1-2
地球的起源與生命的誕生
1-2 地球的起源與生命的發生
地球環境的演變：
地球的形成：
地球是宇宙中目前所知唯一有生物存在的星球。
地球於【46億年前】形成時，原始大氣和現今【不同】。
歷經頻繁的【閃電】及強烈的太陽【輻射(紫外線)】作用，形成簡單的有機物(【胺基酸】及【核酸】)隨著雨水進入海洋，終於形成原始細胞(【原核】生物，如細菌、藍綠藻)。
根據生命起源的許多證據顯示，最初的生物是由【無生物】演變而來的。
目前所之最原始的生物，可能是構造非常簡單的【原核生物】。
地球上目前存在的生物，都是由【親代】進行【生殖】作用(【有性】生殖或【無性】生殖)所產生的。
地球上的氣體：
原始的地球初形成時，缺少【氧氣】和【氮氣】，原始的氣體包含【氫氣】、【氦氣】、【甲烷】、【氨氣】等氣體。
薄弱的地殼導致火山爆發，噴出【水蒸氣】、【氮氣】、【二氧化碳】。
熔岩會釋放出【水蒸氣】、【二氧化碳】。
高溫的地球逐漸冷卻，水蒸氣凝結成為【水】，於是匯集成為廣大的【海洋】。
二氧化碳溶於水與鈣結合成【碳酸鈣】(【石灰岩】)；綠色植物出現後，行【光合】作用，吸收【二氧化碳】，產生【氧氣】氣，因此二氧化碳含量【減少】。
地球生命誕生的演變：
最早出現的生命：
由於大氣中的各種成分在【雷電】作用和強烈的【紫外線】照射，在海洋中逐漸產生簡單的有機物質(如【胺基酸】、【核酸】)。
胺基酸及核酸逐漸合成複雜的有機物，於是海洋中有【生命】出現。
構造複雜的蛋白質開始出現生命現象，於是簡單的生物出現，以攝取海洋中現成的有機物為食物，稱為【異營性】生物。
地球逐漸冷卻，雷電作用減少，水中的有機物質日漸減少，生物開始缺乏食物來源，於是【自營性】的【綠色】植物出現，進行【光合】作用，自行製造養分。
行【光合】作用的綠色植物出現後，大氣中的【氧氣】漸增，【二氧化碳】漸少，終於形成現今以【氮氣】(占78%)和【氧氣】(占21%)為主的大氣。
原始生命來自於有機物混合入水中，這些生物依賴依賴岩石中的成分維生。
地球上最古老的生命大約距今【三十八億】年前。
人類的祖先出現距今大約【200萬年】前。
目前發現最早的生物是【藍綠藻(距今約35億年前)】。
地球的變化：
地球環境常因外力的改變，而產生巨大的變化，
例如：【火山】或大隕石撞擊地球。【冰河】時期使地球溫度巨大改變，造成許多生物的大滅絕。
生命起源的探討：
1953年，科學家米勒和尤里經由電極放電，模擬地球最初形成時期，太陽輻射線和閃電，在強大能量作用下，將原始大氣成功地合成一些能構成生命的基本物質。
科學家推論：這些簡單的有機物質溶於高溫的海水中，經由聚積作用，合成較複雜的聚合物。
地球上第一個生命，應該是在『海洋』中形成的。
課堂補充：
知識：
大致上分為自然科學與人文科學兩大類。
自然科學分為：
物質科學：物理、化學(二、三年級的主要內容)。
環境科學：地球科學(三年級的主要內容)。
生命科學：生物(一年級的主要內容)。
常見物質的化學式：
氧氣：O2
生物呼吸需要；約佔空氣體積的1/5；
綠色植物行光合作用時產生。氮氣：N2
空氣中含量最多的氣體，約佔空氣體積的4/5；
地球形成過程中，火山噴發的氣體。水蒸氣(水)：H2O
地球表面約佔70％的海洋。
生物體內進行消化、排泄、綠色植物行光合作用必需的物質。氨氣：NH3
易溶於水，有臭味的氣體；
為地球最初形成原始大氣的主要成分之ㄧ。
由於雷電及紫外線的作用，甲烷和氨氣可能是合成蛋白質的主要物質。甲烷：CH4
天然氣的主要成分；
為地球最初形成原始大氣的主要成分之ㄧ。
