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第一章　緒　　論

第一章　緒　　論. 1-1 生命的起源與演化 1-2 生物學的研究方法. 1-1 生命的起源與演化. 本節架構 一、生源論與無生源論 1. 雷迪首先提出生源論 二、生源論與無生源論的爭議 1. 空氣帶來的爭議 2. 生源論的確立. 三、有機演化 1. 歐帕林 & 荷頓提出有機演化論 2. 無機物→有機物 3. 小分子→大分子 4. 能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1. 異營→自營 2. 厭氧→好氧 3. 原核→真核 4. 單細胞→多細胞. 1-1 生命的起源與演化. 本節架構 一、生源論與無生源論

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第一章　緒　　論

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  1. 第一章　緒　　論 1-1 生命的起源與演化 1-2 生物學的研究方法

  2. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源論與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  3. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  4. 一、生源論與無生源論 地球上生命的起源，一直有許多種假說 .....

  5. 一、生源論與無生源論 神創論… 隕石論… 自然發生論(無生源論)… 希臘哲學家亞里斯多德(Aristotle,384~322B.C.) 大多數的魚係自卵發育而成，可是有些魚係自淤泥和沙礫發育而成……其他的昆蟲並不來自活的親代，而是自然形成的；有些來自動物的羽毛；腐爛的肉也可以生蛆。 腐草化螢、腐肉生蛆 V.S. 生源論

  6. 生源論（biogenesis） 生命是由親代產生而來 生命不可能自然而然地產生 一、生源論與無生源論

  7. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  8. 1.雷迪首先提出生源論 1668，義大利醫生(Radi) 控制變因，設計對照組，讓數據說話 一、生源論與無生源論

  9. 1.雷迪首先提出生源論 結論：生物皆由上一代形成，無法自然發生。 一、生源論與無生源論

  10. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源論與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  11. 生源論與無生源論的爭議長達數世紀之久… 17世紀，雷文霍克(Leeuwenhoek)以顯微鏡發現水中微生物後，大家對微生物從何而來又起爭議… 二、生源論與無生源的爭議

  12. 18世紀，英，尼丹(Needham)：煮過肉汁有微生物…18世紀，英，尼丹(Needham)：煮過肉汁有微生物… 空氣帶來生命 義，史巴蘭贊尼(Spallanzani)：重複上述實驗沒有發現微生物… 空氣中”微生物”帶來微生物 反對者：無空氣，無生命 二、生源論與無生源的爭議

  13. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源論與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  14. 二、生源論與無生源的爭議 2.生源論的確立 1864，法，科學家 巴斯德(Pasteur) 鵝頸瓶實驗

  15. 生源論 巴斯德（Louis Pasteur，1822～1895）的實驗 a.加水煮沸後，使鵝頸瓶中水蒸氣排出 b.冷卻後，水汽凝結成的水聚集在S型底部，故即使瓶口未密封，但平內仍無微生物生長

  16. 二、生源論與無生源的爭議 2.生源論的確立 1864，法，科學家 巴斯德(Pasteur) 結論：除非來自瓶外，否則微生物絕不可能在肉汁中自然發生！ 終結百年爭論，生源論立足世界 科學證據的重要性

  17. 小結 17世紀以前是神創論、無生源論為主 17世紀以後開始有實證科學探討此問題的記載，但人們根深蒂固的觀念難以改變 經多位科學家、歷經數百年接力累積科學研究的證據，才在19世紀末說服生物學家，使生源論成為學術界的主流…

  18. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  19. 三、有機演化 巴斯德的實驗無法說明地球上最早的生命如何起源… 生物體皆為有機物 原始地球只有無機物 細胞中的有機物從何而來？

  20. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  21. 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出「有機演化論」 1920年代 俄，有機化學家，歐帕林(Oparin) 英，生化學家，荷頓(Haldane) 原始地球的大氣和海洋成分可將無機物合成有機物

  22. 有機演化論 太陽能、閃電是環境中的主要能量來源 地表瀰漫的氣體：甲烷、氫、氨、一氧化碳及二氧化碳，至於氧及水分可能尚未存在。 40億年前地球剛形成時 地表溫度逐漸冷卻，水蒸氣逐漸形成。 下雨的現象產生了許多湖泊，雨水沖刷的結果，使水中溶解了各種無機物， 在這種劇變的地表環境中，有機分子的形成很有可能是經由無機物自發性的化學反應所產生。

  23. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  24. 三、有機演化 2.無機物→有機物 1953年 美，米勒(Miller) & 尤雷(Urey) 以實驗證明有機演化論

  25. 三、有機演化 2.無機物→有機物 結論：無機物在”適當”條件下可合成小分子有機物 許多生命的功能必須由複雜大分子執行，小分子如何形成大分子呢？

  26. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  27. 三、有機演化 3.小分子→大分子 1965，美，福克斯(Fox) 混合數種胺基酸加熱後冷卻得到似蛋白質物質。 模擬實驗蛋白質大部分可以形成微球體，而與水溶液隔離 但從大分子→細胞還是有很大的差距 生命如何複製再生？

  28. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  29. 三、有機演化 DNA RNA 蛋白質 酵素 酵素

  30. 三、有機演化 4.能自我複製及環境隔離因子 1980年代，美，謝克(Cech)、奧爾德曼(Altman)發現某些RNA具有酶的催化特性 • DNA RNA 蛋白質 酵素 酵素 RNA世界

  31. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  32. 四、生命形式的多樣化 地球上第一個細胞出現→ 現今種類繁多的生物(多樣性)…

  33. 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 原始生命結構簡單，不能自行製造有機物，需靠外界環境中的有機物獲得能量以維持生命 【異營生物】 有機物變少，異營生物演化為【自營生物】以自製有機養分 有機物質的增加使異營生物又開始大量繁殖

  34. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  35. 四、生命形式的多樣化 2.厭氧→好氧 原始大氣沒有氧，故應為厭氧生物 光合自營生物出現後，使大氣中氧漸增(20億年前) 好氧生物在生存上占優勢而大量繁殖 大氣中O3累積，隔絕UV light，使地球上大分子更穩定。

  36. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  37. 四、生命形式的多樣化 3.原核→真核 最早的細胞化石為原核細胞(35億年前) 細胞膜伸出或內陷才區隔出有特殊功能的區域如細胞核、胞器之真核細胞(15~20億年前)

  38. 四、生命形式的多樣化 3.原核→真核 美，瑪格麗斯(Margulis) 內共生說

  39. 真核生物 較小的原核細胞生存在其細胞中，並進行內共生現象（endosymbiosis） 現今真核細胞中的粒線體及葉綠體都是內共生現象的結果 類似藍菌的原核細胞 真核細胞

  40. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 一、生源論與無生源論 1.雷迪首先提出生源論 二、生源註與無生源論的爭議 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、有機演化 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、生命形式的多樣化 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

  41. 四、生命形式的多樣化 4.單細胞→多細胞 單細胞生物→單細胞群體生→多細胞生物

  42. 1-1 生命的起源與演化 本節架構 我已了解… 一、了解生源論與無生源論的差別 二、了解生源論與無生源論的爭議如何解決 1.空氣帶來的爭議 2.生源論的確立 三、了解有機演化的特性 1.歐帕林&荷頓提出有機演化論 2.無機物→有機物 3.小分子→大分子 4.能自我複製及環境隔離因子 四、了解各種生命形式的多樣化的可能發生過程 1.異營→自營 2.厭氧→好氧 3.原核→真核 4.單細胞→多細胞

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