創(chuàng)造出日、月日、月和星星。第五日，神創(chuàng)造出水生動(dòng)物和飛鳥。第六日，神創(chuàng)造出牲畜、昆蟲昆蟲、野獸和男女。第七日，神安息了。達(dá)爾文在1836-1839間逐漸認(rèn)識(shí)到舊約全書有明顯偽造世界歷史的東西，不相信基督是神的化身，不信神了。二、生命起源的各種假說二、生命起源的各種假說 (一一)神創(chuàng)論神創(chuàng)論（二）胚種論（二）胚種論（二）胚種論（二）胚種論（PanspermiaPanspermiaPanspermiaPanspermia）只是一種猜測(cè)只是一種猜測(cè)只是一種猜測(cè)只是一種猜測(cè)l該理論認(rèn)為，地球最初的生命來源于宇宙空間，比如火星。當(dāng)天體相撞時(shí)，隕石便劃過天際飛向地球，最終在地球生根發(fā)芽。而隕石上的微生物便是地球生命的胚芽。然而，一些科學(xué)家提出爭(zhēng)議，如果我們都是“火星人”，是不是其它星球也存在與我們相同的生命形式？只有等到我們與外星人相見那一刻才能得到證實(shí)了。另外，生命是如果躲避穿越大氣層的高溫？l2005.1.14歐洲航天局向土衛(wèi)六發(fā)射的哈希尼釋放惠更斯探測(cè)器發(fā)回照片，大氣中氮在-180呈液態(tài)。（三）深海煙囪起源假說（三）深海煙囪起源假說l“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”在深海世界不適用。這種生命形成理論認(rèn)為，生命起源于海底熱泉口，最初富含氫氣的有機(jī)微粒便是從這個(gè)口中噴出。然后，熱泉邊的巖石凹陷處將這些有機(jī)微粒集中到一起，并給它們提供豐富的礦物養(yǎng)分。即便是今天，這些海底熱泉依然富含大量的化學(xué)物質(zhì)和熱能，滋養(yǎng)著充滿生氣的生態(tài)系統(tǒng)。（四）泥土造物假說（四）泥土造物假說與土壤形成機(jī)理相矛盾與土壤形成機(jī)理相矛盾與土壤形成機(jī)理相矛盾與土壤形成機(jī)理相矛盾l一些科學(xué)家認(rèn)為最早的有機(jī)生命體應(yīng)該起源于泥土。他們認(rèn)為泥土不僅使有機(jī)微粒聚在一起，更幫助它們逐步形成我們今天的基因模式。DNA的一大作用就是儲(chǔ)存分子如何排列的信息，DNA的發(fā)生次序?qū)τ诘鞍踪|(zhì)內(nèi)氨基酸的排列模式起到至關(guān)重要的作用。而泥土中的礦物晶體將有機(jī)分子按照某種模式排列起來。逐漸的，有機(jī)分子自己也具有了自我組織的能力，并慢慢形成了今天的萬(wàn)物。然而，土壤是群落發(fā)育的產(chǎn)物，土壤是群落發(fā)育的產(chǎn)物，除非是火山灰火山灰。（五）電火花形成假說（五）電火花形成假說l電火花可以使空氣中的水、甲烷、氨氣和氫氣通過化學(xué)作用形成氨基酸和糖分。這一點(diǎn)使得許多科學(xué)家相信生命最初的物質(zhì)是通過大自然中的電力效應(yīng)產(chǎn)生的（被米勒實(shí)驗(yàn)證實(shí)）。l然而，目前的研究發(fā)現(xiàn)，在地球早期空氣中是沒有氫氣的。因此，一些科學(xué)家認(rèn)為地球生命最早是由火山云中的甲烷、氫氣、氨氣以及閃電共同創(chuàng)造的。（六）冰雪地球假說（六）冰雪地球假說l在約30億年前，地球上曾覆蓋著厚厚的冰層。這些冰層大概有幾百米厚，既保護(hù)了一些有機(jī)物質(zhì)躲開紫外線的照射，又可保護(hù)天體撞擊所造成的損害。據(jù)此，有機(jī)物質(zhì)得以在冰下的水中慢慢滋生繁衍，最終形成今天的萬(wàn)物。然而，生命體中酶的適宜溫度（25-30）與此不符。（七）（七）RNARNA起源假說起源假說l核糖核酸RNA與脫氧核糖核酸DNA一樣有著儲(chǔ)存信息的作用，幫助DNA和蛋白質(zhì)的形成。在機(jī)體中，RNA還有著打開或者關(guān)閉某些基因的功能。