病毒的起源与进化
病毒的起源与进化
摘要：病毒（virus)是由一个核酸分子（DNA或RNA）与构成或仅由蛋白质构成（如）的非细胞形态的靠寄生生活的生命体。生物病毒是一类个体微小，结构简单，只含单一核（DNA/RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。本文就以病毒的发现历程、起源、进化及对人体的影响进行了简明的论述。
关键词：病毒；起源；进化
引言：
病毒，是一类不具细胞结构，具有遗传、复制等生命特征的微生物。病毒同所有的生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，是一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式，病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，离开宿主细胞，它只是一个大化学分子，停止活动，可制成蛋白质结晶，为一个非生命体，遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征，所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。
1病毒为细胞祖先假说
1924年，法裔加拿大微生物学家德海莱提出观点，认为生活中的病毒是细胞的祖先。20世纪60年代诺贝尔生理学与医学奖获得者卢里亚指出病毒是在细胞出现前原始生命汤中的遗骸[1]。这个假说认为，地球上生命产生历程首先由无机物质演化为有机物质，再
演化为生物大分子物质，接着产生病毒，然后由病毒演化为原始细胞。持此观点的学者认为：病毒是地球上生物进化过程中最为原始的生命物质，既有化学大分子可以结晶的特点，这是许多非生物物质具有的属性；又具有生物以自身为模板复制产生后代的部分特征，而生物与非生物最根本的区别就在于能否繁殖。研究表明，生物进化通常遵循从简单到复杂的历程。因此，在从非生命物质到生命出现这一漫长的转变过程中，病毒正处于非生物与生物的过渡位置也就顺理成章。在结构上，衣原体等最简单的细胞比最复杂的病毒更复杂，也就是说病毒刚好填补了从化学大分子到原始细胞之间的空白。
2病毒起源于细胞假说
该学派认为如果没有寄主的存在，怎能先产生寄生者呢?这个学派认为只有先产生了细胞，然后因为某些进化事件的出现而产生了寄生性的生命形态病毒。这个学派主要有两种假说，分别为退行性起源假说和内源性起源假说。
2．1退行性起源假说
该假说认为[2]，病毒是高级微生物的退行性生命物质，微生物细胞在侵染宿主细胞进化历程中的部分基因丢失，使其逐渐丧失独立的自我繁殖能力，只能进入宿主细胞才能产生后代，并且在进化过程中更为精简自己的基因组，以至于到今天多数病毒只有数个或者两位数字的基因存在，而这些基因就足以满足病毒的生活史。这种假说提出的依据是在细菌与病毒之间存在比细菌小且更原始、只能在细胞内寄生的中间形式的生命形态——立克次氏体和衣原体。这些学者认为，这些寄生性的原核生物必定产生于原始细胞祖先之
后。他们推测，根据寄生性演化惯性，这些中间过渡态的寄生生命进一步“精简”基因组，到完全丢失核糖体(细胞缩小到极限，要独立执行“中心法则”的最基本细胞器)的时候，完全依赖寄主的生命形态的病毒就产生了。因此，他们认为病毒的起源过程为：细菌→类似立克次氏体的生物→类似衣原体的生物→病毒[3]。
2．2 内源性起源假说
该假说认为，病毒起源于正常细胞的核酸片段“逃逸”，因偶然途径从细胞内脱离出来而演化为病毒[3]。支持此种假说的学者提出了以下相关证据：质粒属于细胞的一部分，但它可以脱离细胞，并在细胞间传递。病毒与质粒的生物学属性非常相似，即可认为都是细胞内寄生、水平传播和垂直遗传等。比如有一种P1的大肠杆菌病毒，它进入细菌细胞可产生两种结果—繁衍后代或不繁衍后代。当它繁殖的时候，就可认为它就是病毒；反之。就可认为如同质粒[2]。相当多的DNA病毒的DNA、逆转录病毒在逆转录酶作用下产生的DNA能全部或部分结合到宿主细胞的染色体上，从而成为细胞的一部分[3]，之后，在内膜系统或细胞基质中生成的病毒蛋白执行捕获病毒基因组，来组成成熟病毒颗粒，并最终释放到细胞外，这可以看作是细胞核酸外逸的过程。生物信息学研究也发现，细胞的原癌基因与一些病毒的癌基因在序列上高度同源，这似乎支持病毒产生于细胞中类质粒逃逸的观点。
3同步起源假说
到底是细胞起源于病毒，还是病毒起源于细胞?这种谁先谁后的问题曾经占据了主流学术界。随着生命起源研究领域的逐步发展，研究者们设计了一些验证试验并发现了一些新的与生命产生有关的
