3 地球的起源与演化
3．1 地球的起源和圈层分异
地球起源问题自18世纪中叶以来同样存在多种学说。目前较流行的看法是，大约在46亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较低，轻重元素浑然一体，并无分层结构。原始地球一旦形成，有利于继续吸积太阳星云物质使体积和质量不断增大，同时因重力分异和放射性元素蜕变而增加温度。当原始地球内部物质增温达到熔融状态时，比重大的亲铁元素加速向地心下沉，成为铁镍地核，比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始的水圈和大气圈。从此，行星地球开始了不同圈层之间相互作用，以及频繁发生物质-能量交换的演化历史。
正是由于地球形成以来经历过复杂的改造和变动，原始地球刚形成时的物质记录已经破坏殆尽。我们是怎样推测它已经有46亿年寿命的？这需要从地球自身的最老物质记录、太阳系内原始物质年龄和相邻月球演化史几方面来探讨。
3．2 地球的年龄
地球上已知最老的岩石（石英岩，一种由石英颗粒组成的沉积岩，后来遭受过温度、压力条件变化）出露于澳大利亚西南部，根据其中所含矿物（锆石）的形成年龄测定，证明已有41～42亿年历史。根据地质学研究，这种岩石和矿物只能来自地壳的硅铝质部分（见第四章1），而且必须经过地表水流的搬运、筛选和沉积。所以我们可以据此作出推论，地球的圈层分异在距今42亿年前已经完成。
地质学领域较精确的测定年龄方法，主要根据放射性同位素的衰（蜕）变原理：放射性元素的原子不稳定，必然衰变为它种原子（如238U衰变为206Pb等），而且衰变速率不受外界温压条件变化影响（如238U经过45亿年后其一半原子数衰变为206Pb，故称为半衰期）。我们只需在岩石中测出蜕变前后元素的含量，就可以获得母体岩石形成的年龄。
不同放射性元素半衰期的长短有很大差异，其测年的精度也存在重要区别（表2-2）。因此，要根据研究对象实际情况选择测试物质，采用合适的方法。例如，时代很新的湖南长沙马王堆考古发掘中，西汉初期（约200BC）的棺木保存完好，可以用14C法测得木材的绝对年龄数值与古墓内的文史资料相当符合。至于地球漫长演化史中保存的物质记录（岩石和矿物），只能采用238U－206Pb、87Rb－87Sr等方法，精度误差允许达到几个百万年。实际操作中包含复杂的技术因素，如测试手段的误差，测年方法使用条件的偏离，野外采样不当（标本已受风化影响，不够新鲜），地质关系观察错误等。这种方法已发展为地质学中一门独立的分支学科——同位素年代学。
太阳系内的流星、陨石和宇宙尘是太阳星云原始物质的残留部分。陨石在堕落地面前未经重大的改造和破坏，是直接研究太阳系早期历史的极好材料。陨石的物质成分虽有铁质、石质区分，但已知的形成年龄都在46×108年左右，可代表太阳系早期的年龄。
月球上的岩石（月岩）经过20世纪70年代人类登月考察，已经测得最老的月岩年龄为46×108年，在41×108年前月球内部发生过一次较大规模的增温熔融作用。
月球表面的大量环形山（crater，希腊文原意是碗，指碗状凹陷地形）以往存在火山口和陨击坑的长期争论，70年代后已经公认绝大部分是小星体撞击形成的阻击坑（图2-10）。这些陨击坑的形成高峰期是在距今41×108～39×108年前，证明月球当时遭受到大量陨星（星子）的撞击。39×108～31×108年前月球表面发生过大规模的火山喷发，喷出的暗色火
山岩（玄武岩）充填了大规模环形构造，被称为月海。其余隆起的浅色部分上面密布陨击坑，称为月陆。31×108年以后，月球内部的演化已处于“停滞”状态，太阳风的长期作用（500×106～200×106年，以下简称Ma）形成了厚度不等的月壤。同时地外陨击作用频率显著降低，但形成时代较晚的陨击坑，如哥白尼坑（850Ma前）和第谷坑（109±4Ma前），保存的环形山轮廓和向外展布的辐射纹十分清晰。所以月球表面的环形山可以依据其轮廓清晰程度判别年龄的相对新老。
根据上述多方面资料相互印证，地球具有46×108年年龄的结论已经得到公认。
3．3 地球上的生命起源
（1）生命的本质
生命起源历来与宇宙成因、物质结构共同成为自然科学三大基础理论问题之一。有史以来人们一直在孜孜不倦地进行探讨，迄今并未终了。到底什么是生命？不同人有各种理解。信奉宗教者笃信“神的创造”和“灵魂”的存在，机械论者将生命现象与非生命现象视作完全等同，都不可能真正了解生命的本质。人类历史上第一个从辨证唯物主义观点揭示生命本质属性的是德国的恩格斯（F．Engels，1878），他在《反杜林论》中指出：“生命是蛋白体的存在方式，这种存在方式本质上就在于这些蛋白体的化学组成部分的不断的自我更新”。简而言之，生命的基本特征就在于蛋白体（目前的理解为类似于原生质的核酸-蛋白质体系）具有的新陈代谢能力。这种能力是任何非生命不具备的，所以生命是物质运动的最高形式。
生命（生物）与非生命（非生物界）之间并不存在不可跨越的鸿沟，构成生物体的50多种元素在非生物界里同样存在，说明两者有着共同的物质基础。生物是非生物演化到特定阶段的产物。
（2）生命起源的机制
20世纪60年代以来射电望远镜搜索宇宙空间的结果，已经发现星际空间存在大量有机分子，至80年代初已累计达到55种，其中最重要的有15种（表2-3）。
星际有机分子的存在说明，构成生命物质基础的有机物可在宇宙空间的自然过程中产生，并分布于银河系、河外星系的星球上和星际空间。但从无生命的简单有机物小分子（氨基酸、核苷酸、单糖等）→复杂有机物大分子（类蛋白质、核酸、甘氨酸等）→许多大分子聚集而形成以蛋白质和核酸为基础的多分子体系（呈现初步的新陈代谢生命现象），需要经过由化学演化—生命演化的连续序列和重大飞跃。在已知宇宙空间或存在热核反应的恒星条件下，是不可能实现的。因此，地球上的生命起源应当从地球早期地表环境，以及物质系统自身的演化过程中去寻找原因。
地球完成初始圈层分异后，随着地表温度下降到300℃±，地球表层已经存在原始地壳（硅镁质玄武岩为主）、原始水圈（呈强酸性）和原始火山气圈（以大量水蒸汽、H2、CO、NH3、CH4H2S等为主，属于还原环境）。英国人米勒（S．L．Miller，1953）通过玻璃容器中上述混合气体的放电实验，获得了氨基酸等简单有机物。原始地球表面在紫外线、电离辐射和雷电作用下也可完全可以形成，已经不再有人怀疑。这些有机物汇聚到原始海洋之中，有人比喻为“生命培养汤”。在经过地壳环境的热聚合等作用促进下，逐渐由氨基酸→类蛋白质→蛋白质，这个过程始终具有化学开放系统特征，能与周围环境不断发生物质-能量交换；在此系统内部，随着化学反应速度提高，其有序性和方向性也相应加强，终于出现真正蛋白质合成，完成了向原始生命进化的飞跃（图2-11）。
有生命的原生质是一种非细胞的生命物质，进一步的演化是形成具有保护功能的外膜，成为具有更完备生命特征的细胞，从而进入了地球历史中生物界和非生物界共同发展的新时代。
（3）生命出现的时间
地球上最古老生命的记录（化石），已在南非巴布顿地区和澳大利亚西部的燧石（一种与海底热液喷发有关的SiO2胶体在海洋中沉淀形成的岩石）层中发现，主要是球状和棒状的单细胞细菌化石（图2-12）。由于燧石的同位素年龄测定前者为38×108年，后者为35×108年，可推论当时地球上的单细胞生物已经出现（地质学上称为太古宙早期）。在此发现之前有人从地球化学角度依据12C、13C碳同位素比率（仅13C与生命物质有关），也推论地球上生命过程开始于38×108年前。上述两个渠道所获结论一致，比较可信。
3．4 生物圈的形成和发展
地球上自出现原始生命至现在丰富多彩的生物圈大千世界，无论在生物门类、属种数量、生态类型和空间分布等方面都经历了巨大的变化。因此生物圈的形成和发展也经历了漫长和复杂的历史。
（1）厌氧异养原核生物阶段
38×108年前出现的原始生物，根据当时的大气圈、水圈和岩石圈物理、化学条件，推测应属还原条件的厌氧异养原核生物类型，即还没有细胞核膜分异，不能自己制造食物，主要靠分解原始海洋中丰富的有机质和硫化物以获得能量，并营造自身（或称化能自养）。现代洋底热泉喷口附近发现在200～300℃热水中就存在这类极端环境下生存的嗜热微生物，可以进行类比。太阳系类地行星上（含木卫二等大型卫星）如果存在生命，最可能也属于此类型。这种生物受到地表特殊环境空间分布的局限，不可能覆盖全球。因此，不等于地球生物圈已经形成。
