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微生物进化

第三章生命起源和生物进化复习教案

第三章生命起源和生物进化复习教案 羊流羊祜学校杨承兰 复习目标 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。

可持续发展需要文化适应性进化

可持续发展需要文化适应性进化 孙家驹 2012年03月05日14:13 来源:《学习时报》 人类是生物进化和文化进化的产物,近一万年来特别是近两千年来,随着环境变化的加快,人类的生物学进化在加快,文化进化则更快。但是,当代人类文化进化与以往不同,它主要不是表现在量的激增和形式的多样化,而是表现在纵向的科学去魅与复魅(去魅一般指的是对于科学和知识的神秘性、神圣性、魅惑力的消解,复魅则指的是科学和知识在新的条件下的统合,恢复科学原有的魅力)、横向的生态化统合。 可持续发展要求文化适应性进化 当代人类之所以提出要转向可持续发展,就是因为现行的发展方式不可持续,但是,转变发展方式并不是人们所想象的那么简单,并不是仅靠推行一套规划安排、环保法规、产业政策、适用技术等就能解决好。自1972年联合国召开人类环境会议,发表《只有一个地球》研究报告和《人类环境宣言》,1987年联合国笫38届大会发表《我们共同的未来》研究报告,提出实施可持续发展的“全球变革日程”以来,人类的环境意识有了空前的觉醒,科学家和学者们提供了大量的研究成果,各国政府在相关规划、法规、政策的制定和新技术推广等方面作出了很大的努力,全球社会转换发展方式取得了多方面的进展。但是,我们努力的成效赶不上资源环境恶化的速度,地球在1966年时还有生态盈余,到2007年,人类生态足迹增长了1倍,已超出地球生态承载力的50%,地球生命力正面临着被耗竭的威胁。 为什么会是这样?最深层的原因还要到人类的文化中去寻找。如果认为人类是地球的主宰、征服者,人类又怎么可能会敬畏自然,与自然和谐相处?如果认为生物之间都是吃与被吃的关系,人类又怎么会去保护生物多样性和告别同类相残?如果社会两极分化不是缩小而是扩大,一个富人的资源能源消耗超过几十、几百个穷人,又怎能要求穷人饿着肚子而不去竭地而耕、竭草而牧?如果发达国家封锁先进技术并拒绝带头减少污染气体排放,又怎能要求发展中国家放弃发展而去减排?如果强权政治横行无忌,西方列强对别的主权国家暗中策反、公开干预、发动战争无所不用其极,国际政治环境恶化,又怎能使宝贵的资源用于长远的可持续发展,而不是用于应对当前的生死安危需求?如果高喊自由、平等、博爱、人权、人道主义、公平正义,却把物种大灭绝、气候恶化、荒漠蔓延、洪水地震、疫病流行、社会动乱视为趁火打劫的“机遇”,大发饥荒财、军火财、战争财,人们又怎能相信可持续发展不会像自由、平等、博爱、人权、人道主义、公平正义一样被利己主义、自我中心主义、强权政治所异化?如此等等,无情的事实反复地表明,没有整个人类文化的适应性进化,没有人与人和人与自然关系的根本性变革,可持续发展就只能是镜花水月。

病毒的起源与进化

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[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

病毒的起源与进化

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

【精品】地球的起源与演化

【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),

第16章《生命起源和生物进化》知识点总结苏教版

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,

生物的起源和进化

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()

