《水与生命》绪论.ppt

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1、2010/2011/1,水与生命,绪 论,2010/2011/1,水与生命,2010/2011/1,水与生命,一、地球水的星球,地球的历史 地球，水球！ 水的来源 水与地貌,2010/2011/1,水与生命,地球形成示意图,2010/2011/1,水与生命,水是地球表面数量最多的天然物质，它覆盖了地球70%以上的表面。 将海洋中所有水平均铺盖在地球表面，会形成2700米厚的水圈。 在太阳系家族中独一无二.,蓝色星球,2010/2011/1,水与生命,水的来源,水的来源假说有30多种. 水来自地球内部 水来自太空,2010/2011/1,水与生命,组成原始地球的尘埃内部蕴藏着许多结晶水合物。如C

2、aS042H20、CaCl2.6H2O等，结晶水在地球内部高温作用下离析出来就变成了水蒸汽，喷发出来的水蒸汽就是地球上的水的先驱。 当大气温度降到100，空中的水蒸汽达到饱和时便冷却成云，以降水形式落到地面上来，聚集在低洼处，最后汇集形成海洋。 目前每年仍然有660km3水从地幔逸出。,水来自地球内部,2010/2011/1,水与生命,水来自太空,美国科学家提出一种新的假说海水来自冰彗星雨。 有人计算认为由“火山喷发”释放的水汽只能解释目前海水总量的50-70% 。1987年，科学家从卫星获得高清晰度的照片中发现一些过去从未见到过的黑斑，或者说是“洞穴”。科学家认为，这些“洞穴”是冰彗星撞击地

3、球造成的。根据卫星监测发现地外彗星的“冰泥球”和“太空雪球”等正源源不断来到地球的事实认为，有相当部分的水应从“天上来”，即来自冰彗星雨和C型小行星等含水物质。,2010/2011/1,水与生命,地球上自从有了水以后，全球的陆地表面，无时无刻不在遭受着流水的侵蚀。,2010/2011/1,水与生命,水与地貌,河流侵蚀作用 冰川侵蚀作用 地下水侵蚀作用 海洋侵蚀作用,2010/2011/1,水与生命,河流,2010/2011/1,水与生命,冰川对所经之处的岩石产生强烈的磨蚀作用，通常会形成冰斗、角峰、刃脊和U形谷等典型冰川地貌特征。,冰川,2010/2011/1,水与生命,在石灰岩地区，地下水中

4、溶解二氧化碳后，对石灰岩产生强烈的溶蚀作用，形成地下洞穴奇观。,地下水,2010/2011/1,水与生命,由于海水中矿物质含量较高，海洋侵蚀作用更加强烈，形成独特海岸地貌。,海洋,2010/2011/1,水与生命,二、水 生命之源,生命起源理论 生命起源条件 生命起源过程 生物进化,2010/2011/1,水与生命,生命起源于地球演化历史的早期阶段。 原始海洋是地球生命的母体和摇篮。 生命起源是通过化学进化过程。 原始生命在海洋中诞生、演化经历了1015亿年，距今34亿年，生命才从海洋走向陆地。,化学进化理论,2010/2011/1,水与生命,“新自生论”,20世纪70年代末在太平洋中脊附近发

5、现的水热喷口(hydrothermal vent)生态系统。 一些学者把大洋中的水热喷口环境看作是地球早期化学进化和生命起源的自然环境模型：地球上的生命就是在类似水热喷口的环境中通过非生物的有机合成在地球的早期形成的,2010/2011/1,水与生命,生命起源原材料：原始大气中成份； 能量来源：火山、宇宙射线、雷电； 产生场所：原始海洋。,原始地球条件,2010/2011/1,水与生命,其它条件,没有氧气，最初形成的生命物质不会被氧化降解； 粘土矿物的化学催化作用； 太阳和紫外线辐射对有机分子的浓缩作用等。,2010/2011/1,水与生命,生命起源,1、从化学演化期到产生最简单的生命形式包括

