第八章生命的起源详解

第八章生命的起源详解演示文稿目前一页\总数五十九页\编于七点优选第八章生命的起源目前二页\总数五十九页\编于七点一、原始人的图腾思辨目前三页\总数五十九页\编于七点二、神造论圣经旧约《创世纪》：上帝在6天之内创造了包括宇宙、陆地、海洋、各种动物、植物、男人、女人在内的世界万物。目前四页\总数五十九页\编于七点女娲造人目前五页\总数五十九页\编于七点三、自然发生论腐草化萤腐肉生蛆淤泥生鼠四、生源论巴斯德-曲颈甑试验目前六页\总数五十九页\编于七点五、新自然发生说

地球上由没有生命的无机物逐渐发展到今天的生命世界目前七页\总数五十九页\编于七点进化论的创立共同由来学说（theoryofcommondescent）自然选择学说（theoryofnaturalselection）目前八页\总数五十九页\编于七点多重证据支持共同由来学说加拉帕戈斯地雀形态学的比较研究：人的上肢、马的前腿、海豚的鳍足、蝙蝠的翼手——骨骼构造相似目前九页\总数五十九页\编于七点化石记录多重证据支持共同由来学说目前十页\总数五十九页\编于七点加拉帕戈斯地雀加拉帕戈斯群岛位于东太平洋，由19个火山岛组成，从未和大陆相连岛上独有的物种13种地雀彼此相似而又互有区别的物种来自同一个祖先目前十一页\总数五十九页\编于七点自然选择学说达尔文做出推论选择淘汰脆弱的个体变异产生新的性状连续选择使轻微的变异积累人工选择效应-自然选择的佐证家养动物栽培植物目前十二页\总数五十九页\编于七点金鱼的驯化金鱼鲫鱼（Carassiusauratus）我国饲养金鱼最早的国家七八百年中，完成了金鱼的驯化，选育出绚丽多姿、颜色各异的不同品种

2n=100目前十三页\总数五十九页\编于七点六、地外起源论（宇生论）澳大利亚发现-含碳物质的陨石月球样品-氨基酸和有机酸目前十四页\总数五十九页\编于七点地球上生命来自宇宙空间别的星球。彗星陨石坑目前十五页\总数五十九页\编于七点生命起源于地球的自身演化过程地球是迄今为止发现唯一存在生命的星球目前十六页\总数五十九页\编于七点第二节化学进化一、物理进化、化学进化与生物进化目前十七页\总数五十九页\编于七点二、化学进化1920s,奥巴林和霍尔丹：化学演化期或前生物期1.简单有机体的形成1828年，维勒，氧化铅+铵尿素Miller实验——古老大气环境的模拟实验澳大利亚陨石中发现(1959)氨基酸、嘧啶和脂肪酸2.聚合有机体的形成3.多分子体系的形成和原始生命的出现4.代谢系统的进化和遗传系统的起源目前十八页\总数五十九页\编于七点用电击提供能量，从简单小分子可得到复杂大分子。目前十九页\总数五十九页\编于七点1.蛋白质起源说奥巴林的团聚体(coacervate)假说(1924)：用蛋白质（白明胶）和多糖(阿拉伯胶)混合得到团聚体福克斯用类蛋白质加热得到微球体三、生命的蛋白质起源说与核酸起源说目前二十页\总数五十九页\编于七点核酸只有在蛋白质（酶）的作用下才能合成，而蛋白质也只有在其相应的核苷酸顺序存在的条件下才能合成。问题：是通过什么样的化学过程才能形成核酸和蛋白质相互依赖的多分子体系呢？“蛋鸡悖论”目前二十一页\总数五十九页\编于七点 2、核酸起源说遗传学家Muller(20年代)提出“裸基因说”(nakedgenetheory):生命发生从基因开始；T.Cech(80年代)发现具有催化活性的RNA

---ribozymeH.F.Noller(1992)发现纯化的rRNA有催化肽链合成的功能 具有催化活性的RNA:包括rRNA和tRNA;

