雷电可能为化学进化提供能量
后来别人的实验，使用其他能源，紫外线、高温、? 射线等，还得到：嘌呤、嘧啶、核苷酸、脂肪酸、单糖等。 一、生命的起源
1、有关生命起源的几种假说 （4）化学进化说
②有机小分子到大分子聚合物
在原始海洋的岸边, 岩石, 沙土的表层, 有机小分子沉积, 吸收能量, 聚集成大分子聚合物。 §1-2 生物生存环境 福克斯实验证实
ⅰ把氨基酸混合物倾倒在160 oC－200 oC 热沙土上，水分蒸发，氨基酸浓集并化合生成蛋白质样大分子。
ⅱ这样得到的蛋白质分子具有肽链结构； 蛋白质特有的显色反应；
可被蛋白酶水解， 产生氨基酸； 微弱的酶活性。 一、生命的起源
§1-2 生物生存环境
③ 从多分子体系到原始生命细胞
奥巴林用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶）混合得到团聚体小滴。 团聚体小滴性质 直径 1 ?m – 500 ?m； 稳定存在几小时至几周；
外周增厚呈膜状结构，与周围水液有明显界限； 具原始代谢特征； 可以增长和繁殖。 一、生命的起源
§1-2 生物生存环境 微球体
福克斯用类蛋白质加热浓缩得到微球体； 微球体性质 1 ?m－2 ?m（相当于细菌大小）
可吸纳周围环境的脂类，并形成 膜状结构； 膜表现选择透性，反映渗透压变化；
吸纳周围环境中蛋白质分子，微 球体可“增长”和“繁殖”。 天文学家估计地球形成于约 46亿年前。
迄今找到的最早的化石记录了35 亿年前的原核生物。 生命起源大约发生在距今 45－35 亿年 间。 2、生命起源发生在什么时候？ 一、生命的起源
§1-2 生物生存环境 35亿年前的蓝细菌化石 生命的起源和进化 二、生物的多样性
基因的多样性 物种的多样性 生态系统的多样性 生物的多样性 种群中个体多样植物、动物、微生物种类多样 环境的多样性 生物进化生物个体性状差异 §1-2 生物生存环境 三、生物圈 在地球表面上，生物圈是一个厚度很薄却又十分独特的圈层。它的概念约在一个世纪前就由奥地利地质学家休斯(Suess)引入自然科学之中。
他于1875年出版了一本关于阿尔卑斯山起源的论著，在最后总结性的一节内，首先提出了“生物圈”这个术语，但是一直未被科学界所接受。
直到苏联科学院院士维尔纳斯基(В.И.Вернадский)首先在1926年的苏联科学界，而后又于1929年在法国发表了题为生物圈的两篇演说后，生物圈的概念才得到了全世界的广泛反响，一直延续至今，有关生物圈的内容和基本概念，仍然属于维尔纳斯基所定义的范畴。
1970年，美国出版的《科学美国人》，以专刊的形式，系统地总结了有关生物圈研究的主要进展，尤其是哈奇逊(Hutchinson)的论文，更对于生物圈的基本特性，作了全面的综合性论述。
§1-2 生物生存环境 三、生物圈
生物体系中存在的这个薄层，比地球上该薄层之外的空间具有更加独特的地方。如果没有这一独特的自然环境存在，结果将正如其它星体上目前尚未正式发现生命现象一样，地球本身也只能是一片死寂的世界。那么，在生物集中存在的空间，具备着哪些独特的表现呢？归纳起来大致应具如下的基本条件：
1、它必须伴随有大量液态水的存在，而且在这种液态水存在的部位上，还应同时存在或交替存在着固、液、汽3种状态，并可在其间实行能量和物质的积极转换。 2、它必须具有一个稳定而有效的外来能源—太阳，以满足生物生命过程所必须得到的能量，同时它亦可为生物环境的改变和进化提供基本的动力。 §1-2 生物生存环境 三、生物圈
§1-2 生物生存环境
3、在生物圈中，一定要具备充分大的三相物质界面，即具有固体的岩石圈，液体的水圈与气体的大气圈三者相邻接的庞大界面活动带。例如像绝大多数的绿色植物那样，它的根要伸入固体的土壤中，茎叶充分伸展于大气中，液态水则通过植物体联系着物质和能量的转换和流通。倘若无这种三相界面的存在，要发展到高等植物是不可能的。因为高等的生命形式，尤其是第一性生产力，很少只在一个单独的物质相中存在。
4、必须有一个气压较为恒定、组成成分较为一致的大气。一方面为初始生命力的形成提供二氧化碳源以及为生物的呼吸作用提供氧源，另一方面又可保护生物体免受致命的紫外线辐射，并且是形成温室效应，防止能量过分逸失的贮能器。 三、生物圈