（2）厌氧自养生物出现和生物圈初步形成
海洋中特殊部位有机物和硫化物的生产量是有限的，异养生物繁殖到一定程度就会面临“食物危机”。环境压力促进了生命物质的变异潜能，从而演化出厌氧自养原核生物新类型。尤其是能进行光合作用的蓝细菌，可以还原CO2产生O2合成有机化合物；在生态方式上也转变为浮游于海洋表层，从而可以扩散到全球海洋和陆地边缘浅水带，标志着地球生物圈的初步形成。
从地球上已发现的化石证据来看，加拿大苏必利尔湖北岸距今20×108年前（地质学上称为元古宙早期）的燧石层中出现8属12种菌藻类微生物化石，就是本阶段的典型代表（图2-13）。生物属种数量虽有增加，但分类上仍属原始的单细胞原核生物。海生藻类的光合作用引起大气游离氧的增加，使还原大气圈演变为氧化大气圈，显示了地球不同圈层演化之间存在密切的联系和制约关系。
20世纪70年代英国地球物理学家洛维洛克（J．E．Lovelock）重新强调了生物对地球环境的影响和控制作用，并借用古希腊神话中大地女神盖雅的名字，提出了盖雅假说（Gaia hypothesis）。该假说认为：根据天体物理学研究证明，自地球形成以来的46×108年中太阳辐射强度增加了约30％（其中5％增加于显生宙期间）。理论上说，太阳辐射强度±10％就足以引起全球海洋蒸发干涸或全部冻结成冰。但地质历史记录却证明，地球上尽管发生过大冰期和暖热期交替变化，地表的平均温度变化仅在10℃上下。上述事实表明地球上存在某种内部自动平衡（homeostasis），其中生物界起了关键性的积极作用。
（3）真核生物出现和动物界爆发演化
随着大气中氧含量逐渐增加，喜氧生物开始代替了厌氧生物的主体地位（后者继续生存于海底局部还原环境）。由于有氧呼吸捕获能量的效率高出无氧呼吸约19倍，明显提高了新陈代谢速度，导致了细胞核与细胞质分化的真核生物新类型出现。真核生物出现了有性生殖、多细胞体型待征，并开始了动、植物的分异。我国燕山山脉的蓟县串岭沟地区已经发现距今17.5×108年的真核生物（宏观藻类，图2-14），证明这次飞跃大约发生在18×108年前后（元古宙中期）。从印度、美国、加拿大等地的化石分布来看，真核生物在全球的繁盛期大约在10×108年前（元古宙晚期）。
地球上软躯体动物的首次爆发演化发生于6×108年前后（元古宙末期）。由于最早发现于澳大利亚南部伊迪卡拉山，称为伊（埃）迪卡拉动物群。早期的研究者根据它们的形态和水母（腔肠动物）、蠕虫（环节动物）和海绵（海绵动物）等相似，在生物分类上也一一对号入座（图2-15）。但德国古生态学家赛拉赫（A．Seilacher，1984）指出，这些裸露动物不存在摄食和消化器官，是一种营自养生物的特殊生物门类，根本不同于显生宙出现的动物类型。该动物群呈爆发式突然出现，延续不久又发生整体规模大量绝灭（集群绝灭），速度之快令人瞩目。对此，赛拉赫的解释是，它们代表地球上首次出现，但其演化途径并不成功的特殊生物门类。该动物群演化过程中的内因（自身组织结构和演化趋势是躯体面积增大，体腔极薄，内部器官发育不良，呼吸、营养功能全在体表进行，不存在介壳保护层和外因（元古宙末外界自然地理环境条件发生急剧变化）之间的复杂关系，已引起广大科学家的关注，成为地球科学基础理论研究的热点之一。
有壳动物的出现和突发演化，出现在5.4×108年前（显生宙初期）。云南昆明附近的澄江地区，1984年起发现了举世罕见的澄江动物群，被比喻为地球历史中十分著名的寒武纪生物爆发（Cambrian explosion）事件。澄江动物群是由真正的节肢动物（三叶虫）、腔肠动物（水母）、环节动物（蠕虫）和其他门类组成，外形虽与伊迪卡拉动物群有些相似，但体腔内部器官结构明显不同，代表动物界演化进程中采取躯体立体增长和内部器官复杂化的另一途径（图2-16）。
显然，在元古宙与显生宙之交动物界大规模占领浅海生态领域的竞争中，伊迪卡拉动物群代表的演化途径失败了，导致总体集群绝灭。而澄江动物群代表的演化途径成功地经受了环境剧变考验，为显生宙动物界的大量发展奠定了基础。在上述两个动物群之间，还存在由仅见虫管不见化石到出现小型带壳动物群的过渡阶段。代表伊迪卡拉动物群与澄江动物群之间的进化过程。
（4）生物登陆和全球生物圈建立
自从地球上出现生命以来，古代海洋一直是生物界生存、发展的摇篮和生活家园。这种情况从距今4×108年前（志留纪晚期和泥盆纪早期）起发生了重要转折，以原始陆生植物（矮小的裸蕨类）和淡水鱼类在滨海平原和河湖、河口环境大量繁盛为标志，开创了生物占领陆地的新时代。生物圈的空间范围也首次由海洋伸向陆地。至3.7亿年前（泥盆纪晚期），半干旱气候下河湖、水塘的周期性干涸，促进了某些鱼类（肉鳍粗壮的总鳍鱼类）（图2-17）逐渐演变为两栖类。两栖类摆脱了终生不能离开水体的局限，在陆地上获得了水域附近更多的活动范围。距今3×108年前后（石炭纪晚期至二叠纪早期），植物界已出现茂密高大的森林，而且能适应热带、亚热带至冷温带不同气候条件，地质历史上第一次出现聚煤作用高峰期（图2-18）。与此同时，动物界中出现了通过羊膜卵方式在陆上繁殖后代的爬行类，由于个体生活史完全摆脱了对水域的依赖，适应更加广阔多变的陆上生态领域。在距今2.5亿年前后（二叠纪、三叠纪之交），全球范围古地理、古气候环境发生了显著变化。海洋中的动物界发生了显生宙内最大的集群绝灭事件（详见第十一章3．3节），陆地动、植物界也发生了重要变化，先前适应近水环境潮湿气候的两栖类和石松类（可高
达30～40m、节蕨类等明显衰减，被更为进化的爬行类和裸子植物（松柏、苏铁和银杏类）所取代，更能适应陆地上不同气候带和海拔高度的多种生态领域。从严格意义上说，地球上完整生物圈从泥盆纪起开始伸向陆地，至二叠纪才包括大陆和海洋各种生态领域。
（5）生物征服天空和陆生动物重返海洋
2.5亿年前开始了地球历史的中生代阶段，中生代也称裸子植物时代和爬行动物（尤以恐龙类最为著名）时代。我国四川盆地发现距今约1.6亿年（侏罗纪晚期）的马门溪龙（一种素食的蜥脚类恐龙），身长达到22m，体重估计有30～40t，完全可以和美国科幻影片《侏罗纪公园》里的角色媲美（图2-19）。我国辽宁北票四合屯等地近年发现了侏罗、白垩纪之交世界上最丰富的原始鸟类动物群（孔子鸟等），在国际学术界引起了轰动（图2-20）。在阐明鸟类起源和生物征服天空方面，我国古生物学家作出了卓越的贡献。
中生代陆生爬行动物的另一个有趣演变方向是重返海洋生活，出现了体型适合游泳的鱼龙、蛇颈龙等类型。一般认为中生代时全球规模的联合古陆发生分裂、漂移作用（见第5章5．1节），可能是促使陆生动物重新下海的外部因素。
（6）人类起源和演化中心
距今65百万年前的白垩纪、第三纪之交，出现了地球内外圈层多种重大灾害群发事件，地球上生物界面貌又一次经历巨大变化（详见第十一章，2．3节）。新生代起开始了以哺乳动物和被子植物为主宰的阶段。新生代生物界演化中最重要的事件是距今250万年前后（第四纪）人类的出现。
人类起源自古以来一直被当作一个奥秘而长期存在。宗教界的“上帝造人”、“特创论”和科学家提出的“由猿到人”、“进化论”进行过长期激烈争论。1860年6月30日赫胥黎在英国牛津大学举行的辩论会上挺身而出，勇敢地宣称：“人类没有理由因为他的祖先是猴子而感到羞耻，与真理背道而驰才是真正的羞耻。”迄今传为佳话。1891年印尼爪哇梭罗河畔发现了180万年前的爪哇直立人化石，1929年裴文中在北京周口店发现了50万年前的北京直立人（俗称北京人）化石，以及以后在欧洲、非洲等地古人类化石的陆续发现，都以可靠的科学依据证明了人猿同祖论的预言。60年代后期起开展的人类与黑猩猩、大猩猩血液蛋白质、遗传物质DNA分子等对比研究，也证实人与猿的亲缘关系最近，再次从高科技研究角度提供了新的佐证。
在从猿到人演化的动力机制方面，恩格斯（1883，发表于1925）首先提出劳动在从猿到人转变过程中的关键作用。他明确指出：“首先是劳动，然后是语言和劳动一起，成了两个主要的推动力，在它们的影响下，
猿的脑髓就逐渐地变成人的脑髓。”精辟地说明了从猿到人演化过程中最关键环节的奥秘。达尔文（C．Darwin，1871）也强调“两足行走，（使用工具）技能和扩大的脑”是人类的重要特征。
