生命起源和演化精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇生命起源和演化，期待它们能激发您的灵感。

篇1

【关键词】能源；化工产业链；全生命周期评价；可持续性

能源和化工系统具有系统结构复杂、物质流和能量流众多的特点，对环境、经济、社会方面有重要的影响。随着社会的不断进步，能源和化工系统的内容也逐渐丰富，由此衍生出众多与其相关的学科及研究领域，例如化学工程与能源学、环境学、经济学、社会学等。全生命周期和可持续性分析对这些问题的研究和创新非常重要，对国民经济的可持续性发展具有重要意义。

一、能源和化工系统存在的问题

能源和化工系统从微观角度来说，覆盖了从资源的勘探、开采到深加工、生产以及配送等过程。从宏观角度来说，延伸至对环境、社会系统甚至全生命周期演变的影响。随着新的科技成果的出现，能源和化工系统的分支越来越多，内容越来越丰富，研究范围也随之不断扩大。它的研究重点主要包括系统之间的生命周期循环以及各系统内部分单元之间的能量流、物质流的系统结构等。能源和化工系统主要存在的问题有：能源利用率、环境影响、经济影响、安全性能和可持续性的研究。

二、能源与化工系统的全生命周期

随着能源与化工系统研究的不断深入，化工过程和产品路线的全生命周期研究成为了一个重要课题，正确分析产品循环过程中的各阶段，可以延续工艺技术路线的生命周期。全生命周期分析的概念最早是在20世纪中期提出来的。它主要是对产品从原材料采购阶段到生产、产品使用及后续处置阶段的整个过程的研究，研究方法按照国际上的ISO14000标准进行。具体方法分为两步：第一，对研究对象建立分析模型；第二，在模型基础上建立清单并进行分类，分类标准是排放出的的环境污染物所属的环境影响类型。全生命周期的边界也涵盖了产品的整个生产、使用、再利用及后续处理环节。

三、能源与化工系统的可持续性

能源与化工系统的可持续性研究应该将时间研究和空间研究结合起来，从这两方面进行。空间上采用多层次建模分析方法，时间上采用系统集成分析方法，最终使可持续发展技术和经济、社会紧密联系，形成三维的评价工具和指标，评估他们对生态环境和社会发展的影响。可持续性评价指标是指对经济、环境和社会等方面的量化评价。可持续性评价工具主要是分析产品全生命周期过程和对资源、环境的影响。

四、能源和化工系统集成优化和全生命周期分析

本文以煤基能源化工过程为例，对系统集成优化及全生命周期进行分析和评价。

煤化工系统是一个极其复杂的系统。技术、路线、产业链等因素中，任意一个因素都会使得资源的利用率不同，有时甚至产生很大差别。

1、煤化工多系统的集成优化

目前已投入到工业运行中的IGCC多联产系统，以煤为单一原料。虽然被广泛使用，但仍有一些关键技术没有突破。例如，煤合成气的碳氢比达不到化工产品销售的理论要求；二是能量损失。煤气化过程中，会释放出大量的热。而合成气时则需要将热量移除，导致大量热能损失。

从理论层面来讲，在以单一物质，例如煤或天然气，作为原料的化工系统中，均存在能量利用和元素转化方面会有一定的不足之处的缺陷。针对这一缺陷，部分研究者提出了多原料联合模式对工艺流程改进的要求。例如，基于煤和天然气的碳氢比不同这一原理，将这两种物质作为调节合成气的碳氢比的基础原料。以天然气为原料制备的合成气碳氢比一般为4～5，理论上按照一定比例将煤合成气与天然气合成气混合，可以满足下游化工产品的需求。

2、煤制甲醇过程中的全生命周期

煤制甲醇过程中的全生命周期主要包含了原煤的开采到甲醇的生产及废物处理等五个阶段。在制定清单的过程中，选择和煤化工系统关系密切的污染物当作环境排放因子。严格依据生命周期的清单有效进行信息数据的采集，从而能够计算处理。同时，还要对在此过程中的火用损失进行考虑，并不断创新技术，降低火用损失。例如建立具体过程的ELCA模型，假设全生命周期的各个环节为黑箱，每个阶段能量及物质的输入包括两方面：外部环境输入、上游时期输出。且每一阶段传至下游或废物处理阶段的输出都当作输入。一般利用火用投资来降低废物处理阶段废弃物的排放量。

结束语

可持续发展是现代化学工程所面临的巨大挑战之一，因此能源化工系统的相关研究者们要革新技术，加大研究力度，及时推出新研究成果，合理评价系统的全生命周期。虽然当前能源化工系统的相关生命周期评价与可持续研究已经取得一定成果，但是仍然还有一些问题亟待解决。

参考文献：

篇2

化学起源论

1859年，伴随着达尔文《物种起源》一书的问世，生物科学发生了前所未有的大变革，同时也为人类揭示生命起源这一千古之谜带来了一丝曙光，这就是化学起源论。化学起源论是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在原始地球的条件下，在极其漫长的时间内，由无机物转变为有机物，再由有机物发展为生物大分子和多分子体系，一步步演变出原始的生命体。但这只是理论的推测，还缺乏令人信服的实验证据。1953年，美国芝加哥大学研究生米勒在其导师尤利指导下，完成了模拟在原始地球还原性大气中进行雷鸣闪电能产生有机物(特别是氨基酸)、以论证生命起源的化学进化过程实验，即著名的米勒模拟实验，这是生命起源研究的一次重大突破。后来，科学家们仿效米勒的模拟实验，合成出大量与生命有关的有机分子。

但米勒的实验也有很多的疑点，例如米勒实验提供持续的电能――在原始时代的地球不一定有相类似的电能；其次，各种不同的气体和物质的配合，虽然能够产生氨基酸、醣类等物质，但仍不能证明这就是生命的起源；氨基酸很可能是宇宙流星和彗星在撞击地球的时候带来的，因为当时这种现象十分普遍；再者，类似实验所假设的大气层不能证明就是原始的大气层，因而所得的结果也是不确定的；更重要的是，米勒实验中有机多分子体系演变为原始生命这一阶段是在原始的海洋中形成的，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段，然而，人们目前还不能在实验室里验证这一过程。米勒本人也承认他的实验与自然界的生命起源过程相距较远，并且现代科学发现在火星上有氧气存在却没有生命，因此，米勒曾提出的大气层中没有氧气存在故没有生命之说就不成立。

海洋起源论

在化学起源论的基础上，20世纪70年代一些学者提出了热泉生态系统论，也就是所谓的海洋起源论。它是现在最新的、最流行的，也可以说是迄今为止最科学的有关生命起源的假说。由于现阶段所发现的古细菌，大多都生活在高温、缺氧、含硫和偏酸的环境中，这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似――热泉喷口附近不仅温度非常高，而且又有大量的硫化物、甲烷、氢和二氧化碳等，与地球形成时的早期环境相似。有些学者认为热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质，而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此，热泉生态系统是孕育生命的理想场所。也有一些学者认为，生命可能是从地球表面产生的，随后就蔓延到深海热泉喷口周围，而后来的撞击毁灭了地球表面生命。只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代――热泉生态系统是现存所有生物的共同祖先。

1967年，美国学者布莱克在黄石公园的热泉中发现了大量嗜热生物。1977年，科学家克里斯在太平洋底的热泉中，同样也发现了大量的嗜热微生物。科学研究表明，热泉中含有大量的一氧化碳、硫化氢和硫化金属矿物，一方面有作为新陈代谢重要催化剂的黄铁矿物和硫的出现；另一方面，有遗传物质如核糖核酸的出现。由此看来，地球上的生命也许就诞生在距今38亿年到40亿年问这些充满硫磺味的热水池或者软泥之中。宇宙生命论

然而，热泉中的这些物质又是如何而来的呢?早在19世纪初，人们已在陨石上找到了有机分子，它们是有机合成物诞生的重要因素。20世纪40年代以来，人类利用天体物理的手段，在月球表面或者火星的火山口等地方，探测到了近百种有机分子。1969年9月28日，科学家发现坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸，其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的。