5、在这个生物圈中，必须具备全球规模的能量和物质循环，以助于能量物质分配的均衡并创造出一种特殊的环境结构，这种环境结构执行着有利于生命活动的特殊功能。事实上，生物本身的循环过程，与无机界的地质循环过程、大气循环过程、水循环过程，紧紧地交织在一起，而这种交织的空间，恰好只能位于地表界面附近狭小的范围中。因此在生物圈内，是唯一允许这四大循环同时并存并产生复杂偶合效应的场所。
6、在生物圈中，环境因素的日变幅及年变幅不能太大。要求它们有一个比较精巧的组合，以满足生物生长和发育的要求。因此，过冷、过热、过湿、过干、营养元素的过度缺乏
和过度富集、极端的盐碱度、过小的比表面积等，以及在各自然环境要素中过于偏离正常的组合关系，均不可能期待有丰富的生物物质量以及正常的生物活动，尤其不能期待会有高等植物的正常活动。 §1-2 生物生存环境 四、能量环境
§1-2 生物生存环境（自学） 1、光及其生态作用 2、温度
光强、光质、光照长度
空间变化（纬度、海拔高度）； 时间变化（季节变化、昼夜变化） 五、物质环境
§1-2 生物生存环境 （一）大气圈 （二）水圈 组成、分层 （三）岩石圈 （四）土壤圈 一、环境的概念
环境是指某一特定生物体或生物群体周围一切事物的总和，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的各种因素。这些事物是原来客观存在的，因此这些条件中包括需要的、不需要的、或者是有害的条件。
环境总是针对某一特定主体或中心而言的，离开了这个主体或中心也就无所谓环境，因此环境只有相对的意义。对某个具体生物群落来讲，环境是指所在地段上影响该群落发生发展的全部无机因素和有机因素的总和。
从环境中分离出来的条件单位，称为环境因子，如气候因子、土壤因子、地形因子、生物因子等。 §1-3 生态因子及其作用
生物环境一般可分为大环境和小环境。大环境是指地区环境、地球环境和宇宙环境。大环境中的气候称为大气候，是指离地面1.5m以上的气候，是由大范围因素所决定，如大气环流、地理纬度、与海洋距离、大面积地形等。小环境是指对生物有直接影响的邻接环境，即指小范围内的特定栖息地。大环境直接影响小环境，对生物体也有直接或间接影响。
大环境，如不同气候的地理区域，影响到生物的生存与分布，产生了生物种类的一定组合特征或生物群系（biome），例如热带雨林、温带森林和苔原。 二、环境的类型
§1-3 生态因子及其作用
小环境对生物的影响也极为重要，它的存在为生物提供了选择自身所需要的生活条件。小环境中的气候称小气候，是指近地面大气层中1.5m以内的气候。小气候变化大，受局部地形、植被和土壤类型的调节，与大气候有极大的差别。小气候直接影响生物的生活，例如植物根系接触的是土壤小环境，叶片表面接触的是气体环境，由温度、湿度、气流的变化而形成的小气候对树冠的影响可以产生局部生境条件的变化。生态学研究更重视小环境。
1969年，M．J．Coe研究了由于巨大的羊茅草（Festuca spp．）草丛的隔离作用而
产生的小气候效应。草丛外部空气的温度波动在草丛内部得到了缓冲。据测定：草丛外层叶间的空气温度波动范围是0.3～13.6℃；而在草丛内层叶间的空气温度波动范围是1.8～11.7℃；在羊茅草丛的基部，平均空气 温度为7℃，上下波动幅度只有2.1℃。 二、环境的类型
§1-3 生态因子及其作用
1973年，W．A．Calder研究了小气候与蜂鸟巢的关系，他发现蜂鸟巢的位置总是选择在使卵和雏鸟不致受到不利温度伤害的地方。作为恒温动物的鸟类常因辐射作用而损失体热，蜂鸟巢几乎毫无例外地建筑在一个突出树枝的下方，这个树枝就成了鸟和天空之间的遮护物。此外，鸟巢本身又是一个绝热体，可使鸟卵的温度大大高于孵卵雌鸟身体表面的温度。据估计，如果没有突出树枝的遮护，鸟体辐射损失的热量将会增加大约3倍。如果鸟卵不是放在绝热的鸟巢内和受雌鸟孵卵的话，那么鸟卵的温度到晚上就会接近空气的温度（约4℃左右），而鸟巢内的卵在夜晚时的温度通常都在30℃以上。总之，由于小气候的创造，鸟卵周围环境的温度要比气象所记录的大气候温度高得多。以上研究实例都说明了在生态学工作中，应当特别重视在小环境层次上对非生物因子进行研究。 二、环境的类型
