基础生命科学导论：第七章 进化.ppt

第七章 进化
第一节 生命的起源
第二节 Darwin与进化论
第三节 群体遗传与生物进化的机理
第四节 生物进化的证据和历程
第五节 生命系统及进化树
第六节 人类的起源和进化
一、原始的地球和最早出现的生物
第一节
原始的地球缺乏氧气，大气中存在着许多还原性气体。由于当时地球缺乏臭氧层的保护，太阳的紫外线辐射很强。

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迄今发现的最早的生物化石存在于34亿年前南非的燧石层中。这些最早出现的微体生物化石是一些能进行光合作用的蓝细菌。
第一节 生命的起源
第一节
在前寒武纪早期地层中发现的一些叠层石被确定为光合蓝细菌与矿物周期性交互生长与沉积所形成的特殊构造。
第一节
早期出现的原核生物化石
（球状蓝细菌）
真核生物化石
（球状绿藻类）
一些早期生物还具有光合放氧的能力和抗紫外线辐射的能力，它们通过光合作用放出氧气，形成了保护地球的臭氧层，为以后其他真核生物的生存和演化创造了条件。
二、前生物期的化学演化
第一节
在原始的地球环境中可以产生出组成生物体的结构单元—糖、脂质、蛋白质和核酸。从非生命的无机与有机分子聚合形成糖、脂质、蛋白质和核酸等生物大分子，甚至生物多分子体系，但还没有出现真正的生命，这一时期被称为化学演化期或前生物期。
从前生物期的化学演化到产生最简单的生命形式包括：
（1）氨基酸、核苷酸等有机单体分子的非生物合成和积累。
（2）有机单体分子在非生物体系中聚合成多聚体，即形成核酸、脂质、蛋白质等生物大分子。
（3）非生物过程产生的多聚体整合成为多分子体系颗粒。
（4）代谢与遗传体系的形成和演化最终产生出最简单的生命形式—原核细胞。
第一节
1953年，Miller实验
三、代谢系统的进化和遗传系统的起源
第一节
原始生命体系内代谢系统在自然选择的作用下变得逐渐复杂，代谢系统的进化经历了由简单到复杂的漫长过程。
第一节
最原始的生命形式或最早出现的细胞应该是异养的。
自然选择的压力促进了某些细胞吸收太阳光能，进行光化学反应，将无机物变成有机物，同时生成ATP。这一过程的复杂化便是光合作用的进化，其最终结果产生出光能自养细胞。

自养细胞的出现不但可为异养细胞提供继续生存的营养物质及能量，更改变了地球的环境。光合作用产生的氧气为异养细胞的有氧呼吸和向更高级程度的进化提供了条件。

早前寒武纪地层中发现的许多蓝细菌等微体化石印证了地球及生命早期的进化过程。
第一节
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自养细胞的出现不但可为异养细胞提供继续生存的营养物质及能量，更改变了地球的环境。大量氧气还逐渐形成了包围地球的臭氧层，这一臭氧层为地球上的生命不受太阳紫外线辐射的伤害提供了保护的屏障。
第一节
原始生命代谢系统的进化及代谢过程的复杂化同时必须伴随遗传系统的出现。
在DNA、RNA、多肽链这三者中哪一种是原始的生命最早贮存遗传信息并指导蛋白质合成、同时还能自我复制的物质呢？

在现代生物细胞中，RNA位于遗传表达系统的中心位置，因此它最有可能在原始细胞中成为最早的遗传物质，既能自我复制，又能指导蛋白质的合成。

实验显示：在试管中RNA链可以自发地延伸和复制。