对生命起源与进化的认识和理解

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。

第10章 微生物的进化、系统发育和分类鉴定

第10章微生物的进化、系统发育和分类鉴定 重点、难点剖析 学习本章的目的是:①掌握有关微生物分类学的一些基本概念,了解分类学目前的整体发展水平;②认识生物大分子被用作系统发育研究的原理,rRNA,尤其是16(18)SrRNA 被挑选作为主要研究对象的原因;③掌握分类命名的基本常识,认识分类鉴定特征的分类学意义,了解分类鉴定方法的发展;④了解“伯杰氏手册”的分类概况,重点是知道运用包括“手册”在内的分类学资料,选择适当的特征测定方法进行微生物分类鉴定。 1.rRNA序列与微生物系统发育、系统树及三域理论的提出。仅仅根据表型特征来推测微生物的进化谱系和进行系统分类其结果往往是不够准确的。在当代,主要是通过分析和比较微生物大分子的一级结构特征,即比较蛋白质、RNA或DNA的分子序列特征作为判断微生物进化谱系和进行系统分类的主要特征。通过比较大分子序列进行谱系分析的理论基础是:这些大分子序列进化变化的显著特点是进化速度相对恒定。这就意味着,分子序列进化的改变量(氨基酸或核苷酸的替换数或替换百分率)与分子进化的时间成比例。因此,我们就可以通过比较不同类群生物大分子序列的改变量来确定它们系统发育相关性或进化距离。 目前,把rRNA特别是16(18)SrRNA作为微生物系统发育研究的主要对象,主要是因为:①它普遍存在于各类原核和真核生物中,在生物进化历程中,其功能重要而稳定,而且在分子中存在高度保守序列区域又有中度保守和高度变化的序列区域,这样就有利于对亲缘关系远近不同的各类生物进行比较;②相对分子质量大小适中,这样在技术上既便于序列测定也有利于序列资料的比较分析。 目前,主要用全序列分析法测序,取得原始的序列资料,然后用计算机进行排序,使所比较的分子序列同源位点一一对应,并两两进行比较,统计两序列同源位点之间碱基的异(不匹配)同(匹配)数值。通常用相似性系数或表示距离的数值来表示微生物之间亲缘关系的远近,还可以通过寻找印迹序列来进行分类鉴定。构建系统树是系统学的重要任务。伍斯等根据16(18)SrRNA序列比较所绘制的、涵盖所有生物各大门类的“全生命”系统树,是近年这一领域有影响的重要成果。我们应看懂这个图,但不能认为这就是最后结论,一方面它只是根据对一些代表生物的研究提出的,随着研究的进一步扩展和深入,还会进一步修改;另方面,也许生物的系统发生比目前我们所认识的要复杂得多。 三域理论是伍斯通过16(18)SrRNA序列比较提出的,随后其他方面的研究也在一定程度上支持了这一理论,目前已得到较广泛的认同。将古生菌与细菌分开单独作为一域,除了因为它们的16SrRNA缺乏作为细菌特征的那些序列外,它们还具有下列突出特征区别于细菌:①细胞壁无胞壁酸;②有醚键分支链的膜脂;③tRNA的T或TΨС臂没有胸腺嘧啶;④特殊的RNA聚合酶;⑤核糖体的组成和形状也不同。古生菌具有与细菌和真核生物相似的特征又具有显著区别的特征。因而认为,在生物进化的历史中,它们是根源深远的一支进化主干。 2. 菌株、种及命名模式。在涉及微生物菌种的工作中,操作实体不是“种”而是菌株。同一种不同菌株的某些生物学性状(其中有的性状可能对生产或研究十分重要)往往有重要区别。所以,我们不仅仅要注意种名,还应注意菌株名称。种作为分类的基本单元是应用极其广泛的概念,对于缺乏有性生殖的细菌(原核生物),其物种的定义不能用高等生物所用的“生殖隔离”的标准来界定。种的学名用双名法命名,即由:属名+种名加词两部分构成,这就决定了任何一个种在系统分类中一定归属于某一个属。亚种名为三元式组合,由种的学

