生命与进化课程内容2

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1、第二章生命起源的细胞前阶段2.1.3生命起源的条件和场所一一原始海洋海底与温度高达1000°C的炽热岩浆直接连通，认为该环境中具有化学进化、生命起源和早期生态系统建立的若干有利因素：冒出的滚滚浓烟里富含各种金属及C02、NH3、CH4和H2S,这是一个既有能源又有生命起源所必需的原料的还原环境；岩浆喷口附近的温度、pH及各种化学成分的梯度提供了多样化环境；就温度湿度变化及辐射等因素而言，海水较陆地环境更为稳定和安全；鉴于现代深海还存在硫细菌的事实，推想在38亿一36亿年前，约80°C的还原性海洋中,原始生命就在那里诞生。

2、幻灯片7生命形态出现在38亿年前；细胞出现在32亿年前•1953年，米勒的模拟实验用无机物（如氨、甲烷、氢气等）制造出11种氨基酸。•其他研究者陆续又用不同配方的原始大气混合物，合成了所有20种氨基酸、以及瞟吟、喀喘、脱氧核糖、脂肪酸等，若加磷，ATP也能产生。米勒的试验开辟了生命起源研究的新途径2.2.2生命起源的化学演化阶段•1.从无机小分子生成有机小分子•1828年，维勒，氧化铅+钱尿素•碳氢化合物含氮衍生物的生成，如氨基酸、核昔酸的生成•吓咻的生成•2.从有机小分子生成生物大分子•蛋白质和核酸的起源：代谢与复制谁

3、在前，还是共同起源?•3.由生物大分子形成多分子体系•奥巴林假说，蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶）混合成团聚体类蛋白遇冷f微球体学说（具选择性渗透外膜）•4.由多分子体系发展成原始生命原始膜和开放系统幻灯片13•原始生命靠“原始汤”中的有机物获得能量•最早的生物-水生、单细胞原核生物、厌氧、异养口卜咻化合物一一是一种有色物质，能吸收太阳光能，进行光化学反应，有了吓咻就有了自养营养。现代生物中的叶绿素、血红素及各种细胞色素中均含有吓咻幻灯片14吓卩林出现的意义•光合作用•（1）大气中有了氧，不再是还原性环境•（2）大气上

4、层有了臭氧层，挡住紫外线，利于生命的进化•有氧呼吸•是生命进化的一大飞跃，极大提高了生物获取能量的效率。无氧呼吸，1分子葡萄糖只产生2个ATP,有氧呼吸产生36个ATP给生命世界带来了第一次大繁荣，出现了多细胞生物（动物、植物）核酸只有在蛋白质（酶）的作用下才能合成，而蛋白质也只有在其相应的核昔酸顺序指导下才能合成。问题：什么样的化学过程才能形成核酸和蛋白质相互依赖的多分子体系呢？多分子体系具有下列性质，就成为原始生命：（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

5、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”。2.2.3遗传密码的起源•遗传密码无疑起源于RNA世界，从原始生命开始。•后来，由于蛋白质的介入，使负责操作的RNA分子逐渐被蛋白质所取代，分子间的相互作用变得精确起来，遗传密码也完成了由简到繁的分步进化。•最后，DNA彻底取代了负责信息遗传的RNA,生命完成在组成元要素上的升华，遗传密码才被固定下来。•密码进化的方向•1966年，克里克提岀摆动假说：如果第三个碱基发生变化，仍可被携带

6、同一种氨基酸的tRNA的反密码子识别，避免了多肽链中氨基酸的替代。密码子向着减少错误的方向进化。•密码进化的过程•A、U的含量随进化增加GNC-GNY（CU）R（GA）NY->RNN^NNN•遗传密码的简并性•遗传密码使用4种碱基（A、U、C、G）构成三联体形式，共有64个，分别对应20个氨基酸或翻译起始和终止信号。一种氨基酸会有多个密码子编码。•遗传密码的偏爱性编码同一种氨基酸的密码子互称同义密码子。虽然一种氨基酸有几种密码子，但密码子的使用频率是不均等的，各种生物编码某种氨基酸往往较多地采用其中的一种。幻灯片23

7、2.3生命组成的物质基础2.3.1原子与分子一生命的化学基础•与其他物质一样，细胞乃至生命也是由原子组成的同位素•原子核内质子数相同，中子数不同，原子质量不同•但是这些原子化学性质相同，仍属于同一种元素，在元素周期表中占有同样的位置•根据放射性有无，分为放射性同位素和稳定同位素•放射性同位素不稳定，不间断地自发射线，直至变成另一种稳定同位素，这就是所谓的“核衰变”。•核衰变的时候，可放射出a、B、Y射线和电子俘获等，但并不是同时放射出这几种射线。•核衰变的速度不受温度、压力、电磁场等外界条件的影响，只和时间有关。衰变的快

8、慢，通常用“半衰期”来表示，是一种特征常数。•半衰期是指一定数量放射性同位素原子数目减少到其初始值一半时所需要的时间。不同的放射性同位素半衰期不同，衰变时放射出射线的种类和数量也不同。如32P的半衰期是14.3天，14C是5730年，238U是45亿年。•生物体内的元素一般都以离子形式存在，主要有•阳离子：Na+、K