搜狗做题网生物的进化
来源：学生作业帮 编辑：搜狗做题网作业帮 分类：生物作业 时间：2024/05/27 08:56:01
尊敬的老师: 我想了解生物进化的基本历程. 谢谢!
解题思路： 一、生命的起源的种种假说、化学进化和生物进化
解题过程：
生物进化历程中的一些起源问题
生物的进化历程是一个极其庞大复杂的过程。迄今为止，有关的研究依然在不断地进行，并不断有新成果问世。纵观整个生物进化的历程，有一些关键问题，涉及某些现象的起源。本文截取三个比较有代表性的问题进行讨论，力图能够反映进化的整体景象。
一、生命的起源的种种假说、化学进化和生物进化
大约在1929年，俄罗斯生物学家A．Oparin及英国生理学家霍尔丹提出了一套化学进化理论。该理论认为，生命起源是“一种不断增长的复杂组织水平上的化学进化过程”，生命现象是由于化学物质的自组织而形成的。A．Oparin假定地球的早期大气中富含还原性的气体，如CH4¬¬、H2、NH3等。这些气体在某种自然力的作用下（比如电火花等），逐渐形成了构成生命物质所必需的复杂有机物，而最初的生命就是从这样富含有机物的地球原始大气和海洋中诞生的。后来，在20世纪50年代初，芝加哥大学的Stanley．Miller设计了著名的米勒实验，部分验证了这一观点。该实验用化学手段模拟早期地球的大气环境，在不间断的放电条件下制得了少量的氨基酸。Miller因此而获得了诺贝尔奖。迄今为止，这一实验所揭示的生命诞生早期化学进化景象仍然十分有意义，但是，也有人认为米勒实验存在着诸多的问题。比如，地球化学的一些进展指出，早期地球的大气环境可能并不像Oparin所假设的那样富含还原性气体，而且，米勒实验中所得的微量氨基酸能够自组织形成生命大分子的几率实在太低，不足以令人信服。即使形成了足够量的生命大分子，也无法想象它们是如何演变为早期生命的，因这一过程至今依然不能在实验室完成。
1989年，W．Gilbert首先提出了有关“RNA世界”的假说。这一假说主要观点认为，生命诞生初期，首先以RNA为生命活性物质。现生的生物主要以DNA为遗传物质，蛋白质为生命过程的载体和催化剂，而RNA只起中间的连接作用。支持这一观点的实验事实是发现了在一些原始的原生生物中，RNA具有催化自我复制功能。该假说认为，存在这样的早期生命：这些生命的全部不过是一团充当不同功能的RNA，这些RNA同时具有贮存和传递遗传物质以及承载和催化生命过程的功能。这些生命在后来的生物进化过程中逐渐以DNA取代RNA作为遗传物质（因为DNA具有更加稳定的化学性质，可以负载更多的遗传信息）并以蛋白质取代RNA充当催化剂的功能等（因蛋白质的合成与降解的性能均比RNA优越，而且结构更多样化，便于承载更为多样的生命活动）。于是，生命就变成了今天的模样。但是，由于实验事实及其有限，并且该假说所设想的条件在生命诞生之初不可能大量出现。因此，这一假说无法在详细查验下立足。
除此以外，还有超循环假说、双起源假说等，这些假说往往只能解释生命细胞结构的起源，而对生命本身从简单无机物中逐渐演变的过程缺乏足够的解释。迄今为止，在生命起源的问题上，各家仍在争论。因年代久远，基本上都拿不出与证据，因此也无法定论。
二、原核细胞与真核细胞的起源、多细胞生物的起源
现在认为，细胞的形成是在前寒武纪完成的。所谓前寒武纪，是指地质上寒武纪地层之前的地层中化石所反映的生命对应的时期，大约从4600~570百万年前。这一时期的进化，主要是细胞的最初形成和真核细胞的起源。
关于细胞的最初形成，许多有关生命起源的假说均已涉及，不再详述。一般认为，最早的细胞大约起源于35亿年前。这些最早的细胞的代谢类型包括：厌气性的光合自养、化能自养和异养。其中，行光合放氧自养的原核生物对现在地球的环境的形成产生了巨大影响，是目前富氧的大气环境的缔造者。这种生物的代表物种是蓝藻。富足的氧气为后来的以呼吸作用为能量来源的各种异养生物的产生奠定了基础。同时，这些放出的氧气在早期闪电的作用下形成了最初的臭氧层，保证了生物遗传物质的稳定性，对生物的后续进化的贡献更是巨大。鉴于这些分析，可以说这是其它生物高度繁衍的基础，也就不难理解为什么在生命史的最初前18亿年中原核细胞是唯一存在的生物。