一些科學(xué)家認(rèn)為，生命是從RNA開始，RNA是在地球上自發(fā)形成的。（八）自生論18世紀(jì)以前的粗淺觀察：!從垃圾和糞坑里自發(fā)地產(chǎn)生了蛆和蒼蠅!從小池塘和沼澤地中自發(fā)地出現(xiàn)了蝌蚪和青蛙!從潮濕的土壤里鉆出了老鼠(沒有對(duì)照實(shí)驗(yàn))!植物只能通過種子的萌發(fā)才能產(chǎn)生(沒有顯微鏡)!卵的孵化產(chǎn)生了昆蟲和家禽等自生論認(rèn)為自生論認(rèn)為:生命是自然界中隨機(jī)的自然發(fā)生的?！案馍?，腐草化螢腐肉生蛆，腐草化螢”16651665年，胡克利用顯微鏡發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌，人們認(rèn)為大的生物不能自生，而小的細(xì)菌可以自生。1765年，世紀(jì)意大利科學(xué)家世紀(jì)意大利科學(xué)家 SpallanzaniSpallanzani 的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)置于燒瓶中的肉湯加熱沸騰后讓其冷卻，開口的燒瓶中很快就繁殖生長(zhǎng)出許多微生物；但加了瓶塞與外界隔離的燒瓶中就沒有出現(xiàn)微生物。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果為解決上述的爭(zhēng)論提供了重要的線索，但自生論者不服氣，因?yàn)闆]氧氣。批駁自生論批駁自生論他相信：“所有生命只能來源于生命，從非生命物質(zhì)中絕對(duì)不可能隨時(shí)自發(fā)地產(chǎn)生出新的生命個(gè)體”。在生命物質(zhì)與非生命物質(zhì)之間沒有不可逾越的鴻溝。地球早期化學(xué)演化如何？1860年，巴斯德年，巴斯德批駁了批駁了自生論，但遺憾的是他自生論，但遺憾的是他相信相信生源論。生源論。（九）生源論（九）生源論 三、生命起源的三個(gè)階段元素演化化學(xué)演化生命演化元素演化是星球演化的組成部分。元素演化是星球演化的組成部分?；瘜W(xué)學(xué)演演化化：無無機(jī)機(jī)物物有有機(jī)機(jī)物物。俄國(guó)科學(xué)家Oparin和英國(guó)科學(xué)家Haldane提出，原始地球環(huán)境可以產(chǎn)生組成生物體的單糖、脂肪、氨基酸和核苷酸等分子單元，但還沒有出現(xiàn)真正的生命，這一時(shí)期稱為化學(xué)演化期或前生物期。生命演化的4個(gè)步驟從生物大分子生物大分子演化期到細(xì)胞細(xì)胞包括4個(gè)步驟：（1）生物大分子和催化作用形成生物大分子和催化作用形成；（2）有機(jī)物聚合成多多聚聚體體，整合為多分子體系顆粒（原原球體，奧巴林假說球體，奧巴林假說）；（3）多聚體代謝與代謝與遺傳體系遺傳體系的形成；（4）細(xì)胞膜出現(xiàn)原核細(xì)胞原核細(xì)胞，進(jìn)入生物演化。四、生命起源的證據(jù)四、生命起源的證據(jù)（一）化學(xué)人工合成實(shí)驗(yàn)（一）化學(xué)人工合成實(shí)驗(yàn)（一）化學(xué)人工合成實(shí)驗(yàn)（一）化學(xué)人工合成實(shí)驗(yàn)l18501850用甲酰胺和水在紫外線和電火花合成用甲酰胺和水在紫外線和電火花合成丙氨酸丙氨酸；l18601860加熱氯化銨和氰酸銀生成加熱氯化銨和氰酸銀生成尿素尿素；l18611861混合甲醛和氫氧化鈉合成混合甲醛和氫氧化鈉合成糖漿糖漿；l19261926合成合成尿嘧啶尿嘧啶；l19531953合成多種合成多種氨基酸氨基酸；l19601960氫氰酸和氨水合成氫氰酸和氨水合成腺嘌呤腺嘌呤；l1962 a-1962 a-脫氧核糖；脫氧核糖；l1965 1965 結(jié)晶牛胰島素。結(jié)晶牛胰島素。