原始人类与古猿的实质区别在于，后者仍停留在动物本能的劳动形式，只会使用天然工具；而前者已经有意识地能够自己制造工具。按照制造工具的工艺水平和相应的身体结构特征（如骨骼粗壮程度、脑容量大小、直立行走姿态等），史前人类可以区分为猿人（含早期猿人，又称能人和晚期猿人，又称直立人），古人（早期智人）和新人（晚期智人），共3类，4个阶段。猿人阶段创造了旧石器早期文化，古人阶段发展为旧石器中期文化，新人阶段则从晚期旧石器转入新石器时期文化。
地球上已知最早的猿人化石及其制造的石器，出现在250万年前的东非的坦桑尼亚、埃塞俄比亚和肯尼亚地区。因为欧亚大陆等地迄今尚未发现早于250万年的猿人化石和石器，国际上一般认为非洲是人类起源的唯一发祥地。我国云南元谋县境内，1956年发现了175万年前已学会用火的元谋直立人，1986－1987年发现了250万年前‘东方人’的牙齿和共生的骨器，1988年又发现300万～400万年前的人猿类头骨化石。滇中高原会否是另一个人类起源发祥地，中国科学家很可能在21世纪内揭示这个举世瞩目的问题。
早期人类生存的地球表层环境是一片洪荒世界，既有大型凶猛野兽的攻击，又有自然灾害的肆虐，生活条件十分艰苦（图2-21）。以50万年前的北京直立人为例，在已发现的40个左右男女不同个体中，死于14
岁以下的儿童占39.5％，30岁以下的青年占7％，40～50岁和50～60
岁的中年分别占7.9％和2.6％，其余死亡年龄不明者占43％。无独有偶，欧洲早期智人阶段的尼安德特人（10万～3.5万年前）死亡年龄统计中，11岁上下的儿童占40％，大于40岁者约5％（贾兰坡，1950）。上述两种统计结果极为相近，显然早期人类短命的原因并不是“互相残食”，主要原因可能是：①常被巨大肉食动物侵害，②近亲繁殖，③食物摄取的有限性，④无力对付自然灾害和疾病。
即使到了号称“大同世界”的原始公社制度时期（黄帝至尧、舜、禹，约3000～2100BC），当时的生产工具仅仅是石器和弓箭，生活资料仅仅是粗布衣、糙米饭，野菜根不加调味，衣履不到破烂不换。虽然当时不存在阶级分化和剥削现象，也并不是令人羡慕的“大同世界”。
3．5 人类圈的形成和发展趋势
早期人类自开始制造石器工具和学会用火起就与动物界彻底分离，标志着生物圈演化史中最高级的人类圈和人类社会正式形成。
人类社会从原始氏族社会→古代社会→近代社会→现代社会，各阶段所经历的时间依次越来越短，科学技术发展越来越快，呈现加速度特征，近似于高次方程的抛物线（图2-22）。美国未来学家托夫勒（A．Toffler，1970）曾作过估算，如果把人类最近5万年划分为800代左右（每代约62年），则650代都营穴居生活，最近70代方有可能有效地将信息一代代传下去，最近6代人才开始接触到印刷文字，最近2代人才用上了电动机。今天我们日常生活中使用的绝大多数物品，都是现今这一代（即第800代）发展起来的。第800代标志着人类有史以来全部经历的一次大转折。
3．6 生物进化与地质年表
地球上生物界的演化遵循由简单到复杂，由低级到高级的不可逆过程，同时生物界能十分灵敏地反映地球表层自然地理环境及其演变特征，这又与行星地球各圈层自身的运动机制以及相互间的联系制约密切有关。因此，生物演化史能够详尽而有效地反映地球历史演化的客观自然阶段（见图2-23）。
众所周知的地质年表（表2-4），就是根据生物演化的巨型阶段，将46亿年地球演化史划分为3个最高级别的地质年代单位：太古宙、元古宙和显生宙。在显生宙中，根据生物界的总体面貌划分出3个二级地质年代单位：古生代（含早古生代、晚古生代）、中生代和新生代。最常用的三级地质年代单位是纪，每个纪的生物界面貌各有特色，例如震旦纪的伊迪卡拉动物群爆发演化和集群绝灭，泥盆纪的生物登陆，侏罗纪的恐龙、裸子植物高度繁荣和第四纪的人类演化等。
早期的地质年代表在19世纪末叶已经建立，主要是依据生物演化的先后顺序获得相对年龄早晚概念，而整个地球历史演化持续的绝对年龄长短无法知晓。19世纪末曾有人假设海水最初为淡水，然后因河流携带钠离子进入海洋而形成盐分（目前海水的平均含盐度为31‰），据此推算地球的历史是0.9亿～1亿年。另外有人根据现代海洋中平均沉积速度（0.3m/103a）和当时已知地壳中的沉积岩总厚度（25000～112000m或150000m）之比，推算最老的沉积岩层约有5×108年历史。甚至20世纪50年代的早期放射性同位素年龄测定，也只获得太古宙开始于17×108～
18×108年前的结论。一直到60～70年代同位素年代学和天文地质学的巨大进展，人们才建立起地球已经存在46×108年历史的概念。
表2-4中注出了各个宙、代和纪的最新年龄值，其中有的数值今后还可能发生一定调整。其中，白垩纪开始的年龄到底是135Ma还是144Ma，寒武纪开始的年龄存在2.5Ma（陆相地层）和1.6Ma（海相地层）的差别，都需要进一步验证。新生代的早第三纪（Eogene）和晚第三纪（Neogene），近来已改称古近纪和新近纪（英文术语不变），寒武纪开始年代，以往认为是570Ma，阅读文献时都应予以注意。
地球的历史有46亿年。如果把这46亿年比作人类的1年，那么，在这一“年”中，地球形成于1月，地壳于2月凝结，原古海洋在3月产生；最早的生命诞生于4月，留下化石则已是5月间了；12月“中旬”时，
恐龙成为当月的主宰；而灵长类的足迹晚至12月26日才开始出现；作为一代天骄的人的历史，如以300百万年计，则直到这一“年”的12月31日“下午”的6“点”24“分”，方才姗姗来迟。但却恰好赶在“除夕”之日的《新闻联播》之前，成为这一“年”内最具爆炸性的新闻。
生命的起源和进化测试题 一、选择题 1 下列不属于生命起源的条件的是（）： A、原始大气 B、闪电紫外线等 C、原始海洋 D、原始大气 2、在原始地球条件下，氨基酸等简单有机小分物质的生成和原始生命的诞生场所分别是（）： A、原始海洋和原始陆地 B、原始大气和原始陆地 C、原始大气原始海 D、原始海洋和原始大气 3、原始生命气成分是（）A、水蒸气、氨、甲烷 B、硫化氢、水蒸气、氧气 C、氧气、氮气、水蒸气 D、水蒸气、甲烷、氧气 4、原始生命的代谢类型可能是（）： A、自养需氧开型 B、异养需氧型 C、自养厌氧型 D、异养厌氧型 5、结晶牛胰岛素的人工合成是生命科学上重要成果，它为生命起源问题的哪个阶段提供了有力证据？（）： A、从无机小分子物质生成有机小分子 B、从有机小分子物质形成有机高分子物质 C、从有机高分子物质组成多分子物质 D、从多分子体系演变为原始生命 6、关于生命的起源，下列叙述中哪一项不正确（） A、生命起源于非生命物质 B、生命起源于原始陆地 C、原始大气的主在成分是水蒸气、氨气、甲烷等 D、现代地球上不可能再形成原始生命。 7、已知物种A的化石比物种B的化石在地层中出现晚得多，由此可知（） A 物种A比物种B数量多 B 物种A比物种B结构复杂 C 物种A一定从物种B进化而来 D 物种B一定从物种A进化而来 8、下列哪项不属于生物进化的证据（） A、化石证据 B、分子生物学证据 C、解剖学证据 D、体型较大证据 9、下列植物中，最低等到的是（） A、藻类植物 B、苔藓植物 C、蕨类植物 D、被子植物 10、考古工作者发现，最古老的生物化石均为水生生物，并且，在越早的形成的地层里，水生生物的化石越多，在越晚形成的地层里，陆地生物的化石越多。这一事实说明了生物的进化方向是（）A、从水生到陆生B、从简单到复杂C、从低等到高等D、以上三者 11、我国饲养金鱼已有900多年的历史，现在数百个品种，金鱼品种多种多样的原因是（） A、自然选择的结果 B、人工选择的结果 C、金鱼适应多种不同环境的结果 D、我国鱼类资源丰富的结果 12、19世纪中叶，生活在英格兰彻斯特的桦尺蛾大多数是浅灰色的，但一百年以后，曼彻斯特变成了一个工业城市，而此时生活在此地的桦尺蛾多数是深黑色的。桦尺蛾的这种变化是（）A、人工选择的结果 B、自然选择的结果 C、工业粉尘染黑的结果 D、桦尺蛾只产生深色变异的结果 13、某植物单株年产量数百粒种子，其中大部分被鸟类所食，或因气候、土壤、水分等原因不能在第二年长成成株，按达尔文的观点，这一现象说明（） A、物种是可变的B、过度繁殖、生存斗争C、选择的不定向性D、用进废退，获得性遗传