上述种种证据促使了宇宙生命论的产生，即所谓的生命起源于宇宙大爆炸。这一假说提倡“一切生命来自星际空间”的观点，认为地球上最初的生命来自宇宙问的其他星体――“地上生命，天外飞来”。该假说认为，承载着“生命种子”的陨石或星际分子坠落在地球表面或通过其他途径，形成地球最初的生命。

但是，现代科学研究表明，在已发现的星球上，其自然状况并不具备保存生命的条件，并且天体在迁移的过程会产生具有强大杀伤力的紫外线、X射线等各种高能宇宙射线，当它们穿越大气层到达地球的过程中会产生高温，因此生命不太可能在这一过程中存活。此外，这类在外星球上形成的有机小分子在地球上也可以形成。宇宙起源论实际上是把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了，将生命起源这一问题转变为“宇宙中的生命又是怎样起源”。

篇3

2、天体演化学是天文学的一个分支，它研究各种天体以及天体系统的起源和演化，也就是研究它们的产生、发展和衰亡的历史。天体的起源是指天体在什么时候，从什么形态的物质，以什么方式形成的；天体的演化是指天体形成以后所经历的演变过程。通常说的天体演化，往往也包括起源在内。

3、天体演化同物质结构和生命起源等基本理论问题有密切的关系，特别是同地球科学有更直接的关系，因此，天体演化的研究具有重要的理论与实践意义。

4、研究太阳系各类天体(主要是行星、卫星、小行星、彗星)的形成和演变，说明太阳系的现有特征，一般侧重于起源的研究。自康德提出太阳系起源的星云说以后的二百多年中虽然已有四十多种学说，但至今还没有一种完善的理论被普遍接受。困难在于我们能直接观测到的只有千千万万个行星系中的唯一的“样品”——太阳系。

5、有关太阳系的起源和演化的学说分为灾变说和星云说两类：灾变说认为行星的物质是因为某种偶然的巨变(如另一颗恒星走近或碰到太阳，或太阳爆发)而从太阳中分出来的；星云说认为行星物质和太阳由同一原始星云形成(共同形成说)或由太阳俘获来的(俘获说)；灾变说在二十世纪上半叶盛行，现在基本上已被否定。

篇4

化石研究表明，地球上最早的生命迹象出现于35亿年前，主要是单细胞的原核生物。之后，地球生态似乎没有多大的变化。直到将近30亿年之后的寒武纪，也就是距今6亿年前，地球生物出现一次爆炸性演化，一下子出现许多多细胞生物，生物进化由此加速。几亿年内出现了我们现在熟知的包括恐龙在内的各种各样的生物。然而，不少人还是质疑这种爆炸式的生物演化，认为在那30亿年的时间内不应该只有单细胞生物，还有一些原始的多细胞生物。

质疑归质疑，科学研究讲求的是证据。近年来，科学家逐步发掘出了一些这样的证据。此前，科学家在非洲发现了20亿年前的卷曲藻化石，这是一种多细胞真核生物。2008年，法国国家科学研究中心和普瓦提埃大学的研究人员在非洲又有了新的发现。他们在加蓬发现了一块独特的生物化石。起初，化石研究人员根据生物的组织结构初步认为，该生物是多细胞真核生物，出现于6亿年前。然而，经过进一步的研究，研究人员发现这块化石的形成年代居然是21亿年前。是否是6亿年前的生物进入了21亿年前的石头呢？研究人员经过X射线扫描等进行进一步分析，发现这块化石的形成时间的确源于21亿年前，也就是说化石中的多细胞真核生物的确曾经生活在21亿年前。

这些罕见的古老生物化石长度在10厘米到12厘米之间，堪称“大化石”。这些化石的总量也很多，有250多个。目前，研究人员已经研究了其中的100多个，从中已经发现了多种形态比较类似的多细胞生物，这些生物应该是同一类多细胞生物，但是有多种。普瓦提埃大学的研究人员艾尔・阿尔瓦尼说：“从远处看，这些化石像是具有不规则边缘的花式饼干。从近处看，这些化石有扇贝状外缘和辐射状条纹。”在进一步的分析中，研究人员利用离子探测器对化石中硫同位素的成分进行了测定，并借助特殊设备绘制了标本的立体图像。结果显示，该生物化石正是多种组织的结合体，而不是一些研究人员猜测的那样是多个细菌堆砌起来的，这进一步证实了化石中的生物是多细胞生物。研究人员表示，这是迄今为止发现的最古老的多细胞真核生物，比之前的卷曲藻化石还要早1亿年。

篇5

【关键词】《勒俄特依》；彝族史诗；哲学思想

宇宙的起源是什么？人的起源是什么？人和自然的关系，和人的关系是什么？在人类的漫长的历史中，人类最初的疑问构成了哲学的萌芽。古代社会，人类的认识水平很低，不能回答上面的问题，故而先民用奇特的构思和想象，丰富了早期人类的精神世界，这就是神话和史诗的诞生。《勒俄特依》作为彝族创世史诗，不仅包含了神话、传说、创世史诗和英雄史诗，它还具有丰富的哲学思想，是彝族先民智慧的结晶。史诗《勒俄特依》以“创世”为主线，叙述了宇宙的起源和人类的迁徙等，其结构庞大、气势雄伟、内容丰富，显示出其朴素的唯物主义哲学思想。

一、朴素的宇宙观

关于宇宙的形成，原始宗教中有各种各样的神灵创世说。宇宙指的是物质世界，是自然万物的总称。彝族先民认为，“宇宙”指的就是天地。彝族先民关于天地起源、发展以及自然万物存在的宇宙观，其中包含着四项典型内容：一、“化生型”宇宙观；二、“创造型”宇宙观；三、自然演化的宇宙观；四、宇宙原始结构说。《勒俄特依》中的宇宙观是“自然宇宙观”，认为天地是由客观存在的自然物质演化而来。

彝族先民认为，最初的宇宙无天又无地，是混沌的状态。现在的事物不是从来就有的，而是后来才有的，是后来发生的。这是彝族朴素的辩证的宇宙“发生”观。《勒俄特依》在《天地演变史》章节中开篇就讲到：“远古的时候，上面没有天，有天没有星，下面没有地，有地不生草。……上下阴森森，四方昏沉沉。”

这里描绘的是一个混沌的世界，是一个混沌的宇宙，是一个“天地混沌如鸡子”的时代。混沌的宇宙不是静止不变的，而是发展变化着的。《天地演变史》中写到：

“一天反着变，变化极反常；一天正着变，变化似正常。天地的一代，混沌演变水；天地的二代，地上雾蒙蒙；天地的三代，水色变金黄；……天地的九代，下界遭毁灭；天地的十代，万物毁灭尽。此为天地演变史”

彝族先民认为，万物都是由变化演变的过程而来。运动和变化是天地万物形成的过程，这里包含着彝族先民朴素的辩证法思想。

《勒俄特依》认为，“水”乃是万物的始祖，由水才演变了其他的万物。“水”生万物说，世间万物都是由水演变而来。它把天地万物的形成归结于“水”，是一种客观存在的物质。相对于创造型宇宙观中的“神”创万物说，《勒俄特依》更显示出彝族先民朴素的唯物主义哲学观念。

《开天辟地》章节中，恩体谷兹让众神仙去开天辟地，“阿尔师傅啊，膝盖当砧磴，口腔当风箱， 拳头当铁锤，手指做火钳，制成四把铜铁叉。”四把铜铁叉交给四仙子去开辟东西南北四方。结果，“风从东方吹进来，从西方吹出去。水从北方流进来，从南方流出去。”接着，“丝惹低尼啊，请来阿尔师傅来，将那四个铜铁球，制成就把铜铁帚，交给了九个仙姑娘。拿去扫天地。把天扫上去，把地扫下来。”《勒俄》还谈到几个仙小伙利用铜铁斧去“造地”。《开天辟地》中写到：“一处打成山，做牧羊的地方；一处打成坝，做放牛的地方；一处打成田，做栽秧的地方；一处打成坡，做种荞的地方；一处打成哑口，做打仗的地方，一处打成沟谷，做流水的地方，一处打成山山凹，做安家的地方。”从此大地上有了树木、流水、平原、动物。

