科普讲座--生命的起源.ppt

生命起源：等待证据出现 提示生命诞生之迷，是当今自然科学永恒的前沿课题之一。这不仅是一项基础性研究，而且涉及化学、生物学、天文学、考古学、地质学、地球化学、空间科学等不同领域，所以对生命起源的探讨，不仅意味着可能揭开一个谜团，而且必将导致新兴学科的诞生。 1、什么是自我复制？ 生命制造出同自身样子完全相同的个体以延续自己这个物种，这种功能就叫做“自我复制”。 作为生命基本单元的细胞也要自我复制。 2、什么是代谢？ 生命为了维持自身的存在，必须利用材料和能量。来制造自身的零件。这个过程包括了“异化作用”和“同化作用”，统称“代谢”。 病毒能复制自身，但不能进行代谢，因此，不少人人认为病毒不能算作生物学上的生物。 生命真的是自然产生出来的吗？ 无法想象。 发现DNA双螺旋结构的克里克博士持有这种观点。 20世纪初瑞典化学家斯文特·阿化尼亚斯正式提出生原说（宇宙胚种论） 自然发生说 认为生命是从无生命的物质自然发生的。 代表观点： 中国：腐草化为萤，腐肉生蛆 西方：鹅树学说，“自然”生老鼠 亚里士多德还编制了一个从无 生命的物质中自然发生的物种 名录。 推翻：腐肉生蛆 意大利医生Redi第一次通过实验证明，腐肉上的蛆是苍蝇在肉上产的卵腐化出的。 意大利生物学家L． Spallanzani的实验证明小生物也不是自然发生的。结论：肉汤中的小生物来自空气。 “生命来自生命”，生源论取得了胜利 法国微生物学家巴斯德的实验最后否定了自然发生说。 宇生论：无法证明 观点：地球上的生命来自宇宙间其他星球，某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球，从而使地球有了初始的生命。 宇宙空间的物理条件（如紫外光、温度等）对生命是致死的。 新的“自然发生说” 生命来自无生命物质 这个学说因为有比较充分的根据和实验证明，因此得到多数科学家的承认 。 大多数学科家认为 生命是在地球上的某个地方通过一系统化学反应的积累产生出来的。 因此：科学家按照这条思路来推断生命是在何时，在何地，通过何种化学反应诞生出来的。 ——化学进化论 化学进化说 1924年 俄国的生物化学家奥巴林提出 阶段划分： 一：大气中的甲烷和氨发生反应，生成氨基酸和碱基等分子 二：生成蛋白质和核酸，这些物质溶解于海水中，形成“原始汤” 三：生成包裹着蛋白质和核酸的原始细胞。 现代看法 原始大气的主要成分是：氮和一氧化碳一类不容易发生反应的分子。 科学家用质子束模拟宇宙射线 地球诞生:约46亿年前 距今40亿年前 1999年，丹麦地质博物馆的米尼·罗森博士在格陵兰岛大约38亿年前的地层中发现了一些黑色斑块。仔细分析后结果发现其中的轻碳具有较高的浓度。 生物摄取轻碳12C的速度大于摄取重碳13C的速度 生命诞生的场所 海洋 海底热泉喷口：400。C热水中 热水喷口有利于生命的因素： 热源本身就是一种能源 热水中有丰富的甲烷和氨等物质 铁和锰离子丰富，它们是化学催化剂 细胞的零件 细胞膜 细胞质 细胞核 重要的物质 DNA 蛋白质 氨基酸和碱基的来源 由大气中分子自然合成 宇宙空间 未 解 之 迷 为什么生物界中只有左手型的氨基酸？ 右手型氨基酸受中子星的光照射，早已被破坏。 脱水缩合反应—合成蛋白质 浸入水中的衣物不可能保持干燥一样。在水中通常不可能发生脱水缩合反应的。 合成蛋白质 日本海洋开发机构的出口茂组长曾研究过热泉喷口喷出的“超临界水的作用。 超临界水：温度374。C，压力为218个大气压下，与普通水不一样，即非液体，又非气体，其性质类似于油。 脱水缩合反应在普通水中是不会发生的，但可能在超临界水中发生。 生命诞生的关键 “膜囊”的出现 现代的细胞膜结构 形成细胞膜的不同观点 没有膜，也能诞生生命？ 德国的冈特·瓦赫特绍博士提出：对于生命诞生十分重要的那些化合物有可能在黄铁矿的表面得到浓缩。 先有DNA还是先有蛋白质？ 基因的表达 制作蛋白质必须要有作为蓝图的DNA，而DNA的复制又少不了蛋白质。 DNA和蛋白质都不可能没有对方而单独存在，各自也绝不可能在原始地球上自然的单独出现。 生命起源的两个假说 磷脂组成的细胞膜 蛋白质组成的细胞膜 黄铁矿是铁的硫化物（FeS或FeS2）晶化。 * 诞生时间 诞生地点 诞生关键 生命的定义 生命的起源 * 诞生时间 诞生地点 诞生关键 生命的定义 生命的起源 地球上出现了什么物质，我们就可以说那是“生命诞生”呢？ 关于生命，在研究者之间并没有一个一致认同的定义。一般认为： 1、生命能够按照自己的样子制造出子子孙孙——自我复制 2、生命还具有“维持个体”的能力——新陈代谢 …… 生命