生命科学导论 生物的起源与进化.pptVIP

? 人工选择与自然选择 ? 生物性状和特征变 化往往是环境和遗 传相互作用的结果 ? 例：长颈鹿的进化 ? 自然选择作用下群体水平的进化实质上反映了生物 基因库的变化。 ? 基因库是一种生物群体全部遗传基因的集合，它决 定了下一代的遗传性状。 ? 生物细胞中同源染色体上的一对等位基因可以决定 生物个体的某一性状。 物种形成的机理 ? 物种 不但是生物分类的单元，更是遗传生殖和进化 的单元。 ? 种群 是同一物种的一群个体，享有共同的基因库。 同一种群生物个体之间的交配便造成了彼此间的基 因交流并保持着基因库的稳定。 ? Darwin 将某些地理障碍如大的山脉、峡谷、海洋等 把生物相互隔开称为 地理隔离 。 ? 地理隔离造成小种群间基因交流的阻断使基因库的 差异越来越大，最终出现了 生殖隔离 ，即不同小种 群间的个体不能彼此交配和产生有生殖能力的后代。 ? 几个基本概念 ? 例：加帕戈斯群岛上发现的 13 种地雀的进化过程 ? 地理隔离造成生殖隔离，生殖隔离导致新种的形成 ? 地理隔离和生殖隔离形成新种的方式称为 异地物种 形成 ，它是生物进化过程中形成新物种的主要方式。 三、 生物进化的证据和历程 生物进化的化石记录 ? 古生物化石 ? 海洋与湖泊的沉积埋 藏作用是化石形成的 重要条件 ? 现已发现的化石大部 分属于水生生物。 ? 地质年代与化石记录 ? 化石记录显示，越老的地层，生物形态越简单；越 新的地层，生物形态越复杂。 ? 地质历史及其中的化石记录雄辩地证明，生物是进 化的，复杂的生物是从简单的生物进化来的，陆生 生物是从水生生物进化来的。 生物进化的其它证据 ? 生物地理学证据 ? 生物地理学是研究物种地理分布的科学。正是生物 地理学最早为 Darwin 提出的物种形成和生物进化提 供了证据。 ? 例：各种有袋哺乳动物如袋鼠仅 仅居住在澳大利亚，而澳大利亚 胎生哺乳动物非常稀少。 ? 生物种群的进化一方面受环境选 择的作用，另一方面在一定的区 系内进行。 ? 比较解剖学证据 ? 对不同种群生物的个体解剖 结构进行比较。 ? 在一些不同种群生物中，某 些器官即使行使不同功能， 它们在解剖结构上也具有相 同或相似性，反映出这些生 物之间具有的亲源关系和从 某个共同祖先进化来的轨迹。 ? 退化器官痕迹、反祖现象 ? 比较胚胎学证据 ? 比较胚胎学即不同生物胚胎发育过程的变化研究也揭 示了一些不同的生物是由同一个祖先进化而来的事实。 ? 亲源关系相近的生物在它们发育过程中有相同的发育 阶段。（重演） ? 分子生物学证据 ? 遗传密码的通用性说明，自然界所有生命形式都是相 互关联的。 ? 亲源关系近的生物，其 DNA 或蛋白质有更多相同性。 反之亦然。 ? 利用分子生物学技术对不同生物同种蛋白的氨基酸序 列分析是一种分析和判断生物之间亲源关系和进化顺 序的先进手段。 ? 除了蛋白质氨基酸序列的分析外， DNA 同源序列分析 和 DNA 多态性分析等也已成为判断生物之间亲源关系 和进化顺序的常用手段。 ? 分子生物学证据 ? 例：人类与其他几种脊椎动物血红蛋白多肽链的氨 基酸序列差别 人 — 猴子： 8 人 — 鼠 ： 30 人 — 八目鳗： 125 第一章 生物的起源与进化 一、 生命的起源 二、 Darwin 与进化论 三、 生物进化的证据和历程 四、 人类的起源和进化 大自然极为勉强地隐藏了她过去的秘密， 我们古生物学家根据沉积岩不完整序列中 保存的残缺化石碎片，来编织我们的故事。 —— 古尔德 1 、 生命的起源 几百年前的争论 ? 生命究竟是如何起源的，有机体能自发地由非生命 物质随时形成吗？ ? 18 世纪以前： ? 从垃圾和粪坑里自发地产生了蛆和苍蝇 ? 从小池塘和沼泽地中自发地出现了蝌蚪和青蛙 ? 从潮湿的土壤里钻出了老鼠 ? 植物只能通过种子的萌发才能产生 ? 卵的孵化产生了昆虫和家禽等 ? 如何通过实验来解决这个难题？ ? 18 世纪意大利科学家 Spallanzani 的实验 ? 置于烧瓶中的肉汤加热 沸腾后让其冷却，开口 的烧瓶中很快就繁殖生 长出许多微生物；但加 了瓶塞与外界隔离的烧 瓶中就没有出现微生物。 ? 这一实验结果为解决上 述的争论提供了重要的 线索。 ? Pasteur 的实验 ? 结论：“所有生物只能来源于生物，从非生命物 质中绝对不可能随时自发地产生出新的生命个 体”。 ? 地球上的第一个生命是如何而来的？ ? 在生命物质与非生命物质之间没有不可逾越的鸿沟。 ? 外星生命？ ? 地球早期化学演化 巴斯德 原始的地球和最早出现的生物 ? 原始的地球缺乏氧气，大气中存在着 许多还原性气体如 H 2 , NH 3 , CH 4 , 水蒸气 (H 2 O) ，也可能有 CO 2 , H 2 S