6、4个阶段： 1）、从无机小分子物质生成有机小分子物质(单糖、核苷酸等)； 2）、从有机小分子物质形成有机高分子物质(蛋白质、核酸等)； 3）、从有机高分子物质组成多分子体系； 4）、从多分子体系演变为原始生命原核细胞。,2010/2011/1,水与生命,米勒实验,1953年由美国芝加哥大学研究生米勒（S.L.Miller）在其导师尤利（H.C.Urey）指导下完成。,2010/2011/1,水与生命,原始地球火山活动形成局部高温缺氧地区，使得附近水池里大量的氨基酸、核酸等有机物和水作用形成“有机汤”。 当水池由于高温蒸发干枯时，氨基酸弱聚合脱水反应形成多肽等高聚物。 后由雨水搬运到海洋，自我装

7、配形成蛋白质。为生命起源提供了所需的有机分子。,2010/2011/1,水与生命,前苏联生物化学家奥巴林首先提出。 团聚体学说认为，生物大分子主要是蛋白质溶液和核酸溶液合在一起时，可形成团聚体小滴，这就是多分子体系，它具有一定的生命现象。 在该假说中，海水是不可或缺的，它被认为是生命的摇篮。,Oparin的团聚体学说：,2010/2011/1,水与生命,福克斯的微球体学说,1960年美国生物化学家福克斯提出， 学说认为，早期的地球温度很高，足以使简单的化合物形成复杂的化合物。1955年，福克斯就开始进行实验。他把各种氨基酸的混合物加热到200，3小时后，产生了形似蛋白质的分子链，被称为类蛋白。

8、1960年，福克斯又把酸性类蛋白放入稀酸中加热溶解，冷却后缩结成团，形成微球体。 福克斯的类蛋白微球体假说否定了生命发生对原始海洋的依赖，因而被称为“陆相 起源派”。,2010/2011/1,水与生命,最原始的生命形式或细胞是异养的,无论哪一种多分子体系具备以下特征的综合，那么原始生命诞生了。 （1）具有脂双层膜围成的与周围环境隔开的含水囊泡。 （2）囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖类大分子。 （3）能选择性地从周围环境中吸纳“食物”。 （4）利用“食物”的分解，复制自身一部分起核心作用的大分子。 （5）囊泡因大分子增多而“生长”和“繁殖”。,2010/2011/1,水与生命,生物进化,1983年

9、，古生物学家在澳大利亚西部皮尔巴拉的瓦拉乌纳岩层内，发现了一些呈丝状和放射状的细菌化石。距今有35亿年的历史，也就是说在地球固体表面形成3亿年后，地球生命就已诞生。,2010/2011/1,水与生命,原始生命诞生后，由化学进化转变为更复杂的生物进化,2010/2011/1,水与生命,水与人类文明,人类文明的发源地 人类文明的血脉 傍水而居 水的哲理,2010/2011/1,水与生命,四大文明,2010/2011/1,水与生命,八水绕长安,有水的地方有城市的兴起；,人类文明的血脉,由水而兴，因水而衰；,楼兰古国,今日世界上几乎所有的著名城市也都依水而建，傍水而生。,2010/2011/1,水与生

10、命,上善若水，厚德载物. 冰冻三尺，非一日之寒； 不积小流，无以成江海； 流水不腐，户枢不蠹； 问渠哪得清如许，为有源头活水来；,水的哲理,2010/2011/1,水与生命,水的危机,干旱 洪水 过度开采地下水 污染 水土流失,2010/2011/1,水与生命,干旱,干旱：某一地区某一时间段内水分蒸发量大于降水量的自然现象。,干旱造成河道断流,干旱造成农作物减产,干旱造成饮水困难,2010/2011/1,水与生命,洪水,洪水：指江河、湖泊、沼泽和人工水库等地表水体中所含水量超过多年平均水量的自然现象。,2010/2011/1,水与生命,过度开采地下水,地面沉降,海水入侵。,2010/2011/

11、1,水与生命,水污染,水污染：指由于人类活动排放的污染物进入水体，使水和水体底泥的物理、化学性质和水体中的生物群落组成发生变化，从而降低了水体使用价值的现象。,2010/2011/1,水与生命,水土流失,水土流失：土壤在水的浸润和冲击作用下，结构松散破碎，随着水的流动而逐渐散失的现象。自然状态流失非常缓慢，人类对地表的破坏加速了这一进程。,人类活动加剧水土流失,2010/2011/1,水与生命,珍爱生命，珍惜水资源,世界水日 “生命之水”国际行动十年 中国水周,2010/2011/1,水与生命,世界水日,早在1972年，联合国第一次环境与发展大会就指出，“石油危机之后，下一个危机便是水”。 1