这里的神人“开天辟地”和创造万物，还不同于后来宗教有神论的神创――无中生有的“创造”。这种劳作和生产劳动一样，这些神是是被夸大和神化了的人。更多的是赞美人的力量，劳动的力量。这是一种朴素的唯物主义哲学观。

二、对生命和人类起源的朴素看法

彝族先民认识世界和人类认识世界的顺序是一致的，都是先天地后人类。《勒俄特依》并没有秉承大多数神话的人类起源神造说，而是采用了较为合理的自然演化说。

首先，彝族先民认为，万物源于雪。《勒俄特依》中写到：“天上掉下泡桐树，落在大地上，霉烂三年后，升起三股雾，升到天空去，降下了三场红雪来，九天化到晚，九夜化到亮，为成为人类来融化，为成祖先来融化。做了九次黑白蘸，结冰来做骨，下雪来做肉，吹风来做气，下雨来做血，星星做眼睛，变成雪族的种类，雪族子孙十二种。”

彝族先民认为人类来源于“雪”，不同于“神创说”和“化生说”，彝族先民关于人类的起源是一种“物质变化说”，是自然演化的结果。它包含着朴素的唯物主义思想。

其次，彝族先民把生命和人类的起源看做是从低级到高级的自然演化的结果，并且提出人和猿是同祖的关系。《勒俄特依》中详细地叙述了猴类进化的过程。猴进化到第九代阿吕居子的时候，“形状虽象人，叫声似猴音。树叶当衣穿，野果当饭吃，有眼不看路，有嘴不吃肉，有手不做工，如熊掰树梢，如猴爬树顶。”，在这里为我们展现了原始社会类人猿的生活画面，也就是人类的早期生活。《勒俄特依》为我们展现了人类起源的正确的思想意识。

三、《勒俄特依》与彝族的自然生态观念

在彝族先民的宇宙观和生命观中，体现了一种“人和大自然是兄弟”的自然生态观念。这是彝族先民在漫漫岁月中，在与大自然的斗争生存中得出的经验和领悟。在“万物有灵观”的支配下，彝族先民认为，人与自然万物本为同源体，《勒俄特依》中雪生十二子，就说明了人为动植物同源共生。彝族先民把自己熟悉的动植物作为人类本源而加以亲近，彝族先民的自然崇拜和图腾崇拜也说明了这一点。

《勒俄特依》洪水漫天地重大自然灾害发生的原因，惩戒人类的与否与是否保护动物相关。《洪水漫天地》章节中记载：“恩体谷兹家，派遣阿格叶库臣，身除魔器，手拿套猪绳，赶头黄脸独野猪，来到地上方，将土翻还原，居木长子将他捉，居木长子啊，长子说大话，说要将他杀；次子说哽话，说要用棍打；居木幺子啊，幺子说话留后路。”长子和次子都因为要伤害这头猪而死亡，最后只有幺子居木武吾（阿普笃慕）生存下来。后来通过动物的帮忙，居木武吾与天上恩体谷兹的女儿联姻，人类得到了繁衍生息。这则故事告诉我们，人和自然中的万事万物是兄弟，要在相互依靠、相互帮助中生存。

“人和大自然是兄弟”，这一思想启迪了一代代彝族人的生态观。于是，彝族就产生了敬天敬地的天地观，敬山敬水的生态观，敬动植物的自然观。彝族把各种动物视为自己的良师益友而加以保护，把山水视为灵物，这种敬畏自然的思想在彝族地区产生了积极的影响。至今，彝族地区保存着人和自然相处的良好的生态环境。这种“人和大自然是兄弟”的观念是一种朴素的唯物主义思想。

彝族先民在《勒俄特依》中对宇宙的发生、生命的起源、生物的进化以及人类的起源的观点都是一种朴素的唯物论。其所强调的人类和大自然是兄弟的自然生态观念，也是一种朴素的唯物主义思想。《勒俄特依》的很多观点还不是依科学为根据的，但较之历史上各种唯心主义和形而上学的观点，已经是很先进的了。

【参考文献】

[1]王天玺，李国文著， 《先民的智慧：彝族古代哲学》， 云南教育出版社 ， 2000.4，第55页冯

[2]元蔚译，勒俄特依[M].成都：四川民族出版社，1986第3页.

[3]《勒俄特依》，冯元蔚，4-5页

[4]《勒俄特依》，冯元蔚，14页。

[5]《勒俄特依》，冯元蔚，15-16页。

篇6

多数自然科学家认为，是宇宙“选择”了人类。因为现代天体物理学以及生物进化论已经勾勒出这样一幅宇宙演化的过程图景：先是宇宙(天体)的起源，然后是地球的起源，再有生命的起源，最后是人类的起源，这“四大起源”构成了整个自然界的演化，从这个过程中可以看出，人类是宇宙长期演化的必然的产物。人们平常所说的，人类是“自然之子”，“人类是自然的一部分”，正是这个意思。

但是，人类真是“必然”地产生于宇宙的吗?当今越来越多的人对此提出了疑问。他们认为，“大爆炸”理论模型只是等待验证的假说，他们还认为，星系的产生，恒星的产生，到行星(包括地球)的出现，几乎每一步演化都充满了偶然。

另一种观点认为，是人类选择了宇宙。所谓人择原理，又称“人类中心原理”，或“人的宇宙原理”，这个原理的要义在于，宇宙之所以是这样，是因为现在有我们这样的人类存在，它不可能是另外的其他样子，因为另外的环境不会有人的出现和存在，也就不可能有对宇宙的研究和认识。所以，现在的这个宇宙是人类认识的结果，故而从某种意义上讲，是人类“选择”了这个宇宙。美国著名科学家惠勒还从量子力学观点出发，进一步提出了“参与者的宇宙”概念。他把整个宇宙当作一个观察者参与的“自激发电路”，认为宇宙自大爆炸开始，膨胀尺度不断变大，在这进程中产生了观察者及观察仪器，这种观察反过来又会对宇宙产生不可忽视的影响。“参与者的宇宙”向人们提供了有关人与宇宙的统一的自然观念，说明人是宇宙的人，他以自己的方式来描述宇宙人的宇宙，它以人类活动的结果和对象的面貌出现。正如科学家们所说，宇宙通过人类最终获得了自我认识。

也有学者认为，中国人的“宇宙和谐”论，实际上是对二者的融合。这一理论认为，宇宙和谐是产生人类的原因，人和宇宙是一个互为依存的整体。人依赖于宇宙，而宇宙也依赖于人。人的存在是宇宙状态的结果(宇宙择人，也是宇宙所以有如此状态的原因(人择宇宙)，究竟是“宇宙择人”还是“人择宇宙”，严格地说难以区分。宇宙给地球一个大环境，地球给人类各种生存的自然环境和自然条件，而人的生存又改变着自然环境，人既是被动的，又是主动的，人在这里既是观众，又是演员。

近几年来探索世界复杂性的混沌学的出现，使人类长期争论不休的“是宇宙选择了我们，还是我们选择了宇宙”的问题发生了转义。混沌理论认为，宇宙中普遍存在着混沌现象，即偶然的、随机的、不确定的因素作用下非常复杂和模糊的现象。或许是宇宙在混沌的历史中偶然地“选择”了我们，而我们在宇宙的混沌的现实中还没有能认清它的真实面貌。所以，在混沌理论看来，是“宇宙选择了我们，还是我们选择了宇宙”从一开始就是一个不断发展的人类自然观的问题，是人类不多的几个“自言自语”之一。

篇7

李贺安

“五一”期间，我去参观了柳州市博物馆。令我印象最深刻的是“古生物化石馆”展示的《生命之旅》，馆里陈列着从早生代到新生代各类生物化石，清晰地展现了地球上生命的起源及进化过程。这些化石种类丰富，时间跨度长，包括各类质地清晰、千姿百态、栩栩如生的古生物化石标本，一片化石就是一幅精美的艺术珍品，犹如世界上最精美的文字、最生动的语言，记录和凝固了生命进化历程和各个地质时期的演变情景。

经过了解，地球上原来是没有生命的。最早的生命起源于36亿年前的海洋，由许多矿物质元素合成有机物质，再在漫长的岁月里，经过地球环境变化，有机物质演化成单细胞生物，于是，地球生命就诞生了！