现象。例如，奥巴林等在实验中发现的团聚体(或称为原始类生体)自组织生长现象、实验室模拟原始海洋环境可以出现的随机聚合多肽与核酸链的现象以及RNA酶的发现。RNA酶的发现及相关研究使得更多的学者相信早期生命的核心是RNA而不是DNA。肖敬平等从自组织系统化学竞争性观点出发提出[4]：首先，某种由类蛋白质和核苷酸共同催化的“前代谢结构”使得在“原始生命汤”中产生了随机的代谢过程与大分子的生长。接着，功能性蛋白质及RNA基因同步起源于推测的“原始tRNA一氨基酸一密码子三聚体”。Oro在1994年曾经推测。可能有一种原始tRNA担负早期的翻译任务，这个过程诞生了中心法则中RNA至蛋白质的信息流向。最后，细胞和病毒同步起源于“准代谢脂质体”与“RNA同源复合体”之间的生存竞争和协同作用。因此可以认为，“原始生命汤”中的生物大分子协同竞争性组织现象演化出原始病毒与原始类生体。原始病毒和原始细胞一样，在复杂团聚体与蛋白一RNA自组织体系中开始了复饲最初RNA的遗传信息和翻译最初蛋白的过程，这里mRNA和tRNA 在一个没有核糖体结构的生命汤中发生着自组织化学反应，形成了不依赖于细胞的原始病毒生活史。在漫长的过程中，一些团聚体中部分基因出现了将RNA储存为DNA信息的化学演化，从而中心法则信息流向逐步出现在原始生命诞生的化学演化过程中。这些代谢团聚体中的一部分诞生了核糖体这种高效细胞器，其遗传体系有效整合了核糖体基因体系，从而完善了随着温度降低与海洋中日渐匮乏的化学底物所带来的生存压力。这种整合了核糖体基因体系的存活机制，成为了最初的细胞。而原始病毒则仅仅依靠其侵入代谢脂质体和最初的原始细胞并利用现成翻译体系就能复制，而最终代谢脂质体灭绝，原始病毒没有整合核糖体基因组，留下来的就是入侵与
整合到原始细胞的基因组。适应于这种代谢脂质体日渐稀少、原始细胞相对比例占据优势的环境改变，原始病毒随之进化出寄生于细胞的本领。原始地球环境中代谢脂质体的消失，而细胞内环境优越，病毒在生存压力下对细胞具有了专一的寄生性。这个过程其实是倾向于同步演化假说、对病毒与细胞演化体系的一种猜想。到目前为止，人类对病毒与细胞在起源与进化上的关系处于理论推测的时期，化学演化到生命演化的过程的研究无疑是一个多学科交叉的边缘科学，需要综合各种新的理论与新的视角。这个研究热点领域在可预见的将来要规划相应验证试验去证实各种假说中的某些关键步骤。解决细胞与病毒起源关系的谜题，是科学界正在努力的方向。
4病毒进化的机制
病毒本身的复制频率很高，遗传物质很容易在复制过程中发生突变。免疫压：病毒在宿主体细胞内复制繁殖，必然要遭到宿主免疫系统的攻击，因而，变异则成为逃避免疫杀伤的最好方式。免疫压不仅包括循环抗体IgG、tgM，也包括IgA、IgE、IgD和先天性免疫因素。免疫压和开放性器官消化道、呼吸道、生殖道等，很可能是病毒的双重诱变因素。在开放性器官中可能存在相应的诱变机制。病毒在其生存和增殖能力上的成功进化都取决于它的表型选择，这种表型选择起源于病毒的遗传可变性，而这种遗传可变性的分子机理是基因突变和基因重组两种最基本的方式。病毒的多样性
取决于其与宿主细胞、个体、群体相互作用的感染过程。病毒以最少的基因组合产生最大的多样性，病毒的多样性是病毒生存和进化的首要条件。病毒基因突变(包括转换、插入、缺失、颠换、重组、重配等)和自然选择是病毒进化与病毒多样性的基础。
4．1基因突变
高频率基因突变是病毒进化的基本条件。多数RNA病毒基因组的复制是以RNA中间体为模板进行的，RNA聚合酶校正能力很低，其复制错配率为10—5~10。4，比宿主细胞高出一百万倍左右，即一个10 kb的RNA病毒基因组每复制一次就有可能产生一个基因突变。
4．1．1 自发突变
大多数RNA病毒的突变率要远远高于DNA病毒。RNA病毒的基因突变率可高达lO-3一lO-Vnt(例如逆转录病毒一人类免疫缺陷病毒)；DNA病毒突变率仅为10-8～10。11／nt(如疱疹病毒)，相当于细胞DNA的自发突变率。这种差别是由基因组复制的机制决定的。在复制过程中，RNA依赖的RNA聚合酶的错误率通常要高于DNA依赖的DNA聚合酶。病毒突变具有双重作用：病毒突变可使其抗原性发生改变，从而逃逸免疫应答，但大多数突变是有害的，并会产生许多缺陷颗粒。所以，在这种情况下，所谓“野生型”病毒，实际
上是由占大多数暂时未发生突变的病毒类型组成，它们的作用主要是保持病毒在复制过程中的动态平衡(即基因组的数量平衡)。虽然大多数突变类型是非感染性的或者对其生存极为不利的，并很快被消除，但自发突变却是病毒进化的重要动力。
4．1．2诱发突变
许多诱变剂能引起病毒的突变。体外诱变剂：①碱基类似物；
②碱基嵌入剂；③紫外线等。它们能直接对病毒核酸进行化学修饰，但不影响核酸复制。而体内诱变剂如亚硝酸、羟胺和烷基化合物(如亚硝基胍)，需进行代谢活化，它们可掺入到新复制的核酸中，并在不断的复制过程中诱发突变。
4．2病毒遗传信息的交换
病毒基因组片段通过重组(recombination)、重配(reassortment)交换遗传信息。两种或多种病毒同时感染一个宿主细胞为病毒之间遗传信息的交换提供了机会。此外，病毒与细胞基因组之间也存在遗传信息的交换，许多病毒基因组中都存在与宿主高度同源的序列就是最好的证明。
4．3 自然选择
一般而言，能存在于自然界的完整病毒必须总是先于宿主进行适者生存的选择，病毒通过快速变异和产生大量子代病毒，提供丰
