第五章宇宙的起源与演化

第五章宇宙的起源与演化 一、宇宙的起源和演化二、生命的起源（化学进化）三、生命的演化（生物进化）四、对生命和相关问题的思索

一、宇宙的起源和演化 （一）几种宇宙起源说 1．宇宙，是创生还是自创生？ 1）——创生，原始、宗教的理论。（1）盘古开天地之说。（2）耶稣创世纪之说。

一、宇宙的起源和演化 （一）几种宇宙起源说 1．宇宙，是创生还是自创生？ 1）——创生，原始、宗教的理论。 2） ——自创生，以现代科学框架为基础的理论。——“宇宙学” （1）静态宇宙模型（2）膨胀宇宙模型（3）大爆炸宇宙模型

一、宇宙的起源和演化 （二）宇宙学中的几种模型介绍 1．静态宇宙模型 1）宇宙是一个四维的时空连续区，具有有限空间体积，表现为自身闭合，近似于球面空间。 2）天体均匀地分布在庞大的空间内。

一、宇宙的起源和演化 （二）宇宙学中的几种模型介绍 1．静态宇宙模型特点：（1）有限无界性。 ——弯曲的封闭体（2）有物质无运动。

（二）宇宙学中的几种模型介绍 2．膨胀宇宙模型 1930年英国天文学家爱丁顿提出了膨胀宇宙的假说。

一、宇宙的起源和演化 （三）宇宙大爆炸与演化 1．宇宙如何爆炸 1）宇宙起源于一个“原始火球”。 ——温度极高，物质密度极大。 2）是充满整个空间的爆炸。

一、宇宙的起源和演化 （三）宇宙大爆炸与演化 2．宇宙如何演化第一阶段，宇宙极早期第二阶段，元素起源期（核合成阶段）第三阶段，实物阶段

一、宇宙的起源和演化 （四）大爆炸假说的思考与问题 1．通过演绎，可得出如下结论： 1）膨胀使现有星球离我们远去，但星系互相远离的速度并不是到处都均匀一致。 2）现在的宇宙中应残存着热辐射场；由于膨胀，原辐射的温度会不断下降。 3）残存辐射场应携带有当时物质分布的信息。 4）认为粒子族的总数不应超过4个或5个。

一、宇宙的起源和演化 （四）大爆炸假说的思考与问题 2．存在难以跳跃的障碍： 1）奇点问题。 2）物质各项同性问题。 3）某些星系运动异常，难以和全部星系保持和谐。 4）微波背景辐射表明，当时和现存的背景都是均匀一致的。

一、宇宙的起源和演化 （四）大爆炸假说的思考与问题 3．启示： 1）生动勾画了宇宙的起源过程。 2）大爆炸宇宙模型揭示了宇宙有生有灭，有其产生与消亡的历史。 3）人们的认识是一个不断深入的过程。

一、宇宙的起源和演化 （五）宇宙的未来和恒星的归属 1．宇宙的未来： 1）宇宙封闭说（振荡性模型）

一、宇宙的起源和演化 （五）宇宙的未来和恒星的归属 1．宇宙的未来： 2）宇宙开放说（膨胀性模型）

（五）宇宙的未来和恒星的归属 2．恒星的归属 1）白矮星形态 2）中子星形态 3）黑洞形态

二、生命的起源（化学进化） 1．180 亿年前，宇宙起源并开始演化。 2．50亿年前，太阳系起源并开始演化。 3．46亿年前，地球诞生，无机物形态的演化。 4．35亿年前，有机物的出现和生命的进化。

生　命　的　起　源 创世说热泉生态系统自组织起源说宇宙胚胎说生命活力论地球上生命的起源自然发生说 …… 目的论

二、生命的起源（化学进化） （一）生命起源的几种观点 1．神创论 2．目的论 1）外在目的论 2）内在目的论

（一）生命起源的几种观点 2．目的论 2）内在目的论内容——“四因说” （1）质料因—事物是什么物质构成的；（2）形式因—事物本质属性（含结构、功能）是什么样的模式；（3）动力因—事物形成和运动是由什么样的作用力决定的；（4）目的因—事物运动最终要达到什么样的目的。

（一）生命起源的几种观点 3．生命活力论 4．自然发生论 5．宇宙胚胎说（遍原论） 1）外星人带来的生命。 2）陨石中含有构成生物体所需要的有机物。 6．热泉生态系统 7．自组织起源说