篇8

生命是如何在地球上开始起源的，一直都是科学界的一个难解之谜。虽然科学家们提出了各种各样的假设，但都没有绝对令人信服的证据来证明这些假说的可靠性。比较经典的一种解释认为，生命是在地球漫长的岁月中逐步演化，从无机到有机，从低级到高级的过程，这就是“化学进化论”。

根据化学进化论的描述，地球形成之初，原本没有生命，只存在各种无机物。通过长时间的地球演化，含有甲烷、氨、氢气等小分子无机物的气体在紫外线、电离辐射、雷电等能量作用下，逐步生成了有机的小分子物质，如核苷酸、氨基酸，使原始的海洋成为一种“原始汤”。

此后，“原始汤”中的这些有机小分子，经过了长时期的相互作用，在有硫、磷、金属等土壤的适当条件下进行缩合或聚合反应，逐步形成一些简单的有机高分子物质，如蛋白质、核酸等分子。在此之后，海洋中的蛋白质、核酸分子数量不断增多，浓度也不断增加，在特定的条件之下，又被分离、凝聚，并脱离原来的海洋环境，构成可与外界进行简单物质交换的多分子体系。最后，这些多分子体系逐步演变，通过蛋白质和核酸的相互作用，最终产生了有原始新陈代谢功能并进行自我繁殖的早期生命。

打个比方，原始海洋就像一盆稀薄的热汤，里面含有许多有机物，这些有机物不断的相互作用，经过及其漫长的年代，逐渐形成了原始的生命，因而可以形象地把原始海洋比作是生命的摇篮，是原始生命形成的场所。当初期生命产生之后，通过不断的演变、进化，旧物种消亡，新物种产生，这才逐渐形成了现在地球上多姿多彩的生物圈。

生命起源的化学进化论，得到美国芝加哥大学学者米勒的实验支持。1953年，米勒在实验室内，首先把200毫升水加入到500毫升的烧瓶中，抽出空气。然后，模拟原始大气成分，通入甲烷、氨气、氢气等混合气体。将入口玻璃管熔化封闭，然后把烧瓶内的水煮沸，使水蒸气驱动混合气体在玻璃管内流动，进入容积为5升的烧瓶中，并在其中连续进行火花放电7天，模拟原始地球条件下的闪电现象，再经冷凝器冷却后，产生的物质沉积在U型管中，结果得到20种小分子有机化合物，其中有11种氨基酸。这11种氨基酸中，有4种氨基酸――甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸，是天然蛋白质中所含有的。他的实验结果轰动了科学界。

因为蛋白质是南氨基酸组成的，有了蛋白质生命的产生就指日可待了。因此，米勒的实验所揭示的，也许就是生命从无机物起源过程中的重要一步。这个实验还向人们展示：离开了水，生命就无从起源。

水是生命的魔法师

简单的化学表达式H2O掩盖了水的一些微妙事实。而解开谜底的钥匙，并不在于水分子的一个氧原子和两个氢原子间的化学键，而在于属于不同水分子的氢原子之间的联系――氢键。氢键仅仅有典型化学键的十分之一强。在室温条件下，水分子可以聚合在一起，也可以很容易就离散。因此，在一滴水中，水分子们不断地聚合和离散，形成一个有序和无序并存的矛盾体。于是就形成了水的诸多反常特性：如水的沸点比一般液体的都要高，并且水难以压缩。

所有影响水分子形态的化学键，归根结底都是量子效应的产物。而氢键则源于一种最顽强的量子现象――零点振动。零点振动削弱了氢原子和氧原子之间的化学键，从而使邻近的水分子之间更容易联系起来。水因此成为高度黏着的液体，地球也因此充满生命。剑桥大学的菲力克斯・弗兰克斯教授，曾这样巧妙地描述了零点振动的作用：把水中的氢原子用比它重的同位素氘来替代，如此所得到的化学上相同的液体，却对大部分生命有致命的毒害。而这种液体和水唯一的不同之处，就是零点振动的能量。

理论方法、实验技术以及计算机技术的发展，使得科学家们可以在详尽地研究水是如何通过量子效应，与DNA、蛋白质、细胞相互作用的。研究的结果总是令人感到不可思议。时下流行的观点认为，生命的秘密可以用不同种类的基因，以及它们所编码组成的蛋白质来破解。然而新的研究成果挑战了这一过于简单的假设：如果没有水分子的直接参与，蛋白质或者基因不可能完成任何最基本的功能。正如弗兰克斯所说的那样：没有水，一切只是化学物质；有了水，化学物质成为生命。

蛋白质的研究为这一结论提供了有力的证据。蛋白质分子按照DNA的指令由氨基酸链联结而成，它们具有一系列对于生命体至关重要的功能，比如，驱赶外来的入侵者、催化反应和构建新细胞。它们精确的操作不仅依赖于自身的物理形状，也依赖于水分子的一项重要功能：确保氨基酸向着正确的方向卷起。

生命在“水深火热”中产生

米勒试验证明了无机物质可以在原始大气环境中通过简单的化学反应生成有机单分子，但这还仅仅只是生命演化历程中最初的一步。氨基酸、嘌呤、嘧啶、糖等有机单分子还必须通过缩聚反应才能生成蛋白质、核酸等生物大分子。在原始地球环境中，火山充当了缩聚反应的催化剂。

因为生命的大爆发时期恰好和气候、地质突变的时间相对应，科学家们推断：在水火碰撞的极端条件下产生的化学反应，可能催化了生命的产生。在生命爆发之前，是一个大冰期时代，使得一些生命要素被“冰封”，只有在火山及热水附近才有相对活跃的生命形态，不过它们只是孤立的存在，彼此之间不存在交流，因为寒冷冰封阻碍了他们的交流。

我们知道，热泉中含有大量的一氧化碳、硫化氢和硫化金属矿物，特别是黄铁矿物和硫，一方面硫化铁和硫，有新陈代谢的出现。硫化铁是一种非常重要的催化剂，很多化学反应在它的表面或者说在它的晶体骨架里，进行得非常的顺利，一些重要化合物已在热泉中被发现。

新陈代谢的途径可能跟热泉中的黄铁矿和硫，以及它们的聚合物有一定的关系。另一方面，遗传物质脱氧核糖核酸、核糖核酸的出现，与硫化酯和硫的化学过程有着非常密切的关系。而脱氧核糖核酸还可以直接用核糖核酸脱氧演变而来。由此看来，地球上的生命也许就产生在距今38亿年到40亿年间这些充满硫磺味的热水池或者软泥之中。

科学家就这一生命进化的模型在大方向上达成了共识，但是在某些具体环节上尚有许多谜团，因为找到的化石都只是突变后的结果，中间的过程只是推断。不过，专家们相信这样的逻辑：生命进化没有固定路线，地球的变化决定了生命的变化，现存的各种生物包括人类能够被保留，有赖于一种偶然机会的出现。

迄今为止，我们把生命起源可以描述成这种样子：在40亿年前的地球上，由无机分子合成的有机小分子，它聚集在热泉口，或者火山口附近的热水中，通过聚合反应，形成了生物的大分子。这些大分子进行自我复制，自我选择，进而通过分子的自我组织，并自我复制和变异，从而形成核酸和活性蛋白质。同时，分隔结构同步产生。最后，在基因控制下的代谢反应为基因的复制和蛋白质的合成提供能量。这样，一个南生物膜包裹着的、具有能

自我复制能力的原始细胞，就在地球上产生了。

这个描述短短几百字，就把生命起源的过程描述出来了。但它有四个无法逾越的鸿沟：一个是自我选择，因为组成生物大分子或者核糖核酸、脱氧核糖核酸，都是非常有限的几种分子。在无机条件下，或者在闪电情况下、或者在热水中，它形成很多这样的分子，这些分子怎么能自我选择，能合成脱氧核糖核酸、核糖核酸，能把其他的大分子抛弃掉?第二个是自我复制，脱氧核糖核酸、核糖核酸自己能够复制，能够为下一代遗传下去，这个过程我们也并不知道。第三个是分隔结构，比如细胞膜或者细胞内部的膜结构，是怎么形成的?像磷脂、精细的生物结构怎么形成的?我们也并不是很清楚。另外是一个新陈代谢的问题，这个过程我们并没有解决。但不管怎么样，这种热泉中生命起源假说，确实有很多有利证据的支持。

