地球是怎樣誕生的?生物又是怎樣演化的?地球剛誕生時,它的模樣和現(xiàn)在一樣嗎?地球上的生命是怎樣產(chǎn)生的?
關(guān)于這些問題,自古以來就有過多種臆測和假說,因此,有關(guān)地球演化和生命起源的爭論也一直沒有間斷過。
地球的年齡約為46 億年
太陽系在大約50 億年前誕生后,大約經(jīng)過了5 億年,地球開始形成。
由原始的太陽星云坍縮、凝聚而形成的。由于隕石的轟擊、地球不斷收縮等原因,溫度逐漸升高,地球內(nèi)部出現(xiàn)熔融現(xiàn)象。同時又在地球自轉(zhuǎn)、重力作用下,發(fā)生了物質(zhì)分異現(xiàn)象,外部密度較大的物質(zhì)和元素向內(nèi)部逐漸下沉,內(nèi)部較輕的物質(zhì)逐漸上升,最后地球就逐漸形成了現(xiàn)在的地殼、地幔和地核等結(jié)構(gòu)。
根據(jù)太陽系形成的過程,想象地球誕生時的“模樣”。
溫度很高、到處都是熾熱的巖漿
(1)地球在形成之初是一個由巖漿構(gòu)成的熾熱的球。
高溫巖漿不斷噴發(fā)而釋放的水蒸氣和二氧化碳
巖漿不斷噴發(fā)而釋放的水蒸氣降溫凝結(jié)成水滴降到地表,匯流成海洋
原始大氣中沒有氧氣。氧氣是綠色植物通過光合作用產(chǎn)生的,原始地球上沒有綠色植物。原始原始海洋的形成與火山噴發(fā)有關(guān)。
距今約38 億年前(太古代),在海洋中誕生了地球上最原始的生命體
3.地殼的演變和生物的進化
25億~6億年前(元古代),地球上開始出現(xiàn)大片陸地和山脈,海洋中的藻類釋放出氧氣,大氣中的氧氣含量逐漸增多。
6億~2.5億年前(古生代),地球上的陸地大面積增加,原始的歐亞大陸和北美大陸露出海面,出現(xiàn)昆蟲、魚類、兩棲類、裸蕨類等生物。
2.5億~0.7億年前(中生代),大西洋和印度洋形成,中國大陸輪廓基本形成,裸子植物和爬行類動物繁盛。
0.7億年前至今(新生代),地球在第三紀(jì)經(jīng)歷了大規(guī)模的造山運動,形成了喜馬拉雅山脈等許多世界上的高大山脈,奠定了現(xiàn)代地球地貌的基礎(chǔ);鳥類、哺乳類動物和被子植物出現(xiàn)。
生物是由非生命物質(zhì)自然產(chǎn)生的
原始生命的誕生沒有直接的證據(jù)來證明,只能通過模擬、實驗和推測等研究方法,提出各種假說來解釋生命的誕生。
肉湯在開口燒瓶中加熱沸騰
將瓶頸燒軟拉成鵝頸形狀
肉湯在鵝頸瓶中加熱沸騰
(2)法國微生物學(xué)家巴斯德通過實驗否定了自然發(fā)生論:
證明1:空氣中的微生物使湯腐敗的,而不是湯腐敗產(chǎn)生了微生物
證明2:細(xì)菌等微生物的繁衍需要有母體細(xì)菌的存在,新的生命不可能自發(fā)地從非生物物質(zhì)中產(chǎn)生。
俄國奧巴林和印度霍爾丹兩位生物化學(xué)家各自提出了化學(xué)進化假說,認(rèn)為最初的原始生命是由原始地球上的非生命物質(zhì)通過化學(xué)作用,逐步由簡單到復(fù)雜,經(jīng)過一個極漫長的自然演化過程而形成。
原始地球為生命起源提供的條件
物質(zhì):CH4、NH3、H2O、 H2、H2S、HCN、 CO、CO2
能量:宇宙射線、紫外線、 閃電、火山噴發(fā)釋放的能量等
用充有甲烷、氨氣、氫氣和水的密閉裝置,以加熱、放電來模擬原始地球的環(huán)境條件,合成了一些氨基酸、有機酸和尿素等。
①兩個電極放電產(chǎn)生電火花模擬原始大氣中的閃電。②冷凝器讓反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸氣冷卻形成液體,模擬降雨。③燒瓶中的水溶液模擬原始海洋。④瓶中的氣體模擬原始大氣⑤沸水模擬高溫條件下的原始海洋,并提供水蒸氣。
合成了氨基酸、有機酸和尿素等。
在原始地球環(huán)境條件下,無機小分子物質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)合成有機小分子物質(zhì)是完全有可能的
(4)其他科學(xué)家的模擬實驗