微生物的适应性进化

微生物的适应性进化 适应进化又称定向进化"实验室进化或驯化,是目前备受瞩目的菌种改良技术,能够使菌株在较短的时间内有效地改变菌株的某些表型或生理特性(如菌体生长速度,底物消耗速度,耐受高温高低pH值以及不同有机溶剂等),并且基本不会影响除目的表型外的其他优良性状。目前实验室最常用的适应进化方法是在特定条件(给予选择压力)下将微生物连续传代培养,通过菌株自发突变的不断富集,获得适应特定条件的表型或生理性能。 在微生物进化过程中,选择压力的存在可以保证微生物在与选择压力的相互作用下,菌种的随机变异实现定向淘汰,与环境相适应的基因型得以保存,特别是在人工选育过程中,通过人工施加定向的选择压力,使微生物沿着所需的方向的进化,从而获得目标性状的菌种。乙酸作为细胞毒素经常在很多生物过程中作为副产物不断积累,乙酸浓度逐渐升高的环境压力存在于许多工业微生物领域。以生物乙醇的生产为例,副产物乙酸会严重抑制乙醇的生产,Peter Steiner 等人将不耐受乙酸的野生型 Acetobacter aceti 进行适应性进化实验,将逐渐提高浓度的乙酸作为选择压力,经过 240 代的适应性进化,获得了能够耐受50g/L 浓度的乙酸的菌株。Hillesland 和 Stahl 首次将脱硫弧菌和产甲烷菌混合培养300 代来研究混菌体系的进化历程,脱硫弧菌为产甲烷菌提供氢离子,产甲烷菌通过消耗氢离子为脱硫弧菌提供适宜生存的条件,两者通过代谢产物的交流实现专性的互利关系。虽然两种菌株都是从共生微生物体系中分离,但是它们是从不同的环境中分离出来,而且单独培养。将这一严格互利共生的混菌体系进行适应性进化实验,其实验核心就是将体系中的一种微生物作为另一微生物的选择压力进行了实验设计,这种生物选择压力的存在能够使适应彼此物质代谢交流的菌种得以保存和扩大种群优势,进化后的混菌体系生长速率提高了80%,生物量提高了30%。 单菌多次级代谢产物策略在“沉默代谢途径”的应用 在非自然条件下,微生物中很多编码次级代谢产物的基因簇是保持沉默的。在细菌和真菌中有关次级代谢产物合成的基因簇数目远远大于实验室条件下实际合成的天然产物的数目[29]。毫无疑问,这些沉默的基因簇是发现活性药物组分的巨大资源库,如何激活这些未表达或者表达量比较低沉默基因将是我发现新

环境微生物学讲稿-第二章 微生物的起源与进化

第二章微生物的起源与进化 第一节微生物的起源与化学进化 Oparin-Haldane生命起源假说 原始的地球呈熔化状态。当逐渐冷却时则形成地核、地幔和地壳。地球冷却时,二氧化碳、甲烷、氨、氮气、氢气、硫化氢、水蒸气等气体被挤压出地壳表面,形成地球周围的大气圈。水蒸气的冷凝还形成了地壳表层的水圈。地壳表面的水圈和大气圈与生命的起源密切相关。 Oparin-Haldane生命起源假说由俄罗斯科学家Oparin于1925年和英国科学家Haldane1930年独立提出 生命起源假说的实验证据 Stanley L. Miller和Harold C.Urey 用来证明非生命合成有机物包括 氨基酸和核酸碱基的实验装置 整个装置内充满还原性气体,烧瓶加热 产生水蒸汽,并在另一端冷凝。在这个 装置里,两个电极放电作为有机物合成 的能量来源。 在Miller和Urey的实验中,首先由甲烷转化成甲醛和氰化氢,接着这些化合物结合产生尿素和甲酸,最后产生氨基酸(包括甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、缬氨酸、脯氨酸、天冬氨酸)。在液态下,氨基酸形成蛋白质不易进行,在粘土的表面则易进行,粘土具有吸附性能和原始催化性能。在外部化学条件或类似蛋白质的催化下,一些蛋白质可进行自我复制。随后是碱基的合成;核酸的合成;核酸的转化等。 第二节微生物细胞的进化] 将磷脂放入水中,也可自发形成团聚体,呈双分子层,类似细胞膜。这种团聚体能够吸收外面的液体而生长,并能缢断凸出物而形成新的团聚体,后者很像酵母菌的芽殖。这些团聚体具有一细胞器如酶、电子载体、叶绿体等的功能,可进行代谢、电子传递或光能作用。由这些蛋白所形成的微球具有有限的催化能力和自我复制能力,更加接近化学进化产生细胞的中间形态。在没有核酸时,能够自我复制的蛋白质微球可看成是最原始的细胞(朊病毒就只有蛋白质一种成份)。这些最原始的细胞称为始祖生物(progenote)。 核酸的获得和利用促进了细胞结构与功能的发展。细胞先利用核糖核酸(RNA),后来利用核糖核酸和脱氧核糖核酸(DNA)作为模板合成蛋白质。细胞膜、酶活性和核酸组织在一起,导致了原始原核生物(eugenote)的产生。 有关微生物进化的化石证据不完整。