海底黑烟囱及相关生物群体的发现是近30年来全球海洋科学取得的最重要的科学成就之一。1979年，“阿尔文号”载人深海潜水器在东太平洋海底1650～2610米深的熔岩上发现了数十个冒着黑烟的“黑烟囱”。方圆几百米的范围里，数十个高大的柱状物的顶部喷发着滚滚黑烟，使“阿尔文号”犹如置身于一个由烟囱组成的海底重工业基地。科学家们经过考察证实，海底“黑烟囱”的形成与海底火山运动有关。从“黑烟囱”中喷出的“黑烟”，其实就是海底火山口喷出的金属硫化物，而“黑烟囱”则是由金属硫化物不断沉积而成。

比发现“黑烟囱”更令科学家吃惊的是，在海底黑烟囱周围高温、高压、黑暗、缺氧、含硫等极端环境中，生活着特殊的深海生物群落。它们的初级生产者嗜热细菌和古细菌，在基因组序列上最接近地球上原始的祖先，生活环境也与生命起源时地球上的高温、缺氧环境非常类似。地球历史早期热液系统曾经在地球表面广泛分布，因而嗜热微生物有着广泛的生存空间。通过对生命起源必须具备的物质条件、环境条件、能量条件、安全条件等方面考虑，现代海底黑烟囱周同的水热环境是探索生命起源的理想场所。

研究者认为，海底黑烟囱附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质，而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此海底黑烟囱生态系统是孕育生命的理想场所。但另一些学者认为，生命可能是从地球表面产生，随后就蔓延到海底黑烟囱周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命，只有隐藏在海底黑烟囱附近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此，这些海底黑烟囱附近的生物虽然不是地球上最早出现的，但却是现存所有生物的共同祖先。

但是我们应该明白，距离揭开生命起源这一亘古之谜，还有一段遥远的科学历程。从无机物到有机物，到有机化合物，到有机生命体的演化，同时还具有很多的偶然性。并不是有了这种环境，有了这种形成条件，它就能够产生生命。有人曾经比喻说，这些无机物好像一个垃圾堆里面什么都有，塑料瓶子、废弃金属、油……而生命，一个单细胞，就像一辆精美的奔驰车，在一阵台风过后，这些垃圾组装成了一个奔驰车。因此我们可以想象，这个生命起源的过程非常艰难。

带水彗星撞出来了生命?

如果说生命是宇宙之中一个普遍的现象的话，除了地球之外的其他天体上，是否也有类似于地球早期的这样的环境呢?如果有的话，也许能为研究生命起源打开新的窗户。

其实，在生命起源问题上，长期以来有两大对立学派：一派认为生命是从外星球移植到地球上来的；另一派认为生命是地球自身的产物。两派各持己见，争论纷纷，莫衷一是。近年，国际学术界对地球生命起源的讨论又热闹起来。最时髦的一种理论认为，是来自太空的携带有水和其它有机分子的彗星和小行星撞击地球后，才使地球产生了生命。

生命起源的重要物质是水，而不少彗星含有很多冰块。冰块在很冷的地方，就跟石头一样硬。如果它不小心跑到太阳附近，太阳把它蒸发，冰块升华成水蒸气，绕在彗星旁边，太阳辐射一吹，就拉出一个气体长长的尾巴，这就是彗星的长尾巴。

科学家还发现了一颗被称为利内亚尔的冰块彗星。据推测，这颗彗星含水33亿千克，如果浇洒在地球上，可形成一个大湖泊。实验证明，数十亿年前，在离木星不远处形成的彗星含有的水和地球上海洋里的水是一样的。而利内亚尔彗星正是在离木星轨道不远的地方诞生的。天文学家认为，在太阳系刚形成时，可能有不少类似于利内亚尔的彗星坠落到地球上。它们落到地球上时像是雪球，而不是像小行星撞击地球。因此，这种撞击是软撞击，受到破坏的只是大气层的上层，而且撞击时释放出来的有机分子没有受到损害，这样就为地球上的生命演化提供了条件。

“生命之源”曾漫布火星

火星有着跟地球类似的经历，火星的物质成分跟地球非常近似，它的轨道也跟地球非常近似，那么火星上是不是有生命呢?关键是要看火星上是否有生命之源――水。

关于火星上是否存在过水，科学界进行过无休止的争论。1957年美国的海盗号探测器发回地球的信息表明，火星上没有生命，没有液态水的存在，它是一个荒芜干涸的红色星球。但是人类并没有气馁，20世纪90年代，美国宇航局加大了对火星的探测力度，通过火星探测者、火星拓荒者号探测器和哈勃望远镜得到的图片研究，火星上过去很可能有过液态水的存在。一些航天资料显示，火星上有类似于像我们发生大洪水山前的冲积扇的构造，还有像地球上干涸的河床样的河道，以及水侵蚀岩石的痕迹。科学家在火星上相似矿物集中的地方还发现了一个峡谷，名为马力内尼斯峡谷。这个峡谷比美国大峡谷还要大。令人兴奋的是，图像显示它是被流水冲出来的。试想一下，冲出这么大的峡谷，需要多大的水，又需要多长的时间?所以，科学家认为火星上曾经水资源丰富，而且持续时间还比较长!

据华盛顿大学地球与行星科学专家雷・阿维德松介绍，通过对欧洲宇航局的火星轨道飞行器送回来的数据研究分析，发现梅迪亚尼平原上厚达300米的岩石是在水中形成的。研究还发现，该平原表面曾经有很长一段时间里河流遍布，万里之内皆为平湖或浅滩。而这种情形与我们的地球十分相似，这里孕育生命不足为奇。

随着美国宇航局火星探测器“机遇”号飞落火星，火星上曾经有水也随之盖棺定论。美国宇航局的科学家们在“机遇”号撞击的弹坑中和其他矿藏中发现了黄钾铁矾。这是一种只有在有水的情况下才能形成的物质。科学家对此进行了这样一番解释：几十亿年前，矿石在一片水世界中慢慢生成。后来水不断蒸发，千沟万壑逐渐干涸，这些矿藏就暴露在了地表上。

篇9

Nature at Work

The Ongoing Saga of Evolution

2010，400p

Softcover

ISBN9788184899917

国外科技新书评介2013年第3期（总第311期）生命科学生命科学国外科技新书评介2013年第3期（总第311期）达尔文是进化论的集大成者。贝格尔号的航行彻底改变了达尔文的学术生涯，他从此献身于生物演化研究。同样地，统计遗传学家Haldine在印度的研究工作，不仅深化了达尔文的演化论，也催生了现代遗传学。Haldine有着传奇的身世和生活，出于对自身的期许和对古印度文明的仰慕，在去世前4年，他加入了印度国籍。这些科学史上的轶事切合了题目中“传奇”的含义。

本书共有5部分23章。第1部分 遗产连续体，含第1-5章：1.人类的祖籍和达尔文对一切生命的统一学说；2.化石Ida：与人类演化的联系；3.达尔文的演化理论：适者生存；4.Haldane在印度的生活和研究生涯——与达尔文相参照；5.达尔文：从人类学到不可知论的驱动力。第2部分 病毒、细菌和真菌，含第6-10章：6.植物病毒的亲缘地理学演化；7.HIV1病毒在印度的演化；8.达尔文与微生物演化；9.蓝藻、藻类、微管植物的演化关系：达尔文演化论的启示；10.真菌的生物多样性的系统发育和演化。第3部分 进行中的昆虫演化，含第11-14章：11.新种形成的生殖隔离机制：来自果蝇的证据；12.自适应和昆虫；13.蚊科演化：模式演化节拍和新种形成；14.授粉生物的传奇。第4部分 基因组学，含第15-16章：15.达尔文演化论和基因组学的发展；16.病原选择压力和人类先天免疫系统的分子演化遗传学。第5部分 独特的个案分析，含第17-23章：17.与印度板块漂移模型相关的特种宏观进化；18.验证工业黑化-干燥假说：一个达尔文演化论的新案例；19.疟原虫的起源和演化：间日虐和恶性疟；20.土壤线虫类的演化趋势；21.羊膜动物大脑皮层的演化：基于神经元类型的解剖生理比较；22.药用和芳香植物：演化中的次级代谢与生化合成通路的多样性；23.喜马拉雅山区生物资源的保育：生态、经济和演化等方面的前景。