从原核细胞到真核细胞的历程，是目前学界争论较大的问题之一。经典的进化观点认为，真核细胞是从原核细胞进化过来的，即“渐进说”。该假说认为，原始的原核细胞，通过一系列DNA复制和质膜内陷，形成了双层膜的结构。这一结构的形成实际上对细胞内部进行了分区，有利于进化出区域功能特化的细胞。而细胞器与核膜即在此基础上发展形成。这一假说的主要证据有：找到了一系列从原核细胞向真核细胞过渡的类型，如原绿藻、蓝细菌、红藻等；真核细胞的需氧代谢更倾向于从原核细胞的发酵途径演变而来，等等。但该理论也存在一些问题。比如，大部分真核细胞的线粒体、叶绿体中，内外膜的成分差距很大，外膜接近于真核细胞质膜，而内膜则接近于原核细胞的质膜，显然，这种现象很难在单一的进化过程中产生。于是就有了第二种假说，即内共生起源说。
这一假说认为，真核细胞中的重要细胞器均来自于被吞噬的外来原核生物，这些原核生物（通常是真细菌）通过与寄主的长期“和平共处”，逐渐形成了共生关系，最后演变为寄主的重要细胞器。举例来说，线粒体可能来自于紫细菌；叶绿体来源于蓝细菌等。目前该假说被广泛认同，因其具有相当多的证据。首先，如前所述，真核细胞中的某些细胞器，尤其是双层膜的细胞器，由于原核细胞较为相似的内膜；其次，所有的真核细胞中，线粒体等细胞器均具有相对独立的遗传系统，而且复制不受真核细胞细胞周期的限制，呈现出高度的自主，对rRNA分子尺的研究也倾向于认为这些细胞器起源于原核细胞；再者，目前的有一些原核生物具有和其它一些原核生物内共生以执行某些复杂机能的现象，可以看作是真核细胞进化的中间类型。比如，池沼多和变形虫体内没有线粒体，只能进行糖的酵解，而其体内往往计生有一些需氧细菌，恰可分解这些乳酸。这种变形虫体内的蓝细菌与叶绿体极为相似，而副球菌则与线粒体类似。另外，也发现某些微生物通过表面的一些螺旋体来推动菌体运动，可看作是早期的鞭毛。该理论的不足在于对核膜的形成的解释不清楚。笔者认为，真实的情况可能更接近于两种情况的综合，即一部分由内共生形成，另一部分则源于质膜内陷式的渐进化。
相对而言，多细胞生物的起源，在真核细胞产生的基础上就显得顺理成章了：多细胞的共生产生了比较高的取食效率，因此具有很强的生存能力，在此基础上，细胞进一步分工，在营养上丧失了独立性，逐渐形成了原始的组织和多细胞生物。目前可以找到一系列中间的类型，如共生的衣藻、团藻，以及被界定为多细胞生物的珊瑚、水母等。因此在这个问题上几乎没有疑义和其它观点。
三、人类起源的假说
人类的起源和进化，是智力与劳动相互促进的过程。随着不断的劳动，脑容量持续增加，反过来又是的劳动的技巧有所提升。
一般认为，南方古猿是人类演化第一阶段的代表。南猿的化石均在非洲，这说明人类起源于非洲。目前的南猿化石时间上在600~175万年前，并被大致分为非洲南猿（南猿纤细种）和粗壮南猿。前者被认为是人类的直系祖先。20世纪70年代在埃塞俄比亚发现了现存最古老的南猿化石，被称为“阿法南猿”。这种南猿具有直立行走的特征，有可能是已确认的最早的人科化石。阿法南猿的脑容量约为400毫升，在人类进化史中显得非常小，也说明这种猿类有可能是黑猩猩的直系祖先。人类发展的第二个阶段是能人阶段。能人具有较大的脑容量：平均637毫升。这种人类已经具有了制作比较简单的石器的能力，被界定为最早的人属生物。在进化谱系上，这种人是阿法古猿的后裔，也可能是南猿纤细种的后裔，但多数学者认同前者，还有人认为能人与纤细南猿是两个同一时期并列的物种。能人的生存时间在250~100万年前。第三个阶段是直立人阶段，此阶段的进步在于，人已经具有了最原始的语言和开始使用火。火的使用大大改善了人的生存状态，延长了寿命，使得人的进化在多数生物中脱颖而出。在群居的习俗方面已经进入了前氏族社会，没有了杂乱性交的现象。直立人的脑容量进一步增加，我国出土的北京人头骨的脑容量已经达到了平均1089毫升的水平。处于人类进化的最高阶段的是智人阶段，智人也包括现生的人类各人种。时间上可分为早期智人和晚期智人。早期智人的制作工具的技术进一步发展，学会了取火并开始缝制衣物。由于这些进步，使得早期的智人适应环境的能力大为加强，分布面积大幅增加。在社会性方面已经进入母系氏族社会，婚姻制度更加完善，杜绝了近亲通婚。晚期的智人已经进入父系氏族社会，出现了男女分工。现代人的平均脑容量已达1500毫升。