3 地球的起源与演化 3．1 地球的起源和圈层分异 地球起源问题自18世纪中叶以来同样存在多种学说。目前较流行的看法是，大约在46亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较低，轻重元素浑然一体，并无分层结构。原始地球一旦形成，有利于继续吸积太阳星云物质使体积和质量不断增大，同时因重力分异和放射性元素蜕变而增加温度。当原始地球内部物质增温达到熔融状态时，比重大的亲铁元素加速向地心下沉，成为铁镍地核，比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始的水圈和大气圈。从此，行星地球开始了不同圈层之间相互作用，以及频繁发生物质-能量交换的演化历史。 正是由于地球形成以来经历过复杂的改造和变动，原始地球刚形成时的物质记录已经破坏殆尽。我们是怎样推测它已经有46亿年寿命的？这需要从地球自身的最老物质记录、太阳系内原始物质年龄和相邻月球演化史几方面来探讨。 3．2 地球的年龄 地球上已知最老的岩石（石英岩，一种由石英颗粒组成的沉积岩，后来遭受过温度、压力条件变化）出露于澳大利亚西南部，根据其中所含矿物（锆石）的形成年龄测定，证明已有41～42亿年历史。根据地质学研究，这种岩石和矿物只能来自地壳的硅铝质部分（见第四章1），而且必须经过地表水流的搬运、筛选和沉积。所以我们可以据此作出推论，地球的圈层分异在距今42亿年前已经完成。 地质学领域较精确的测定年龄方法，主要根据放射性同位素的衰（蜕）变原理：放射性元素的原子不稳定，必然衰变为它种原子（如238U衰变为206Pb等），而且衰变速率不受外界温压条件变化影响（如238U经过45亿年后其一半原子数衰变为206Pb，故称为半衰期）。我们只需在岩石中测出蜕变前后元素的含量，就可以获得母体岩石形成的年龄。 不同放射性元素半衰期的长短有很大差异，其测年的精度也存在重要区别（表2-2）。因此，要根据研究对象实际情况选择测试物质，采用合适的方法。例如，时代很新的湖南长沙马王堆考古发掘中，西汉初期（约200BC）的棺木保存完好，可以用14C法测得木材的绝对年龄数值与古墓内的文史资料相当符合。至于地球漫长演化史中保存的物质记录（岩石和矿物），只能采用238U－206Pb、87Rb－87Sr等方法，精度误差允许达到几个百万年。实际操作中包含复杂的技术因素，如测试手段的误差，测年方法使用条件的偏离，野外采样不当（标本已受风化影响，不够新鲜），地质关系观察错误等。这种方法已发展为地质学中一门独立的分支学科——同位素年代学。
浅谈电影赏析揭秘生命奥妙 谢丽聪 201215080104 预防一班 电影赏析揭秘生命奥妙，不仅用生动活泼的纪录片等让我们对生命进化有了了解，更让我们对生命有了更深刻的思考。人，何为？生命，何为？从古至今人们都希望了解地球上的生命是从哪里来的？生命究竟是怎样产生的？这不仅是科学家感兴趣的问题，也是普通人们所感兴趣的问题，它已困扰了人类几千年。由于生命现象的复杂性质，直到上世纪初，生命起源的研究才成为科学研究中的一个重要领域。远古的时候，人类的智力还很低下，认识能力也很有限，对世界上千姿万态、繁茂复杂的生物，特别是对人类自身是从哪里来的，充满了困惑和神秘感。因此，人们把这个大千世界中未知的神秘现象，编成了各种各样的神话和传说。我国古代就有女娲造人的神话故事。也有“白羊化石”、“腐草化茧”、“腐肉生蛆”的说法。 由于受到研究手段的限制，人类对于生命起源的研究只是到了近代才形成了科学的认识和方法，并确认了生命活动是物质运动的形式之一，它的物质基础是碳、氢、氧、氮，此外还有少量的硫、钙、磷和其它20几种微量元素，以及由这些元素在地球环境中自发产生的蛋白质、核酸、糖类、脂类、水和无机盐等。其中，蛋白质与核酸是生物体最重要的组成部分，也是区别生命和非生命的基本依据。蛋白质的分子量很大，由几千个或百万个氨基酸分子构成，具有十分复杂的化学结构和空间结构，是一切生命
的基础。在生命活动中，蛋白质起着极为重要的作用，如构成生物体的骨架，催化生物化学过程，调节生长、发育、生殖等生理机能。核酸同蛋白质一样，也是生物大分子化合物，基本单元是核苷酸，由磷酸和核糖分子联成长链。核酸有两大类，一种是脱氧核糖核酸，简称DNA，是遗传基因的化学实体，存在于细胞核中，具有特殊的双螺旋结构。另一种叫核糖核酸，简称RNA，存在于细胞质中。因此，生命科学家们力求通过深入了解生命体的分子结构和组成。 浩瀚的宇宙广袤无垠，地球不过只是其中一颗普通的行星，但这颗体积不大貌似普通的蓝色星球却进化出了形形色色的生物从而变得与众不同丰富多彩。关于地球的起源比较公认的假说是约66亿年前银河系里发生过一次大爆炸，约50亿年前尘埃星云开始收缩，轻的物质向外逸散重的物质向内部集中形成行星，而地球约于46亿年前形成。人类的历史只不过只有短短的数百万年该如何确定地球的历史呢？ 由于自然作用在地层中保存下来的不同地史时期生物的遗体、遗物、遗迹，及生物体分解后的有机物残余等统称为化石。化石按保存类型不同可分为实体化石、遗迹化石、模铸化石、化学化石、分子化石等，这些不同分类的化石亦可分为标准化石和非标准化石。在众多的古生物门类中，有些门类特征显著，演化迅速，在反应地质年代上非常灵敏，我们称之为标准化石，如只生存在古生代演化特征明显的三叶虫。非标准化石空间分布的局限性很大演化缓慢，在划分和确定地质年代是只能起辅助作用，如腕足动物舌形贝，其在寒武纪已经出现在现代海洋中仍然十分常见，在几亿年的时间内，这种化石从形态、大小到内部结构几乎没有显著变化。
【关键字】精品 3 地球的起源与演化 3．1 地球的起源和圈层分异 地球起源问题自18世纪中叶以来同样存在多种学说。目前较流行的看法是，大约在46亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较 低，轻重元素浑然一体，并无分层结构。原始地球一旦形成，有利于继续吸积太阳星云物质使体积和质量不断增大，同时因重力分异和放射性元素蜕变而增加温度。当原始地球内部物质增温达到熔融状态时，比重大的亲铁元素加速向地心下沉，成为铁镍地核，比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始的水圈和大气圈。从此，行星地球开始了不同圈层之间相互作用，以及频繁发生物质-能量交换的演化历史。 正是由于地球形成以来经历过复杂的改造和变动，原始地球刚形成时的物质记录已经破坏殆尽。我们是怎样推测它已经有46亿年寿命的？这 需要从地球自身的最老物质记录、太阳系内原始物质年龄和相邻月球演化史几方面来探讨。 3．2 地球的年龄 地球上已知最老的岩石（石英岩，一种由石英颗粒组成的沉积岩，后来遭受过温度、压力条件变化）出露于澳大利亚西南部，根据其中所含矿物（锆石）的形成年龄测定，证明已有41～42亿年历史。根据地质学研 究，这种岩石和矿物只能来自地壳的硅铝质部分（见第四章1），而且必须经过地表水流的搬运、筛选和沉积。所以我们可以据此作出推论，地球的圈层分异在距今42亿年前已经完成。 地质学领域较精确的测定年龄方法，主要根据放射性同位素的衰（蜕）变原理：放射性元素的原子不稳定，必然衰变为它种原子（如238U衰变 为206Pb等），而且衰变速率不受外界温压条件变化影响（如238U经过 45亿年后其一半原子数衰变为206Pb，故称为半衰期）。我们只需在岩石中测出蜕变前后元素的含量，就可以获得母体岩石形成的年龄。 不同放射性元素半衰期的长短有很大差异，其测年的精度也存在重要区别（表2-2）。因此，要根据研究对象实际情况选择测试物质，采用合适的方法。例如，时代很新的湖南长沙马王堆考古发掘中，西汉初期（约200BC）的棺木保存完好，可以用14C法测得木材的绝对年龄数值与古墓 内的文史资料相当符合。至于地球漫长演化史中保存的物质记录（岩石和矿物），只能采用238U－206Pb、87Rb－87Sr等方法，精度误差允许达到几个百万年。实际操作中包含复杂的技术因素，如测试手段的误差，测年方法使用条件的偏离，野外采样不当（标本已受风化影响，不够新鲜），