V.P.Sharma创立了印度国立疟疾研究所，在疟疾和病原生物学领域有着40多年的研究经历。他是印度科学院院士和第三世界科学院院士，由于在防治疟疾领域贡献突出，荣获了国际上和印度国内多个奖项。

本书出版得到了印度科学院的赞助，是2009年纪念达尔文诞辰200周年活动的一个文集。本书主题鲜明，内容丰富，各章作者都是印度相关领域的专家。它适合生态学、演化生物学、遗传学、古生物学、医学领域的科学家和学者阅读；同时也有助于了解印度在这些领域的科研组织和研究水平。

魏玉保，博士生

（中国科学院遗传与发育生物学研究所）

篇10

斯坦利·劳埃德·米勒（1930年3月7日-2007年5月20日），是一位美国化学家和生物学家，以生命起源的无生源论研究而闻名，尤其是以证明有机化合物可从简单的无机分子经由化学反应形成的米勒-尤里实验而闻名于世。

现在远离太阳、历史上可能变化较小的巨行星（如木星和土星等），它们的大气都是没有游离氧的还原性大气，其主要成分是氢、氦、甲烷和氨；由此推测原始地球的大气，大概也是这样的还原性大气。据测定，现在能作用于地球大气层的能源，主要是太阳辐射中的紫外线、雷电和宇宙射线等。其中宇宙射线不足以合成有机物，还原性气体仅吸收短波紫外线，但短波紫外线在太阳辐射紫外线中仅占极微量，可用以有机合成能源的量极少；而每年雷电次数较多，可用以有机合成的能量较大，又在靠近海洋表面处释放，这样在原始地球大气中合成的产物就很容易溶于原始海洋之中。

于是在1953年，米勒在一个密闭的空间中用氢、水、甲烷和氨模拟了早期地球的大气。这便是有名的米勒-尤里实验。

米勒-尤里实验是一项模拟假设性早期地球环境的实验，研究目的是测试化学演化的发生情况，尤其是针对早在20世纪20年代就由俄国化学家亚历山大·伊万诺维奇·奥巴林和英国科学家约翰·伯顿·桑德森-霍尔丹提出的学说进行检验。该学说认为早期地球环境使无机物合成有机化合物的反应较易发生。米勒一尤里实验也是关于生命起源的经典实验之一，由芝加哥大学的米勒与哈罗德·尤里主导完成，其结果以《在可能的早期地球环境下之氨基酸生成》为题发表。然而这一实验没有对蛋白质上氨基酸序列的形成过程和核酸分子上碱基对的形成过程做出进一步解释，其结果也无法进一步得到推广和应用。米勒本人在之后也指出，生物的演进过程比此实验要复杂得多。

在实验中，研究者将水、甲烷、氨、氢气与一氧化碳密封于无菌状态下的玻璃管中，并置于烧瓶内，然后将其连接形成一个回路。装置中的一个烧瓶装着半满的液态水，另一个则装有一对电极。首先将液态水加热促使其蒸发，进而产生水蒸气；而另一烧瓶的电极通电后会产生火花，以模拟闪电。水蒸气经过电极之后，又再度凝结并重回原先装水的烧瓶中，使实验得以循环进行。一周之后，米勒发现有10%-15%的碳以有机化合物的形式存在，其中2%属于氨基酸，以甘胺酸最多，而糖类、脂质与一些其他可构成核酸的原料也在实验中形成。这一发现顿时轰动了整个科学界，几种无机化学气体在天然条件下竟形成了生物独有的氨基酸。人们由此推论：这证明地球上的生物是由无机物质经过一连串的物理和化学事件自然地、随机地演化而成的。

2008年，科学家发现了米勒早期进行该实验的仪器，并使用更精确的后端技术分析实验的物质。该实验包含了先前未报告过的其他环境的模拟，例如火山爆发释放人大气层的气体。之后的分析发现了更多种的氨基酸和其他让人感兴趣的化合物。

然而，米勒在做了他的实验40余年后告诉《科学美国人》杂志说：“生命起源的奥秘。原来比我和其他大部分人所估计得更难解开。”其他科学家的想法也有同样的转变。例如早在1969年，生物学教授迪安·凯尼恩跟别人合著了《生化学预定论》。但较近期的时候，他指出：“物质可以自行跟能量组织成生物系统，这件事根本是难以置信的。”

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关键词：生物进化论；高中生物；教学方法

【中图分类号】 G633.91 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437（2012）02-0087-02

一、概述

生物进化论是生物科学的核心理论，是生物科学中最大的统一理论。不仅以框架形式统一了生物科学各分支学科，而且所涉及的生物与环境、微观与宏观、局部与整体等辩证统一思想也已广泛应用于日常生活诸多领域，同时也产生了多种交叉学科。由此可见，树立学生正确的生物进化观点对提高学生生物科学素养具有重要作用。由此，笔者提出了三种教学方法，期望以新的教学视角在实际教学中渗透生物进化观点，并更利于学生形成生物进化观点。

二、教学方法

1.进化故事法

故事法即把生物学现象或者生物学事实的进化历程故事化，以进化故事作为知识载体，生物知识的讲授更生动。

进化论中的“进化”并非单纯的“进步”，而且强调演化的过程。其实质是生物体与环境不断相互影响，不断适应自然的过程，这种演化的实质适用于生物科学很多层次，甚至小到细胞器的形成过程也不例外。以线粒体为例，主流内共生学说认为线粒体是由于原核细胞吞噬原线粒体，原线粒体多为革兰氏阴性菌可进行有氧呼吸。原线粒体被吞噬后部分遗传物质被分解，只剩下少部分自身遗传物质。但其有氧呼吸功能保留下来可提供原核生物生命活动的能量。由此原核生物逐渐演化成为真核生物，原线粒体逐渐演化为真核生物的细胞器线粒体。教师便可以以内共生学说的线粒体进化历程为蓝本，将其历程编纂成一个生动的线粒体进化小故事，可以第一时间抓住学生的眼球。为了避免学生在听的过程中流于故事表面，教师需在讲故事时结合板书或ppt（如图一），最终可以以静态的框架图展现知识脉络。生动的故事与静态的知识图，这一动一静的结合线粒体的功能自然提出。知识具备故事背景更有利于学生理解和记忆，形成了有意义学习避免了机械学习。

故事法不仅适用于讲授线粒体，也适用于讲授其他细胞器叶绿体、内质网、高尔基体以及核膜等讲授。进化故事法还可从一种教学方法转化成为一种学习方法。教师可以将“线粒体进化故事”作为一种模板来引导学生自学。学生以小组形式，查阅资料，编辑故事，最后组间分享成果。在教学中，教师应该更多的给学生一个学习视角，这样那些美丽的风景学生自然尽收眼底。

2.暗线法

暗线法是将生物进化理论对生物科学的统一性作为教学暗线，从而使生物各知识点具有内在联系，易形成知识网络。现代生物进化理论认为生命起源的化学演化阶段是一个量变到质变的过程。即无机小分子——有机小分子——生物大分子——多分子体系——原始生命。非生命物质经由上述的由量到质的过程，完成了生命起源的化学演化，也说明生物界与非生物界具有统一性。生命起源化学演化为教学暗线，讲解蛋白质、醣类、核酸等知识，将各自独立知识点自然串联成知识链。以蛋白质为例，可以从组成元素、基本组成单位、肽链、蛋白质，这层次与演化阶段如出一辙。类推及醣类、核酸等知识如图（二）。针对图（二）教师可以设问，让学生结合图发现知识暗线，即知识之间的内在联系。暗线法不仅适用于新课讲授，同时也可用于复习课。教师在进行章末总结时，将“暗线”明划，点析本章知识脉络，如图（三）。在教学中，铺设教学暗线，将各个貌似独立的知识点进行横纵向交叉联系在一起。

