生命起源和生物进化

《生命起源和生物进化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、生命科学导论上海交通大学生命科学技术学院对生命起源的思考,就象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,亦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终极。第十二讲生命起源和生物进化一、什么是生命二、有关生命起源的种种假说三、寻求生物进化的轨迹一、什么是生命1、生命的特征什么是生命？初看起来,这是一个常识问题。仔细推敲，却很难用一、二句话说

2、清楚。特征是生物,可能不不是生物,可能表现此特征表现此特征运动生长植物成年动物河流山脉新陈代谢古莲子云朵繁殖应答休眠孢子植物人火焰机械特征是生物,可能不不是生物,可能表现此特征表现此特征细胞遗传死亡演化…………………………………………被列入生命特征的每一条，都可能在哲学诡辩中受到诘难。解决问题的办法可能有两种:一种办法是，物理学家薛定谔的尝试，他试图从纯物理学的角度来定义生命(「生命是什么」（1944）中说：生命依靠吸纳负墒，避免了趋向平衡的衰退。)另一种办法是，用一系列相关特征来表征生命，例如，生物体以细胞为基本结构单

3、位并应具备新陈代谢、繁殖、遗传等特征。2、细胞是生物体的基本结构单位（1）单细胞生物和多细胞生物大肠杆菌、霍乱弧菌螺旋菌单细胞生物多细胞生物酵母疟原虫大多数动、植物人（2）原核生物和真核生物细菌是原核生物有细胞核动、植物是真核生物没有细胞核结构有核物质细菌细胞结构图植物细胞模式图动物细胞模式图3、生命的化学组成——生物大分子氨基酸‾蛋白质核苷酸‾核酸单糖‾多糖脂类结构、酶、调节物遗传信息结构、能源、信息结构、能源、信息DNA双螺旋图tRNA三叶草图一级结构二级结构四级结构三级结构淀粉、糖原和纤维素脂双层细胞膜图二、有关生

4、命起源的种种假说1、自古以来，有关生命起源出现过多种假说。神造论——上帝创造万物，最后造人。(见圣经故事)自然发生论——生物是从非生物环境中自然发生出来的腐草化萤腐肉生蛆淤泥生鼠宇生论——地球上生命来自宇宙空间别的星球。仍留下问题：“别的星球上生命如何起源”。17世纪意大利医生F.Redi用实验证明腐肉不能生出苍蝇1860年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物广为接受的生命起源学说：1924年苏联生物学家奥巴林发表「生命起源」。1929年英国遗传学家霍尔丹也提出类似观点。1936奥巴林专著再版，他提出的生命起源学说引起世界

5、重视。2、生命起源发生在什么时候？天文学家估计地球形成于约45亿年前。迄今找到的最早的化石记录了35亿年前的原核生物。所以，生命起源大约发生在距今45－35亿年间。澳州西海岸的垫藻岩35亿年前的兰细菌化石最早动物出现最早真核细胞出现兰细菌光合作用，大气中O2积累最早原核生物出现地球形成3、生命起源时的地球环境200亿年前没有物质和能量，没有时间,没有空间。150亿年前大爆炸，产生能量、质量，开始时间、空间。1x1010oC1分钟基本粒子“汤”（质子、中子、电子）3分钟氦（42He）+氢（11H）25％75％45亿年前太阳

6、系形成地球形成地球和其他几个行星一样，是从太阳旋转甩出的的一团物质组成。太阳系形成地球形成的过程：凝聚：重元素在内，轻元素在外，成为第一次大气层，很快被来自太阳的热风吹去。降温：形成地壳。不时有火山爆发：溶浆使地表高低不平；同时，出现第二次大气层。再降温：地表冷至1000C以下，降水生成江河湖海。原初地表图景原初地表图景4、化学进化——由简单小分子到复合大分子随着地表的冷却，水的积累，在原始海洋中和大气中，出现一批简单的小分子。太阳辐射火山爆发雷鸣电闪提供能量，使简单小分子合成复杂的稍大分子。有机酸、氨基酸、单糖、脂类、

7、嘌呤、嘧啶、核苷酸等等雷电可能为化学进化提供能量地表的能量能源太阳辐射紫外线400nm－300nm300nm－250nm250nm－200nm200nm－150nm闪电放射性(地下1Km内)火山爆发宇宙射线J/cm21.09x1061.42x1042.3x10317.517.1114.743.350.546.28x103支持“化学进化”假说的证据1953年芝加哥大学研究生米勒的模拟实验。1969年澳州Muchison地方落下一块陨石，从碎片成份分析中找到氨基酸、嘧啶、脂酸。StanleyMiller(1953时23岁)用

8、电击提供能量，从简单小分子可得到复杂的稍大分子。米勒的实验装置米勒模拟实验得到的有机物（共计20多种）产量μmol233020310406有机物甲醛脲（尿素）乳酸琥珀酸甘氨酸谷氨酸后来别人的实验，使用其他能源，紫外线、高温、γ射线等，还得到：嘌呤、嘧啶、核苷酸、脂肪酸、单糖等。从有机小分子到大分子聚合物在原始海洋的岸