富多样性的病毒以供自然选择。由于病毒遗传信息及结构简单，病毒通过选择宿主来适应变化的环境。病毒通过产生大量子代病毒(DNA病毒)，或快速变异，或以丰富的多样性(RNA病毒)适应宿主，也可通过扩大选择宿主范围来适应变化的环境。
5病毒进化常见的途径
5．1 病毒与其宿主共同进化，二者具有共同的命运病毒将面临生存的瓶颈：病毒可能因为宿主的消亡或因抗病毒措施的应用而消亡。5．2病毒选择多种宿主，具有较广阔的生存环境当一种宿主面临危险时，病毒可以在另外的宿主中增殖，从而不至于因为宿主谱比较窄而消亡。一般而言，DNA病毒进化依照第一条途径，以增殖的子代病毒数量多活的变异，而大多数RNA病毒的进化通过第二种途径，即KNA聚合酶校正性差而获得宿主范围的广泛性。这两种途径都为病毒提供了最佳的生存方式。
6病毒进化的特点
6．1 病毒进化比一般生物快得多，病毒的基因变异表现出一定的“量子”特征病毒的繁殖是以高于宿主106—108倍的速度进行的，病毒的大量增殖加速了病毒的变异。病毒实际上是以大致相同、但略有差异的一群病毒粒China Poultry V01．32，No．1 1．2010
子的形式存在，也就是以居群(population)、亚种(subspecies)或者准种(quasispecies)的形式存在于宿主体内，而不是以均一的形式存在。
6．2所谓的“新病毒”基本上是从另一种宿主的病毒演化而来“旧”病毒通过跨宿主转移的方式进化可以较为高效地扩大病毒的多样性，比重新产生一个新病毒容易，也有利于病毒在更广泛的宿主环境中进行数量和种类的扩增。“新”病毒或跨越宿主后的“旧”病毒在新的宿主中以较快的速度分化变异，充分增加其多样性，以维持其生存。新病毒稳定后其毒力大多处于中等水平。因为病毒毒力太强会造成宿主和病毒的共同灭亡，不利于宿主和病毒的共同进化和双方多样性的发展。
6．3病毒进化既有随机性又有方向性和稳定性病毒以各种方式随机地产生变异，但这些随机产物还要经过病毒活性以及病毒与宿主相互关系的选择，特别是宿主的适应性以及免疫选择压力，因此病毒进化受自然选择的压力而呈现一定的方向性和稳定性。
6．4病毒的不同基因具有不同的进化特征在大部分病毒中，编码外壳蛋白的基因进化较快，而编码内部蛋白的基因却相当保守。如流感病毒，在编码血凝素蛋白的基因中，与宿主免疫有关的部分变异较快，而与细胞黏附有关的部分变异较慢，内部基因则相对稳定。
7病毒与机体相互作用的进化关系
病毒没有完全的自身生命系统，必须依赖宿主的酶系统来进行自我复制、散播，确保自身物种的繁衍。病毒与宿主，宿主与病毒之间的相互作用在病毒的进化中显得尤为重要。
7．1 病毒识别细胞受体能力的进化
病毒在宿主环境与各种因素的相互作用中，形成的选择压力促成了其基因结构乃至蛋白结构的变化，导致受体识别范围、结合能力的变化，直接影响到病毒的感染能力和感染对象。这在病毒的进化中具有极大的意义。由于病毒结构上与受体结合的配体部分通常都是免疫学上中和抗体所涉及的主要抗原表位，该部位与受体结合的改变也必然形成免疫逃逸。禽流感病毒的受体通常为SA仅一2，3，而突变后的禽流感病毒不仅能结合SA or-2，3受体，也能结合SA仅一2，6受体，这就直接导致了禽流感病毒对人类的感染。7．2病毒与宿主免疫系统相互作用的进化
机体的天然免疫系统和获得性免疫系统对病毒性的选择压力，也就是免疫选择，形成了更高层面上的进化压力和自然选择的力量，病毒本能的逃避方式就是利用病毒基因中序列突变的多样性，也就是抗原漂变(antigenic shift)和抗原漂移(antigenic drift)进行免疫逃避。这种突变是在病毒的感染过程中，抗体与这些抗原
结合形成的特异性免疫压力，从而使病毒为保持其有效的生物学增殖而做出的选择性遗传变异。另外，病毒的外壳蛋白翻译后的加工，如糖基化等，产生的构象变化造成了结构屏蔽，以达到示假隐真的目的，降低选择压力。
7．3病毒在群体感染过程中的进化
对病毒而言，在以感染方式进行传播时，涉及的个体越多越好，病毒可在这种传播中获得最大的生物学利益，即其可以形成尽可能大的准种群。但涉及的个体越多，其受到的选择压力累积效应就越大，因而促使病毒发生相应进化的动力就越大。病毒在宿主群体中的整个感染过程是一个缓慢的生物学演变过程，它通过病毒与宿主细胞和机体系统China Poultry V01．32，No．1 1．2010的相互作用，表现出群体动力学和进化的量化特征。根据病毒群体与宿主群体之间的互作关系，可以用定量方式描述在宿主体内免疫反应状态下，病毒群体的分布、丰度以及多样性概率。病毒进化的“交易模型”(Trade—o仃model)：Ro=bN／(v+d+r)，1Ko：病毒基本增殖力．b：病毒传播率；N：宿主个体总数；v：病原体的毒力(宿主病死率)；d：其它原因造成的宿主病死率；r：产生康复免疫力的宿主比率。最具选择优势的病毒，其Ro值应是最大的。因此，需要传播率最大化,毒力和康复免疫率最小化。病毒毒力与致病率、传播率
呈正相关，与宿主存活率和增殖率呈负相关。只有在毒力最小化和传播率最大化之间作出平衡，才能实现病毒基本增殖率1Ko值最大化。病毒的生存、进化和传播的本质是快速增殖出数目庞大的子代病毒，通过变异产生巨大的遗传多样性，快速适应宿主环境。分子生物学和比较生物学的发展，使得我们能够通过基因序列分析比较病毒基因的多样化，探讨病毒的起源和进化途径。尽管在这方面已做了不少工作，但要彻底弄清这些问题尚需时日。