普里戈金(Ilya Prigogine) 耗散结构理论 条件：一个远离平衡态的非线性的开放系统；机理：系统通过不断与外界交换物质和能量，造成内部某个参量的变化达到一定的阈值，因涨落使系统可能发生突变；结果：由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。 “有序”意味着在某些方面的对称性减少或对称性破缺。 “无序”意味着在某些方面具有更多的对称性。系统的对称性越高，有序度越低。

普里戈金(Ilya Prigogine) 耗散结构理论 这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构，由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持，称之为“耗散结构” 。 ——又称为自组织现象。

（二）原始地球的耗散结构 1．原始地球是一个开放系统 2．原始地球内的非线性相干 1）原始大气中各种物质之间的相互作用。 2）原始大气物质与地面物质之间的相互作用。 3）地面物质之间的相互作用。 3．原始地球是一个远离平衡的体系 4．原始地球中的涨落起重要作用

（三）生命是通过化学途径起源的 1．从原始大气到简单有机物 1）生命起源的条件（1）物质基础（2）能量催化（3）生成场所 2）转变的结果——生成有机小分子

1．从原始大气到简单有机物 美国化学家米勒模拟原始地球环境的实验。

（三）生命是通过化学途径起源的 2．从简单有机物到生物大分子 1）生物大分子——生命的直接构成物 2）转变的状况

（三）生命是通过化学途径起源的 3．从生物大分子到原始生命 1）生命现象的要求（1）能够形成独立的体系，以使自己区别于环境；（2）独立的体系能够长期存在，也能够更新、复制自己和繁衍。

（三）生命是通过化学途径起源的 3．从生物大分子到原始生命 2）关于生命现象出现的两种理论（1）团聚体说（2）微球体说 3）先有蛋白质，还是先有核酸？ ——长期争论的问题以前的观点：核酸具有遗传信息但无催化作用；蛋白质具有催化作用而不携带遗传信息。

二、生命的起源（化学进化） 原始生命起源于。过程如下：非生命物质无机物小分子有机物这一过程至今还未能通过实验验证！大分子有机物原始生命原始海洋

三、生命的演化（生物进化） （一）细胞的发生与进化 1．细胞是生物体的基本单位。 2．细胞分类 1）真核细胞(eukaryocyte) ：由细胞膜、细胞质和细胞核等构成。 2）原核细胞： (procaryotic cell)细胞核仅具一条裸露的DNA，没有核膜，称为原核或拟核。

（一）细胞的发生与进化 4．从原核细胞到真核细胞的进化原始细胞原核细胞蓝藻等真核细胞动物植物

三、生命的演化（生物进化） （二）生物进化进化中的辩证法 1．从无细胞到细胞 2．从异养到自养，再到异养 3．从厌氧呼吸到喜养呼吸 4．从无性繁殖到有性繁殖 1）进化过程和生殖形式： 2）无性繁殖的特点：

三、生命的演化（生物进化） （二）生物进化进化中的辩证法 5．从单一到多极原始生命——微生物、动物、植物 1）结构与功能的丰富和统一。 2）进化与退化的统一。 3）中介与两极间的统一。 4）优势与发展的统一。 6．从水生到陆生

四、对生命和相关问题的思索 （一）地球并非天之骄子 1．地球环境的特殊性 1）大气环境的特殊性 2）地面温度的特殊性 3）水圈存在的特殊性２.类地系统的可能性

四、对生命和相关问题的思索 （二）关于生命及其特征 1．什么是生命 1）历史上出现的三大观点：（1）生机论（2）机械论（3）唯物辩证生命观论

（二）关于生命及其特征 1．什么是生命 2）对“蛋白质是生命存在方式”的理解（1）生命必然和某种蛋白质相联系。（2）生命中的蛋白质必然进行新陈代谢。（3）生命的要素包括刺激感应、收缩性、成长的能力和内在的运动

四、对生命和相关问题的思索 （二）关于生命及其特征 2．生命的基本特征 1）自我更新。（物质和能量代谢） 2）自我复制。 3）自我调节。

（三）生物进化中的规律 1．系统与环境的统一 1）环境的影响 2）系统的决定作用

四、对生命和相关问题的思索 （三）生物进化中的规律 2．必然和偶然的统一 3．连续和间断的统一

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