完成多种功能：自我剪接；催化剪切；多肽合成；催化核苷酸的合成等目前二十二页\总数五十九页\编于七点RNA既能储存信息，也能催化化学反应（1）RNA初始序列作为互补序列模板；（2）互补序列作为模板，合成具初始序列RNA分子。RNA在进化上早于DNA：RNAworld如何转化为DNAworld基于RNA的系统RNA复制基于RNA和蛋白质的系统RNA到蛋白质现代细胞DNARNA蛋白质生物大分子的化学分工与进化DNA较RNA稳定，有利于遗传稳定性；蛋白质多样性大于RNA,有利于反应复杂性的进化目前二十三页\总数五十九页\编于七点四、生命秩序起源的新思考五、核酸和蛋白质的专业化分工合作目前二十四页\总数五十九页\编于七点第三节细胞的形成和进化目前二十五页\总数五十九页\编于七点一、细胞的形成细胞起源于?目前二十六页\总数五十九页\编于七点细胞起源于地球地球的形成及地球大气层条件的变化是细胞生命形成的关键目前二十七页\总数五十九页\编于七点细胞

生物大分子（蛋白质、核酸等）

生物小分子（氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等）

无机物小分子（甲烷、氨、氢、水等）目前二十八页\总数五十九页\编于七点无机物小分子（甲烷、氨、氢、水等）CH4NH3H2OH2生物小分子形成氨基酸、尿素等氨基酸、嘌呤、嘧啶、脂肪酸等电火花目前二十九页\总数五十九页\编于七点生物大分子（如线性多核苷酸）形成原始细胞目前三十页\总数五十九页\编于七点二、细胞的进化一、原核细胞的进化异养细菌化能自养光合自养兼性好氧完全好氧目前三十一页\总数五十九页\编于七点2.真核细胞的起源蓝藻在35亿年前就已出现，在之后的十几亿年里，他对改变地球的原始大气有很大的作用。当是的生态环境中只有

蓝藻

细菌目前三十二页\总数五十九页\编于七点20亿年前，某些原核细胞通过内共生的方法，进化出真核细胞。（目前较公认的假说） 蓝藻 叶绿体 细菌 线粒体

真核细胞的出现为有性生殖、多细胞化、动植物的分化都奠定了基础。目前三十三页\总数五十九页\编于七点线粒体和叶绿体起源的内共生学说内共生是指一种较大的细胞把另一种较小的细胞“吞吃”到细胞里面，但并不把小细胞消化掉，而是与其建立起一种互惠的共生关系（如大细胞利用小细胞的某种功能，从中得益，小细胞则利用大细胞提供的环境与食物，得以更好地生存）目前三十四页\总数五十九页\编于七点线粒体和叶绿体起源的内共生学说现代生物界内共生的例子许多种单细胞的绿藻、甲藻和硅藻可以共生于高等植物、真菌、其他藻类以及脊椎动物和无脊椎动物的细胞中蓝菌可以共生在真菌、变形虫、鞭毛虫以及已失去叶绿体的绿藻的细胞中，蓝菌可以进行光合作用，为宿主提供一定的养分目前三十五页\总数五十九页\编于七点在不少昆虫的特殊细胞中，有正常共生的细菌，这些细菌对于宿主来说往往是有重要的生理意义池沼多核变形虫（大小有2至3毫米）的细胞中并没有线粒体，但却有一些需氧的胞内共生细菌，这些细菌实际上是起到了线粒体的作用目前三十六页\总数五十九页\编于七点细胞器的内共生起源学说就是根据自然界中比较普遍地存在着细胞内共生这一现象，认为一些细胞器也是通过细胞内共生的过程而起源的设想一种较大的单细胞生物“吞吃”了另一种较小的单细胞生物，两者首先建立起内共生的关系目前三十七页\总数五十九页\编于七点在细胞进化的过程中，被“吞吃”的小细胞逐步高度特化，不能再在细胞外长期生存，从而就成为了细胞内的一种具有专门功能的细胞器官目前三十八页\总数五十九页\编于七点很早就发现叶绿体可以通过分裂来进行增殖，因此早在19世纪末20世纪初，就有人提出了叶绿体是起源于胞内共生的蓝菌的设想早在发现线粒体这种细胞器时，就有人指出它们在大小和形状上与细菌很相似；在这种相似性的基础上，20世纪20年代前后有人提出线粒体是来自胞内共生的细菌；后来发现线粒体也可以像细菌那样通过分裂而增殖，这给线粒体具内共生起源的提法增添了一些依据目前三十九页\总数五十九页\编于七点光凭线粒体与细菌之间、叶绿体与蓝菌之间的一些表面上的相似性，就认为线粒体和叶绿体是内共生起源的，这未免缺乏足够的说服力因此，直到20世纪60年代，这一学说都没有得到多大的发展目前四十页\总数五十九页\编于七点三、细胞的产生是基因定位目前四十一页\总数五十九页\编于七点第四节对地外生命的探索目前四十二页\总数五十九页\编于七点