物种的起源与进化

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

生命起源和生物进化练习题.doc

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

高中生物 生命的起源和生物的进化生物进化学说

第六章生命的起源和生物的进化生物进化学说 教学目标 1.了解达尔文的生平和生物进化理论产生的背景;了解达尔文进化理论的主要内容、意义,以及对达尔文进化理论的评价;理解达尔文自然选择学说几个主要内容之间的关系;学会运用达尔文的自然选择学说,解释生物的适应性、多样性和生物进化的原因。 2.通过理解自然选择学说几个主要内容之间的关系,培养学生分析综合的思维能力;通过学会运用达尔文的进化理论解释生物界的一些现象,培养学生理论联系实际、正确认识自然界、生物界的能力,以及分析问题和解决问题的能力。 3.通过学习达尔文的进化理论,对学生进行进化、适应等生命科学观点的教育,同时渗透生命物质是不断变化发展的、内因与外因的辩证关系等辩证唯物主义基本观点的教育;通过了解达尔文的生平和生物进化理论产生的背景,引导学生学习科学家的科学精神、科学态度、科学方法等,从而进一步对学生进行科学素质的教育。 重点、难点分析 1.达尔文自然选择学说及其主要内容之间的关系是本课题的重点内容,这是因为: (1)达尔文的自然选择学说是他的进化理论的基础,也是他的进化理论的核心内容。这个学说不仅能说明生物物种是可变的,而且还能科学地解释生物进化的原因,以生物的适应性、多样性和统一性。此外,达尔文的自然选择学说,也是现代生物进化理论发展的重要理论基础。 (2)达尔文自然选择学说主要内容之间的关系,体现了明确的因果关系、逻辑关系。如遗传和变异是自然选择的基础,是生物进化的内在因素,而生存斗争是自然选择的动力,也可以认为是生物进化的外在因素,过度繁殖使生存斗争更加激烈,适者生存则是自然选择的结果,是生物进化的原因。这些内容是培养学生分析综合思维能力、逻辑思维能力的极好素材。 2.运用达尔文的自然选择学说解释生物界的现象,既是本课题的重点,又是难点,这是因为: (1)本课题的重要目标之一就是要求学生会运用科学的理论去认识自然、解释自然,而达尔文的自然选择学说理论性较强,不但要使学生理解,而且还要会运用,这对培养学生理论联系实际的能力和举一反三的能力具有重要的作用。 (2)正是由于达尔文自然选择学说有较强的理论性,因此让学生理解理论,运用理论,是有一定难度的。特别是在用自然选择学说解释生物界现象时,如果对理论不能全面地、深刻地理解,往往会出现将生物拟人化或“外因论”的倾向。 3.对达尔文学说的评价是教学的难点,这是因为:

【经典教案】人教版八年级下册生物 5.1第一章生命的起源和进化复习教案

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:

