生命的起源是什么? (生命的起源是谁提出的)

admin 2024-12-07 54 0

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生命的起源是什么?

生命的起源地球在宇宙中形成以后,开始是没有生命的。

经过了一段漫长的化学演化,就是说大气中的有机元素氢、碳、氮、氧、硫、磷等在自然界各种能源(如闪电、紫外线、宇宙线、火山喷发等等)的作用下,合成有机分子(如甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水、硫化氢、氨、磷酸等等)。

这些有机分子进一步合成,变成生物单体(如氨基酸、糖、腺甙和核甙酸等)。

这些生物单体进一步聚合作用变成生物聚合物。

如蛋白质、多糖、核酸等。

这一段过程叫做化学演化。

蛋白质出现后,最简单的生命也随着诞生了。

这是发生在距今大约36亿多年前的一件大事。

从此,地球上就开始有生命了。

生命与非生命物质的最基本区别是:它能从环境中吸收自己生活过程中所需要的物质,排放出自己生活过程中不需要的物质。

这种过程叫做新陈代谢,这是第一个区别。

第二个区别是能繁殖后代。

任何有生命的个体,不管他们的繁殖形式有如何的不同,他们都具有繁殖新个体的本领。

第三个区别是有遗传的能力。

能把上一代生命个体的特性传递给下一代,使下一代的新个体能够与上一代个体具有相同或者大致相同的特性。

这个大致相同的现象最有意义,最值得我们注意。

因为这说明它多少有一点与上一代不一样的特点,这种与上一代不一样的特点叫变异。

这种变异的特性如果能够适应环境而生存,它就会一代又一代地把这种变异的特性加强并成为新个体所固有的特征。

生物体不断地变异,不断地遗传,年长月久,周而复始,具有新特征的新个体也就不断地出现,使生物体不断地由简单变复杂,构成了生物体的系统演化。

地球上早期生命的形态与特性。

地球上最早的生命形态很简单,一个细胞就是一个个体,它没有细胞核,我们叫它为原核生物。

它是靠细胞表面直接吸收周围环境中的养料来维持生活的,这种生活方式我们叫做异养。

当时它们的生活环境是缺乏氧气的,这种喜欢在缺乏氧气的环境中生活的叫做厌氧。

因此最早的原核生物是异养厌氧的。

它的形态最初是圆球形,后来变成椭圆形、弧形、江米条状的杆形进而变成螺旋状以及细长的丝状,等等。

从形态变化的发展方向来看是增加身体与外界接触的表面积和增大自身的体积。

现在生活在地球上的细菌和蓝藻都是属于原核生物。

蓝藻的发生与发展,加速了地球上氧气含量的增加,从20多亿年前开始,不仅水中氧气含量已经很多,而且大气中氧气的含量也已经不少。

细胞核的出现,是生物界演化过程中的重大事件。

原核植物经过15亿多年的演变,原来均匀分散在它的细胞里面的核物质相对地集中以后,外面包裹了一层膜,这层膜叫做核膜。

细胞的核膜把膜内的核物质与膜外的细胞质分开。

细胞里面的细胞核就是这样形成的。

有细胞核的生物我们把它称为真核生物。

从此以后细胞在繁殖分裂时不再是简单的细胞质一分为二,而且里面的细胞核也要一分为二。

真核生物(那时还没有动物,可以说实际上也只是真核植物)大约出现在20亿年前。

性别的出现是在生物界演化过程中的又一个重大的事件,因为性别促进了生物的优生,加速生物向更复杂的方向发展。

因此真核的单细胞植物出现以后没有几亿年就出现了真核多细胞植物。

真核多细胞的植物出现没有多久就出现了植物体的分工,植物体中有一群细胞主要是起着固定植物体的功能,成了固着的器官,也就是现代藻类植物固着器的由来。

从此以后开始出现器官分化,不同功能部分其内部细胞的形态也开始分化。

由此可见,细胞核和性别出现以后,大大地加速了生物本身形态和功能的发展。

生命的起源关于生命起源的问题,很早就有各种不同的解释。

近几十年来,人们根据现代自然科学的新成 就,对于生命起源的问题进行了综合研究,取得了很大的进展。

根据科学的推算,地球从诞生到现在,大约有46亿年的历史。

早期的地球是炽热的,地球上的一切元素都呈气体状态,那时候是绝对不会有生命存在的。

最初的生命是在地球温度下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。

目前,这种关于生命起源是通过化学进化过程的说法已经为广大学者所承认,并认为这个化学进化过程可以分为下列四个阶段。

从无机小分子物质生成有机小分子物质 根据推测,生命起源的化学进化过程是在原始地球条件下开始进行的。