（二）遺傳系統(tǒng)的起源DNADNA、RNARNA、多多多多肽肽肽肽鏈鏈鏈鏈哪一種是原始生命最早貯存遺傳信息并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成、同時(shí)還能自我復(fù)制的物質(zhì)呢？RNA最可能成為最早的遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)顯示，試管中RNA鏈可以自發(fā)地延伸和復(fù)制。20世紀(jì)80年代初，Cech和Altman發(fā)現(xiàn)，某些RNA具有像酶一樣的化學(xué)催化活性（1989年諾貝爾獎(jiǎng)）。RNA在組成及三維空間結(jié)構(gòu)上具有多樣性和穩(wěn)定性。先有雞和先有蛋的問題lRNA可以同時(shí)作為信息載體和催化劑；l進(jìn)化出RNA連接酶和聚合酶；l擺脫RNA世界需要翻譯系統(tǒng)的進(jìn)化和遺傳密碼；l最終 DNA代替RNA，逆轉(zhuǎn)錄酶可能是古老的。n 代謝系統(tǒng)和遺傳系統(tǒng)的起源與進(jìn)化偶然合成的能促進(jìn)RNA復(fù)制活性的短肽鏈與RNA的合作促進(jìn)了原始細(xì)胞遺傳系統(tǒng)的進(jìn)化。偶偶然然以以RNA為為模模板板合合成成了了DNA鏈鏈，后后者者貯貯存存和和復(fù)復(fù)制制遺遺傳傳信信息息比比RNA更更穩(wěn)穩(wěn)定定也也更更有有效效，生生命命起起源源初初期期RNA發(fā)發(fā)揮揮主主要要作作用用的的時(shí)時(shí)代代便便讓讓位位于于DNA-RNA-蛋蛋白白質(zhì)共同作用的時(shí)代。質(zhì)共同作用的時(shí)代。繁殖、蛋白質(zhì)合成和代謝三者在特殊環(huán)境條件下協(xié)同進(jìn)化，加深了遺傳系統(tǒng)與代謝系統(tǒng)的偶聯(lián)。生命由起源階段進(jìn)入漫長(zhǎng)的進(jìn)化階段，演化出多樣性的生物世界。（三）原始的地球和最早出現(xiàn)的生物38-35億年前，原始的地球缺缺乏乏氧氧氣氣，大氣中存在著許多還原性氣體如 NH3,CH4,水蒸氣(H2O)，也可能有CO2,H2S等和少量H2。當(dāng)時(shí)地球缺乏臭氧層的保護(hù)，太陽(yáng)的紫外線輻射很強(qiáng)。前寒武紀(jì)沉積巖薄片中存在類似細(xì)菌大小的微體古生物化石，經(jīng)鑒定主要是一些細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）等。最最早早的的原原核核生生物物具具有有光光合合放放氧氧的的能力和抗紫外線輻射的能力。能力和抗紫外線輻射的能力。疊層石中的秘密l澳大利亞西部疊層石中的微化石在形態(tài)結(jié)構(gòu)上比較完整。它們究竟是藍(lán)藻還是細(xì)菌目前尚難確定。通常認(rèn)為，早期疊層石是藍(lán)藻建造的，疊層石是藍(lán)藻存在的指示。如果35億年前就已經(jīng)出現(xiàn)藍(lán)藻，則說明釋氧的光合作用早就開始了，這便引出一個(gè)問題：為什么直到20億年前大氣圈才積累自由氧呢？從35億年前到20億年前中間相隔15億年之久，為什么氧的積累如此緩慢？對(duì)此當(dāng)然有不同的解釋。（四）真核生物的起源原原核核生生物物出現(xiàn)于38億年前；真核生物化石不超過20億年前。真核生物細(xì)胞要比原核生物細(xì)胞復(fù)雜得多。但是，具有膜包被的細(xì)胞器，即區(qū)域高度組織性的真核細(xì)胞是如何從較簡(jiǎn)單的原核細(xì)胞進(jìn)化來的呢？l “內(nèi)共生假說內(nèi)共生假說”（19701970，馬古麗斯猜想）的，馬古麗斯猜想）的實(shí)驗(yàn)支持實(shí)驗(yàn)支持生物細(xì)胞間的內(nèi)共生現(xiàn)象是存在的。好氧細(xì)菌與線粒體，藍(lán)細(xì)菌與葉綠體在大小、膜的組成及膜蛋白的運(yùn)轉(zhuǎn)作用等方面具有相似性。