课件38张PPT。1.了解关于生命起源的主要观点,描述化学进化说(生命起源的四个阶段)。
2.学习原始地球的环境条件,分析原始生命的形成过程。
3.说出米勒的实验与结果。
4.了解我国在探索生命起源问题上的重大成就。
地球上最初
的生命是如何诞生的呢?探究一、有关生命起源的学说生命的起源神创论自然发生说化学起源说……你更支持哪种科学推测?生源论宇生论1.神创论 话说盘古开辟天地之后,不知经过多少年,忽然在天地间出现女娲。女娲在这荒凉天地中感到寂寞,有一天,她对着水,照见了自己,心里想要是天地间有几个像自己的,彼此说说话,该有多好,便不自觉的抓泥土,和上了水;照自己的形体捏出泥偶,放在地上,迎风一吹,便成为活跳跳的东西,于是给他起名为『人』。
原先女娲一个接一个继续不停的造人,但进度缓慢,终于感到吃力,心想要如何快速造人,以填补辽阔的大地时,她背靠山崖,顺手摘下藤条,懒懒地在和了水的泥浆里搅着,然后一甩藤条,洒落许多泥点,这些泥点落在地上,经风一吹,都变成了人,于是不停地挥动藤条,大地上的人也不断的增多了。 地球上的一切生命都是上帝设计创造的,或者是由于某种超自然的东西干预产生的。上帝造万物后造人
1.神创论《圣经》旧约·创世纪记载:
第一日,上帝说:“要有光!”便有了光,称光为昼,称暗为夜。
第二日,上帝便造了空气,称它为天空。
第三日,上帝把水域和陆地分开,创造了海和陆。
第四日,上帝造就了两个光体,给它们分工,让大的那个管理昼,小的那个管理夜。又造就了无数的星斗。
第五日,上帝就造出大鱼和各种水中的生命,使它们各从其类;上帝又造出各样的飞鸟。
第六日,上帝造出了牲畜、昆虫、野兽等生灵。接着上帝就照着自己的形象创造了人。上帝本意让人成为万物之灵。
第七日,天地万物都造齐了,上帝完成了创世之功,歇息了!地球上的一切生命都是上帝设计创造的,或者是由于某种超自然的东西干预产生的。2.自然发生论 生命是自然而然的由非生命物质产生的,而且是从非生命物质中突然发生的。 腐草化萤
腐肉生蛆
淤泥生鼠 古人根据一些错误的观察而提出的,没有科学性。认为生命是从无生命物质自然发生的。如我国古代认为“腐草化萤”,“腐肉生蛆”等。在西方,亚里士多德就是一个自然发生论者,他认为老鼠是由淤泥及瓦砾发育而成。 17 世纪意大利医生F.Redi(雷迪) 用实验证明腐肉不能生出苍蝇。3.生源论1860年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物。 3.生源论 生命是不可能自然产生的,生命只能由同类生物通过繁殖而产生。这一假说证明了“自生论”的错误,但否认了非生物转化为生物的可能性,从而否定了生物与非生物的联系。那地球上最初的生命是怎样产生的? 这一假说就不能解释了。3.生源论4.宇生论 地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球,这一假说提倡“一切生命来自生命”的观点,即“地上生命,天外飞来”。1969年澳大利亚麦启逊镇的陨石坑 宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面,即成为最初的生命起点。现代科学研究表明,在已发现的星球上,自然状况下是没有保存生命的条件的,因为没有氧气,温度接近绝对零度,又充满具有强大杀伤力的紫外线、X射线和宇宙射线等,因此任何“生命胚体”是不可能保存的。这个假说实际上把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了,同时这个假说对于“宇宙中的生命又是怎样起源”的问题,仍是无法解释的。但随着人类对太空的进一步探索研究,也许地球上的生命具有地外来源的可能性。
5.化学进化说 地球上的生命是在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学进化过程,逐渐演变而成的。5.化学进化说 生命是由非生命物质产生的,生命的诞生是物质不断运动变化的结果。包括两个阶段:一是在生命系统诞生之前的“化学进化”阶段,为生命的诞生准备有机材料;二是生命诞生之后,由低级到高级,由简单到复杂,由水生到陆生的漫长的 “生物进化”过程。
这个假说也主张生命是由非生命物质产生的,但与“自生论”不同,认为生命是在漫长的宇宙进化中发生的,是宇宙进化到某一阶段的产物,不是现在条件下由非生命物质产生的。近几十年来,随着现代科学技术的发展,对于生命起源的化学进化问题,从天文学、地质学、物理学、化学、生物学、古生物学、古生物化学等多学科,进行了综合研究,取得了很大进展。这一假说提出:在几十亿年的漫长岁月中,在地球温度逐步下降以后,由没有生命的无机物逐步发展成今天的生命世界。这一化学进化的说法,已经为广大的学者所接受、所承认。 一、从无机小分子生成有机小分子紫外光5.化学进化说(生命起源的四个阶段)米勒模拟实验得到的有机物(共计20多种) 有机物 产量 ?mol
甲醛 2330
脲(尿素) 20
乳酸 310
琥珀酸 40
甘氨酸 6
