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第三章 生物的演化

Lesson 3/11 | Study Time: 18 Min


3.1 地球上生命的起源

地球上生命的起源



地球的形成与早期环境



















内容 描述
地球的形成 地球大约在 46亿年前 形成,最初是一个炽热的星球,温度很高,不可能有生命存在。
条件变化 随着地球温度逐渐下降,环境逐步稳定,为生命的起源提供了可能性。




化学起源的假说



















内容 描述
假说 生命在地球温度逐步下降后,由非生命物质通过复杂的化学过程逐步演化而成。
过程 无机物 → 有机物 → 简单生命物质(如氨基酸) → 蛋白质、核酸等复杂有机物 → 原始生命。




米勒实验



























内容 描述
实验假设 原始大气中只有甲烷(CH₄)、氢气(H₂)、氨气(NH₃)和水蒸气(H₂O),没有氧气。
实验设计 在密闭装置中模拟原始地球环境,加入上述气体并通过火花放电(模拟闪电)。
实验结果 一段时间后,实验中产生了一些氨基酸(生命的基本组成单位)。
结论 证明了原始生命物质可以通过化学变化产生。




宇宙起源的可能性



















内容 描述
陨石发现 在澳大利亚的一颗陨石中发现了并非来自地球的氨基酸。
星际有机物 天文学家在星际空间中发现了数十种有机物,表明地球的生命可能来自宇宙其他星球。




总结



























阶段 描述
地球早期环境 温度高、不适宜生命 → 温度下降,形成原始海洋。
化学演化 无机物 → 有机物(如氨基酸) → 蛋白质、核酸等复杂分子。
生命的形成 有机分子经过浓缩、凝聚和长期演化,形成了原始生命。
宇宙起源的可能性 地球生命的原材料可能来自宇宙其他星球,通过陨石或星际尘埃到达地球。








3.2 生物演化的证据

生物演化的证据




化石是生物演化的最佳证据



















内容 描述
化石的定义 生物死亡后遗留下来的坚硬部分(如骨骼、牙齿、脚印、卵等),经过长期压缩嵌夹于岩石中形成。
化石的重要性 化石是研究生物演化的最佳证据,可以直接反映古代生物的形态、生活环境及其演化过程。




化石提供的生物演化证据



















化石例子 描述
早期马化石
- 始祖马:身体只有狐狸大小,前肢4趾,后肢3趾。

- 现代野马:体型高大,足上只有1趾,趾端有坚硬的蹄。

演化原因:只有跑得快的马才能适应环境变化,获得更多食物并逃避天敌,因此逐渐演化出适应奔跑的身体结构。
始祖鸟化石 始祖鸟是爬行类与鸟类的过渡类型,其化石证明了爬行动物逐步演化为鸟类的过程。




恐龙化石的演化证据























内容 描述
恐龙的出现时间 恐龙是生活在约6500万年至2亿年前的陆栖脊椎动物。
恐龙的种类 种类繁多,共有1047种,包括草食性、肉食性和杂食性恐龙。
恐龙的特征 以双足或四足行走,体型庞大,适应不同的生态环境。




生物演化的过程























内容 描述
早期生物 早期动植物生活在水中,之后才出现陆生动植物。
结构复杂性 早期生物身体结构越原始、越简单;年代越晚,身体结构越复杂。
亲缘关系 现代生物都是由古代生物演化而来,因此现代生物之间具有一定的亲缘关系。




现代技术对生物演化的研究



















内容 描述
DNA和蛋白质分析 科学家通过分析生物的脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质的差异,推测生物之间的亲缘关系。
意义 这些现代技术为生物演化提供了分子生物学的证据,进一步支持了化石记录的结论。




总结























内容 描述
遗传与变异 遗传与变异是生物演化的原动力。
生物的共同祖先 现代生物都可以追溯到共同的祖先,生物之间存在亲缘关系。
演化方向 生物演化的方向是从简单到复杂,从水生到陆生,从原始到高级。








3.3 生物演化的原因

生物演化的原因



自然选择学说



























内容 描述
提出者 查尔斯·达尔文(Charles Darwin)在《物种起源》(The Origin of Species)中提出了自然选择学说。
核心观点 自然界中生物为了生存而互相竞争,遵循“适者生存,不适者淘汰”的原则。
演化过程 生物经过漫长时间的自然选择作用逐渐演变,形成新的物种。
演化论 解释生物演化的理论或学说,强调自然选择在演化中的主导作用。




桦尺蛾案例:自然选择的典型例子























时间段 描述
19世纪中期 树干多为浅灰色,灰色桦尺蛾不容易被敌害发现并生存下来,属于适者生存;黑色桦尺蛾容易被发现并被淘汰。
20世纪中期 煤烟污染导致树干变黑,黑色桦尺蛾不容易被发现并生存下来,属于适者生存;浅色桦尺蛾容易被发现并被淘汰。
结论 桦尺蛾体色比例的变化是自然选择的结果,环境变化决定了哪种个体更适合生存。




自然选择学说的要点























内容 描述
生存斗争 生物的食物和空间有限,生物个体必须为了生存而进行竞争。
遗传与变异 生物具有遗传和变异的特征,有利变异的个体更容易生存并繁殖后代,而不利变异的个体会被淘汰。
适应环境 自然选择使得生物逐渐适应环境,不断演化。




综合演化论



























内容 描述
基本单位 生物演化的基本单位不是生物个体,而是生活在同一地区的种群。
遗传基础 基因和染色体等遗传物质的变异是生物演化的基础。
自然选择的作用 自然选择决定了演化的方向,生物对环境的适应性是长期自然选择的结果。
新物种的形成 隔离(地理隔离、生殖隔离等)是导致新物种形成的重要原因。




生物演化的总结



























内容 描述
自然选择的本质 自然选择通过淘汰不适应环境的个体,保留适应环境的个体,使种群逐渐演化。
环境与演化的关系 环境变化是自然选择的重要驱动力,决定了哪些变异是有利的,哪些是有害的。
遗传与变异的作用 遗传提供了生物演化的稳定性,而变异提供了演化的可能性。
新物种的形成 隔离和自然选择共同作用,导致新物种的产生。