由於雷電及紫外線的作用，甲烷和氨氣可能是合成蛋白質的主要物質。碳酸鈣：CaCO3
俗稱灰石，為一般大理石、貝殼、蛋殼的主要成分。
澄清的石灰水遇到二氧化碳會產生白色沉澱，即為此物質。
生物發展的流程：
太陽形成(約50億年前)地球形成(約46億年前)火球逐漸冷卻
形成薄而不均勻的地殼隕石撞擊岩漿海。
原始大氣(包含H2、He、CH4、NH3)
H2和He因太輕逃逸至太空中
火山噴發產生大量水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)和氮氣(N2)
熔岩釋放出水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)
溫度冷卻至100℃以下，水蒸氣結成水形成海洋
二氧化碳溶於水，形成碳酸，和水中的礦物質(鈣離子)結合成碳酸鈣形成石灰岩
氨氣、甲烷在雷電及紫外線的作用合成簡單的有機物質胺基酸、核酸
部分的胺基酸、核酸結合成蛋白質
蛋白質產生了生命(最早形成的生物)，以現成的有機物質為食物(異營性生物)
地球溫度下降，雷電作用減少，無法合成更多的有機物質。
異營性生物食物來源缺乏綠色植物含葉綠體，行光合作用，
合成葡萄糖(自營性生物)，並產生氧氣。
氧氣合成臭氧，大氣中形成臭氧層，隔離紫外線。
海洋中的生物開始在陸地出現
陸地上出現植物陸地上出現動物。
生命的誕生 | ||
自營性生物 | 異營性生物 | 陸生生物 |
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地球大氣組成的演變 | ||
第一期 | 第二期 | 第三期 |
地球形成初期 | 火山噴發時期 | 自營性生物出現時期 |
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有關地球大氣的敘述，何者錯誤？
(A)現今大氣中氧氣占最高比例(B)二氧化碳含量極少(C)行光合作用的生物出現後，氧氣才開始增加(D)地球形成初期，火山爆發的氣體就含有二氧化碳。地球最初的生命起源是哪種方式？
(A)由生殖作用產生(B)在太空發生(C)在高空發生(D)由無生物自然發生。關於地球，下列各項敘述何者錯誤？
(A)地球原始的大氣成分與現今相同(B)地球約在35億年前開始有生命存在
(C)地球形成至今約已46億年(D)地球初形成時非常的熾熱。地球上最早的有機物如何形成？
(A)早期的植物行光合作用釋放出有機物(B)地球早期火山活動噴發出許多有機物(C)地球形成時已有有機物了(D)天空雲層時常閃電，使地球大氣中的成分彼此反應，產生有機物。有關生命的起源，下列何者正確？
(A)最早的生物可能出現在火山熔岩中(B)最早的有機體，可能是由大氣中的水氣、氧氣及二氧化碳等反應而成(C)最早的生物可能依賴岩石中的成分或其他有機物維生
(D)直到行光合作用的生物出現後，大氣中才開始有氮氣出現。有關地球生物的敘述，下列何者正確？
(A)地球上的生命首先出現於46億年前(B)今日地球上的生物都是一開始便存在的
(C)生物因地球環境的改變而生存或消失(D)人類在地球上算是古老的生物物種。地球上生命起源，依照歷史先後順序排列何者正確？
(甲)大氣中充滿從地球內部噴發出來的氣體；
(乙)地球非常炎熱，地球表面到處是火山，布滿滾燙的熔岩；
(丙)有機物結合，接著形成生命；
(丁)地球逐漸冷卻，大氣中水蒸氣凝結成水降落到地表，雨水累積在低漥的地表形成海洋。