3.例析法

例析法是指深挖教材中各知识所蕴含的进化思想，将各知识以例子形式呈现，有助于学生理解进化理论，同时也很好的例证了进化理论对生物各层次的统一作用。

随着生物各分支学科的发展以及生物进化的研究方法的不断完善，生物进化理论也不断的在修正。进化理论中的物种的形成，以及变异、选择、隔离等因素会对生物进化产生影响。例如人教版必修3中，免疫调节包括了人体与致病微生物之间的斗争，这属于物种之间的相互作用；在引起物种数量的变化原因中，包含种群内部物种间的竞争与捕食关系等；生态系统的结构中的食物链全面揭示了物种间的捕食关系，同时也揭示了生物多样性的重要性。必修2中，孟德尔遗传定律从遗传学的角度证明进化理论。

这些例子的灵活运用，可以提供学生学习进化理论的事实基础。与此同时，教师也可以从进化的角度适时的复习旧知识，并通过进化思想建立起知识间的联系。

例析法的有效运用，可以使学生全面理解生物学科的最大统一理论即生物进化理论。并且，各层次生命系统研究发展也从不同方面为生物进化理论提供了有力的证据。

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【关键词】进化生物学 课程 教学改革

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）14-0025-02

进化生物学是在生物进化论的基础上发展起来的一门学科。20世纪后期，随着遗传学、生物化学，尤其是分子生物学的发展，推动生物进化论从推理到验证，从定性到定量，使得这门学科由模糊的理论推测日渐发展为脉络清晰的系统学科。它从各门功能生物学科获得研究基础，综合形成的一般规律和理论又成为整个生命科学的发展线索。迈尔曾说：“进化生物学是生命科学中的最大的统一理论”，是建立在生命科学各层次研究和各分支学科基础之上的理论综合。由于进化生物学涉及学科广泛，是高度概括的综合性理论，实践环节存在困难等原因，导致进化生物学教学有其独特性，本文从教学实践经验出发，就进化生物学课程改革方面进行探索。

一 课程目标的设置

针对进化生物学既是生命学科各分支学科的综合，也是生命科学领域的一门前沿学科，又是生命科学的一个核心理论的课程特点，在课程目标的设置上力求做到以下三点：

1.牢固掌握本课程基础知识和理论

主要包括生命及其在地球上的起源、细胞的起源与进化、生物发展历程、微观进化、宏观进化、遗传系统的进化及人类起源等问题，这些知识既是进化生物学教学的主要内容，也是学生学习的重点所在。这些内容涵盖了各门生物学分支学科的成就，特别是把植物学、动物学、细胞学、遗传学、生态学和分子生物学等结合起来研究有关生命进化的问题，力求让学生在掌握生命进化的基本历程、进化的动力机制，学会对进化现象进行正确的理论分析的基础上，培养对生命科学各分支学科融会贯通的能力。

2.密切结合生命科学研究中各学科的最新研究进展

进化生物学是生命科学中一个相当活跃的领域，新知识、新理论层出不穷。本课程以现代达尔文综合进化论为基础，同时密切结合生命科学研究中的最新进展，把各个学科前沿进展融入教学过程中，如以鸟类手指同源问题讲解物种特化式进化中的分歧进化，在“适应”的问题上联系燕子为躲避车辆进化出更短的翅膀等，把一些最新进展融入理论教学中，不仅增强学生对理论知识的理解与学习兴趣，更能开拓学生的知识层面，也体现了进化生物学是一门前沿学科的地位，吸引学生从事进化生物学的研究。

3.着重培养学生对自然界进化过程的正确认识和理解

进化生物学是在哲学思想指引下产生的，研究进化的过程本身就是将古论今，“现在就是过去的钥匙”，通过学习能够加深对生态环境系统的正确理解，单独的思想教育往往说服力不足，课程中引入大量的数据和事实，培养学生对问题的分析能力，如让学生从微观进化角度对生物多样性进行分析，探讨生物大灭绝对生物环境保护的意义，从人类进化历程角度谈如何摒弃“为人独尊”的思想等，把这种思想的教育贯穿始终，帮助学生树立科学的世界观，这也是对辩证唯物主义自然观最好的验证。

二 优化课程内容体系

进化生物学研究内容贯穿生命科学的各个分支学科，甚至其他自然科学和社会科学门类中都会触及生命起源及进化的问题。在国外很多大学都把进化生物学列为生物学专业基础课、研究生基础课，甚至成为一门通识课。耶鲁大学开放课程进化、生态和行为原理从2009年录制以来风靡全球。

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* 基金项目：大庆师范学院教育教学改革项目（编号：JY1320）

在我国，很多高师院校把进化生物学课程设置为生物科学专业必修课，一般在学习最后阶段开设；也作为生物学其他专业，如生物技术、生物工程的选修课，也有院校将生命起源与进化之谜作为一门通识课来开设。由于进化生物学融汇众多交叉学科，每个学校学科课程设置各有不同，教材内容不可能完全适应具体情况，不同学校不同专业的课程内容不能一味照搬。我院曾把进化生物学作为生物科学专业必修课，生物技术专业选修课和全校学生的通识课开设，在围绕基础知识和原理的基础上，对课程内容进行了如下优化：

1.对于生物科学专业师范生而言，进化生物学课程在初中、高中课本都有体现，应该详尽系统地开设

通过对生物进化的历史过程、原因、机制、速率、趋向和物种的形成与绝灭、系统发生以及适应的起源机制等内容的学习，使学生掌握生物进化理论中的基本概念，认识生命进化的基本历程、进化的动力机制，学会对进化现象进行正确的理论分析，融会贯通各分支学科；同时激发学生对生命科学的学习兴趣，树立科学的世界观，培养具有用进化理论来综合生物学各个学科知识的能力的高素质人才。

2.对于生物技术专业的学生而言，应该有针对性地进行开设

由于生物技术专业的学生有一定的生物学基础，进化生物学课程主要应从生命史、小进化（种内水平的进化）、大进化（种以上水平的进化）及人类的起源与演化四个主要方面讲解，着重从个体、群体以及物种等不同分类群探讨进化的规律，涉及学生已掌握的细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科领域，加深对各个学科知识的贯通，着重对学生进行生物进化思想的培养，让学生对生物进化的本质有一个科学的认识，培养适应新时期社会高速发展的科技人才。

3.作为一门通识课，针对生物基础知识相对薄弱的学生开设，课程学时一般为18学时

课程从宏观角度对生物的发展历程、人类的起源与进化等问题入手展开，介绍地球的形成与演化、环境系统的演变、生命的起源、生物与环境的协同关系等，展示人类探索生命起源、探索天外生命的科学成果和艰辛历程。审视30亿年来主要生物类群的延续发展，探索起源、分化和灭绝等问题，使学生树立生物与环境相互联系、生物具有适应性和多样性的观点，在教学过程中加强辩证唯物主义的世界观教育，使学生正确地认识人类在自然界中的地位，人与自然协调发展的必要性，培养大学生探索科学的兴趣，增强其珍惜生命和保护环境的意识。

三 课堂教学改革

进化生物学课堂教学既要符合课堂教学的一般教学规律，又要充分体现课程的独特性。在教学过程设计上将学术性与趣味性有机结合，紧密联系生活实际，并采用灵活多变的教法，丰富的多媒体资源，让学生展开讨论和辩论等形式激发学生学习兴趣，进一步提高课堂教学质量。

1.课堂教学形式的改革，以学生活动为主体，师生角色互换

进化生物学是一门前沿的学科，有很多未知的内容等待我们去探索，对于一些前沿的问题，如恐龙灭绝之谜，地球之外是否有生命，下一次物种大灭绝的预测等问题，让学生自行组织，用多媒体报告的形式做介绍，各小组相互提问，并按照评价表进行打分，小组成绩就是小组成员的成绩，以此培养团队精神，让学生真正融入其中，真正落实“以学生为主体”的教育理念。