§1-3 生态因子及其作用 1、环境因子
三、环境因子分类（略） 四、环境因子与生态因子
对于生物体外部的全部环境要素则称为环境因子 2、生态因子
生态因子是指环境中对生物的生长、发育、生殖、行为和分布有直接或间接影响的环境要素。例如，温度、湿度、食物、氧气、二氧化碳和其他相关生物等。所有生态因子构成生物的生态环境。具体的生物个体和群体生活地段上的生态环境称为生境。 §1-3 生态因子及其作用 1、综合作用
五、生态因子作用的一般特征
环境中各种生态因子不是孤立存在的，而是彼此联系、互相促进、互相制约。任何一个因子的变化都会引起其他因子不同程度的变化，例如光强度的变化必然会引起大气和土壤的温度湿度的改变，这就是生态因子的综合作用。（这是基本原则，在自然界中很少有单个生态因子发生作用的） 2、主导因子作用
在诸多生态因子中，必有1个对生物是起主要作用的，称为主导因子。主导因子的改变会引起其他因子发生变化。例如，光合作用过程中，光强是主导因子，温度和二氧化碳为次要因子。（分析并寻找关键性因子） §1-3 生态因子及其作用 五、生态因子作用的一般特征 3、直接作用和间接作用
环境中的地形因子，其起伏程度、坡向、坡度、海拔高度及经纬度等对生物的作用不是直接的，但它们能影响光照、温度、雨水等因子的分布，因而对生物产生间接作用。 （通过分析，寻找出各个因子间的因果关系，某一因子的变化可立即改变另一因子的变化，往往是通过后者作用于生物有机体的） 地形因子对气候的影响
§1-3 生态因子及其作用 地形因子对气候的影响 4、阶段性作用
生物在生长发育的不同阶段对生态因子的需求不同，因此生态因子对生物的作用也具阶段性。例如，光照长短，在植物的春化阶段并不起作用，但在开花阶段则是十分重要的。（生物的不同发育时期，具有不同的主导因子） 各生态因子对生物的作用虽然不尽相同，但都不可缺少，一个因子的缺失不能由另一个因子来替代。但某一因子的数量不足，有时可以靠另一因子的加强而得到调剂和补偿。例如如果光照不足，可以增加二氧化碳浓度来补偿。 （作为一种生态因子，在生物的生长发育过程中一定是不可缺的；如果某一生物因子的强度不够，将影响生物的生长发育时，可通过增强别的因子来弥补某因子的不足） 5、不可替代性和互补性
五、生态因子作用的一般特征 §1-3 生态因子及其作用 1、拮抗作用和净化作用 2、净化作用
六、生态因子的作用方式 §1-3 生态因子及其作用
拮抗是各个因子在一起联合作用时，一种因子能抑制或影响另一种因子起作用。
净化作用是指部分生态因子具有以物理、化学和生物的方法消除水、气、土中的污染物浓度的增加，净化作用可分为物理净化、化学净化和生物净化三类 。 （1） 协同作用：两种或多种化合物共同作用时的毒性等于或超过各化合物单独作用时的毒性总和。
（2）叠加作用：两种或多种化合物共同作用时的毒性各为化合物单独作用时毒性的总和。 （3）增强作用：一种化合物对某器官系统并无毒作用，但与另一种化合物共同作用时，使后者毒性增强。
2、协同、增强和叠加作用 六、生态因子的作用方式 §1-3 生态因子及其作用 1、限制因子
生物的生存和繁殖依赖于各种生态因子的综合作用，其中限制生物生存和繁殖的关键性因子就是限制因子。任何一种生态因子只要接近或超过生物的耐受范围，它就会成为这种生物的限制因子。
七、生态因子作用的规律 §1-3 生态因子及其作用
早在1840年，德国化学家Liebig就认识到了生态因子对生物生存的限制作用，指出“植物的生长取决于处在最小量状况的食物的量”，这一概念被称作“Liebig最小因子定律”。 Liebig在提出最小因子法则的时候，只研究了营养物质对植物生存、生长和繁殖的影响，并没有想到他提出的法则还能应用于其他的生态因子。经过多年的研究，人们发现这个法则对于温度和光等多种生态因子都是适用的。 2、Liebig最小因子定律 适用范围：（1）只能在严格的稳定状态，即能量和物质的流入和流出处于平衡状态的情况下才适用；（2）要考虑因子的相互作用。 七、生态因子作用的规律