支持“化学进化”假说的证据
1953年芝加哥大学研究生米勒的模拟实验。
1969年澳州Muchison地方落下一块陨石，从碎片成份分析中找到氨基酸、嘧啶、脂酸。
米勒模拟实验得到的有机物
（共计20多种）
有机物 产量 ?mol
甲醛 2330 脲（尿素） 20 乳酸 310 琥珀酸 40 甘氨酸 6 谷氨酸
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。
从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。
福克斯实验证实
（1）把氨基酸混合物倾倒在160－200oC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。
（2）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。
后来的类似实验 ?
HCN + NH3 类似肽的化合物
5、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 福克斯用类蛋白质加热浓缩得到微球体。
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。
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‖。
可以设想，若是团聚体/微球体具备以下特征的综合。 ? 脂双层膜围成的与周围环境隔开的含水囊泡。 ? 囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖类大分子。 ? 选择性的从环境吸纳―食物‖
? 利用―食物‖的分解, 复制自身一部分起核心作用的大分子。 ? 囊泡因大分子增多而―生长‖和繁殖。 那么，原初生命细胞的雏形就诞生。
（1）关键是生物大分子的复制： DNA 蛋白质 DNA
RNA RNA (模板)
谁起催化作用？
（2）从四膜虫找到一段RNA（含395个核酸）有酶的催化功能。 人工合成一段具催化功能RNA，仅13个核苷酸。
三、寻求生物进化的轨迹
1、自养型细胞的出现改变了地球的面目。 ? 最早地球环境的特点——还原性的。 ? 最早生物细胞的特点——异养。 直到有光合作用能力的细胞出现。
用团聚体模拟光合作用的实验
原初光合作用可能从铁卟啉进入原始细胞开始。光合作用的出现意味着一个飞跃： 异养 自养
自养生物的出现，不但，使异养生物得以继续发展，而且，改变了地球面目： （1）大气中有氧，不再是还原性环境。 （2）大气上层有臭氧层。
臭氧层挡住短波紫外线的杀伤破坏力，使生物得以繁衍发展。
最初，对于习惯于还原环境的所有厌氧生物来说，氧是有毒气体，氧的出现是“灾难性的大气污染”。
结果，原初的厌氧生物被“驱赶”到极端环境中去。
2、有氧呼吸的产生是生命进化的一大飞跃
有氧呼吸极大地提高了生物从食物中获取能量的效率。 葡萄糖 无氧分解 有氧分解 2个ATP 36个ATP
在渡过漫长的近30亿年之后，氧在大气中的积累，有氧呼吸生物的出现，给生命世界带来第一次大繁荣，这时距今大约 5亿年以前。
出现了多细胞生物 出现了动物 出现了植物
3、在研究单细胞——多细胞的发展过程中，两种生物引起人们的兴趣。 团藻——代表多细胞简单聚集并开始有分工 粘菌——有分有合
4、研究物种变迁的两大工具
? 化石——除琥珀和深冻猛犸外，化石是研究古代生物的主要依据。 ? 根据同位素衰变计算地层年龄。
同位素衰变 半衰期 适用范围 8787
铷－锶 490亿年 1亿年 232
釷－208铅 140亿年 2亿年 238206
钠－铅 45亿年 1亿年 40
钾－40氩 13亿年 1亿年 235
铀－207铅 7亿年 10万年 14
碳－14氮 5730年 6万年
5、比较是研究生物进化的主要方法
从生活在1.5亿年前的始祖鸟化石，可以推测鸟从爬行类进化而来。 比较解剖学显示，人、猫、鲸和蝙蝠的前肢骨骼具有同源性。
微生物学基础
什么是微生物？
“微生物”是俗称，没有分类学上的意义。
微生物(microorganism)：是存在于自然界的一大群体形微小、结构简单、肉眼直接看不见，必须借助光学显微镜或电子显微镜放大数百倍、数千倍，甚至数万倍才能观察到的微小生物。
时时刻刻与微生物“共舞”是 祸？是 福？ 微生物既是人类的敌人，更是人类的朋友！
微生物是人类的朋友！
