第2章 生命、健康与环境.pdf

第二章生命、健康与环境
第一节地球上的生命
一、生命
二、生命的起源
三、生物体中的大分子
第二节物种与生物多样性
一、物种
二、物种多样性
三、种间关系
第三节环境与健康
一、人体与环境的关系
二、环境与疾病
三、环境污染的特征与危害
© Luo Ji, WHU 2005
第一节地球上的生命
一、生命
„ “生命是蛋白体存在的方式,这个存在方式的基本
因素在于它和周围外部自然界的不断新陈代谢”。
——恩格斯《自然辩证法》
„ 生命是高度组织化的物质结构,其分子基础是具
有自我复制和具负载遗传信息功能的核酸等生物
大分子,通过生物膜实现内部和内外的分隔,形
成形形色色的细胞、组织和生物体,并藉助外界
能量的输入,通过一系列相互关联的生物化学过
程而实现内外物质交换和自我的复制。
© Luo Ji, WHU 2005
二、生命的起源
„ 地球上的大气:
¾ 46亿年前地球开始形成。那时地球上的温
度很低,外面围绕着以氢和氦为主的大量气
体,这是地球的第一代大气。由于地球的质
量不够大,当温度升高时,气体分子运动加
快,就逐渐摆脱地球的引力而逃逸出来,或
被强烈的太阳风吹到宇宙的深处,地球外面
的大气层就逐渐消失。
© Luo Ji, WHU 2005
¾ 后来,地球在继续旋转和聚集的过程中,由于本身
的凝聚收缩和放射性物质的蜕变生热,使原始地球
不断增温,内部达到炽热的程度。由于重力的关
系,较重的物质就沉向地球的内部,形成地核和地
幔;较轻的物质则分布在地球的表面,形成地壳。
最初形成的地壳比较薄弱,而地球内部的温度又很
高,因此,火山活动频繁,从火山喷出许多气体形
成第二代大气,又叫原始大气。原始大气的成分大
致有甲烷、氨、水蒸气、氢等,没有氧是还原性大
气。正是这种还原性大气,在一定能源的作用下,
形成了各种无机物和有机物,为地球上生命的发生
创造了条件。
© Luo Ji, WHU 2005
¾ 大约在地球产生后5~15亿年这段时间
内,由于蓝藻的光合作用,游离氧逐
渐增加,到了20亿年以后,由于蓝藻
和植物的光合作用,游离氧进一步增
加,加上大气上层的水也在不断的光
解产生游离氧。还原性的大气才逐渐
变成氧化性大气。
© Luo Ji, WHU 2005
„ 地球上的海洋:地球刚形成时,没有河流和海
洋,并且大气层里的水分也很少。地球上的水
是与原始大气一起由地球内部产生的。另一方
面,地壳不断地发生变化,有些地方龙隆起,
形成高原和山峰,有些地方下陷,形成了低地
和山谷。大气层中的水蒸气增多并达到饱和,
随着地球温度降低,水蒸气冷却形成雨降落到
地面,聚集在一些低洼的地方,形成了湖泊和
河流。最后形成了原始海洋。原始海洋的含盐
量很低,经过几十亿年以后,海水的含盐量才
达到现在的程度。原始海洋成了各种物质总汇
集场所,在那里孕育了原始生命。
© Luo Ji, WHU 2005
„ 米勒的实验装置:美国学者米勒()等
人,于1953年首次模拟原始大气成分,用甲
烷(CH4)、氨(NH3)、氢(H2)和水蒸气
(H2O),通过火花放电合成了氨基酸。米勒等
人设计的装置如课本中的图所示。首先把水
加入到500ml的烧瓶中,抽出空气,加入甲
烷、氨、氢的混合气体。然后把烧瓶中的水
烧沸,时混合气体进入容积为5l的烧瓶中,在
这些气体中连续进行火花放电一周。结果得
到20种有机化合物,其中有11种氨基酸,并
且有4种是天然蛋白质中所含有的。
© Luo Ji, WHU 2005
„ 生物的进化:查理·达尔文(C. R. Darwin, 1809 -1882)
-《物种起源》(1859)
¾ [进化论] 亦称“演化论”,旧译“天演论”。生物进化论是
研究生物进化、生物发展规律以及如何运用这些规律的
科学,是生物学的一个重要部门。进化论一词最初是拉
马克提出。达尔文的《物种起源》一书奠定了进化论的
科学基础。而现代生物学的发展,促进了生命起源、物
种分化和形成等进化理论的进一步发展,认为生物最初
从非生物而来,现代地球上生存的各种生物,有共同的
祖先,它们在进化过程中,通过变异、遗传和自然选
择,由低级到高级,从简单到复杂,种类由少到多。恩
格斯认为达尔文的进化理论是19世纪自然得科学三大发
现(能量守恒和转换定律、细胞学说和进化论)之一。
——摘自《辞海》(1