12、993年1月18日，第四十七届联合国大会作出决议，确定自1993年起，每年的3月22日为“世界水日” (World Water Day)。,2010/2011/1,水与生命,世界水日主题 1994年：关心水资源人人有责（caring for our water resources is everyones business） 1995年：妇女和水（women and water） 1996年：为干渴的城市供水（water for thirsty cities） 1997年：水的短缺（water scarce） 1998年：地下水看不见的资源（ground water - invisible r

13、esource） 1999年：我们（人类）永远生活在缺水状态之中（everyone lives downstream） 2000年：卫生用水（water and health） 2001年：21世纪的水（water for the 21st century） 2002年：水与发展（water for development） 2003年：水人类的未来（water for the future） 2004年：水与灾害（water and disasters） 2005年：生命之水（water for life） 2006年：水与文化（water and culture） 2007年：应对水短缺（

14、coping with water scarcity） 2008年：涉水卫生（water sanitation） 2009年：跨界水共享的水、共享的机遇。 2010年：关注水质、抓住机遇、应对挑战,2010/2011/1,水与生命,国际行动十年,联合国大会于2003年12月宣布2005至2015年为“生命之水”国际行动十年。 “生命之水”十年的首要目标是促进作出努力，在2015年前实现在水和与水有关的问题上做出的各项国际承诺。这些承诺包括实现千年发展目标，即在2015年前，将无法获得安全饮用水的人口比例减少一半，并制止不可持续的利用水资源的做法。在2002年约翰内斯堡世界首脑会议上，通过了另外

15、两项目标：力争在2005年前，制定综合水资源管理和提高用水效能的计划，并在2015年前，将无法获得基本卫生服务的人口比例减少一半。 “生命之水”行动十年的中心主题包括：水资源不足、获得环卫和健康服务的机会、水与性别问题、能力建设、筹措资金、评价、综合水资源管理、跨界水问题、环境与生物多样化、预防灾害、粮食与农业、污染和能源。,2010/2011/1,水与生命,联合国秘书长科菲安南于2005年3月22日发表录像讲话：,朋友们： 水对生命至关重要，水对生命至关重要，但全世界却有千百万人面临用水短缺，每年有千百万儿童死于水媒疾病，世界上一些最贫穷的国家遭受周期性干旱之苦。全世界就此需要更好的对策和措

16、施。我们要提高用水效率，特别是农业用水效率。我们要把日常运水并且经常是长途跋涉运水的负担从妇女和女童的肩头卸下来。我们必须让她们参与水管理的决策。我们必须把环卫作为一项优先任务，而目前进展最慢的正是这方面的工作。而且我们必须表明水资源不应成为冲突之源，相反，水资源可以促进合作。我们已取得重要进展，但仍需做出巨大努力。这也就是为什么今年的世界水日也标志着“生命之水”十年的开始。我们的目标是到2015年实现水和环卫的国际商定目标，并为在此之后取得更大进步奠定基础。 这是事关人类发展和人类尊严的紧迫问题。让我们共同努力，为世界上所有人提供安全、清洁的水。世界上的水是我们赖以生存的生命线，也是21世纪

17、可持续发展的命脉。我们必须共同努力，更好地管理全世界的水资源。 科菲安南,2010/2011/1,水与生命,中国水周,1988年中华人民共和国水法颁布后，水利部即确定每年的7月1日至7日为“中国水周”，考虑到世界水日与中国水周的主旨和内容基本相同，因此从1994年开始，把“中国水周”的时间改为每年的3月22日至28日，时间的重合，使宣传活动更加突出“世界水日”的主题。,2010/2011/1,水与生命,中国水周主题 1996年：依法治水，科学管水，强化节水 1997年：水与发展 1998年：依法治水促进水资源可持续利用 1999年：江河治理是防洪之本 2000年：加强节约和保护，实现水资源的可持续利用和保护 2001年：建设节水型社会，实现可持续发展 2002年：以水资源的可持续利用支持经济社会的可持续发展 2003年：依法治水，实现水资源可持续利用 2004年：人水和谐 2005年：保障饮水安全，维护生命健康 2006年：转变用水观念，创新发展模式 2007年：水利发展与和谐社会 2008年：发展水利，改善民生 2009年：落实科学发展观，节约保护水资源。 2010年：严格水资源管理，保障可持续发展,2010/2011/1,水与生命,