生命起源及其演化ppt课件

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1、生命起源及其演化对生命起源的思考，就像对宇宙起源的思考一样，构成人类理性思维中最富有挑战性、最有吸引力的问题之一。自古以来，杰出的思想家、哲学家和科学家，都试着提出/回答下面这些问题。什么是生命什么时候开始形成生命？生命是如何形成的？生命世界又何以如此千姿百态？这些问题都尚未解决，就如同生命科学还没有走到尽头。一、生命的定义生理学的定义：生命体是具有进食、代谢、呼吸、运动、生长和反应性等功能的系统。新陈代谢的定义：生命体系具有界面，与外界经常交换物质，但不改变其自身性质。生物化学的定义：生命体系包含储存遗传信息的核酸和调节代谢的酶蛋白。遗传学的定义：生物系统是通过基因复制

2、、突变和自然选择而进化的系统。热力学的定义：生命是个开放系统，它通过能量流动和物质循环而不断增加内部秩序。生命的本质特征第一，生命的物质基础是核酸和蛋白质;第二，生命运动的物质特征是自我更新和自我复制;第三，生命的基本特征是能够遗传、变异和繁殖;第四，生命体系是一种耗散结构。（远离平衡态的开放系统，通过与外界交换物质和能量，可能在一定的条件下形成一种新的稳定的有序结构）生命是高度组织化的物质结构，核酸、蛋白质等相互作用的生物大分子构成其分子基础，通过生物膜结构实现其内、外之间和内部的分隔化，其内部的无数相关的生物化学反应循环通过耦联，并借助分隔化的结构而组成高度有序的、紧

3、凑的生物化学反应网系统，这个系统靠外界能量输入和内、外物质交换而保持其低熵水平的远离热力学平衡状态的有序状态，同时实现其自身复制（再生产）。对传统观点的突破第一，在生命起源所涉及的时间和空间尺度上;第二，过去被认为是生命本身的最重要的特征和生命特有的现象，现在发现也存在于某些物理、化学系统中;第三，对极端环境的生命的考察和研究大大突破了关于生命生存极限的传统观念。二、什么时候开始形成生命1.原核细胞：光合细菌（35亿年，太古代）在南非太古宇翁维瓦特群(OnverwachtGroup)和无花果树群(FigTreeGroup)、澳大利亚西部和西北部的太古宇瓦拉伍群(Warra

4、woonaGroup)及阿倍克斯玄武组(ApexBasalt)的燧石层中均发现了丝状的微生物化石，同位素示踪年龄为34-35亿年(Awramik,etal.1983;Schopf,1993)。35亿年前的丝状体微生物化石（Warrawoona,Australia)印痕化石蓝细菌（cyanobacterium)同时还发现岩石中有碳酸岩盐和叠层石的存在，后者一般被认为是光合微生物的生命活动与沉积、沉淀作用的综合产物，因而可以作为光合作用存在的证据。上述两项发现，加上同现代活细胞的核酸一级结构比较研究所获得的信息，说明光合作用和光合微生物在35亿年前可能就存在。格陵兰的依苏阿(

5、Isua)的太古宙沉淀变质岩是世界上已知的最古老的岩石，其同位素年龄值接近38亿年。对其进行的一系列研究了解到：第一，其稳定的碳同位素比值（排除变质作用影响因素）与生物来源的碳的数值范围大体接近----证明生物有机合成（初级产物）可能在38亿年前就开始了（Schidlowski&Aharon,1992）；第二，该岩石的沉积纹理等特征显示那时已经有液态水圈存在；第三，在沉积变质岩系中还夹有碳酸盐岩----说明当时大气圈中有CO2。这些研究结果也间接地支持了38亿年前地球上可能有生命存在的推断。2.单细胞真核细胞：（20-10亿年）远古代至今对最早的真核生物的化石还没有一个

6、一致的看法最原始的真核生物应为单细胞，它的出现应不早于20亿年，不晚于7亿年3.原始的多细胞的真核生物三、生命是如何形成的1，第一种解释认为地球上的一切生命都是由上帝设计和创造的，或者是由于某种超自然的东西干预而产生的。代表学说–19世纪以前的创世说以及现代的新创世说。2，第二种解释认为生命是宇宙固有的，早在地球形成之前就已经存在于宇宙中了，地球上的生命来自于地球之外，来自于别处。3，第三种解释----认为生命可随时从非生命物质直接产生而来。代表学说–西方长期流行并在19世纪引起广泛争论的“自生论(AbiogenesisorSpontaneousGenerationThe

7、ory)”；我国古代的“腐草生萤”的说法也是相似的道理。早期挑战上述观点的科学家：FrancescoRedi,1668(意大利医生，诗人)LazzaroSpallanzani,1767（意大利科学家)LouisPasteur,1864(法国微生物学家)FrancescoRedi，1668，(意大利医生及诗人)：用敞开口、用纱网封盖、密封的瓶子做实验LazzaroSpallanzani,1767，（意大利科学家）：用敞开口、密封、煮开后敞开口、煮开后密封的三角瓶做实验证明蛆是由苍蝇产的卵长成的证明腐坏的浓汤中的微生物来自空气Lo