当时,地球表面温度已经降低,但内部温度仍然很高,火山活动极为频繁,从火山内部喷出的气体,形成了原始大气(下图)。

一般认为,原始大气的主要成分有甲烷(CH4)、氨原始地球的想象图(左)原始大气(右)有机物形成(NH3)、水蒸气(H2O)、氢(H2),此外还有硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN)。

这些气体在大自然不断产生的宇宙射线、紫外线、闪电等的作用下,就可能自然合成氨基酸、核苷酸、单糖等一系列比较简单的有机小分子物质。

后来,地球的温度进一步降低,这些有机小分子物质又随着雨水,流经湖泊和河流,最后汇集在原始海洋中。

关于这方面的推测,已经得到了科学实验的证实。

1935年,美国学者米勒等人,设计了一套密闭装置(下图)。

他们将装置内的空气抽出,然后模拟原始地球上的大气成分,通入甲烷、氨、氢、水 米勒实验的装置蒸气等气体,并模拟原始地球条件下的闪电,连续进行火花放电。

最后,在U型管内检验出有氨基酸生成。

氨基酸是组成蛋白质的基本单位,因此,探索氨基酸在地球上的产生是有重要意义的。

此外,还有一些学者模拟原始地球的大气成分,在实验室里制成了另一些有机物,如嘌识、嘧啶、核糖,脱氧核糖,脂肪酸等。

这些研究表明:在生命的起源中,从无机物合成有机物的化学过程,是完全可能的。

从有机小分子物质形成的有机高分子物质 蛋白质、核酸等有机高分子物质,是怎样在原始地球条件下形成的呢?有些学者认为,在原始海洋中,氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如吸附在粘土上),通过缩合作用或聚合作用,就形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

现在,已经有人模拟原始地球的条件,制造出了类似蛋白质和核酸的物质。

虽然这些物质与现在的蛋白质和核酸相比,还有一定差别 ,并且原始地球上的蛋白质和核酸的形成过程是否如此,还不能肯定,但是,这已经为人们研究生命的起源提供了一些线索;在原始地球条件下,产生这些有机高分子的物质是可能的。

从有机高分子物质组成多分子体系 根据推测,蛋白质和核酸等有机高分子物质,在海洋里越积越多,浓度不断增加,由于种种原因(如水分的蒸发,粘土的吸附作用),这些有机高分子物质经过浓缩而分离出来,它们相互作用,凝聚成小滴。

这些小滴漂浮在原始海洋中,外面包有最原始的界膜,与周围的原始海洋环境分隔开,从而构成一个独立的体系,即多分子体系。

这种多分子体系已经能够与外界环境进行原始的物质交换活动了。

从多分子体系演变为原始生命 从多分子体系演变为原始生命,过是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段,它直接涉及到原始生命的发生。

目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。

不过,我们可以推测,有些多分子体系经过长期不断地演变,特别是由于蛋白质和核酸这两大主要成分的相互作用,终于形成具有原始新陈代谢作用和能够进行繁殖的原始生命。

以后,由生命起源的化学进化阶段进入到生命出现之后的生物进化阶段。

关于生命起源的化学进化过程的研究,虽然进行了大量的模拟实验,但是绝大多数实验只是集中在第一阶段,有些阶段还仅仅限于假说和推测。

因此,在对于生命起源,问题还必须继续进行研究和探讨。

蛋白质和核酸是生物体内最重要的物质。

没有蛋白质和核酸,就没有生命。

1965年,我国科学工作者人工合成了结晶牛胰岛素(一种含有51个氨基酸的蛋白质)。

1981年,我国科学工作者又用人工的方法合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸(核糖核酸的一种)。

这些工作反映了我国在探索生命起源问题上的重大成就。

生命的起源是什么? (生命的起源是谁提出的)

关于“生命的起源”的知识

生命何时、何处、特别是怎样起源的问题,是现代自然科学尚未完全解决的重大问题,是人们关注和争论的焦点。

历史上对这个问题也存在着多种臆测和假说,并有很多争议。

随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现,人们对生命起源的问题有了更深入的研究,下面介绍几种著名的假说。

