生命在地球上的起源.ppt

4、由多分子体系发展成原始生命*原始膜的建立戈尔达克尔(Goldacre)提出类脂蛋白质囊假说。他认为，在原始海洋中类脂和蛋白质之间相互作用逐渐形成囊状，把富含有机物的海水包进去，使之成为一个独立于环境的原始生命体。在类脂双分子层表面如果有蛋白质分子附着，或蛋白质分子嵌入其内，这样以来就很容易地形成了细胞膜。可见，原始膜的建立并非一件难事，而是生命起源的化学演化发展到一定阶段的必然产物。第31页,共45页，星期六，2024年，5月*开放系统的建立*遗传密码的起源奥巴林的研究：无机小分子有机小分子生物大分子多分子体系原始生命组蛋白和多核苷酸构建的团聚体生命现象的本质特征是不断地与环境进行物质和能量的交换，作为原始生命体必然是一个开放系统。第32页,共45页，星期六，2024年，5月三、遗传密码的起源与进化(一)最早的遗传密码美国生化学家戴霍夫(Dayhoff)认为最早的遗传密码为GNC，即三体密码。所有tRNA的祖先分子中C、G的含量约占2／3以上，远远超过A、U的含量，随着生物的进化，A、U的含量才逐渐增加。GGC、GCC、GAC、GUC4种密码分别代表甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和缬氨酸。而这4种氨基酸是蛋白质分子中最常见、含量最多的氨基酸，恰巧也是米勒模拟早期地球条件用H2O、H2、CH4和NH3的混合气体合成的几种氨基酸。第33页,共45页，星期六，2024年，5月向着利于生物稳定的方向发展的，向着避免错误的方向发展的。(二)遗传密码进化的方向密码子的第一个碱基也容易读错，常常造成氨基酸的变化。不过，第一个碱基读错后掺入的氨基酸化学性质相似，均为相同性质氨基酸。这也是密码进化中减少错误的一种方式。密码子第三个碱基容易发生变化,但变化后仍可被携带同一种氨基酸的tRNA反密码子所识别，从而避免了多肽链中氨基酸的错误替代。第三碱基不同的密码子简并为同义密码，这是密码子向着减少错误的方向进化的结果。(三)遗传密码的进化过程第34页,共45页，星期六，2024年，5月第35页,共45页，星期六，2024年，5月第三次扩展中出现了起始密码AUG第四次扩展出现了三个无义密码UGA,UAG,UAA戴霍夫的密码进化路线，在GNC和GNY阶段，仅第二位碱基才决定氨基酸的种类，实质上相当于单体密码；在RNY密码中第一位碱基和第二位碱基共同决定氨基酸种类，因此相当于二体密码；在RNN和NNN密码中，三位碱基都不同程度地参与了氨基酸种类的决定，实质上已过渡到真正的三体密码。密码的进化路线是GNC、GNY、RNY、RNN、NNN,一共出现过四次密码的扩展。第36页,共45页，星期六，2024年，5月(四)病毒的起源和裸基因学说病毒的起源目前尚无定论。病毒原本是单细胞生物，因长期寄生逐渐退化而来；病毒是前细胞形态的生命，是由非细胞形态的原始生命演化为细胞形态的生命之间的过渡类型；病毒是细胞内的遗传物质断落下来的碎片，这些碎片由于偶然的原因进入新的细胞，在那里复制和繁殖成为病毒根据病毒生命方式的启迪，最早的生命可能就是一个裸基因,经过逐步复杂化的道路，才进化为原核细胞。第37页,共45页，星期六，2024年，5月(五)有关生命起源问题的讨论陨击作用与生命起源其他天体上是否有生命月球金星、木星、土星、火星木星相当于初期地球,大气层主要是H和He,固体内核表面温度高达5600℃,气压达到90000个大气压,而大气层的平均温度为—150℃;火星气体大部分为C02，有少量的氮气，氧，CO和水蒸汽。那里有四季更迭和两极的冰雪极冠。在夏季火星的赤道部位午间气温也只有27-28℃，子夜时分下降到-50℃左右，一天为24h37min,与地球的情况较为接近.金星大气层主要是CO2,温度高达485℃,气压达到100个大气压;土星类似于木星;第38页,共45页，星期六，2024年，5月太阳系以外的星球近年来，根据星际介质的化学组成，发现有些天体上存在着形成生命原料的一些有机分子。此外，利用射电望远镜进行微波光谱分析表明，在星际空间有一团甲醛云存在，其直径达10光年，同时还发现有氨基酸和嘌呤碱的存在。因此，在遥远的太空存在某种形式的生命是完全可能的。至于现在地球上还有没有化学进化?我国著名的进化论学者方康熙先生曾经说过：“还有，只是微量地进行着，而且只能产生简单的有机物，这些有机物一经产生出来，就会被微生物分解掉，很难有机会进一步发展成为生物大分子。”现在的地球已失去了生命起源的化学演化时的必要条件，早期地