第二章 生命的起源.doc

第二章 生命起源 一、生命的本质 二、有关生命起源的种种假说三、生命起源的历程 一、生命的本质 1、生命的特征 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 酵母 单细胞生物 疟原虫 大多数动、植物 多细胞生物 人 ?（2）原核生物和真核生物 细菌是原核生物 没有细胞核结构  动、植物是真核生物 有细胞核 3、生命的化学组成——生物大分子 氨基酸 ￣ 蛋白质 结构、酶、调节物核苷酸 ￣ 核酸 遗传信息 单糖 ￣ 多糖 结构、能源、信息 脂类 结构、能源、信息?二、有关生命起源的种种假说 ?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。  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年巴斯德的“鹅颈瓶实验”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重视。 生命的蛋白质起源说 奥巴林为代表，认为生命起源的化学演化的实质是蛋白质的形成和演化，在功能上先有代谢，后有复制，蛋白质首先起源，蛋白质的合成不需要核酸的编码。 生命的蛋白质起源说证据 ?奥巴林的团聚体 (coacervate)假说； ?福克斯用类蛋白质加热得到微球体； ? S. Miller (1953)的模拟实验 ?澳大利亚 陨石中发现(1959)氨基酸、嘧啶和脂肪酸； ?1990Hirata,1994Peler发现蛋白质具有自我剪接功能； ?1996David Lee 首次能自我复制的肽。 核酸起源说 里奇和奥格尔为代表，认为生命起源的化学演化的实质是核酸的形成和演化，在功能上先有复制，后有代谢，核酸首先起源，核酸是遗传信息的载体，控制着蛋白质的合成。?遗传学家Muller (20年代) 提出“裸基因说”(naked gene theory): 根据类病毒提出生命发生从基因开始；?Schuster (1984) 发现硅酸盐介导DNA合成的现象； ?T.Cech (80年代) 发现四膜虫Pre-rRNA切下的内含子具有酶的活性(聚合与剪切作用), 提示生命由RNA起源的可能性； ?Cuenoud等（90年代）发现DNA也具有酶活性，揭示核酸具有酶活性和保持遗传信息的双重功能。两种起源说仍是悬而未决的“蛋鸡悖论”。 核酸和蛋白质共同起源 以迪肯森为代表，认为生命起源的化学演化的实质是核酸和蛋白质共同起源，复制和代谢相辅相成。 依据是蛋白质合成的中间产物氨基酸腺苷盐既可以使氨基酸合成多肽，又可使碱基合成多核苷酸。 1994年，赵玉芬-曹培生共同发表了“磷酰化氨基酸-核酸与蛋白质的共同起源”论文，提出磷酰化氨基酸是核酸与蛋白质最小单元的结合体。 1996年两者又建立了“生命化学进化的基本模型 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 三、生命起源的过程—— 生命起源的化学进化学说 多数科学家推测原始生命诞生的时间在距今37-38亿年，在此之前是化学演化阶段，之后为生物学进化阶段。 生命起源的化学演化全过程可区分为4个主要阶段： 1、由无机小分子到有机小分子 随着地球的形成和地表的冷却，水的积累，在原始海洋中和大气中，出现一批简单的小分子如CH4,NH3,H2O,H2。 支持“化学进化