3.3地球的早期演化和地质年代（教案） 教学目标 1.使学生了解地球的早期演化各个阶段的特点（初生地球、大气的早期演化与水圈的形成、生命的起源和大气的继续演化） 2.使学生了解地球上岩浆岩、变质岩、沉积岩三种岩石的形成和特点、以及化石的形成过程和作用。 3.使学生理解地质年代划分依据和各阶段的特点。 教学重点 1.使学生了解地球上岩浆岩、变质岩、沉积岩三种岩石的形成和特点、以及化石的形成过程和作用。 2.使学生理解地质年代划分依据和各阶段的特点。 教学难点 使学生理解地质年代划分依据和各阶段的特点 教学方法 实验法、讨论法。 教学媒体 投影仪、投影片、岩石标本、实验器具。 教学过程 【导入新课】我们的行星最初只是由岩石和气体构成的世界。那时的太阳比现在暗淡，而月球则在距地球轨道上以不到现今十分之一的距离运行，像是个庞然巨物。经过了数亿年，地球才变得适于生命存活。然而，在今日这与以往大不相同的地球上，总有些景象能让我们想起它那艰难出世的过程。【板书】一、地球的早期演化和地质年代 【教师讲解】早期的地球景象有如炼狱，到处是滚烫的岩石和令人窒息的毒气。后来，地表冷却，大陆漂移，山脉隆起又被蚀为平地，生命出现，地球变得温和可亲，绿意盎然，几乎所有这个行星的旧貌都已了无痕迹。然而，从最古老的岩石、最深处的岩浆、甚至是陨击坑遍布的月球表面，科学家们找到了线索，描绘出这颗星球的起源。随着地球的童年岁月逐渐清晰，它曾经有过的罕见景观也日渐明朗，在今日地球条件最严酷的一些地方，仍能找到那些与古老地球神似的景象。 地球临产的阵痛开始于４６亿年前。那时，围绕年轻的太阳旋转的岩石和冰块颗粒相互碰撞融合，滚雪球般生成越来越大的团块。在猛烈的连环冲撞中，这些团块撞在一起构成了行星，其中就包括婴儿期的地球。在混乱中，另一个大如火星的天体撞击了我们的行星，所挟的能量相当于数万亿
生命的起源与进化
生命的起源与进化 姓名：蒋巍燃 学号：16444025 专业：工程管理 班级：建管161 生命的进化与人类的未来
摘要：早在很多年前人们就不断地探索生物的起源，也同时思考着他们如何进化，但终究没有得出统一的结果，生物的起源与进化一直都是未解之谜！但随着历史的发展和科学的进步,生物进化思想从早期的萌芽,到自然选择学说、新达尔文主义,从现代综合理论,到分子进化的中性学说,再到新灾变论和点断平衡论等。现代的进化生物学研究从宏观的表型到微观的分子,从群体遗传改变的微进化到成种事件以及地史上生物类群谱系演化的宏进化,从直接的化石证据到基于形态性状、分子证据和环境变迁的综合推理,从基于遗传基础的比较基因组学到演化机理的进化发育生物学等。可以说人类的文明进步是很快的，我们可以通过很多种方法来断定生物的进化方向，也给我们提出了很多具有参考价值的文献，给予了我们现代生物技术的飞速发展！ 关键词：生物起源、生物进化、生物技术发展 正文： 一、生物进化理论的发展历史 生物的进化过程是十分令人感兴趣的，其中“进化论”是被誉为十九世纪自然科学的“三大发现”之一，是伟大的生物学家达尔文所提出的，是现在最具权威的理论，也是现在令大多数人信服的理论，达尔文进化论的创立使得人们对纷繁复杂的生物界的发生和发展有了一个系统的科学认识。让我们看看生物进化的研究历史吧： 1、拉马克的用进废退学说：拉马克在1809年发表了《动物哲学》这一书，详细的阐述了生物进化思想，他认为，自然界的生物都具有变异性，主张生物由进化而来，生物的进化是一个连续而缓慢的过程。 2、达尔文的自然选择学说：19世纪中期，达尔文发表了科学巨著《物种起源》一书，提出以自然选择为基础的进化学说。他的发表宣布了科学的生物进化理论的形成，成为现代生物进化研究的主要源泉理论。该学说指出了生物进化的主导力量是自然选择，与达尔文同时提出类似观点的还有著名的地质学家赖尔和自然科学家华莱士。 3、新达尔文主义：该学说的主要代表人是19世纪末的遗传学家孟德尔、魏斯曼、德福里斯和20世纪初的约翰森和摩尔根等人。其主要工作是通过对遗传物质的基本单位——基因的研究二推出了新的达尔文进化论。
第五单元第一章生命的起源和进化 一、选择题 1、下列不属于生命起源的条件的是（）： 2、A、原始大气B、闪电紫外线等C、原始海洋D、原始大气 2、在原始地球条件下，氨基酸等简单有机小分物质的生成和原始生命的诞生场所分别是（）： A、原始海洋和原始陆地 B、原始大气和原始陆地 C、原始大气原始海洋 D、原始海洋和原始大气 3、原始生命气成分是（） A、水蒸气、氨、甲烷 B、硫化氢、水蒸气、氧气 C、氧气、氮气、水蒸气 D、水蒸气、甲烷、氧气 4、原始生命的代谢类型可能是（）： A、自养需氧开型 B、异养需氧型 C、自养厌氧型 D、异养厌氧型 5、结晶牛胰岛素的人工合成是生命科学上重要成果，它为生命起源问题的哪个阶段提供了有力证据？（）： A、从无机小分子物质生成有机小分子 B、从有机小分子物质形成有机高分子物质 C、从有机高分子物质组成多分子物质 D、从多分子体系演变为原始生命 6、关于生命的起源，下列叙述中哪一项不正确（） A、生命起源于非生命物质 B、生命起源于原始陆地 C、原始大气的主在成分是水蒸气、氨气、甲烷等 D、现代地球上不可能再形成原始生命。 7、已知物种A的化石比物种B的化石在地层中出现晚得多，由此可知（） A、物种A比物种B数量多 B、物种A比物种B结构复杂 C、物种A一定从物种B进化而来 D、物种B一定从物种A进化来 8、下列哪项不属于生物进化的证据（） A、化石证据 B、分子生物学证据 C、解剖学证据 D、体型较大证据
9、下列植物中，最低等到的是（） A、藻类植物 B、苔藓植物 C、蕨类植物 D、被子植物 10、考古工作者发现，最古老的生物化石均为水生生物，并且，在越早的形成的地层里，水生生物的化石越多，在越晚形成的地层里，陆地生物的化石越多。这一事实说明了生物的进化方向是（） A、从水生到陆生 B、从简单到复杂 C、从低等到高等 D、以上三者 11、我国饲养金鱼已有900多年的历史，现在数百个品种，金鱼品种多种多样的原因是（） A、自然选择的结果 B、人工选择的结果 C、金鱼适应多种不同环境的结果 D、我国鱼类资源丰富的结果 12、19世纪中叶，生活在英格兰彻斯特的桦尺蛾大多数是浅灰色的，但一百年以后，曼彻斯特变成了一个工业城市，而此时生活在此地的桦尺蛾多数是深黑色的。桦尺蛾的这种变化是（） A、人工选择的结果 B、自然选择的结果 C、工业粉尘染黑的结果 D、桦尺蛾只产生深色变异的结果 13、某植物单株年产量数百粒种子，其中大部分被鸟类所食，或因气候、土壤、水分等原因不能在第二年长成成株，按达尔文的观点，这一现象说明（） A、物种是可变的 B、过度繁殖、生存斗争 C、选择的不定向性 D、用进废退，获得性遗传 14、达尔文认为生物出现生存斗争的原因是（）： A、生物个体之间有强有弱 B、生物同时存在着遗传和变异这对矛盾 C、生物过度地繁殖和有限的生存条件之间的矛盾 D、自然选择就是造者生存，不适者被淘汰 15、下列有关说法，不符合达尔文学说的是（） A、绝大多数生物都有过度繁殖的倾向 B、生物为获得足食物和空间进行生存竞争 C、环境变化造成生物出现定向变异 D、自然选择就是适者生存，不适者被淘汰 16、高等动物的个体发育是一个受精卵开始的，这一点能说明高等动物（） A、起源于水生的脊椎动物 B、起源于原始的单细胞生物
八年级生物（下册）复习学案 第24章生命色起源和生物进化 备课时间:2012年3月17日主备人：刘娟学生姓名：小组 学科组成员签名： 审核：、下发时间： 一、本章知识梳理： 1、米勒实验说明什么，火花放电的作用是什么？ 2、生命起源的三大步？生命起源的过程示意图？ 4、原始大气的成分？ 5、生物进化的证据是？生物进化的主要历程及进化规律？ 6、生物进化的原因？达尔文自然选择学说。 要点透析： （一）、地球上生命的起源 1、生命起源的基本条件（原始大气、原始海洋、能量） 2、生命起源的过程 原始地球原始大气（水蒸气、甲烷、氨气、氢气等）有机小分子（氨基酸） 原始单细胞生物原始生命（能生长、生殖、遗传）有机大分子（蛋白质、核酸）3、生物进化的过程 （1）植物的进化过程 苔藓植物裸子植物 藻类植物蕨类植物种子植物被子植物 （2）动物的进化历程 单细胞动物腔肠动物----扁形动物---线形动物---环节动物---软体动物---节肢动物---- 棘皮动物---鱼类---两栖类---爬行类鸟类 哺乳类 （二）、生物进化的原因及学说 指导学生根据提纲理解记忆主要知识点并抽查 二、知识测评： 第一部分：选择题 1.原始大气的可能成分是（） A.水蒸气、氨气、甲烷 B.甲烷、氧气、水蒸气 C.水蒸气、氧气、沼气 D.氧气、氨气、沼气 2.下列各项叙述中，错误的一项是（） A.生物的变异是不定向的，生物的进化方向同样是不定向的 B.在自然界中，生物都有遗传和变异的特性 C.只有发生有利变异的个体才能在生存竞争中生存下来 D.变异的存在为自然选择提供了丰富的素材 3.同一种蝗虫，生活在青草中的体色呈绿色，生活在枯草中的体色呈枯黄色，以达尔文进化论的观点，这是（） A.人工选择的结果 B.用进废退的结果 C.自然选择的结果 D.生存竞争的结果 4.原始生命形成的场所是（） A.原始大气 B.原始海洋 C.陆地上 D.大气层中 5.下面的推测中缺乏证据的是（）