2.灵活运用现代教学手段，提高教学质量和效率

对现代教学手段的大规模应用还存在褒贬不一的看法，但对于进化生物学课程而言，选择有代表性的图片、音像资料能吸引学生注意力，丰富课堂内容。如古生物的化石，冥古代地球表面特征等，学生理解起来有一定的难度，但用一张想象图却能集中学生注意力，降低学习难度。另外，借鉴并剪辑国内外大型探索片、纪录片、科幻片中相关内容及其中涉及的电影片段，如《宇宙的诞生》《与远古人同行》等，这些音像资料有效地提高和调动了学生的学习兴趣，也为进一步探讨一些科学问题提供了证据和平台。多媒体课件具有信息丰富、形象、通俗易懂等特点，学生易于接受，便于他们掌握重点内容。

3.教学过程与观察、实验相结合，注重实践教学环节

作为一门理论学科，必须要有实践环节的支持，而生物进化的历程有数十亿年之久，无法真实再现当时的情境，这成了进化生物学实践环节的难题。课堂教学主要从基础课程植物学、动物学实践教学展开，通过对以往知识的回顾、实践结果的描述和多媒体图片视频展示，让学生对生物进化历程有一个初步的认识。对于有些历史阶段没有化石等直接证据，则利用解剖学、胚胎学和发育生物学等知识内容，从现存的状况去推断过去的事件，如利用系统生物学方法通过对现生类群的研究，推断生物的系统发育。还可以带领学生参观博物馆、地质馆，通过研究已灭绝的生物骨骼化石标本和对不同地质断层进行分析比较的活动，让学生获取最直观的认识，总的来看，效果还不错。

四 展望

进化生物学从探索生命起源出发，融会众多学科内容，以哲学思想概括总结出理论知识，通过认识生命来源和历程，从而加深理解生命和尊重生命，以进化的思想升华生态环境保护的意识，树立人类发展必须自觉地顺从并维护生物与环境的协同演化的观点，对于培养大学生系统地认识自然界具有重要意义。建议除了在生物相关专业开设必修课和选修课外，还应该在医学院校、师范院校和综合性院校广泛开设公共通识课，特别是在将来从事科普工作、小学幼儿教育、心理学等相关行业工作的学生中开设通识课，以此培养学生树立人与环境和谐可持续发展的观念，建立正确的世界观、人生观、价值观。

参考文献

篇13

在贵州省平塘县。在贵州省四面环山的平塘县，有一处四面环山的大洼地。在洼地的底部，有一个古老的村落。2008年，这个村落在山脊外的附近小镇安置了新家。而原址却变成了世界知名场所，这里建造了号称“贵州天眼”的世界最大规模射电天文望远镜。这项工程方案于2008年5月28日正式通过。

天眼利用天然喀斯特地貌洼坑作为台址；另一个特点是，它是目前世界最大单口径的射电天文望远镜，口径500米，镜面有30个足球场那么大，可接收110亿光年外的微弱信号；它还有一个特点是，球面镜的镜型可以进行高精度定位。贵州天眼项目建成后，它将探寻被称为21世纪的物理学最大之谜“暗物质”与“暗能量”的本质，为中国开展宇宙起源和演化、太空生命起源、寻找地外文明等研究给以重要的支持。

（来源：文章屋网 ）

篇14

在人类起源的问题上，有两个概念：人科的起源和智人(晚期智人即现代人)的起源。从目前的化石资料来看，对于人科的共同祖先约700万年前至500万年前起源于非洲的观点，学术界并无太大争议。对于智人的起源，学术界则存在两种假说。很多科学家支持“非洲起源说”，即目前生活在世界各地的现代人类的祖先在大约20万年前起源于非洲，然后在距今10万年以内离开非洲，向亚洲和欧洲扩散。还有少数科学家支持“多地区进化说”，认为各大洲人种是由当地的早期人类连续进化而来，即现代人是在欧亚非各自起源。

自1980年代后期以来，一系列DNA研究证据为现代人非洲起源说提供了强有力的支持。但“非洲起源说”有一个缺陷：缺乏10万年前至20万年前现代人化石的支持。1997年，美国科学家怀特率领的国际研究组在埃塞俄比亚阿法盆地发现了3块人类头骨化石。几年后，他们在《自然》杂志上公布了轰动学界的研究结果。这些头骨化石的生存年代为距今约16万年前，是当时所发现的最古老的现代人化石。这一发现为非洲起源说增加了重要砝码。今年2月，《自然》杂志发表文章称，科学家证实，1967年在埃塞俄比亚发现的两个人类头骨化石距今已有19.5万年历史。此前曾认为这两个头盖骨有15.4万年到16万年历史。这为现代人起源于非洲提供了新的证据中国人不是北京猿人的后代?

中国科学院院士、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员吴新智早在1984年就与美国和澳大利亚的同行共同提出了“多地区进化说”：自100万至200万年前直立人从非洲扩散到世界其他大陆以后分别独立演化为现代的非洲人、亚洲人、大洋洲人和欧洲人，在每个地方都按连续进化方式演化，产生现代人。他认为自100多万年前东非直立人进入中国后，中国的古人类就连续进化，同时附带了少量与境外人群的杂交。也就是说，约50万年前的北京猿人仍是中国人的祖先。

复旦大学生命科学院从1997年开始采集中国各个民族的DNA样本，在对近2万个DNA样本进行分析后，得出结论：在10万年前左右，现代智人逐渐迁移出非洲，来到中亚，其中一些人在当地定居，人类进一步分化。大约到了4—6万年前，一部分人迁移到了东亚，进入到了中国大陆；经过4万年的演化，这部分人逐渐分支，产生了56个民族。复旦大学生命科学院院长金力指出，现代人是单一物种，而各地猿人却属于不同物种，只有东非猿人走上了向现代人进化的道路，故北京古猿人不可能成为中国人的祖先。

编辑本段地球伤痕

在肯尼亚境内，裂谷的轮廊非常清晰，它纵贯南北，将这个国家劈为两半，恰好与横穿全国的赤道相交叉，因此，肯尼亚获东非大裂谷

得了一个十分有趣的称号："东非十字架"。裂谷两侧，断壁悬崖，山峦起伏，犹如高耸的两垛墙，首都内罗毕就坐落在裂谷南端的东"墙"上方。登上悬崖，放眼望去，只见裂谷底部松柏叠翠、深不可测，那一座座死火山就像抛掷在沟壑中的弹丸，串串湖泊宛如闪闪发光的宝石。裂谷乐侧的肯尼亚山，海拔5199米，是非洲第二高峰。

这一带是东非大平原，也是非洲地势最高的地主，气候温和凉爽，雨量充沛，山清水秀，物产丰富，盛产茶叶、咖啡、水果、除虫菊、俞麻等。在这里，咖啡豆一年可以采摘两次，茶叶一年内有9个多月可以每半个月采摘一次，除虫菊全年中可以每10天至14天采摘一次，而俞麻成熟后天天可以收割。

东非大裂谷还是一座巨型天然畜水池，非洲大部分湖泊都集中在这里，大大小小约有30来个，例如阿贝湖、沙拉湖、图东非大裂谷野生物种

尔卡纳湖、马加迪湖、马拉维湖、坦噶尼喀湖等。这些湖泊呈长条状展开，顺裂谷带宫成串珠状，成为东非高原上的一大美景。

这些裂谷带的湖泊，水色湛蓝，辽阔浩荡，千变万化，不仅是旅游观光的胜地，而且湖区水量丰富，湖滨土地肥沃，植被茂盛，野生动物众多，大象、河马、非洲狮、犀牛、羚羊、狐狼、红鹤、秃鹫等都在这里栖息。坦桑尼亚、肯尼亚等国政府，已将这些地方辟为野生动物园或者野生动物自然保护区，比如，位于肯尼亚峡谷省省会纳库鲁近郊的纳库鲁湖，是一个鸟类资源丰富的湖泊，共有鸟类400多种，是肯尼亚重保护的国家公园。在结众多的鸟类之中，有一种名叫弗拉明哥的鸟，被称为世界上最漂亮的鸟，一般情况下，有5万多只火烈鸟聚集在湖区，最多时可达到15万多只。当成千上万只鸟儿在湖面上飞翔或者在湖畔栖息时，远远望去，一片红霞，十分好看。