繁殖時(shí)，線粒體和葉綠體分裂方式與好氧細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌的二分裂基本相同。線粒體與葉綠體內(nèi)部含有環(huán)狀DNA，這一點(diǎn)也與好氧細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌相同。線粒體與葉綠體核酸序列的分析結(jié)果也為內(nèi)共生假說提供了支持。（四）病毒的起源之謎l病毒的類型：DNA病毒，RNA病毒，朊病毒。多樣性表現(xiàn)在形狀、大小、生活史、基因組含量、進(jìn)化方式、與宿主作用方式。l病毒的共性：是非細(xì)胞專性寄生，無ATP代謝系統(tǒng)；與細(xì)胞共用遺傳密碼。l關(guān)于早起病毒進(jìn)化的兩個(gè)重要問題：第一，各類病毒之間是什么關(guān)系？第二，病毒是怎么起源的？關(guān)于病毒起源的猜想（1）是前細(xì)胞世界的遺留物：生物大分子 病毒病毒 細(xì)胞（存在古老的酶：逆轉(zhuǎn)錄酶、細(xì)胞（存在古老的酶：逆轉(zhuǎn)錄酶、DNADNA修復(fù)酶等）修復(fù)酶等）（2）是細(xì)胞逃逸的基因組：是細(xì)胞逃逸的基因組：生物大分子 細(xì)胞細(xì)胞 病病毒毒 （像轉(zhuǎn)座子或質(zhì)粒一樣）（像轉(zhuǎn)座子或質(zhì)粒一樣）（3）是曾經(jīng)自由生活的生物體的遺留物：生物體 細(xì)胞細(xì)胞器（像半自主細(xì)胞器極其簡(jiǎn)化，也有很大的基因組的病器（像半自主細(xì)胞器極其簡(jiǎn)化，也有很大的基因組的病毒，巨型病毒有毒，巨型病毒有1.2Mb1.2Mb基因組可編碼基因組可編碼900900種蛋白質(zhì)）種蛋白質(zhì)）五、生物進(jìn)化論五、生物進(jìn)化論l當(dāng)代生物進(jìn)化論理論基礎(chǔ)來自當(dāng)代生物進(jìn)化論理論基礎(chǔ)來自3 3個(gè)方面：個(gè)方面：l1 1、拉馬克進(jìn)化論、拉馬克進(jìn)化論l2 2、達(dá)爾文學(xué)說、達(dá)爾文學(xué)說l3 3、孟德爾、孟德爾-摩爾根遺傳定律摩爾根遺傳定律(一一)重新認(rèn)識(shí)拉馬克重新認(rèn)識(shí)拉馬克l1707年，博物學(xué)界誕生了2位偉人：瑞典的林奈和法國(guó)的布豐（Buffon）；布豐是偉大思想家和博物學(xué)家，出布豐是偉大思想家和博物學(xué)家，出版版4444卷卷自然史自然史，培養(yǎng)了，培養(yǎng)了2 2個(gè)學(xué)生。個(gè)學(xué)生。l拉馬克（拉馬克（1744-18291744-1829）是一位天才，）是一位天才，18091809動(dòng)物學(xué)哲學(xué)動(dòng)物學(xué)哲學(xué)強(qiáng)調(diào)環(huán)境的直接影響；器官用進(jìn)廢退；獲得性遺傳。強(qiáng)調(diào)環(huán)境的直接影響；器官用進(jìn)廢退；獲得性遺傳。高等動(dòng)物的意志和欲望可促進(jìn)進(jìn)化。高等動(dòng)物的意志和欲望可促進(jìn)進(jìn)化?！矮@得性獲得性”遺傳（生理、形態(tài)）“獲得性狀獲得性狀”遺傳。德國(guó)德國(guó)魏斯曼（魏斯曼（Weismann AugustWeismann August，1834-19141834-1914）對(duì)獲得性的曲解）對(duì)獲得性的曲解,22,22代切代切斷鼠尾實(shí)驗(yàn)批駁拉馬克？斷鼠尾實(shí)驗(yàn)批駁拉馬克？19761976道金斯也是這種態(tài)度。道金斯也是這種態(tài)度。獲得性遺傳獲得性遺傳由拉馬克提出（1809動(dòng)物學(xué)哲學(xué)）；得到達(dá)爾文認(rèn)可與支持，寫入物種起源；得到米丘林（學(xué)派）發(fā)展與應(yīng)用，培育300多個(gè)果樹新品種，獲列寧勛章。