据研究，今天生活在地球上已确知的生物物种约170万种，加上未被发现和已经灭绝的物种（物种灭绝的同时会有新物种产生），地球上物种的数目是相当可观的。保守估计在亿种以上。目前四十三页\总数五十九页\编于七点迄今为止，人们从未见过地球以外的生命形态。宇宙中存在着与地球上相同模式而构建的生命吗？目前四十四页\总数五十九页\编于七点地外生命存在的依据哲学的研究证据天文学的研究证据

目前四十五页\总数五十九页\编于七点哲学的研究证据哲学中有句名言：世界是物质的。即生命是物质的。构成生命的基本物质材料和构成非生命的基本物质材料并没有区别，无非是各种化学元素，而这些元素则是由更为基本的一些粒子——原子、中子和电子组成。目前四十六页\总数五十九页\编于七点天文学的研究证据构成恒星、星系、星际物质等的基本材料，物质间相互作用的物理过程、化学过程和生物过程所遵循的规律与地球上是一致的。（右图为三色石。是“勇气”号拍下的火星岩石的合成照片。岩石有三种颜色：红色、绿色和蓝色。）目前四十七页\总数五十九页\编于七点

星际有机分子的发现表明：在宇宙的许多地方，由无机物形成有机物的化学演化早已完成！！！

细胞和膜的表面有许多核孔，核孔的周围有8种颗粒，组成核孔轮。通过这一核孔，促使RNA等进入细胞质，完成传递遗传信息的任务。目前四十八页\总数五十九页\编于七点结论：在太阳系内的其他天体上不存在像地球人那样的高度发达的生命形式；至于是否存在低级生命的可能至今也没有定论。

目前四十九页\总数五十九页\编于七点☆★ζδ寻找液态水？！！月球：“克莱门汀”号航天器，发现月球南极的冰湖~火星：“火星快车”飞行器发回了长期受水流侵蚀的火星表面照片~（右上图显示美“机遇号”曾发现火星表面可能存在过咸海；下图为“火星快车”发回的照片）目前五十页\总数五十九页\编于七点巨行星的卫星木卫二：99年“伽利略”号考察表明，木卫二表面布满环形山，为冰层所覆盖~05年，“卡西尼号”飞船四次近距离拍摄土卫二，发现南极有一系列裂痕和喷口~

（下左图为卡西尼号拍摄的木卫二表面，右图为根据“伽利略”号采集的数据绘制的木卫二的大气）目前五十一页\总数五十九页\编于七点木卫六97年发射的“卡西尼号”于04年抵达土星，发现土卫六的物理条件类似于原始地球~05年，“卡西尼号”携带的“惠更斯号”降落在“泰坦”表面，照片表明，泰坦上可能富含碳氢化合物和冰块~（下图为“惠更斯”号探测器离开“卡西尼”号飞船，飞向土星的卫星――土卫六的想象图）目前五十二页\总数五十九页\编于七点现在我们就以文明产生的条件来估计银河系中符合这些条件的星球数量，即著名的德雷克方程。N=RsXfpXfgXnXf1XfiXfcXL式中：N为银河系内可以联络的文明星球数；Rs为银河系中的恒星形成率，即每年形成的恒星数目；

fp为有行星系的恒星所占比率；fg为类太阳型恒星所占比率；

目前五十三页\总数五十九页\编于七点n为每个恒星有多少个行星处在其生命圈

内；

fi为有生命的行星中出现智慧生命的比率f1为直属行星中出现生命的行星的比率；fc为有智慧生命的行星中，具有星际通讯能力的行星的比率；L为文明存在的寿命。目前五十四页\总数五十九页\编于七点如何与地外文明取得联系?除了技术和设备上的限制,时空屏障是最大难题.空间问题:最近的文明星