8病毒对人类的影响
由病毒引起的人类疾病种类繁多。已经确定的如，、流感、等一般性疾病，以及、、SARS和等严重疾病。还有一些疾病可能是以病毒为致病因子；例如，与一些神经性疾病，如和之间可能相关。此外，原本被认为是马的的致病因子的玻那病毒，现在被发现可能能够引起人类。病毒能够导致疾病的能力被称为病毒性（virulence）。不同的病毒有着不同的致制，主要取决于病毒的种类。在细胞水平上，病毒主要的破坏作用是导致细胞，从而引起。在中，一旦机体内有足够多的，就会对机体的健康产生影响。虽然病毒可以引发疾病，却也可以无害地存在于机体内。例如，能够引起的可以在人体内保持休眠状态；这种状态又被称为“潜伏”（），这也是所有（包括能够导致腺热的艾伯斯坦-巴尔病毒和能够
导致的－）的特点。进入潜伏状态的水痘－在“”后，能够引起。一些病毒能够引起慢性感染，可以在机体内不断复制而不受的影响。这包括和。受到慢性感染的人群即是病毒携带者，因为他们相当于储存了保持感染性的病毒。当人群中有较高比例的携带者时，这一疾病就可发展为流行疾病。比如曾经爆发的，等。
有一些病毒能诱发，如科的、人病毒和的；另有一些能诱发。
病毒还是引发的因素之一，比如与相关的主要病毒有、、艾伯斯坦-巴尔病毒和人类嗜病毒（human T-lymphotropic virus）等。比如可以诱发从而导致。
当然，也并非所有的病毒都会导致疾病，因为许多病毒的复制并不会对受感染的器官产生明显的伤害。一些病毒，如，可以与人体长时间共存，并且依然能保持感染性而不受到的影响，即“病毒” 但病毒也不是只有坏处，它也有好处，例如： 1、可以作为防治某些疾病的特效药，例如烧伤病人在患处涂抹绿浓杆菌 2、在中，某些病毒可以作为的助融剂，例如 3、在中，病毒可以作为的载体，使之被拼接在目标细胞的上 4、在专一的基中添加的病毒可以除杂5、病毒可以作为药物的载体 6、病毒可以作为特效 7、病毒还在的和能量交流中起到关键作用． 8、病毒还可以用来治疗疾病，比如
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
病毒的起源与进化
病毒的起源与进化 摘要：病毒（virus)是由一个核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成 或仅由蛋白质构成（如朊病毒）的非细胞形态的靠寄生生活的生命体。生物病毒是一类个体微小，结构简单，只含单一核（DNA/RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。本文就 以病毒的发现历程、起源、进化及对人体的影响进行了简明的论述。关键词：病毒；起源；进化 引言： 病毒，是一类不具细胞结构，具有遗传、复制等生命特征的微 生物。病毒同所有的生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，是 一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式，病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物 质和能量，离开宿主细胞，它只是一个大化学分子，停止活动，可 制成蛋白质结晶，为一个非生命体，遇到宿主细胞它会通过吸附、 进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征，所以 病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。 1病毒为细胞祖先假说 1924年，法裔加拿大微生物学家德海莱提出观点，认为生活中 的病毒是细胞的祖先。20世纪60年代诺贝尔生理学与医学奖获得 者卢里亚指出病毒是在细胞出现前原始生命汤中的遗骸[1]。这个假 说认为，地球上生命产生历程首先由无机物质演化为有机物质，再
演化为生物大分子物质，接着产生病毒，然后由病毒演化为原始细胞。持此观点的学者认为：病毒是地球上生物进化过程中最为原始 的生命物质，既有化学大分子可以结晶的特点，这是许多非生物物 质具有的属性；又具有生物以自身为模板复制产生后代的部分特征，而生物与非生物最根本的区别就在于能否繁殖。研究表明，生物进 化通常遵循从简单到复杂的历程。因此，在从非生命物质到生命出 现这一漫长的转变过程中，病毒正处于非生物与生物的过渡位置也 就顺理成章。在结构上，衣原体等最简单的细胞比最复杂的病毒更 复杂，也就是说病毒刚好填补了从化学大分子到原始细胞之间的空白。 2病毒起源于细胞假说 该学派认为如果没有寄主的存在，怎能先产生寄生者呢?这个学派认为只有先产生了细胞，然后因为某些进化事件的出现而产生了寄生性的生命形态病毒。这个学派主要有两种假说，分别为退行性起源假说和内源性起源假说。 2．1退行性起源假说 该假说认为[2]，病毒是高级微生物的退行性生命物质，微生物细胞在侵染宿主细胞进化历程中的部分基因丢失，使其逐渐丧失独立的自我繁殖能力，只能进入宿主细胞才能产生后代，并且在进化过程中更为精简自己的基因组，以至于到今天多数病毒只有数个或者两位数字的基因存在，而这些基因就足以满足病毒的生活史。这种假说提出的依据是在细菌与病毒之间存在比细菌小且更原始、只能在细胞内寄生的中间形式的生命形态——立克次氏体和衣原体。这些学者认为，这些寄生性的原核生物必定产生于原始细胞祖先之