米丘林米丘林（18551935）李森科（1898-1976）科學(xué) 政治；科學(xué)沒有國(guó)界。實(shí)事求是對(duì)待科學(xué)發(fā)展史實(shí)事求是對(duì)待科學(xué)發(fā)展史拉馬克學(xué)說的新曙光拉馬克學(xué)說的新曙光l表觀遺傳學(xué)表觀遺傳學(xué)可望能夠驗(yàn)證拉馬克理論?？赏軌蝌?yàn)證拉馬克理論。l遺傳學(xué)認(rèn)為，基因是以遺傳學(xué)認(rèn)為，基因是以DNADNA為載體。但是，為載體。但是，DNADNA雖然對(duì)蛋白質(zhì)的表雖然對(duì)蛋白質(zhì)的表達(dá)起著決定權(quán)，但從達(dá)起著決定權(quán)，但從DNADNA到蛋白質(zhì)的過程中卻存在很多可以調(diào)控到蛋白質(zhì)的過程中卻存在很多可以調(diào)控的步驟，像的步驟，像DNADNA的甲基化、組蛋白的甲基化和乙?；龋踔恋暗募谆?、組蛋白的甲基化和乙酰化等，甚至蛋白質(zhì)的不同折疊也影響蛋白質(zhì)表達(dá)與功能（細(xì)胞質(zhì)遺傳）。白質(zhì)的不同折疊也影響蛋白質(zhì)表達(dá)與功能（細(xì)胞質(zhì)遺傳）。l上述調(diào)控過程具有2個(gè)特征：一是它們能夠長(zhǎng)久不斷受到自然的后天影響（可獲得性），它們還可以遺傳（可遺傳性）。（二）達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說l1809年2月12日，大西洋兩岸分別誕生了一位偉人，美國(guó)的總統(tǒng)林肯和英國(guó)的達(dá)爾文。l誕生條件：誕生條件：1、是歷史思想財(cái)富的繼承繼承和精煉。在1861年第3版新增引言中，列舉了布豐和拉馬克等3434位先行者位先行者的工作。l2、是大量直接和間接科學(xué)實(shí)踐科學(xué)實(shí)踐積累的結(jié)果。1831-1836貝格爾號(hào)環(huán)球考察環(huán)球考察；農(nóng)作物栽培和家養(yǎng)動(dòng)物飼養(yǎng)的工作經(jīng)驗(yàn)。l3、受到科學(xué)靈感科學(xué)靈感的點(diǎn)燃。加拉帕戈斯群島鳥類的變異，啟發(fā)了物種可變思想形成；馬爾薩斯人口論生存斗爭(zhēng)和自然選擇是演變的動(dòng)力。達(dá)爾文學(xué)說的內(nèi)容1.遺傳變異普遍存在，物種漸變。2.繁殖過剩，生存斗爭(zhēng) 個(gè)體之間,種群之間。3.自然選擇、適者生存 Darwin認(rèn)為生存斗爭(zhēng)生存斗爭(zhēng)與適者生適者生存存就是自然選擇的過程。達(dá)爾文進(jìn)化論的不足：沒有遺傳學(xué)基礎(chǔ)；沒有提出隔離在物種形成中的作用。盡管如此，達(dá)爾文進(jìn)化論具有里程碑的意義。2009，杰里.科恩著為什么相信達(dá)爾文在歐美很暢銷。（三）現(xiàn)代綜合進(jìn)化論l1937，俄裔美國(guó)學(xué)者杜布贊斯基的遺傳學(xué)與物種起源；1942，T.赫胥黎的孫子J.赫胥黎的進(jìn)化：現(xiàn)代的綜合，綜合進(jìn)化論認(rèn)為進(jìn)化涉及到地理的、歷史的、基因型的、表現(xiàn)型的、個(gè)體的、群體的綜合機(jī)理。l主要論點(diǎn)：享有一個(gè)基因庫(kù)的群體是生物進(jìn)化的基本單位；物種形成和生物進(jìn)化的機(jī)制包括基因突變、自然選擇和隔離3個(gè)方面。例如：海龜?shù)穆?lián)趾是有利的性狀。l分趾性狀 Wl聯(lián)趾性狀 wlWW Ww ww 環(huán)境對(duì)基因型的選擇與生物的適應(yīng)環(huán)境對(duì)基因型的選擇與生物的適應(yīng)綜合進(jìn)化論對(duì)許多問題仍然懸而未決 由于當(dāng)時(shí)（1937-1942）對(duì)基因物質(zhì)基礎(chǔ)不清楚，不能直接觀察遺傳變異，所以，仍存在許多問題：l細(xì)胞質(zhì)與細(xì)胞核遺傳有什么關(guān)系？