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《生命的起源與進化》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、生命的起源與進化(originoflife&biologicalevolution)人類最富有挑戰(zhàn)性的思考宇宙起源的思考生命起源的思考什么是生命?何時形成的?如何形成?本講主要內(nèi)容什么是生命生命起源的假說尋求生物進化的軌跡什么是生命?——思辨過程被列入生命特征的每一條都可能在哲學(xué)詭辯中受到詰難應(yīng)答植物人/機械繁殖休眠孢子/火焰用1、2句話解釋什么是生命很難物理學(xué)家的角度熱力學(xué)第二定律生命依靠吸納負(fù)熵,避免趨向平衡的衰退(“生命是什么”,薛定諤,1944)生物學(xué)家以細胞為基本結(jié)構(gòu)單位具備新陳代謝、繁殖、遺傳
2、等特征生命起源的種種假說神造論-上帝造萬物,造人(圣經(jīng))自然發(fā)生論-生物從非生物環(huán)境中自然發(fā)生出來宇生論-生命來自宇宙中別的星球進化論神造論圣經(jīng)舊約《創(chuàng)世紀(jì)》:上帝在6天之內(nèi)創(chuàng)造了包括宇宙、陸地、海洋、各種動物、植物、男人、女人在內(nèi)的世界萬物。BACK自然發(fā)生論腐草化螢腐肉生蛆淤泥生鼠巴斯德-曲頸甑試驗BACK宇生論澳大利亞發(fā)現(xiàn)-含碳物質(zhì)的隕石月球樣品-氨基酸和有機酸BACK進化論進化論的創(chuàng)立共同由來學(xué)說(theoryofcommondescent)自然選擇學(xué)說(theoryofnaturalselect
3、ion)多重證據(jù)支持共同由來學(xué)說加拉帕戈斯地雀形態(tài)學(xué)的比較研究:人的上肢、馬的前腿、海豚的鰭足、蝙蝠的翼手——骨骼構(gòu)造相似化石記錄多重證據(jù)支持共同由來學(xué)說加拉帕戈斯地雀加拉帕戈斯群島位于東太平洋,由19個火山島組成,從未和大陸相連島上獨有的物種13種地雀彼此相似而又互有區(qū)別的物種來自同一個祖先自然選擇學(xué)說達爾文做出推論選擇淘汰脆弱的個體變異產(chǎn)生新的性狀連續(xù)選擇使輕微的變異積累人工選擇效應(yīng)-自然選擇的佐證家養(yǎng)動物栽培植物金魚的馴化金魚鯽魚(Carassiusauratus)我國飼養(yǎng)金魚最早的國家七八百年中,
4、完成了金魚的馴化,選育出絢麗多姿、顏色各異的不同品種2n=100尋求生物進化的軌跡元素演化地球進化(evolutionofearth)生命的化學(xué)進化(chemicalevolution)生物進化(biologicalevolution)200億年以前,沒有能量,時間、空間150億年前,宇宙大爆炸45億年前-太陽系形成,地球形成35億年前-化石記錄生命起源于45-35億年之間地球進化——生命起源于何時?地球?qū)殞毚紊髿馊Γㄟ€原性):H2O、NH3、CH4、H2S原始海洋紫外線、閃電、輻射、火山化學(xué)進化——生
5、命的兩大步簡單小分子合成復(fù)雜大分子多分子體系到原始生命細胞1924年蘇聯(lián)學(xué)者A.N.奧帕林——《地球上生命的起源》英國學(xué)者J.B.S.霍爾丹模擬原始地球還原性大氣中雷鳴閃電的實驗,開辟了生命起源研究的新途徑StanleyMiller的實驗Miller——電極,得到35種有機物,其中有10種組成蛋白質(zhì)的氨基酸高溫、紫外線、γ射線已能合成出20種天然氨基酸中的17種首先甲烷與氨作用生成氰,甲烷與水作用生成醛類;然后氰、醛類與氨作用生成氨基腈(aminoni-trile);氨基腈水解就生成氨基酸。多分子體系到原
6、始生命細胞從有機小分子合成生物大分子從生物大分子生成多分子體系從多分子體系進化為原始生命?美國福克斯(F.FOX)試驗證實:將氨基酸混合物傾倒在160oC—200oC的熱砂或粘土上,水分蒸發(fā),氨基酸濃縮并化合生成類蛋白質(zhì)分子。?后來的類似實驗:HCN+NH3類似肽的化合物單核苷酸多核苷酸50oC—60oC?奧巴林的團聚體學(xué)說混合白明膠+阿拉伯膠團聚體(小滴)(蛋白質(zhì))(多糖)團聚體小滴的性質(zhì)(1)直徑1μm—500μm;(2)穩(wěn)定存在幾小時至幾周;(3)外周增厚呈膜狀結(jié)構(gòu),與周圍水液有明顯界限;(4)具有
7、原始代謝特征;(5)可以增長和繁殖。???怂沟奈⑶蝮w學(xué)說微球體的性質(zhì)(1)直徑1μm—2μm(相當(dāng)于細菌大?。?;(2)可吸納周圍環(huán)境的脂類,并形成膜狀結(jié)構(gòu);(3)膜表現(xiàn)選擇透性,反映滲透壓的變化;(4)吸納周圍環(huán)境中蛋白質(zhì)分子,微球體可“增長”和“繁殖”。(1)具有脂雙層膜圍成的與周圍環(huán)境隔開的含水囊泡。(2)囊泡內(nèi)有多種核酸、蛋白質(zhì)、糖類大分子。(3)能選擇性地從周圍環(huán)境中吸納“食物”。(4)利用“食物”的分解,復(fù)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“生長”和“繁殖”。多分子體系具有
8、下列性質(zhì),就成為原始生命RNA世界假說(RNAworldtheory)先有雞還是先有蛋?先有蛋白質(zhì)還是先有核酸?RNA-第一個基因同時具有催化功能最初的生命搖籃最早的生物-水生、單細胞原核生物、厭氧、異養(yǎng)原始生命靠“原始湯”中的有機物獲得能量墊藻巖——巖石上面有35億年前原核生物的蹤跡發(fā)現(xiàn)于澳洲西部的35億年前的藍細菌化石自養(yǎng)型細胞改變了地球的面貌卟啉化合物——是一種有色物質(zhì),能吸收太陽光能,進行光化學(xué)反應(yīng),有了卟啉就有了自