生命的起源与演化 众所周知，地球诞生于46亿年前。自那时起，地球便做好了迎接新生命的准备。而此后出现的生命体也为了更好地适应地球多变的环境而演化着。 根据科学调查表明，46亿年前的地球上到处在下雨、地震、火山爆发……很难令人置信，这些活动都是原始地球在做着制造生命体的准备。接着，也许经历了几百万年的时间，大气中的无机物结合，再与原始大海中的物质结合，形成了有机物如磷酸、核酸碱基、核糖等等。这些有机物再进行结合，便有了核苷酸、氨基酸这些可以构成生命体的物质。 又是数亿年的时间，很多氨基酸结合在一起形成了蛋白质，而很多核苷酸结合在一起形成了多聚核苷酸，也就是RNA。特别强调，由于RNA有着自我复制功能，所以很多人认为生命活动就是因RNA 开始的，称之为“RNA的世界假说”。 但是凡事都是向着完美来发展的，RNA也是如此，又是几亿年，为了自己的繁衍，RNA和蛋白质进行了结合，出现了DNA的世界！ 在约38亿年前，细胞膜开始包围着比RNA更加稳定的DNA和核糖，便形成了最初的细胞——原核细胞。有人可能说：当时没有氧气，细胞该怎么活下去啊？其实不然，这种不需要氧气的细胞叫做厌氧性原核细胞。 当有光合作用的蓝藻开始制造氧气之后，为了使厌氧的DNA存活下去，细胞用膜包裹住了DNA。于是，真核细胞出现了！
接下来的近10亿年间，真核细胞成为真核生物，又变成了单细胞生物和多细胞生物。看似十分漫长的旅程，但在生物的发展史上却迈出了一大步！ 随着陆地生物的出现，生物变得越来越多样和复杂。为了与越来越复杂的地球气候相抗争与适应，生物也演化得越来越高等，但这往往需要数亿年的时间。相比较而言，人类的文明就显得微不足道了。 真的很难以一己之言把46亿年的进化概括在一篇文章中，我拣出的，也大都是具有代表性的。如此看来，生命也真是宝贵，能在生物演化的漫漫长河中发出一星光，真是多么幸运啊！ 很难想象，在此后的多少一年中，人类，哦不！是生物，会向着怎样的趋势发展…… 本篇为原创，摘录请注明，谢谢~
生物的起源与进化 基础知识巩固 一、地球上生命的起源 1．多数学者认为:原始大气中的无机物到有机物, 再到原始生命,这一过程是在原始地球上进行 2．原始地球条件:高温、高压、紫外线以及雷电、原始海洋、无氧气 3.原始大气成分来自于火山喷发，有水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢气体构成。原始大气中与现在大气明显的区别是没有氧气。 4.地球上生命的生存需要物质和能量。 5.米勒的实验：米勒将原始大气中的成分充入烧瓶中,通过火花放电,制成了一些有机物。（1）原料：甲烷、水蒸气、氢、氨等。 （2）产物（证据）：氨基酸。 （3）结论：原始地球上能形成简单有机物。 6. 原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用条件下，形成了许多简单的有机物。后来，地球的温度逐渐降低，原是大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上，这些有机物又随着雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始的海洋中。 7. 原始生命诞生于原始海洋。原始海洋就像一盆稀薄的热汤，其中所含的有机物，不断地相互作用，经过极其漫长的岁月，大约在地球形成以后10亿年左右，才逐渐形成了原始的生命。 8．多数学者认为：原始大气中的无机物到有机物, 再到原始生命,这一过程是在原始地球上进行的。 9．原始地球条件: 高温、高压、紫外线以及雷电、原始海洋、无氧气。 10．蛋白质、核酸是生命中重要的物质。 11. 原始生命起源于非生命物质，过程如下：无机物→小分子有机物→大分子有机物→原始生命。（但是从大分子有机物到原始生命的过渡还没有被实验验证） 二、生物进化的证据 1．比较法:根据一定的标准，把彼此有某种联系的事物加以对照，确定它们的相同和不同之处。 2．证据
地球的早期演化和地质年代（教案） 教学目标 1.使学生了解地球的早期演化各个阶段的特点（初生地球、大气的早期演化与水圈的形成、生命的起源和大气的继续演化） 2.使学生了解地球上岩浆岩、变质岩、沉积岩三种岩石的形成和特点、以及化石的形成过程和作用。 3.使学生理解地质年代划分依据和各阶段的特点。 教学重点 1.使学生了解地球上岩浆岩、变质岩、沉积岩三种岩石的形成和特点、以及化石的形成过程和作用。 2.使学生理解地质年代划分依据和各阶段的特点。 教学难点 使学生理解地质年代划分依据和各阶段的特点 教学方法 实验法、讨论法。 教学媒体 投影仪、投影片、岩石标本、实验器具。 教学过程 【导入新课】我们的行星最初只是由岩石和气体构成的世界。那时的太阳比现在暗淡，而月球则在距地球轨道上以不到现今十分之一的距离运行，像是个庞然巨物。经过了数亿年，地球才变得适于生命
存活。然而，在今日这与以往大不相同的地球上，总有些景象能让我们想起它那艰难出世的过程。 【板书】一、地球的早期演化和地质年代 【教师讲解】早期的地球景象有如炼狱，到处是滚烫的岩石和令人窒息的毒气。后来，地表冷却，大陆漂移，山脉隆起又被蚀为平地，生命出现，地球变得温和可亲，绿意盎然，几乎所有这个行星的旧貌都已了无痕迹。然而，从最古老的岩石、最深处的岩浆、甚至是陨击坑遍布的月球表面，科学家们找到了线索，描绘出这颗星球的起源。随着地球的童年岁月逐渐清晰，它曾经有过的罕见景观也日渐明朗，在今日地球条件最严酷的一些地方，仍能找到那些与古老地球神似的景象。 地球临产的阵痛开始于４６亿年前。那时，围绕年轻的太阳旋转的岩石和冰块颗粒相互碰撞融合，滚雪球般生成越来越大的团块。在猛烈的连环冲撞中，这些团块撞在一起构成了行星，其中就包括婴儿期的地球。在混乱中，另一个大如火星的天体撞击了我们的行星，所挟的能量相当于数万亿颗原子弹，足以把地球熔透。大部分撞上地球的物体都被撞击所形成的岩浆深海吞噬，不过，这次撞击也把相当于一颗小行星质量的汽化岩石抛上了轨道。这些撞击物的残骸迅速聚合成一个球，从此以后，月球就用空洞的眼神瞪视着地球历史的开展。 【板书】1、初生地球 【启发提问】看课本大气的早期是怎样演化的？水圈是怎样形成？
物种的起源与进化 摘要：地球上丰富多彩的生物界是怎样形成的？地球上最初的原始生命又是怎样产生的？根据众多学者长期的深入的综合的研究认为，生命的起源和发展需要经过两个过程。第一个过程是生命起源的化学进化过程（发生在地球形成后的十多亿年之间），即由非生命物质经一系列复杂的变化，逐步变成原始生命的过程。第二个过程是生物进化过程（发生在三十亿年以前原始生命产生到现在），即由原始生命继续演化，从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生，经过漫长的过程直到发展为现今丰富多彩的生物界，并且继续发展变化的过程其间经历家养状态下的变异；自然状态下的变异；生存斗争；自然选择，和遵循的变异法则等一系列的过程进而演变成丰富多彩的生物系统。 