课题:第三章生命起源和生物进化复习 主备人:王东 备课组成员：王慧君王东 第课时总第____课时 备课时间: _________________________________ 授课时间:_________________________________ 复习目标 1、描述生命起源的过程。 2、说出研究生物进化的方法。 3、概述生物进化的主要历程。 4、了解保护色的作用。 5、概述自然选择学说,分析生物进化的原因 复习重点 1、描述生命起源的过程 2、概述自然选择学说，形成生物进化观点复习难点 1、描述生命起源的过程 2、分析生物进化的原因 复习过程 一、地球上生命的起源 师：地球上最初的生命是什么样的呢？产生的过程和条件又是怎样的呢？请同学们阅读课文P51—P53合作交流以下问题。 师：视频播放相关图片并出示以下问题。 1、地球上生命的生存需要哪些条件？ 2、科学推测需要有什么？ 3、原始大气包括哪些成分？ 4.说出米勒设计的实验装置中分别模拟的哪些成分？ 5.米勒的实验说明了什么？ 生：阅读课文，思考交流。纷纷交流自己的观点。 师生总结： 地球上生命的生存需要有机物和能量。 科学推测需要有一定的证据做基础，凭空想象往往是站不住脚的。原始大气包括水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等。4、 米勒的实验装置如图所示：米勒将水注入左下方的烧瓶内，先将玻璃仪器中的空气抽
去．然后打开左方的活塞，泵入甲烷、氨和氢气的混合气体（模拟还原性大气）．再将烧瓶内的水煮沸，使水蒸汽和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环，并在另一容量为5升的大烧瓶中，经受火花放电（模拟雷鸣闪电）一周，最后生成的有机物，经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液内（图中以黑色表示）（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中）．此实验结果共生成20种有机物．其中11种氨基酸中有4种（即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸）是生物的蛋白质所含有的．米勒的实验试图向人们证实，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． 5、米勒的实验说明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。 二、生物进化的历程 师：没有人能够亲历生物进化的几十亿年的历史。那么，科学家是怎样研究生物进化的历程的呢？请同学们阅读课文P57—P60回答以下问题。 1、什么是化石？ 2、研究生物进化的常用方法是什么？ 3、在研究生物进化的过程中，重要的证据是什么？ 4、生物进化的大致历程。 5、生物进化的总趋势是什么？ 生：阅读课文，讨论交流问题。 师生总结： 1、化石是生物的遗体、遗物或生活痕迹，由于某种原因被埋藏在地层中，经过若干万年的的复杂变化形成的。 2、研究生物进化的常用方法是比较法。 3、在研究生物进化的过程中，重要的证据是化石。 4、生物进化的大致历程： ⑴植物：藻类植物→苔藓植物→蕨类植物→裸子植物→被子植物 ⑵动物：单细胞动物→腔肠动物→扁形动物→线形动物→软体动物→环节动物→节肢动物→棘皮动物→鱼类→两栖类→爬行类→鸟类→哺乳类 5、生物进化的总趋势是：由低等到高等，由简单到复杂，由水生到陆生。 三、生物进化的原因 1、分析动物进化的原因 师：现在请你们阅读桦尺蛾体色变化的事例，找出桦尺蛾体色变化的原因。 （播放多媒体课件——英国曼彻斯特桦尺蛾的变化历史。） 生：班内答辩，找出原因。 师：桦尺蛾的体色为什么会发生变化？ 生1：浅体色和深体色的桦尺蛾繁殖的数量开始时大致相当，在黑褐色的树林里深体色的桦尺蛾能逃过敌害而生存下来并繁殖后代，浅体色的桦尺蛾易被天敌发现而吃掉，数量越来越少。这样代代相传，深体色的桦尺蛾越来越多，浅体色的桦尺蛾越来越少。最后桦尺蛾形成深体色的保护色。 生2：我不同意，是因为桦尺蛾的体色可能也像树皮一样被熏黑，从而形成与环境一样的保护色。 师：你们支持谁？究竟哪种说法更正确？请同学们讨论。 生3：浅色的变少不一定是被吃掉，还可以从浅色直接变成深色，如青蛙、雷鸟、变色龙等动物，它们的体色随环境的改变而变化。