(A)甲乙丙丁(B)甲丁乙丙(C)乙甲丙丁(D)乙甲丁丙。約在30多億年前，地球上開始有生命的存在，一直到現在，地球上依然是有各式各樣的生物生活在各種環境，請問在如此漫長的歲月中，生物的種類數量是如何變化？
(A)所有生物都不會滅絕，從以前到現在持續增加當中(B)生物會滅絕，但仍然保持以前的生物種類(C)生物曾經全部滅絕後，又從環境中生成有機物，重新形成原始的生命(D)許多生物因無法適應環境而消失，又重新演變出各式各樣的生物。有關地球的敘述，下列何者是正確的？
(A)地球形成初期，火山活動頻繁，噴發出的氣體不包含水氣(B)地球形成初期溫度很高，但今天已低於攝氏零度以下(C)地球的地貌至今仍持續改變中(D)地球有堅硬的外殼，即使地震、火山活動也都不會改變地表。下列關於大氣的敘述，何者正確？
(A)空氣中的氧氣含量達目前的比例後，生命才開始出現(B)地球剛形成時的原始大氣，其中的氫氣和氦氣不久後都散逸到太空中(C)原始大氣和火山噴發出的氣體作用，才產生目前的大氣(D)現今大氣主要是地球火山爆發所製造的。雖然科學家無法親眼目睹地球的誕生，但是根據研究推測，下列有關地球初形成時環境的敘述，何者錯誤？
(A)地球到處是熾熱的岩漿海(B)經常有小岩塊撞擊地球
(C)閃電頻繁、紫外線非常強烈(D)熔融的物質逐漸冷卻，固化為均勻的岩層。下列何者不是所有生物都能表現出來的生命現象？
(A)代謝(B)運動(C)生長(D)繁殖。下列何者其有生命現象？
(A)岩石(B)礦物(C)細菌(D)空氣。下列何者為生物？
(A)砂石(B)肥皂(C)煤塊(D)果樹。下列哪一項不是生物維持生命所必需的？
(A)日光(B)水(C)空氣(D)土壤。陸地上黑暗的洞穴裡，有蝙蝠生存，但卻不易找到綠色植物的主要原因是什麼？
(A)缺乏土壤(B)空氣稀薄(C)溫度太低(D)缺乏日光。在地球的陸地上，何處比較容易發現生物的蹤跡？
(A)乾燥缺水的沙漠(B)缺乏光照的地洞(C)溫暖多雨的森林(D)終年冰凍的極地。有關地球形成過程的敘述，下列何者錯誤？
(A)約在46億年前，地球由太陽系裡許多物質及岩塊相互撞擊、聚合而成(B)地球剛形成時非常熾熱，呈熔融狀態(C)地球形成後因火山活動噴出大量水氣、二氧化碳和氧氣，形成早期的大氣層(D)迄今地球內部溫度仍然很高，會引發地震或火山爆發等活動。科學家認為地球上最初生命可能是在原始海洋中自然發生的，主要的理由是什麼？
(A)原始生物不需要營養物的供應(B)最早的生命構造非常簡單(C)地球形成初期的環境和現在不同(D)太陽系中只有地球有水和大氣。下列哪一項不是生命的現象？
(A)綠豆種子發芽(B)酵母菌由一個變成兩個(C)青蛙長出後肢(D)水分子進入細胞。非洲撒哈拉沙漠地區，生物的數量和種類都很稀少，主要的原因是什麼？
(A)缺乏空氣(B)缺乏能源(C)缺乏水分(D)氣壓太大。海洋探測船在例行探測任務中，於深度300公尺處，發現有烏賊、蝦、蟹、魚等，卻沒有藻類或綠色植物的蹤影。下列何者是此現象最主要的原因？
(A)溫度太低(B)壓力太大(C)缺乏陽光(D)缺乏空氣。海拔7,000公尺以上的山區，很難找到動物的蹤跡，下列何者是最主要的原因？
(A)氣溫太高(B)氣壓太高(C)空氣稀薄(D)陽光不足。下列哪一項不是地球能孕育生命，適合生物生存的有利條件？
(A)地球上有空氣存在(B)地球距離太陽遠近適中、溫度適宜
(C)地球上有水，可供給生物生存所需(D)地球上有大量的岩石及礦物。地球初形成時，某些無生物在偶然的機會下形成了構成生命體的有機物，進而演變成早期的生物。科學家該如何判定初形成的有機物是否具有生命現象？