七年级生物下册《生命的起源和进化》知识点济南版

七年级生物下册《生命的起源和进化》知识点济南版 一、生命的起源 1.人类起源于森林古猿。这一结论的获得有许多化石证据支持。 2.地球大约形成于46亿年前,原始生命大约诞生于36亿年前。 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明的区别是没有氧气。 4.地球上生命的生存需要物质和能量。 二、生物进化的证据 化石是研究生物进化最严重的、比较全面的证据,化石是由古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等,由于某种原因被埋藏在地层中,经过漫长的年代和繁复的变化而形成的.并不是生物的遗体、遗物或生活痕迹就叫化石。 三、生物进化的历程 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,确定它们的相同和例外之处。科学家们通过对例外年代化石的纵向比较,以及对现存生物种类的横向比较等方法,推断出了生物进化的大致过程。 2.化石:是生物的遗体、遗物或生活痕迹,由于种种原因被埋藏在地层中,经过若干万年的繁复变化系形成的。化石是研究生物进化非常严重的证据。 四、生物进化的原因 在研究生物进化的过程中,化石是最直接的、比较全面的证据,化石是由古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等,由于某种原因被埋藏在地层中,经过漫长的年代和繁复的变化而形成的.并不是生物的遗体、遗物或生活痕迹就叫化石。

研究发现,例外的地层中埋藏着例外类型的生物化石:埋藏于较浅地层中的化石与现代生物结构比较相似,埋藏于较深地层中的化石与现代生物结构差别较大,并且越是古老的地层中发掘的生物化石结构越简单、低等,水生生物的化石越多;越是晚期的地层中发掘的生物化石结构越繁复、高等,陆生生物化石越多.这说明生物进化的趋势是:从简单到繁复,由低等到高等,从水生到陆生.因此生物进化的证据是生物化石.

卫生微生物学笔记

卫生微生物学笔记

负责整理者:李江恒 同组者:童柏铭黎智斌潘永帅周守林 注:“”标记的为必须掌握的重点 “”标记的为掌握和注意的知识点 “()”括号内的为解释说明作用,多了解即可 其他未做任何标记的为熟悉或了解知识点 卫生微生物学 第一章绪论 第一节卫生微生物的发展史(了解) 一、启蒙时期对病原的认识 包括文明古国对病原的认识、卫生学的启蒙和早期对微生物的认识。 二、微生物学的初创和奠基时期 (一)、微生物的发现:17世纪,荷兰人列文·虎克利用自制显微镜,第一次看到微小生物,开创了用实验的方法研究微生物的先河。 (二)、微生物学学科的形成:巴斯德和郭霍是微生物学的奠基人。巴斯德的成就:①“巴氏消毒法”应用于各种食物和饮料消毒;② 发现并根除一种侵害蚕卵的细菌,拯救了丝绸工业;③意识到许多疾病由微生物引起,建立了微生物理论。郭霍的成就:创用了固体培养基,从环境和病人标本中分离纯化培养和鉴定细菌,为病原体的发现提供了重要的实验手段。 三、近代与现代微生物学时期 包括疾病预防的卫生学起源和卫生学学科的形成。 第二节卫生微生物学的定义 一、定义(掌握) 卫生微生物学(sanitary microbiology):是研究微生物与其环境相互作用的规律、对人类健康的影响以及应对方略的科学。 二、卫生微生物学定义的范畴(掌握) 广义从上讲,卫生微生物包括存在于自然界的所有微生物,包括致病微生物(较少)和非致病微生物(较多);从狭义上讲,卫生微生物不包括引起传染病流行的病原微生物;卫生微生物的定义是广义的。

三、卫生微生物学的研究内容(熟悉) (一)、研究微生物在环境中的分布消长规律 1.空间分布 2.时间分布 3.不同环境的消长规律 4.不同环境中的种类分布 5.不同环境的生存能力 6.不同环境的致病能力 (二)、环境因素在微生物传播疾病中的作用 (三)、研究卫生微生物的检验技术和方法 检验的目的:对微生物进行定性、定量、来源分析 检验方法:浓缩(提高检出率)、免疫学(增强特异性)、各种标记(增加能见度)、分子生物学方法(增加准确度)。 (四)、研究和制定卫生微生物标准 为卫生微生物监督工作提供理论依据。 (五)、研究利用微生物解决卫生学问题 1、微生物检测环境污染:沙门氏菌致突变试验(Ame test)检测污染物的致突变性;发光细菌检测污染物的急性、毒性。 2、微生物治理污染-环境生物技术 第三节卫生微生物与相关学科的关系(理解) 一、卫生微生物学与医学微生物学 卫生微生物学与医学微生物学的区别(熟悉)

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