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。
病毒的起源与进化 病毒的起源与进化 摘要：病毒（virus）是由一个核酸分子（DNA或RNA ）与蛋白质构成或仅由蛋白质构成（如朊病毒）的非细胞形态的靠寄生生活的生命体。生物病毒是一类个体微小，结构简单，只含单一核 （DNA/RNA ），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物。本文就以病毒的发现历程、起源、进化及对人体的影响 进行了简明的论述。 关键词：病毒；起源；进化
引言： 病毒，是一类不具细胞结构，具有遗传、复制等生命特征的微生物。病毒同所有的生物一样，具有遗传、变异、进化的能力，是
一种体积非常微小，结构极其简单的生命形式，病毒有高度的寄生性，完全依赖宿主细胞的能量和代谢系统，获取生命活动所需的物质和能量，离开宿主细胞，它只是一个大化学分子，停止活动，可制成蛋白质结晶，为一个非生命体，遇到宿主细胞它会通过吸附、进入、复制、装配、释放子代病毒而显示典型的生命体特征，所以病毒是介于生物与非生物的一种原始的生命体。 1病毒为细胞祖先假说 1924年，法裔加拿大微生物学家德海莱提出观点，认为生活中的病毒是细胞的祖先。20世纪60年代诺贝尔生理学与医学奖获得者卢里亚指出病毒是在细胞出现前原始生命汤中的遗骸⑴。这个假说认为，地球上生命产生历程首先由无机物质演化为有机物质，再演化为生物大分子物质，接着产生病毒，然后由病毒演化为原始细胞。持此观点的学者认为：病毒是地球上生物进化过程中最为原始的生命物质，既有化学大分子可以结晶的特点，这是许多非生物物质具有的属性；又具有生物以自身为模板复制产生后代的部分特征，而生物与非生物最根本的区别就在于能否繁殖。研究表明，生物进化通常遵循从简单到复杂的历程。因此，在从非生命物质到生命出现这一漫长的转变过程中，病毒正处于非生物与生物的过渡位置也就顺理成章。在结构上，衣原体等最简单的细胞比最复杂的病毒
《骇客交锋》背后看不见的交锋：解密中美伊以新型国家网战 2014年11月，以索尼影像公司遭到黑客攻击为导火索，美国、朝鲜两国在网络上交相攻伐（详见钛媒体文章：《“黑客攻击”也能当借口，奥巴马签署行政命令追加对朝鲜制裁》），引发某些媒体惊呼道：“下一场战争，将是网络战争？”钛媒体科技作者“灯下黑客”告诉我们，不仅仅是下一场战争，实际上，上一场战争已经是网络战争，国家间的网络战早已拉开帷幕 网络战争时代开始于2006年，主角正是震网病毒。它在什么背景下被研发出来的？执行了怎样的命令？达到了怎样的效果？对今天的我们有怎样的启示？有意思的是，作为第一件经过实战检验的病毒武器，震网病毒正式开启了网络战争时代的大门。而因为网战的隐蔽性，大众往往都是看不见的，唯一产生的看得见的成果，却是艺术界受此影响和传导作用产生的一系列艺术作品，例如2015年1月16日，北美开始上映一部新片：《骇客交锋》（Blackhat）。钛媒体作者灯下黑客将这场大战的背后故事一一解答： 2014年11月，索尼影像公司遭到黑客攻击，电脑网络全部瘫痪，职工一度只能靠纸笔办公，仿佛回到三十年前。黑客泄露了大批公司机密，并且要求取消上映《刺杀金正恩》(TheInterview)一片，否则将发动更多袭击。 此举被美国政府定性为恐怖威胁，认为它意在破坏美国的言论自由。根据网络攻击的痕迹，美国还揭露出此番攻击的幕后主使，正是金正恩领导下的朝鲜政府。12月底，朝鲜也受到网络攻击，全国范围内的网络也都无法使用，怀疑是遭到了美国的报复。 美朝两国在网络上交相攻伐，引发某些媒体惊呼道：“下一场战争，将是网络战争？“ 答案是明显的：不仅仅是下一场战争，实际上，上一场战争已经是网络战争。 震网病毒是什么？ 2006至2010年，著名的震网病毒曾经入侵伊朗核工厂长达五年之久，严重破坏了伊朗核计划。那次入侵的战场只在网络之间，武器也只是软件程序，但它却完全符合最严格的战争定义：它发生于国家之间，它针对军事设施和人员，它企图达到某种政治目。因此，震网病毒被认为是人类第一场网络战争，我们早在2006年就已进入网络战争的时代。 这场战争发端于2006年。这一年，伊朗违背先前签订的协议，重启核计划，在纳坦兹核工厂安装大批离心机，进行浓缩铀的生产，为进一步制造核武器准备原料。
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
【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），