(A)是否具有細胞壁(B)細胞的構造是否完整
(C)是否具備了可自行複製的機制(D)是否具備葉綠體的構造。生存在乾燥沙漠仙人掌，其葉呈針狀，與適應環境有何關係？
(A)減少水分的蒸散(B)增加光合作用的速率
(C)可儲存大量的養分(D)增加水分吸收的面積。通常藻類或綠色植物只能在數十公尺深的海洋裡生活，但有些動物卻能生活在10,000公尺的深海，推測其原因，下列何者是較合理的解釋？
(A)能自行製造養分(B)以淺海沉澱下來的生物屍體為食物
(C)能迅速的浮到海面上捕捉食物(C)能利用海水化合成養分。下列四圖中，以哪一個圖最能代表藻類和魚類在海洋中不同深度的數量比較？(「↓」代表陽光到達深度的極限，「―」表藻類的數量，「…」代表魚類的數量)
(A) (B) (C) (D)
地球大氣組成的演變過程主要包含三個階段：
(甲)以氮、氧為主；(乙)以氫、氦、甲烷、氨為主；(丙)以水氣、二氧化碳、氮為主。下列關於其演變的順序何者正確？
(A)甲→乙→丙(B)乙→丙→甲(C)乙→甲→丙(D)丙→乙→甲。下列何者不是生物？
(A)硫酸銅晶體(B)欣欣向榮的荷花(C)不會游走的牡蠣(D)爬來爬去的螞蟻。下列哪一項不是生物所表現的生命現象？
(A)綠豆發芽(B)大石頭風化成兩個(C)碰觸含羞草，其葉子會閉合
(D)小狗在電線桿上尿尿。有關物質的敘述。下列何者錯誤？
(A)生物行消化、排泄等種種活動必需的成分是水(B)可供生物呼吸的是氧
(C)可供植物行光合作用的能量來源是太陽(D)可供植物行光合作用原料的氣體是氧。下列何者不是生物圈之範圍？
(A)太空(B)低層大氣(C)地殼表面(D)海洋。下列關於生物和無生物的敘述，何者正確？
(A)生物最基本的成分是由細胞組成，而無生物是由分子組成(B)運動的一定是生物
(C)會生殖的一定是生物(D)無生物需依賴生物生存。地球在形成之初的環境，下列敘述何者錯誤？
(A)地球表面溫度很高(B)大氣的成分與現在類似
(C)地殼一直在變動(D)空中常有閃電。生物學家認為最早的生命可能是自然發生的，理由是：
(A)原始生物不需要營養物的供應(B)最早的生命構造非常簡單
(C)古代的地球環境和現在不同(D)目前尚未證實有外星人。根據研究顯示，地球上最初的生命較可能出現於何處？
(A)廣大的陸地與草原(B)遼闊的地球大氣中
(C)在地球剛性外殼的內部較深處(D)浩瀚的海洋之中。葉片寬大的綠色植物，不適合生活於乾燥的沙漠，海邊種植的防風林，葉片大多細小，理由是：
(A)減少風的阻力(B)便於吸收二氧化碳(C)有助於光合作用進行(D)減少水分散失。
【題組】請依據下列的短文，來回答29～32等問題：
生命的起源 一般相信，地球的生命誕生於海洋。根據各地發現的化石，證實生物首先在海中演化，後來才到陸地發展。構成生物體的元素組成非常接近海水，這也暗示生命最早誕生於海洋，並在海中演化。 由此看來，海洋隨著地球歷史的演進而逐漸穩定並一直存在，是生命在地球上誕生並演化的最重要原因。 |
目前太陽系中唯一發現有海洋存在的行星為何？
(A)地球(B)火星(C)金星(D)木星。現在我們居住的地球，海洋的面積約占了表面的多少？
(A)50% (B)60%(C)70% (D)80%。生命誕生於海洋，下列有關最原始生命存在的地球環境之敘述，何者正確？
(A)無氧(B)大氣中具臭氧層(C)地球表面已不再改變(D)陸地面積大於海洋面積。目前地球上多樣化的生物種類及其龐大的數量和下列何種現象有關？
(A)地殼變動(B)大氣改變(C)海洋面積減少(D)生物演化