关键词；分子进化，生物进化，DNA分子钟 The origin and evolution of species Abstract: rich biosphere on Earth is formed? The first primitive life on Earth is how is it? According to many scholars a comprehensive long-term in-depth study that the origin of life and development need to go through two processes. The first process is the origin of the chemical evolution of life (in the Earth more than a billion years after the formation of between), from non-living matter through a series of complex changes, and gradually turned into primitive life process. The second process is the process of biological evolution (in three billion years ago, primitive life have to now), that is, from primitive life to evolve from simple to complex, from low to high, from aquatic to terrestrial, after a long process until now a variety of biological development, and continue to develop during the process of change through variation of domesticated state; natural state variation; the struggle for existence; natural selection, and follow the rules and a series of process variation and then evolved into a rich colorful biological systems. Key words; molecular evolution, biological evolution, DNA molecular clock 关于生命起源与进化的讨论与完善历程，以及期间所发生的争论与不同学派的观点； 起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源.因而，生命的起源过程应当从宇宙形成之初、通过所谓的“大爆炸”产生了碳、氢、氧、氮、磷、硫等构成生命的主要元素谈起：大约在66亿年前，银河系内发生过一次大爆炸，其碎片和散漫物质经过长时间的凝集，大约在46亿年前形成了 太阳系。作为太阳系一员的地球也在46亿年前形成了。接着，冰冷的星云物质释放出大量的引力势能，再转化为动能、热能，致使温度升高，加上地球内部元素的放射性热能也发生增温作用，故初期的地球呈熔融状态。高温的地球在旋转过程中其中的物质发生分异，重的元素下沉到中心凝聚为地核，较轻的物质构成地幔和地壳，逐渐出现了圈层结构。这个过程经过了漫长的时间，大约在38亿年前出现原始地壳，这个时间与多数月球表面的岩石年龄一致 生命的起源与演化是和宇宙的起源与演化密切相关的。生命的构成元素如碳、氢、氧、氮、磷、硫等是来自“大爆炸”后元素的演化。资料表明前生物阶段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间中广泛地存在着化学演化的产物。在星际演化中，某些生物单分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星际尘埃或凝聚的星云中，接着在星表面的一定条件下产生了象多肽、多聚核苷酸等生物
生命的起源与进化 姓名：蒋巍燃 学号：16444025 专业：工程管理 班级：建管161
生命的进化与人类的未来 摘要：早在很多年前人们就不断地探索生物的起源，也同时思考着他们如何进化，但终究没有得出统一的结果，生物的起源与进化一直都是未解之谜！但随着历史的发展和科学的进步,生物进化思想从早期的萌芽,到自然选择学说、新达尔文主义,从现代综合理论,到分子进化的中性学说,再到新灾变论和点断平衡论等。现代的进化生物学研究从宏观的表型到微观的分子,从群体遗传改变的微进化到成种事件以及地史上生物类群谱系演化的宏进化,从直接的化石证据到基于形态性状、分子证据和环境变迁的综合推理,从基于遗传基础的比较基因组学到演化机理的进化发育生物学等。可以说人类的文明进步是很快的，我们可以通过很多种方法来断定生物的进化方向，也给我们提出了很多具有参考价值的文献，给予了我们现代生物技术的飞速发展！ 关键词：生物起源、生物进化、生物技术发展 正文： 一、生物进化理论的发展历史 生物的进化过程是十分令人感兴趣的，其中“进化论”是被誉为十九世纪自然科学的“三大发现”之一，是伟大的生物学家达尔文所提出的，是现在最具权威的理论，也是现在令大多数人信服的理论，达尔文进化论的创立使得人们对纷繁复杂的生物界的发生和发展有了一个系统的科学认识。让我们看看生物进化的研究历史吧： 1、拉马克的用进废退学说：拉马克在1809年发表了《动物哲学》这一书，详细的阐述了生物进化思想，他认为，自然界的生物都具有变异性，主张生物由进化而来，生物的进化是一个连续而缓慢的过程。 2、达尔文的自然选择学说：19世纪中期，达尔文发表了科学巨著《物种起源》一书，提出以自然选择为基础的进化学说。他的发表宣布了科学的生物进化理论的形成，成为现代生物进化研究的主要源泉理论。该学说指出了生物进化的主导力量是自然选择，与达尔文同时提出类似观点的还有著名的地质学家赖尔和自然科学家华莱士。 3、新达尔文主义：该学说的主要代表人是19世纪末的遗传学家孟德尔、魏
第三章生命起源和生物进化练习题 1 、原始大气成分：。现在地球中大气主要成分：。对比原始大气和现在的大气成分，主要的区别 是。 2、阅读 P52页资料 2，思考下面的问题： 右图是米勒关于原始地球的模拟实验装置，根据下图所 示，填写出该装置中的一些名称，并回答下面的问题。 （1）．米勒在图中所示的Ａ装置中泵入了甲烷、氨、氢、 水蒸气等气体。该装置模拟了的条件 和的成分。 （2）．这个实验通过进行火花放电模 拟为其提供能量。 （3）. 图中Ｂ里为。 （4）. Ｃ中为含有的溶液。 （5）．米勒的实现说明： 3. 原始地球上尽管不能形成，但能产生构成生物体的，最初简单的有机物形成的场所，有机物不断的相互作用最终在形成原始生命。 4. 根据地质学研究，地球形成大约是在（） A.50 亿年前 B.35 亿年前 C.100 亿年前 D.46 亿年前 5. 地球上原始大气的成分是（） A. 一氧化碳和二氧化碳 B. 水蒸气、氢气、氨气、甲烷、二氧化碳和硫化氢 C.氮气和氧气 D. 氮气和二氧化碳 6.1953 年，美国青年学者米勒模拟原始地球的条件和大气成分，合成了一些有机 物，他使用的是（） A. 火花放电 B. 紫外线照射 C. 加热气体 D.日光照射 7.1969 年，人们发现坠落在澳大利亚启逊镇的陨石中含有并非来自地球的 （） A. 糖类 B. 氨基酸 C. 蛋白质 D. 核酸 8. 米勒和其他学者的化学合成实验说明，原始地球上（） A. 能形成生命 B. 能形成构成生命的有机物 C.原始生命诞生在原始大气中 D.原始大气中含有一氧化碳 9．科学家推测，原始生命的形成的时间，大约的在地球形成后的多少年（）A． 10 亿年 B ．15 亿年 C ．20 亿年 D ．30 亿年10．原始大气层里不含（） A．氧气 B ．氢气C．甲烷D．硫化氢 11．原始的生命起源于（） A．原始的大气层B．原始的河流 C．原始的海洋D．原始的高山 12．在实验室模拟原始地球的条件和大气成分来合成氨基酸的第一位人物是 （） A．斯巴兰让尼 B ．巴斯德 C ．米勒D．孟德尔 13．关于科学推测，正确的叙述是（A．科学推测需要确凿的证据 C ） B ．科学推测需要严密的逻辑 D