从细胞生物学角度看病毒 病毒是由核酸分子（DNA或RNA）与蛋白质构成的非细胞形态的营寄生生活的生命体，是一类超显微的非细胞结构。病毒的最基本特点之一即与细胞的最根本区别之一是每个病毒仅含一种核酸分子。病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统。因此病毒离开了宿主细胞，就成了没有任何生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。一旦进入宿主细胞后，它就可以利用细胞中的物质和能量以及复制、转录和转译的能力，按照它自己的核酸所包含的遗传信息产生和它一样的新一代病毒。多数病毒直径在100nm(20-200nm），较大的病毒直径为300－450nm，如痘病毒科，较小的病毒直径仅为18-22nm，如双联病毒科。多数病毒只能在电子显微镜下才能看到。 对于病毒的起源曾有过种种推测，一种观点认为病毒可能类似于最原始的生命；另一种认为病毒可能是从细菌退化而来，由于寄生性的高度发展而逐步丧失了独立生活的能力，例如由腐生菌→寄生菌→细胞内寄生菌→支原体→立克次氏体→衣原体→大病毒→小病毒；还有一种则认为病毒可能是宿主细胞的产物。这些推测各有一定的依据，目前第三种越来越具有说服力。因此病毒在生物进化中的地位是未定的。但是，不论其原始起源如何，病毒一旦产生以后，同其他生物一样，能通过变异和自然选择而演化。 病毒根据遗传物质，可分为DNA病毒、RNA病毒和蛋白质病毒（如：朊病毒），根据病毒结构，可分为真病毒（简称病毒）和亚病
毒（包括类病毒、拟病毒、朊病毒），根据寄主类型，可分为噬菌体（细菌病毒）、植物病毒（如烟草花叶病毒）、动物病毒（如禽流感病毒、天花病毒、HⅣ等），根据性质，可分为温和病毒（HⅣ）和烈性病毒（狂犬病毒）。 病毒主要由内部的遗传物质和蛋白质外壳组成。核酸位于它的中心，称为核心或基因组,核酸是带有遗传密码的病毒基因组。通过遗传学和生物化学方法，已查明一些病毒的基因图谱。对MS2和ΦΧ174噬菌体、花椰菜花叶病毒、SV40和乙型肝炎病毒核酸的核苷酸序列，已全部查明。蛋白质包围在核心周围，形成了衣壳，衣壳是病毒粒的主要支架结构和抗原成分，有保护核酸等作用。衣壳是由许多在电镜下可辨别的形态学亚单位—衣壳粒所构成。核心和衣壳合称核心壳。有些较复杂的病毒（一般为动物病毒，如流感病毒），其核心壳外还被一层含蛋白质或糖蛋白的类脂双层膜覆盖着，这层膜称为包膜。包膜中的类脂来自宿主细胞膜。有的包膜上还长有刺突等附属物。包膜的有无及其性质与该病毒的宿主专一性和侵入等功能有关。昆虫病毒中有1类多角体病毒，其核壳被蛋白晶体所包被，形成多角形包涵体。病毒的复制过程叫做复制周期，其大致可分为连续的五个阶段：吸附、侵入、增殖、成熟（装配）、裂解（释放）。 严重急性呼吸综合征又称传染性非典型肺炎，简称SARS，是一种因感染SARS冠状病毒引起的新的呼吸系统传染性疾病。主要通过近距离空气飞沫传播，以发热，头痛，肌肉酸痛，乏力，干咳少痰等为主要临床表现，严重者可出现呼吸窘迫。本病具有较强的传染性，
第16章《生命起源和生物进化》知识点 总结苏教版 1．化学演化学说生命起源过程 原始地球火山爆发 ↓ 第一步 第二步 第三步 原始大气──→有机小分子──→有机大分子──→原始生命──→原始单细胞生物 （氨基酸等）（蛋白质、核酸等）（能生长、繁殖、遗传）。 原始大气的成分：二氧化碳、甲烷、氮气、氨、氢气和水蒸气（注意：没有氧气） 原始生命诞生的场所：原始海洋 2．生命起源的实验证据 米勒模拟原始地球条件的实验： ①火花放电的作用：模拟原始地球的闪电 ②向装置内输入的气体主要是：甲烷、氨、氢气和水蒸气 ③米勒提出的问题是：原始地球有没有可能产生生命 ④米勒作出的假设是：原始地球有可能产生生命
⑤米勒在实验中搜集到的证据是：容器中产生了原先不存在的各种氨基酸等有机小分子 ⑥米勒得出的结论是：在一定的条件下，原始大气中各种成分能够转变为有机小分子。 3．生物进化的证据 生物进化的直接证据：化石。化石是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物和遗迹 马的进化趋势是体型由小到大，四肢越来越长，多趾着地逐渐变成只有中趾发达并惟一着地。 在德国发现的“始祖鸟”化石就是爬行类进化成鸟类的典型证据。我国辽宁省发现的孔子鸟化石为爬行类进化成鸟类提供了新证据。 越简单、越低等的生物的化石总是出现在越古老的地层里； 越复杂、越高等的生物的化石总是出现在越新近形成的地层里。 4、生物进化的主要历 生物进化的规律：从单细胞到多细胞、从低等到高等、从简单到复杂、从水生到陆生 5、达尔文的进化学说——自然选择学说（“19世纪自然科学三大发现之一”） 达尔文认为，地球上的生物一般具有很强的生殖能力，
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（）