l是什么維持遺傳變異？l自然選擇的對(duì)象是什么？l新基因在進(jìn)化中演變過程是如何發(fā)生的？分子生物學(xué)使進(jìn)化生物學(xué)脫胎換骨l1953，Crick和Watson發(fā)現(xiàn)DNA結(jié)構(gòu)；l1958，科學(xué)家破譯半保留復(fù)制機(jī)制，Crick 提出中心法則；l1961，在莫斯科國(guó)際遺傳學(xué)大會(huì)上遺傳密碼公布；l分子生物學(xué)提出全新問題：新基因進(jìn)化，基因水平轉(zhuǎn)移等；l提供強(qiáng)大新技術(shù)：遺傳標(biāo)記，PCR技術(shù)等；現(xiàn)代達(dá)爾文進(jìn)化理論面臨的挑戰(zhàn)l新興分子生物學(xué)新興分子生物學(xué)中性突變理論（日本木村資生(M.Kimura)1968），現(xiàn)在看來不妥。分子鐘是正確的；l發(fā)育生物學(xué)發(fā)育生物學(xué)Hox基因家族，Pax6基因（例如，器官，眼睛）；l古生物學(xué)的復(fù)蘇古生物學(xué)的復(fù)蘇生物“大爆炸”學(xué)說，生物演化間斷-平衡學(xué)說。家蠅蛹和寄生蜂相互作用的實(shí)驗(yàn)（康奈爾大學(xué)，家蠅蛹和寄生蜂相互作用的實(shí)驗(yàn)（康奈爾大學(xué)，1960）（四）進(jìn)化的動(dòng)力在哪里？自然選擇和遺傳漂變是自然選擇和遺傳漂變是兩種進(jìn)化動(dòng)力。兩種進(jìn)化動(dòng)力。（五）生物進(jìn)化的證據(jù)1、化石記錄化石的重要性在于：第第一一，作為證據(jù)，它為進(jìn)化論做了慷慨激昂的辯護(hù)；第第二二，當(dāng)發(fā)現(xiàn)過渡態(tài)物種的化石，它必定會(huì)出現(xiàn)所預(yù)測(cè)的地層位置；第第三三，任何進(jìn)化的改變，必然是基于舊特征塑造出的新特征。（火成巖、變質(zhì)巖、（火成巖、變質(zhì)巖、沉積巖沉積巖）2 2、生物地理學(xué)證據(jù)生物地理學(xué)證據(jù)生物地理學(xué)是研究物種地理分布的科學(xué)。正是生物地理學(xué)最早為Darwin提出的物種形成和生物進(jìn)化提供了證據(jù)。例：各種有袋哺乳動(dòng)物如袋鼠僅僅居住在澳大利亞，而澳大利亞胎生哺乳動(dòng)物非常稀少。生物種群的進(jìn)化一方面受環(huán)境選擇的作用，另一方面在一定的區(qū)系內(nèi)進(jìn)行。3 3、比較解剖學(xué)證據(jù)比較解剖學(xué)證據(jù)對(duì)不同種群生物的個(gè)體解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。同功器官；同源器官。在一些不同種群生物中，某些器官即使行使不同功能，它們?cè)诮馄式Y(jié)構(gòu)上也具有相同或相似性，反映出這些生物之間具有的親源關(guān)系和從某個(gè)共同祖先進(jìn)化來的軌跡。退化器官痕跡、反祖現(xiàn)象。4 4、比較胚胎學(xué)證據(jù)比較胚胎學(xué)證據(jù)比較胚胎學(xué)即不同生物胚胎發(fā)育過程的變化研究也揭示了一些不同的生物是由同一個(gè)祖先進(jìn)化而來的事實(shí)。親緣關(guān)系相近的生物在它們發(fā)育過程中有相同的發(fā)育階段。（重演）5 5、分子生物學(xué)證據(jù)分子生物學(xué)證據(jù)例：人類與其他幾種脊椎動(dòng)物血紅蛋白多肽鏈的氨基酸序列差別。