小议生命发展史.pptx

——小议生命发展史;目录;生命起源; 生命构成的元素;宇宙中的生命分子;简单的有机合成在地球形成之初就开始了，主要发生在大气圈中，所形成的简单低相对分子量有机物与地壳表面的水体作用，形成含有机化合物的水溶液，在某些火山活动区域有可能形成浓的溶液。这些稀的和浓的溶液最后汇集到大的水体或原始海洋中。这就是现今流行的观点：生命起源于早期地球“温暖小水池”的“有机汤”中。 ;叠层石（stromatolite)是前寒武纪未变质的碳酸盐沉积中最常见的一种“准化石”，是原核生物??建造的有机沉积结构。由于蓝藻等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的捕获和胶结作用，从而形成了叠层状的生物沉积构造。根据Walter(1983)的统计，已知在澳大利亚、北美和南非三个不同大陆的11个地点发现了太古宙的叠层石，其年龄都在25亿年以上。 ??? 晚元古代（20亿年前到7亿年前）是地史上叠层石最繁盛的时期，其分布广泛、形态多样。后生动物出现（7亿年前）以后叠层石骤然衰落。古生代寒武纪至泥盆纪叠层石数量和分布范围有限，但仍不难见到。泥盆纪以后叠层石只是残存了。现代海相叠层石只分布在澳大利亚、中美洲、中东等地的少数地区的特殊环境中。通常叠层石产出于灰岩和白云岩中，有些叠层石发育在燧石、磷酸盐岩（胶磷矿）中，由磁铁矿和赤铁矿构成的叠层石以及锰叠层石也颇为常见。 ; 生物单分子;粘土矿物这种地球上最常见的物质是最初的生命物质，这一说法已不再是西方的圣经故事和中国的神话传说，而是新的科学研究成果。粘土矿物是一种微小的晶体，科学家们发现，粘土矿物晶体中存在一种有趣的缺陷结构，这种结构可能保存相当多的信息，从而决定晶体生长的取向和构型。因此，对于诸如属于“低技术”的催化剂和膜等原始控制结构来说，这些无机晶体作为一种构造物质要比大的有机分子更为合适得多。 ;这一学说认为：原始地球火山活动频繁，形成局部高温缺氧地区，使得附近水池里的有机物形成大量的氨基酸和核酸。当水池由于高温蒸发干枯时，氨基酸弱聚合脱水反应形成多肽等高聚物，后由雨水搬运到海洋，氨基酸自我装配形成蛋白质。这样，就为生命起源提供了所需的有机分子。 ;生命的演化史;广义而言，生命起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源。因而，生物圈演化的历程应当从宇宙形成之初，即通过所谓“大爆炸”（“Big Bang”）产生了碳、氢、氧、氮、硫、磷等构成生命的主要元素之时起。一个大体的演化历程表示在图中，从图中可以看出，生命的起源和演化是和宇宙的起源与演化密切关联的，生命构成元素如碳、氢、氧、氮、硫和磷等是来自“大爆炸”后的元素演化。在星系演化中某些生物单分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等形成于星际尘埃或凝聚的星云中，接着在一定的条件下产生了像多肽、多聚核苷酸等生物高分子。现在许多资料表明，前生物阶段的化学演化并不局限于地球，在宇宙空间广泛地存在着化学演化的产物。通过遗传密码的演化和若干前生物系统的过渡形式，最终在地球上产生了最原始的生物系统，即具有原始细胞结构的生命。至此，生物学演化开始，直到今天在地球上产生了无数复杂的先进的生命形式，包括像人类这样的智慧生物。 ;广义而言，生命起源应当追溯到与生命有关的元素及化学分子的起源。因而生物圈演化的历程应当从宇宙形成之初，通过所谓“大爆炸”（“Big Bang”）产生了碳、氢、氧、氮、硫、磷等构成生命的主要元素之时起。 ;碳、氢、氧、氮、硫和磷这六种生命元素构成了地球上生物体物质总量的98% ，而这些元素是伴随着宇宙起源和演化过程而产生的。宇宙的状态和宇宙物质运动的基本规律法则的特殊结合造成了生命起源和演化的可能性。??? 宇宙中的物质诞生在爆炸之中。氢和氦是在距今约150 亿年前的大爆炸强烈热辐射中形成的。构成我们自己的、更复杂的碳、氧、钙、铁原子起源于恒星的燃烧着的深处。像铀之类的重元素是在超新星爆发的冲击波内合成的。形成生物原料的这些核过程发生在最不适宜于生物居住的环境中。一旦形成了元素，剧烈的爆发就把这些元素送回到恒星之间的太空中。在那里，万有引力将这些元素铸成新的恒星和行星，而电磁作用将它们造成生命的化学物质。 ;高相对分子量的生物有机化合物主要是指蛋白质、核酸以及高相对分子量的碳氢化合物。与低相对分子量的生物有机化合物相比，高相对分子量的有机化合物具有更高级的物质群 。它们是由低相对分子量的有机化合物经过聚合而成的多分子体系。从化学结构而言，蛋白质是由α-L-氨基酸脱水缩合而成的，核酸是由嘌呤和嘧啶碱基，与糖D-核糖或2-脱氧-D-核糖）、磷酸脱水缩合而成，多糖是由单糖脱水缩合而成。由此可知，由低相对分子量的生物有机化合物变为高相对分子量的生物有机化合物的化学反应都是脱水缩合反应。 ??? 在原始地球条件下，有两