? 微生物是自然界物质循环的关键环节； ? 体内的正常菌群是人及动物健康的基本保证； 帮助消化、提供必需的营养物质、组成生理屏障
? 微生物可以为我们提供很多有用的物质；
有机酸、酶、各种药物、疫苗、面包、奶酪、啤酒、酱油等等
? 基因工程为代表的现代生物技术；
少数微生物也是人类的敌人！
天花； 鼠疫； 艾滋病； 疯牛病； 埃博拉病毒； SARS；
可以说，微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来巨大利益的同时也带来“残忍”的破坏。它给人类带来的利益不仅是享受，而且实际上涉及到人类的生存。
三、微生物的发现和微生物学的建立与发展 （一）微生物的发现
? 我国8000年前就开始出现了曲蘖酿酒；
? 4000年前埃及人已学会烘制面包和酿制果酒； ? 2500年前发明酿酱、醋，用曲治消化道疾病； ? 公元六世纪(北魏时期)贾思勰的巨著“齐民要术”；
? 公元2世纪，张仲景：禁食病死兽类的肉和不清洁食物； ? 公元前112年-212年间，华佗：“割腐肉以防传染”； ? 公元九世纪痘浆法、痘衣法预防天花； ? 16世纪，古罗马医生G.Fracastoro：疾病是由肉眼看不见的生物(living creatures)引起
的；
? 1641年，明末医生吴又可也提出“戾气”学说；
1664年，英国人虎克（Robert Hooke）曾用原始的显微镜对生长在皮革表面及蔷薇枯叶上的霉
菌进行观察。
1676年，微生物学的先驱荷兰人列文虎克（Antonyvan leeuwenhoek）首次观察到了细菌。他没有上过大学，是一个只会荷兰语的小商人，但却在1680年被选为英国皇家学会的会员。 （二）微生物学的奠基
法国人巴斯德（Louis Pasteur） （1822～1895） 德国人柯赫（Robert Koch）（1843～1910）
1.巴斯德
(1) 发现并证实发酵是由微生物引起的；
化学家出生的巴斯德涉足微生物学是为了治疗“酒病”和“蚕病”
(2) 彻底否定了“自然发生”学说；
著名的曲颈瓶试验无可辩驳地证实，空气内确实含有微生物，是它们引起有机质的腐败。
(3) 免疫学——预防接种 首次制成狂犬疫苗
(4)其他贡献?
巴斯德消毒法：60～65℃作短时间加热处理，杀死有害微生物
2.柯赫
（1）微生物学基本操作技术方面的贡献
a）细菌纯培养方法的建立
土豆切面 → 营养明胶 → 营养琼脂（平皿）
b）设计了各种培养基，实现了在实验室内对各种微生物的培养
a）具体证实了炭疽杆菌是炭疽病的病原菌； b）发现了肺结核病的病原菌；（1905年获诺贝尔奖） c）证明某种微生物是否为某种疾病病原体的基本原则
——著名的柯赫原则
1、 在每一相同病例中都出现这种微生物；
2 、要从寄主分离出这样的微生物并在培养基中培养出来；
3、用这种微生物的纯培养接种健康而敏感的寄主，同样的疾病会
重复发生；
4 、从试验发病的寄主中能再度分离培养出这种微生物来。
（三）微生物学发展过程中的重大事件
? 1890 Von Behring??制备抗毒素治疗白喉和破伤风； ? 1892 Ivanovsky 提供烟草花叶病毒是由病毒引起的证据；
1867 Lister创立了消毒外科；
? 1928 Griffith发现细菌转化；
? 对其机理的研究导致DNA是遗传物质的确证； ? 外源遗传物质导入各种细胞的基因重组技术的建立； ? 1944 Avery等证实转化过程中DNA是遗传信息的载体； ? 1953 Watson和Crick??提出DNA双螺旋结构；
? 1970～1972 Arber、Smith和Nathans??发现并提纯了 DNA限制性内切酶
? 1977 Woese提出古生菌是不同于细菌和真核生物的特殊类群? Sanger?首次对?f×174噬菌体DNA进行了全序列分析；
? 1983～1984 ?Mullis 建立PCR技术；
? 1995第一个独立生活的细菌(流感嗜血杆菌)全基团组序列测定完成；
? 1996 第一个自养生活的古生菌基因组测定完成； ? 1997 第一个真核生物(啤酒酵母)基因组测序完成；
动、植物 的生命活动规律
适用于结构大大简单的微生物？
微生物学：鉴定病原菌、
研究免疫学及其在预防疾病中的作用、
寻找化学治疗药物、
分析微生物的代谢活性。 普通生物学：细胞的构造及其在繁殖和发展中的作用、
植物和动物的遗传和进化的机制。
肌肉的糖酵解 酵母菌乙醇发酵