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    第五章 宇宙的起源与演化.ppt

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    第五章 宇宙的起源与演化.ppt

    1、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,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。,一、宇宙的起源和演化 (一)几种宇宙起源说,(2)耶稣创世纪之说。,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 (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。,(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

    2、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,特点: (1)有限无界性。弯曲的封闭体 (2)有物质无运动。,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,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。,(二)宇宙学中的几种模型介绍,(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,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),一、宇宙的起源和演化 (三)宇宙大爆炸与演化,第三阶段,实物阶

    3、段,(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,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

    4、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 (四)大爆炸假说的思考与问题,(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,2)宇宙开放说(膨胀性模型),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恒星的归属 1)白矮星形态 2)中子星形态3)黑洞形态,(五)宇宙的未来和恒星的归属,1180 亿年前,宇宙起源并开始演化。 250亿年前,太阳系起源并开始演化。 346亿年前,地球诞生,无机物形态的演化。435亿年前,有机物的出现和生命的进化。,二、生命的起源(化学进化),创世说,地球上生命的

    5、起源,热泉生态系统,自组织起源说,生 命 活 力 论,生 命 的 起 源,自然发生说,目的论,宇 宙 胚 胎 说,1神创论2目的论1)外在目的论2)内在目的论,二、生命的起源(化学进化),(一)生命起源的几种观点,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2目的论2)内在目的论,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

    6、 7自组织起源说,(一)生命起源的几种观点,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。,普里戈金(Ily

    7、a Prigogine) 耗散结构理论,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,(二)原始地球的耗散结构,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,(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,美国化学家米勒模拟原始地球环境的实验。,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

    8、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,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。,(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,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,大分子有机物,原始生命,原始海洋,这一过程至今还未能通过实验验证!,二、生命的起源(化学

    9、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。,三、生命的演化(生物进化),4从原核细胞到真核细胞的进化,(一)细胞的发生与进化,原始细胞,原核细胞,真核细胞,动物,植物,蓝藻等,(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),5从单一到多极 原始生命微生

    10、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,三、生命的演化(生物进化) (二)生物进化进化中的辩证法,(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 .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,四、对生命和相关问题的思索,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,(二)关于生命及其特征,1什么是生命,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。,四、对生命和相关问题的思索,(二)关于生命及其特征,1系统与环境的统一1)环境的影响2)系统的决定作用,(三)生物进化中的规律,2必然和偶然的统一 3连续和间断的统一,四、对生命和相关问题的思索,(三)生物进化中的规律,


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