最终答案：略
解题过程：
生物进化历程中的一些起源问题
生物的进化历程是一个极其庞大复杂的过程。迄今为止，有关的研究依然在不断地进行，并不断有新成果问世。纵观整个生物进化的历程，有一些关键问题，涉及某些现象的起源。本文截取三个比较有代表性的问题进行讨论，力图能够反映进化的整体景象。
一、生命的起源的种种假说、化学进化和生物进化
大约在1929年，俄罗斯生物学家A．Oparin及英国生理学家霍尔丹提出了一套化学进化理论。该理论认为，生命起源是“一种不断增长的复杂组织水平上的化学进化过程”，生命现象是由于化学物质的自组织而形成的。A．Oparin假定地球的早期大气中富含还原性的气体，如CH4¬¬、H2、NH3等。这些气体在某种自然力的作用下（比如电火花等），逐渐形成了构成生命物质所必需的复杂有机物，而最初的生命就是从这样富含有机物的地球原始大气和海洋中诞生的。后来，在20世纪50年代初，芝加哥大学的Stanley．Miller设计了著名的米勒实验，部分验证了这一观点。该实验用化学手段模拟早期地球的大气环境，在不间断的放电条件下制得了少量的氨基酸。Miller因此而获得了诺贝尔奖。迄今为止，这一实验所揭示的生命诞生早期化学进化景象仍然十分有意义，但是，也有人认为米勒实验存在着诸多的问题。比如，地球化学的一些进展指出，早期地球的大气环境可能并不像Oparin所假设的那样富含还原性气体，而且，米勒实验中所得的微量氨基酸能够自组织形成生命大分子的几率实在太低，不足以令人信服。即使形成了足够量的生命大分子，也无法想象它们是如何演变为早期生命的，因这一过程至今依然不能在实验室完成。
1989年，W．Gilbert首先提出了有关“RNA世界”的假说。这一假说主要观点认为，生命诞生初期，首先以RNA为生命活性物质。现生的生物主要以DNA为遗传物质，蛋白质为生命过程的载体和催化剂，而RNA只起中间的连接作用。支持这一观点的实验事实是发现了在一些原始的原生生物中，RNA具有催化自我复制功能。该假说认为，存在这样的早期生命：这些生命的全部不过是一团充当不同功能的RNA，这些RNA同时具有贮存和传递遗传物质以及承载和催化生命过程的功能。这些生命在后来的生物进化过程中逐渐以DNA取代RNA作为遗传物质（因为DNA具有更加稳定的化学性质，可以负载更多的遗传信息）并以蛋白质取代RNA充当催化剂的功能等（因蛋白质的合成与降解的性能均比RNA优越，而且结构更多样化，便于承载更为多样的生命活动）。于是，生命就变成了今天的模样。但是，由于实验事实及其有限，并且该假说所设想的条件在生命诞生之初不可能大量出现。因此，这一假说无法在详细查验下立足。
除此以外，还有超循环假说、双起源假说等，这些假说往往只能解释生命细胞结构的起源，而对生命本身从简单无机物中逐渐演变的过程缺乏足够的解释。迄今为止，在生命起源的问题上，各家仍在争论。因年代久远，基本上都拿不出与证据，因此也无法定论。
二、原核细胞与真核细胞的起源、多细胞生物的起源
现在认为，细胞的形成是在前寒武纪完成的。所谓前寒武纪，是指地质上寒武纪地层之前的地层中化石所反映的生命对应的时期，大约从4600~570百万年前。这一时期的进化，主要是细胞的最初形成和真核细胞的起源。
关于细胞的最初形成，许多有关生命起源的假说均已涉及，不再详述。一般认为，最早的细胞大约起源于35亿年前。这些最早的细胞的代谢类型包括：厌气性的光合自养、化能自养和异养。其中，行光合放氧自养的原核生物对现在地球的环境的形成产生了巨大影响，是目前富氧的大气环境的缔造者。这种生物的代表物种是蓝藻。富足的氧气为后来的以呼吸作用为能量来源的各种异养生物的产生奠定了基础。同时，这些放出的氧气在早期闪电的作用下形成了最初的臭氧层，保证了生物遗传物质的稳定性，对生物的后续进化的贡献更是巨大。鉴于这些分析，可以说这是其它生物高度繁衍的基础，也就不难理解为什么在生命史的最初前18亿年中原核细胞是唯一存在的生物。