第五单元第一章生命的起源和进化复习教案 一、复习目标： 1、描述生命起源的过程--------化学进化过程。 2、举例说出生物进化的总体趋势。 3、概述生物进化的主要历程。 4、举例分析生物进化的原因-----自然选择。 5、举例说出人与猿的相似点，概述人类起源于古猿。 6、说出人类进化的主要历程。 二、复习重点： 1、描述生命起源的过程：化学进化过程。 2、举例说出生物进化的总体趋势。 3、概述生物进化的主要历程。 4、举例分析生物进化的原因：自然选择。 三、复习难点： 化学进化过程和自然选择的过程。 四、复习过程： 1、原始大气的成分中没有氧气，而现在的大气成分中有氧气。 2、米勒实验模拟原始地球的条件和大气成分，通过进行火花放电（模拟闪电），合成了许多种氨基酸。从而可以推测出，在原始地球的条件下，从无机小分子物质形成有机小分子物质是完全可能实现的。 3、生物进化的总体趋势是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生。 4、生物进化的原因是自然选择。自然界的生物，通过激烈的生存斗争，适应者生存下来，不适应者被淘汰。生物通过遗传、变异和自然选择，不断进化。 5、达尔文自然选择学说的内容有：过度繁殖、生存斗争、适者生存、遗传变异、自然选择。 五、课堂检测 1、关于生命的起源，写列叙述正确的是（） ①生命起源于非生命的物质，②生命起源于陆地，③原始大气的成分主要是水蒸气、氨气、沼气等，④现在地球上不可能再形成原始生命。 A、①②③ B、①② C、①③④ D、②③④ 2、“地球上的生命来自外星球”这一声明起源的推测得到了部分人的认可，理由是（） A、米勒通过实验证实了这一推测 B、原始地球环境不可能形成有机物 C、星际空间的陨石中发现了有机物 D、在其他星球已经发现了原始生命 3、下列关于生物进化趋势的表述中不合理的一项是（） A、形体小的生物早于形体大的生物 B、水生生物早于陆生生物 C、单细胞生物早于多细胞生物 D、低等生物早于高等生物 4、对古代长颈鹿进化成现代长颈鹿的原因的叙述错误的是（） A、古代长颈鹿有颈长和颈短的变异 B、古长颈鹿繁殖的后代较多 C、大自然保留了颈长的变异 D、长颈鹿自己选择颈长的个体保留下来 5.下图是米勒涉及的实验装置示意图，据图回答下列问题：
第四讲地球的起源与演化 教学目的要求：了解地球的起源和演化过程；了解地球系统科学的基本观点；掌握地球的基本状态和物理性质；掌握地球的大地构造学说的基本观点。 教学重点：大地构造学说 教学难点：大地构造学说 课时分配：2课时 教学内容：地球的起源和演化过程；地球的基本状态和物理性质；地球的大地构造学说；地球系统科学。 地球科学 是以地球系统(包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈和日地空间)的过程与变化及其相互作用为研究对象的基础学科。主要包括地理学(含土壤学与遥感)、地质学、地球物理学、地球化学、大气科学、海洋科学和空间物理学j以及新的交叉学科（地球系统科学、地球信息科学）等分支学科。地球科学是一个大题目，纵横几万里，上下数亿年，几乎辐射到自然科学的其他各个领域。对地球的认识同世界各民族的起源、历史、文化乃至这个世界文明的进展，都是紧密联系在一起的。 一、地球科学的研究对象 研究对象：地球,地球的时、空、源。 ① 地球的结构：层圈状 ②地球的构造：指地球各个部分之间关系及其它们的分布规律及演化。如大气圈、水圈、岩石圈、地幔、地核,壳幔作用,山脉-盆地，大陆-海洋； ③ 地球物质：各种元素-矿物-岩石-矿床-地层,它们的分布及其迁移富集规律。 ④ 地质事件：地壳运动在地表反映.如地震、火山、海啸、褶皱、断裂等； ⑤ 预测和预防将来发生的地质事件
二、地球科学的研究方法 由于地球科学以庞大的地球作为研究对象，并且具有很强的实践性和应用性，所以它的研究方法与其它几门自然科学有较大的差异。它既要借助于数学、物理、化学、生物学及天文学的一些研究方法，同时又有自己的特殊性。 地球科学的研究方法与其研究对象的特点有关，地球作为其研究对象主要有以下特点： （1）空间的广泛性与微观性 地球是一个庞大的物体，其周长超过4万km，表面积超过5亿km2。因此，无论是研究大气圈、水圈、生物圈以及固体地球，其空间都是十分广大的。这样一个巨大的空间及物体本身是由不同尺度或规模的空间和物质体所组成的。因此，要研究庞大的地球，就必须研究不同尺度或规模的空间及其物质体，特别是要注重研究微观的空间和物质特征，如不同学科都要研究其相应对象的化学成分、化学元素的特性等，地质学要研究矿物晶体结构，水文学和海洋学要研究水质的运动等，气象学要研究气体分子的活动等。只有把不同尺度的研究结合起来，把宏观和微观结合起来，才能获得正确的和规律性的认识。 （2）整体性与分异性（或差异性） 整个地球是一个有机的整体。不仅在空间上地球的内部圈层、外部圈层都表现为连续的整体性；而且地球的各内部圈层之间、内部与外部圈层之间、各外部圈层之间都是互相作用、互相影响、相互渗透的，某一个圈层或某一个部分的运动与变化，都会不同程度地影响其它部分甚至其它圈层的变化，这也充分表现了它们的有机整体性。然而，地球也是一个非均质体，它的不同组成部分无论在物质状态、运动和演变特点上都具有一定差异，表现出分异性。例如，不同地区的地理环境、气候环境具有明显的差异，不同地区的水文条件具有明显差异。固体地球特别是地壳的不同地区或不同组成部分的差异性更为强烈，如大陆、海洋、山系、平原等。这种差异性不仅表现在空间和组成上，也表现在它们的运动、变化与形成、发展上。
生命的起源理论 引言：对生命起源的探索一直是很古老而又年轻的话题，之所以说它古老是因为很早很早以前就有人对此进行了研究，说它年轻是因为直到现在人们对此还没研究透彻，并且不断有新的发现。对生命起源的探索不仅有利于我们对自身的了解，更有利于我们未的发展。 浩瀚的宇宙广袤无垠，地球不过只是其中一颗普通的行星，但这颗体积不大貌似普通的蓝色星球却进化出了形形色色的生物从而变得与众不同丰富多彩。关于地球的起源比较公认的假说是约66亿年前银河系里发生过一次大爆炸，约50亿年前尘埃星云开始收缩，轻的物质向外逸散重的物质向内部集中形成行星，而地球约于46亿年前形成。而目前已知的最早的生命痕迹大约生存在距今34亿年前，那么，混沌初开之时，地球上的原始生命物质和原始生命形态是如何形成的？ 关于生命起源的几种假说 1.神创说：创世说是把生命起源这一科学命题划人神学领域，认为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。19世纪以前西方流行创世说这一学说。近年来，在科学的高速发展的情况下，创世说的支持者为坚持这一非科学的观点，不得不作出新的努力使圣经与科学调和，用科学知识来证明圣经的故事，如将生物学和古生物学的一些“证据”来证明上帝造物和物种不变的观点，这就是现代的新创世说。这一学说无论怎样修饰都是不科学的。
2.宇宙发生说（自生论）：认为地球上的生命来自宇宙间的其他星球，某些微生物的孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而到达地球，从而使地球具有了初始的生命。这个学说仍然不能解释宇宙间最初的生命是怎样产生的。此外，宇宙空间的物理因素，如紫外线、温度等对生命是致死的，生命又是怎样穿过宇宙空间而不会死亡呢？ 3.自然发生说：这一假说提倡“一切生命来自生命”的观点，认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球，即“地上生命，天外飞来”。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。这一学说在17世纪曾流行于欧洲。随着意大利的医生雷地和法国微生物学家巴斯德等人的实验的成功，这一学说失去了他的生命力。 4.化学进化说：持这一观点的学者们认为生命的起源与地球的形成是同源的，原始地球形成后，原始生命是通过地球表面的含C、H、0、N的一些化合物通过漫长的化学反应形成的，原始生命不来自宇宙空间，而是源于地表及其原始大气在如今的地球上，已知的生物大约有200多万种，包括40多万种植物、150多万种动物和10多万种微生物，这只是已统计的数目，研究者们每年都会发现 1.5万个新的生物物种，而且发现新种的速度愈来愈快。 这些形形色色、千姿百态的生物构成了今天这个生气盎然的生物界，但这么多生物是如何诞生的呢？进化论的先驱拉马克在他的《动物学哲学》一书中提出“所有生物都是进化而来的”，他还提出生物在适应环境过程中，器官使用就发达不适用就退化，即“用进废退”。