氨基酸差異數(shù)：氨基酸差異數(shù)：氨基酸差異數(shù)：氨基酸差異數(shù)：人人人人猴子：猴子：猴子：猴子：8 8人人人人鼠鼠鼠鼠：3030人人人人八目鰻：八目鰻：八目鰻：八目鰻：125125基因可調(diào)控同源器官l昆蟲的復(fù)眼，頭足動(dòng)物的眼睛，哺乳動(dòng)物的眼睛，三昆蟲的復(fù)眼，頭足動(dòng)物的眼睛，哺乳動(dòng)物的眼睛，三者表面上看毫無關(guān)系。這種眼睛的結(jié)構(gòu)與功能是自然者表面上看毫無關(guān)系。這種眼睛的結(jié)構(gòu)與功能是自然選擇無法解釋的，有人曾用來難為達(dá)爾文的自然選擇選擇無法解釋的，有人曾用來難為達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說。學(xué)說。l但現(xiàn)在，分子生物學(xué)研究結(jié)果，這但現(xiàn)在，分子生物學(xué)研究結(jié)果，這3種類型眼睛種類型眼睛都是由都是由叫叫 Pax6基因調(diào)控的，由此對(duì)器官的同源性有了新的理基因調(diào)控的，由此對(duì)器官的同源性有了新的理解。解。l同樣，對(duì)同源框同樣，對(duì)同源框（Hox）基因研究，發(fā)現(xiàn)）基因研究，發(fā)現(xiàn)Hox基因簇基因簇幾乎在所有動(dòng)物發(fā)育過程中，控制身體各部分形成，幾乎在所有動(dòng)物發(fā)育過程中，控制身體各部分形成，是形態(tài)發(fā)育是形態(tài)發(fā)育“總設(shè)計(jì)師總設(shè)計(jì)師”或或“萬(wàn)能開關(guān)萬(wàn)能開關(guān)”，對(duì)于解釋，對(duì)于解釋動(dòng)物寒武紀(jì)大爆發(fā)有新的理論依據(jù)。動(dòng)物寒武紀(jì)大爆發(fā)有新的理論依據(jù)?！斑M(jìn)化論有個(gè)奇怪的特點(diǎn)，每個(gè)人都覺得自己了進(jìn)化論有個(gè)奇怪的特點(diǎn)，每個(gè)人都覺得自己了解進(jìn)化論解進(jìn)化論。”（美國(guó)著名分子生物學(xué)家 雅克莫諾）據(jù)據(jù)20062006年在年在3232個(gè)國(guó)家抽樣調(diào)查，日本個(gè)國(guó)家抽樣調(diào)查，日本78%78%相信進(jìn)相信進(jìn)化論；在法國(guó)化論；在法國(guó)80%80%相信進(jìn)化論；而在土耳其只有相信進(jìn)化論；而在土耳其只有25%25%相信進(jìn)化論，相信進(jìn)化論，75%75%反對(duì)。反對(duì)。根據(jù)根據(jù)20092009年的一項(xiàng)社會(huì)學(xué)調(diào)查，美國(guó)人有年的一項(xiàng)社會(huì)學(xué)調(diào)查，美國(guó)人有25%25%相相信進(jìn)化論，另有信進(jìn)化論，另有25%25%不相信進(jìn)化論，其他不相信進(jìn)化論，其他50%50%保持中保持中立態(tài)度。立態(tài)度。美國(guó)芝加哥大學(xué)龍漫遠(yuǎn)教授說（美國(guó)芝加哥大學(xué)龍漫遠(yuǎn)教授說（20112011年年7 7月在昆明）月在昆明）“進(jìn)化論進(jìn)化論”是真的嗎？是真的嗎？總結(jié)l由此可見，生命是極其復(fù)雜的，同時(shí)又是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。說復(fù)雜，是指表現(xiàn)在遺傳發(fā)育和代謝過程方面；說簡(jiǎn)單，是指在物質(zhì)組成方面。l生命是進(jìn)化和環(huán)境的產(chǎn)物，至今，生命跨越著無機(jī)界和有機(jī)界。參考文獻(xiàn)l生命的起源編寫組，生命的起源，2010，中國(guó)出版集團(tuán)，世界圖書出版公司l生命的起源在線觀看地址：http:/ al.，進(jìn)化（第4章生命的起源），2009，科學(xué)出版社