从原核细胞到真核细胞的历程，是目前学界争论较大的问题之一。经典的进化观点认为，真核细胞是从原核细胞进化过来的，即“渐进说”。该假说认为，原始的原核细胞，通过一系列DNA复制和质膜内陷，形成了双层膜的结构。这一结构的形成实际上对细胞内部进行了分区，有利于进化出区域功能特化的细胞。而细胞器与核膜即在此基础上发展形成。这一假说的主要证据有：找到了一系列从原核细胞向真核细胞过渡的类型，如原绿藻、蓝细菌、红藻等；真核细胞的需氧代谢更倾向于从原核细胞的发酵途径演变而来，等等。但该理论也存在一些问题。比如，大部分真核细胞的线粒体、叶绿体中，内外膜的成分差距很大，外膜接近于真核细胞质膜，而内膜则接近于原核细胞的质膜，显然，这种现象很难在单一的进化过程中产生。于是就有了第二种假说，即内共生起源说。
这一假说认为，真核细胞中的重要细胞器均来自于被吞噬的外来原核生物，这些原核生物（通常是真细菌）通过与寄主的长期“和平共处”，逐渐形成了共生关系，最后演变为寄主的重要细胞器。举例来说，线粒体可能来自于紫细菌；叶绿体来源于蓝细菌等。目前该假说被广泛认同，因其具有相当多的证据。首先，如前所述，真核细胞中的某些细胞器，尤其是双层膜的细胞器，由于原核细胞较为相似的内膜；其次，所有的真核细胞中，线粒体等细胞器均具有相对独立的遗传系统，而且复制不受真核细胞细胞周期的限制，呈现出高度的自主，对rRNA分子尺的研究也倾向于认为这些细胞器起源于原核细胞；再者，目前的有一些原核生物具有和其它一些原核生物内共生以执行某些复杂机能的现象，可以看作是真核细胞进化的中间类型。比如，池沼多和变形虫体内没有线粒体，只能进行糖的酵解，而其体内往往计生有一些需氧细菌，恰可分解这些乳酸。这种变形虫体内的蓝细菌与叶绿体极为相似，而副球菌则与线粒体类似。另外，也发现某些微生物通过表面的一些螺旋体来推动菌体运动，可看作是早期的鞭毛。该理论的不足在于对核膜的形成的解释不清楚。笔者认为，真实的情况可能更接近于两种情况的综合，即一部分由内共生形成，另一部分则源于质膜内陷式的渐进化。
相对而言，多细胞生物的起源，在真核细胞产生的基础上就显得顺理成章了：多细胞的共生产生了比较高的取食效率，因此具有很强的生存能力，在此基础上，细胞进一步分工，在营养上丧失了独立性，逐渐形成了原始的组织和多细胞生物。目前可以找到一系列中间的类型，如共生的衣藻、团藻，以及被界定为多细胞生物的珊瑚、水母等。因此在这个问题上几乎没有疑义和其它观点。
三、人类起源的假说
人类的起源和进化，是智力与劳动相互促进的过程。随着不断的劳动，脑容量持续增加，反过来又是的劳动的技巧有所提升。
一般认为，南方古猿是人类演化第一阶段的代表。南猿的化石均在非洲，这说明人类起源于非洲。目前的南猿化石时间上在600~175万年前，并被大致分为非洲南猿（南猿纤细种）和粗壮南猿。前者被认为是人类的直系祖先。20世纪70年代在埃塞俄比亚发现了现存最古老的南猿化石，被称为“阿法南猿”。这种南猿具有直立行走的特征，有可能是已确认的最早的人科化石。阿法南猿的脑容量约为400毫升，在人类进化史中显得非常小，也说明这种猿类有可能是黑猩猩的直系祖先。人类发展的第二个阶段是能人阶段。能人具有较大的脑容量：平均637毫升。这种人类已经具有了制作比较简单的石器的能力，被界定为最早的人属生物。在进化谱系上，这种人是阿法古猿的后裔，也可能是南猿纤细种的后裔，但多数学者认同前者，还有人认为能人与纤细南猿是两个同一时期并列的物种。能人的生存时间在250~100万年前。第三个阶段是直立人阶段，此阶段的进步在于，人已经具有了最原始的语言和开始使用火。火的使用大大改善了人的生存状态，延长了寿命，使得人的进化在多数生物中脱颖而出。在群居的习俗方面已经进入了前氏族社会，没有了杂乱性交的现象。直立人的脑容量进一步增加，我国出土的北京人头骨的脑容量已经达到了平均1089毫升的水平。处于人类进化的最高阶段的是智人阶段，智人也包括现生的人类各人种。时间上可分为早期智人和晚期智人。早期智人的制作工具的技术进一步发展，学会了取火并开始缝制衣物。由于这些进步，使得早期的智人适应环境的能力大为加强，分布面积大幅增加。在社会性方面已经进入母系氏族社会，婚姻制度更加完善，杜绝了近亲通婚。晚期的智人已经进入父系氏族社会，出现了男女分工。现代人的平均脑容量已达1500毫升。
最终答案：略