所有構(gòu)成生物體的20 種氨基酸均可在原始地球條件下經(jīng)多種途徑產(chǎn)生。人們開始意識到,原始生命物質(zhì)可以在沒有生命的自然條件下產(chǎn)生出來,并推論生命是在此基礎(chǔ)上進化而來的
3.宇宙胚種論(宇生說)
某些微生物孢子可以附著在星際塵埃顆粒上而落入地球,從而使地球有了初始的生命。
同地球碰撞的彗星之一帶著一個生命的胚胎,穿過宇宙,將其留在了剛剛誕生的地球上,地球上才有了生命。
1959 年9 月,人們在落到澳大利亞的一顆隕石中發(fā)現(xiàn)了多種氨基酸和有機物,這一發(fā)現(xiàn)震動了當(dāng)時整個科學(xué)界。由此,有人提出假說,原始生命物質(zhì)也有可能來自外星球。
談?wù)勀銓ιQ生的認(rèn)識
在現(xiàn)今地球條件下,非生命物質(zhì)能不能再演化為原始生命?
生命在地球上的出現(xiàn)是原始地球條件和各種物質(zhì)相互作用的結(jié)果。在現(xiàn)今的地球條件下,作為生命起源的基本條件已不存在了?,F(xiàn)代大氣不再是生命起源所必需的還原性大氣。現(xiàn)今地球的大氣層中有臭氧層阻擋了大部分的紫外線,沒有了強烈的太陽輻射,也沒有頻繁的閃電,地球的溫度也降低了,把無機物合成為有機物必需的自然界的高能作用已不復(fù)存在。另外,也不再有含豐富有機物、含鹽量極少的原始海洋那樣的環(huán)境。
為什么說海洋是生命的搖籃?
原始海洋為原始生命的誕生提供了大量的基本條件:生命所需要的水,維持生命所需要的碳、氧、氮等元素及多種鹽類,有適宜的溫度,能有效抵擋紫外線的輻射等。海洋孕育了地球上最初的生命,也完成了一系列動植物的演化過程,所以說海洋是生命的搖籃。
原始生命最可能的原始新陳代謝類型是什么?
原始生命雖然具有原始的新陳代謝作用,但其結(jié)構(gòu)十分簡單,不可能具有進行光合作用的結(jié)構(gòu)和條件,而只能以原始海洋中已經(jīng)存在的各種有機物作為營養(yǎng)物質(zhì),所以其同化方式應(yīng)該是異養(yǎng)型。原始大氣成分中沒有氧氣,因此其異化方式只可能是厭氧型。所以,原始生命的代謝類型最大可能為異養(yǎng)厭氧型
1.下列哪一項不是原始大氣的成分 (  )A.水蒸氣、甲烷 B.甲烷、氨氣 C.水蒸氣、氨氣 D.氧氣和二氧化碳2.米勒模擬原始地球進行的實驗,證明了生命起源的第一步形成了( )A.原始大氣 B.有機小分子 C.有機大分子 D.原始細(xì)胞3.下列有關(guān)生命起源的各種觀點中,錯誤的是(  )A.原始生命有可能來自于宇宙   B.生命是由非生命物質(zhì)自發(fā)產(chǎn)生的C.地球剛形成時,地球上沒有生命  D.原始生命誕生于原始海洋
4.原始生命形成的場所是( ) A.原始大氣 B.原始海洋 C.陸地上 D.大氣層中5.下列有關(guān)生命的起源的敘述中正確的是( )A.生命是上帝和神創(chuàng)造出來的 B.生命是自然而然產(chǎn)生的 C.生命的形成是按照由原始大氣中的無機物到有機物,再到原始生命這一順序逐漸進行的6.模擬原始地球的條件和大氣成分,合成氨基酸的科學(xué)家是( ) A.愛因斯坦 B.米勒 C.愛迪生 D.牛頓
地球的演化:地球約在46 億年前隨著太陽系的形成而誕生。形成初期是一個熔巖構(gòu)成的熾熱的球。而后逐步冷卻,形成了原始的大氣和海洋。地球上的生命由低等到高等逐漸形成。生命的起源:人們對生命起源的問題爭論不休,提出各種假說來解釋生命的誕生。原始生命體在距今約38 億年前的海洋中誕生。原始生命是由非生命的有機物質(zhì)不斷地相互作用,經(jīng)過極其漫長的歲月后形成的化學(xué)進化假說普遍被人們接受,認(rèn)為無機小分子→有機小分子→有機大分子→獨立體系→原始生命。
中生代:裸子、爬行繁盛

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第 3 節(jié) 地球的演化和生命的起源

版本: 浙教版

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