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1、分子与合成生物学论文学院化工学院学号姓名专业班级2012年11月4日生命的起源【摘要】：生命起源问题是自然科学面临的几个主要的未知基础科学问题之一。本文综述和分析了近几十年来国内外关于生命起源各种假说以及研究中存在的问题，指出生命起源的发展方向。同时也希望更多的人了解生命起源的相关知识，更多的人加入生命起源研究的行列。【关键词】：生命起源；生命起源假说；研究方向1生命起源研究的问题，研究意义以及对此进行的探索1.1生命起源研究的问题：生命起源的研究就是研究地球或其它星球上的非生命物质如何演变为原始生命的过程,以及如何用人工方法重现这种转化过程。在现代科学中,生命起源、物质结构和天体演
2、化问题被列为自然科学中三大基础理论课题。生命起源是一个高度跨学科的研究课题，其研究对象是发生在几十亿年前，在相当广阔的时空范围内,由非生命向生命转化的过程。1.2生命起源研究的意义：它的研究将使人类有可能更好地掌握生命的发生和发展规律,控制生物遗传性状,制造有益的新品种,更有效地利用自然资源等等。生命起源问题也是唯心主义和唯物主义两种世界观斗争的焦点之一,它的研究对发展和丰富辨证唯物主义宇宙观具有深远的意义。总之,生命起源问题的研究具有极其重大的理论和现实意义。1.3生命起源研究的探索：人类关于生命起源问题的研究已有数千年的历史。近半个世纪以来,学术界通过各种途径开展生命起源问题的探
3、索，概括起来有几个方面；模拟实验,探讨生命在地球上起源的自然历程；人工合成生命物质—蛋白质和核酸；利用现代先进的空间技术,探索地外其它星球上生命物质的存在和生命起源问题；通过从古老岩层中发现的古生物化石,探讨地球上生命起源的时间问题。2生命起源的各种假说目前国际上流行的学说(假说)甚多,基本可以分为两大类:一类是地表起源说,认为生命是在地球形成后若干亿年的原始地表起源的。另一类是地外起源说,认为地球上的生命是由地外宇宙生命降落到地球上发展而来。但相比之下,“地表起源说”仍是今天“生命起源”研究或探索中的主流。两种假说的具体研究内容如下：2.1地表起源说“地表起源说”实际上代表着一大类
4、学说和观点，其主要依据是各种化学途径合成有机物的模拟实验或自然现象的观测材料。但内部观点很多,特别是在生命起源的具体环境或途径的认识上大家有着重大分歧。其中以“化学起源说”最具有代表性。具体内容如下：2.1.1化学起源说：化学起源学说是以芝加哥的米勒（StanleyMiller）等人模拟原始海洋和大气放电合成氨基酸的实验为实验依据而确立的以“原始海洋的化学进化”为模式的学说。目前尽管对米勒放电实验合成氨基酸在生命起源中的意义仍然存在争论,但是对米勒放电实验在生命起源研究中的历史意义是没有任何争议的。因为米勒放电实验是第一个通过模拟实验探索生命起源的实验,它开创了对生命起源问题的实验研
5、究的新纪元。2.1.2粘土说：该学说是由凯恩斯·史密斯于60年代提出的。在80年代后期，由美国宇航局阿米斯研究中心的科学家研究发现普通粘土中含有的能量能促使氨基酸合成并能使彼此联接形成更大的分子，从而被视为证实了该学说。2.1.3火山说：该学说是在粘土说之后提出的。1988年前苏联科学院的科学家发现某些火山喷发物中含有有机物，从而被视为证实了该学说。2.1.4海底热泉说：该学说是科学家们根据以下研究提出的生命起源假说。首先，在1977年，美国科学家下潜到深达2500m的加拉帕格斯裂谷海底时,发现了海底热液喷发奇特的现象。之后，科学家们观察到的在完全缺乏阳光的深海海底热液喷口周围环境中
6、栖息着茂盛的、生机勃勃的生态群落。再加上海底热液喷口所具有的独特理化条件类似于地球早期的环境,以及喷口微生物具有的特殊生理生化特性,科学家们提出了该科学假说。2.1.5“温暖的小池塘”假说：2012年的最新研究显示，正如查尔斯·达尔文140多年前所说，地球生命确实起源于陆地上一个“温暖的小池塘”，而并不是起源于海洋。最初的原始细胞可能是在充满冷凝蒸汽的池塘里开始发育的，地下热水或从地下蒸发出来的水泡造就了这些池塘。这项研究成果刊登在《美国国家科学院院刊》上，同生命起源于大海的普遍观点形成鲜明对比。该学说是由物理学家阿尔门·穆尔基德加伊安和同事们提出的。因为他们研究发现海洋并不含有培育
7、生命所需的最稳定成分。他们还从美国黄石国家公园的温泉和间歇泉等内陆“孵卵处”提取了最简单的细胞进行分析。在这些地方，火山活动活跃，使蒸汽从地下冒出来。研究人员指出，这些排放物的化学成分和细胞的无机化学物质最匹配。德国奥斯纳布吕克大学教授穆尔基德加伊安指出:“相比深海热泉，陆地地热区域更适合于缩合反应，更易将阳光转化为一种能量来源。”此外，诺贝尔奖得主、哈佛大学科学家杰克·绍斯塔克表示:“我认为，从生命起源的角度来说，海洋并不是个有利环境，而淡水池塘好像更适