对生生命起源与进化的认识和理解 姓名：张晓晓专业：生科序号： 04 摘要：生命起源是一个非生命物质演变成原始生命的过程。生命树之根(LUCA)是现存生物的共同祖先和最原始简单的生命体。通过寻找可能的生命树之根不但有助于揭示从无生命到有生命的演化机制在对生命现象和规律的研究上也有重要的意义。近年来许多证据都暗示极端条件下如类原始地球条件的高温、高压、高硫、或强辐射等生存的微生物可能是最接近LUCA的物种。“寒武纪大爆发”是动物进化史上的里程碑现在生活在地球上的各个动物门类几乎都在早寒武纪相继出现。沉积学和地球化学研究显示海洋化学和物质循环在寒武纪和前寒武纪之交发生了巨大的变化这些改变可能为“寒武纪大爆发”提供了有利的环境背景。尽管科学家们对“寒武纪大爆发”的机制提出过很多假设但目前还没有一个清晰的和令人信服的解释。 关键词：生命的起源生命的进化寒武纪大爆发化学进化 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,现在比较多的人相信，生命由无机物形成，起源于约36亿年前。但澳大利亚启逊镇发现的陨石中发现了非地球的氨基酸。甚至有人说陨石中发现了孢子！所以有人说地球生命来自于外太空。 (1)陆相起源。他们认为聚合反应是发生在火山的局部高温地区，聚合生成的生物大分子经雨水冲刷汇集到海洋，并在一定的条件作用下，继续发展成为复杂的有机物质。(2)海相起源。认为在原始的海洋中的氨基酸和核苷酸等小分子有机物可以被吸附于粘土一类的物质的活性表面，而在适当缩合剂（如羟胺类化合物）存在时，可以发生聚合反应。 生物大分子并不能独立表现生命现象，只有形成了众多的、乃至成百万的已蛋白质、核酸为基础的多分子体系时，才能表现生命萌芽。
计算机病毒的由来 计算机病毒的发源地在美国。早在1949年计算机研究的先驱者纽曼说过，有人会编制异想天开的程序，甚至不正当地使用他们。今天的计算机病毒实际上就属于这样一类程序。在1977年夏天，Thomas I Ryan出版了一本科幻小说，名叫《The Adolesceuce of P-1》。书的作者幻想出世界上第一个计算机病毒。这种病毒从一个计算机到另一个计算机传染流行，它感染了7000多台计算机的操作系统。人类社会的许多现行科学技术，都是先有幻想之后才成为现实的，也许在这本书问世之后，有些对计算机系统非常熟悉，具有极为高超的编程技巧的人顿开茅塞，发现计算机病毒的可能性，从而设计出了计算机病毒。1983年获得美国计算机协会计算机图林奖的汤普生公布了这种计算机病毒存在和它的程序编制方法。“科普美国人”1984年5月还发表了介绍磁心大战的文章，而且只要2美元就可获得指导编制病毒程序的复印材料。很快，计算机病毒就在大学里迅速扩散。各种新的病毒不断被炮制出来。据有些资料介绍：计算机病毒的产生是由一些搞恶作剧的人引起的。这些人或是要显示一下自己在计算机方面的天资，或是要报复一下别人或公司（学校）。前者主观愿望是无恶意的，无非为了炫耀自己的才华。后者却不然，是恶意的，力图在损失一方的痛苦中取乐。 据传，许多病毒的制造者是年轻的大学生、中学生，这些“电脑迷”出于恶作剧或者不可告人的目的，设计或改造了许多病毒，使计算机病毒的品种花样翻新。例如：在台湾有一个改编自“哥伦布日”的病毒。名谓“快乐的星期天”，当病毒发作后，屏幕上出现“HAPPY SUNDAY”字样。另外的一种“两只老虎”病毒，则在摧毁计算机系统后，大唱“两只老虎”的歌曲，令被害者哭笑不得。 1
人类拥有的病毒记录，或者病毒症状的记录，仅能追述到有记载的几千年前。而病毒的比较学研究，最多也只有80来年的历史。通过研究现存的病毒，人们希望能够了解病毒的起源和进化历程，预示病毒特别是人类病原病毒未来的变异和进化的方向，也即需要了解随着环境因素的变化，病毒将怎样变异?变异的速度如何?什么是变异的选择压力等?从而能够有效地控制和避免人类及动物病毒的爆发。 要讨论病毒起源的学说，必须首先定义什么是病毒的起源以及如何判断这个起源的发生。这里我们将病毒或其遗传物质从它的前身大分子中独立出来进行自主复制和进化的时候，定义为病毒的起源。当病毒获得了决定自身繁殖和命运的遗传信息量时，它就获得了新的分类地位成为独立的遗传元件。 病毒的起源有三类学说： 1）退化性起源学说。退化性起源学说认为病毒是细胞内寄生物的退化形式。这种细胞内寄生的产生原因可能是由于微生物对某种不能穿过细胞膜的代谢发生了严重依赖。在细胞内，这类寄生物可以在不影响其生存的情况下逐渐丢失部分生物学功能。它们所必需保留的功能是具有可进行自主复制的DNA复制原点（顺式元件）、可以对复制进行调控的反式调控蛋白，以及能与宿主生物合成及复制系统相互作用的顺式和反式功能。最终的选择结构，就可产生一种专性细胞内寄生的DNA分子或质粒。 退化性起源学说可以把病毒的起源解释为两个阶段： 首先，寄生物在细胞内产生独立复制的DNA质粒，然后，编码寄生物亚细胞结构单位的基因发生突变，形成病毒的衣壳蛋白。随着进化的发生，新获得的可在细胞间转移的特性被进一步选择下来。 2）病毒起源于宿主细胞中的RNA和（或）DNA成分的学说。这种学说认为，病毒是正常的细胞组分在进化过程中获得了自主复制的能力独立进化而来的。该学说能解释所有病毒的起源： DNA病毒起源于质粒或转移因子；反转录病毒起源于反转座子；RNA病毒起源于自主复制的mRNA。
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
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
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