谷氨酸 。。。。。。一、从无机小分子生成有机小分子5.化学进化说(生命起源的四个阶段) 1959年,我国科学工作者采用火花放电的方法,并将硫化氢加入到甲烷、氨气、氢气和水蒸汽的行列,结果得到了比米勒实验获得的更为复杂的氨基酸,如:胱氨酸、半氨酸、蛋氨酸等,为化学进化的第一阶段的研究作出了重大的贡献。一、从无机小分子生成有机小分子中国科学家在探索生命中做的重大贡献5.化学进化说(生命起源的四个阶段)二、从有机小分子形成生物大分子 美国学者福克斯在1955年模拟原始地球条件,使用干热聚合法,将一些氨基酸混合后,在无水条件下加热到160—200℃,几小时后,获得了具有天然蛋白质某些特性的氨基酸聚合体 —— 类蛋白。 5.化学进化说(生命起源的四个阶段)1965年,我国科学工作者首次人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素;1981年,我国科学工作者又人工合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸。这些研究成果,对生命起源化学演化过程第二阶段的研究有着重要意义,标志着我国在探索生命起源问题上所取得的重大成:开创了人工合成蛋白质的新纪元;为人工合成具有生命特征的生命体提供了可能。中国科学家在探索生命中做的重大贡献二、从有机小分子形成生物大分子5.化学进化说(生命起源的四个阶段) 奥巴林用蛋白质(白明胶)和多糖(阿拉伯胶)混合得到团聚体小滴。
团聚体小滴性质:
1、直径 1 ?m – 500 ?m;
2、稳定存在几小时至几周;
3、外周增厚呈膜状结构,与周围水液有明显界限;
4、具原始代谢特征;
5、可以增长和繁殖。三、由生物大分子组成多分子体系5.化学进化说(生命起源的四个阶段)白明胶和阿拉伯胶溶液组蛋白和阿拉伯胶和磷酸化酶溶液界膜团聚体(显微图)1-磷酸葡萄糖团聚体实验图解磷酸化酶被包入团聚体内合成淀粉(简单“代谢”)团聚体的“繁殖”三、由生物大分子组成多分子体系团聚体微球体有机大分子物质逐渐聚集并形成原始界膜,构成相对独立的体系四、多分子体系演变为原始生命讨论
原始生命的新陈代谢类型是什么异 养 厌 氧 型35亿年前的蓝细菌化石
天文学家估计地球形成于约46亿年前。
迄今找到的最早的化石记录了35 亿年前的原核生物。
生命起源大约发生在距今 45-35 亿年间。无机小分子物质生 成形 成 组 成演 变场所:原始大气场所:原始海洋场所:原始海洋特点:特点:原始界膜和原始的物质交换具有原始的新陈代谢和繁殖能力有机小分子物质有机大分子物质多分子体系原始生命场所:原始海洋地质学研究表明,地球大约是在46亿年前形成的,那时候地球的温度很高,地面上的环境与现在的完全不同: 你能描述一下那时地球的状况吗?火山岩浆地壳天空突然大雨滂沱四处流动不断运动电闪雷鸣频繁爆发探究二、分析想象中的原始地球雷电可能为化学进化提供能量火山爆发形成原始大气反应物条件产物原始大气甲烷(CH4)
氨(NH3)
水(H2O)
氢(H2)硫化氢(H2S)
氰化氢(HCN)宇宙射线
紫外线
闪电氨基酸
核苷酸
葡萄糖原始大气(氨气、水蒸气、氢气、甲烷等)紫外光、闪电、
宇宙射线有机小分子物质无机物氨基酸、核苷酸等有机大分子物质(蛋白质、核酸等)外包
原始界膜独立体系不断完善
原始生命原始海洋是原始生命的“摇篮”探究三、推测原始生命的起源1953 年芝加哥大学研究生米勒的模拟实验。Stanley Miller (1953 时 23 岁)原始海洋原始大气模拟降雨加热水有机物米勒实验装置示意图思考回答问题1.在米勒实验装置中,向密闭的实验装置内通入的气体代表什么?原始大气2.实验过程中的火花放电,模拟了原始地球什么现象?原始地球的闪电和紫外线3.冷凝管可使反应后的气体与水蒸气冷却形成液体,这模拟了什么过程?有机小分子物质随降雨汇入原始海洋的过程4.经化学分析,米勒实验最终获得了哪种主要物质?含有多种氨基酸在内的有机小分子物质5.米勒的实验支持了生命起源的化学进化的哪个阶段?能否说明原始生命就是起源于非生命物质?支持生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质。在原始地球的条件下是完全可能实现的。但不能证明生命就是起源于非生命物质。生命起源的化学进化过程无机物紫外线、闪电、高温有机小分子物质有机大分子物质(氨基酸、核苷酸等)(蛋白质、核酸等)独立体系 外包 原始界膜 不断完善原始生命原始大气原始海洋尚未实验证实 哈佛大学行为生态学家理查德·道金斯在《自私的基因》一书中曾说道:“生命科学之迷人,犹如一个神秘的故事,因为事实上,生物学的内容就是一个神秘的故事。”对于地球四十亿年前生命起源的真相,由于我们无法穿越时空,重演生命的历程,所以这个内容就变得更为神秘,使人向往。关于生命起源的化学进化过程的研究,虽然进行了大量的模拟实验,但大多数实验只是集中在第一阶段,有些阶段还仅仅限于假说和推测。因此对于生命起源的问题,还需要继续进行研究和探讨。总结:
右图是米勒的模拟实验装置,请根据实验过程和结果回答下列问题:
①C内导入的气体是模拟
。
②B处水的不断沸腾是模拟
,经分析,其中E处
含有 等有机小分子物质。
③实验结果说明: 。 米勒的实验装置 在原始地球条件下,从无机分子合成有机分子是完全可能的原始大气原始海洋氨基酸【巩固练习】THANKS!1