生命起源的创造论(或神造说)】创造论否认一切的事物是自然形成的说法。

它认为哪怕是正在呼吸的空气,也是需要被创造才得以产生。

目前人类正在面临各种自然资源枯竭,生态平衡被破坏而带来的各种灾难的情况下,对大自然的驾驭更是感到无能为力。

人类无能为力的时候,还能做什么呢?唯有依靠神。

这不是愚昧,而是人的本能就是这样。

在《圣经》上说,“起初,神创造天地。

”。

人类是否真的与上帝有着密切的关系恐怕只有到上帝来审判这个世界的时候才能知晓。

我们不能否认创造论,因为目前还没有什么科学可以证明它是否是真正的真理。

生命起源的自然发生说】又称“自生论”或“无生源论”,认为生物可以随时由非生物产生,或者由另一些截然不同的物体产生。

如中国古代所谓“肉腐出虫,鱼枯生蠹”、亚里士多德说的“……有些鱼由淤泥及砂砾发育而成”。

中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼,落在地上则变成鸟等。

自然发生说是19世纪前广泛流行的理论,这种学说认为,生命是从无生命物质自然发生的。

如,我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的),腐肉生蛆等。

在西方,亚里士多德(公元前384~公元前322年)就是一个自然发生论者。

有的人还通过“实验”证明,将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中,静置于暗处,21天后就会产生老鼠,并且让他惊讶的是,这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。

19世纪时,法国微生物学家巴斯德(LouisPasteur) (1821-1895.9.25)发现,将肉汤置于烧瓶中加热,沸腾后让其冷却,如果将烧瓶开口放置,肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物;但如果在瓶口加上一个棉塞,再进行同样的实验,肉汤中就没有微生物繁殖。

巴斯德认为,肉汤中的小生物来自空气,而不是自然发生的。

他的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。

1860年,法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验,彻底否定了自然发生说。

生命起源的化学起源说】化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。

这一假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。

【米勒实验】米勒的实验装置米勒在他的实验中假设在生命起源之初大气层中只有氰气,氨气和水蒸气等物,其中并没有氧气等,当他把这些气体放入模拟的大气层中并通电引爆后,发现其中产生了些蛋白质,而蛋白质是生命存在的形式,因此他认为生命是从无到有的理论将可确立了。

证明生命是进化而来的。

但米勒的实验也有很多的疑点,例如所使用的能量大小,不同气体的配合等 虽然都产生了氨基酸、醣类等物质,但仍不能证明这就是生命的起源。

因为他所假设的大气层不能证明是原始的大气层,所得的结果就是不确定的。

米勒本身也承认他的实验与自然界生命起源相距仍很遥远。

并且现代科学发现在火星上有氧气存在却没有生命,那么米勒假设大气层中没有氧气存在故没有生命之说就不成立,因此无法证明生命起源是由单细胞进化而来的。

化学起源说将生命的起源分为四个阶段(米勒实验)。

第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的,这一过程教材中已有叙述,这里不再重复。

需要着重指出的是米勒的模拟实验。

在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。

米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸汽冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程。

经过一周持续不断的实验和循环之后。

米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。

米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,从无机小分子物质形成有机小分子物质,在原始地球的条件下是完全可能实现的。

第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质。

这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。

第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系。

这一过程是怎样形成的呢?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。

奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象。

例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境。

团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去。

另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。

图7团聚体简单代谢示意图第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。

这一阶段是在原始的海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。

目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。

生命起源的宇宙生命论(或泛生说)】这一假说提倡“一切生命来自生命”的观点,认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球,即“地上生命,天外飞来”。

这一假说认为,宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面,即成为最初的生命起点。

现代科学研究表明,在已发现的星球上,自然状况下是没有保存生命的条件的,因为没有氧气,温度接近绝对零度,又充满具有强大杀伤力的紫外线、X射线和宇宙射线等,因此任何“生命胚体”是不可能保存的。

这个假说实际上把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了,同时这个假说对于“宇宙中的生命又是怎样起源”的问题,仍是无法解释的。

[生命起源的宇生说】这一假说认为,地球上最早的生命或构成生命的有机物,来自于其他宇宙星球或星际尘埃。

持这种假说的学者认为,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。

但我们知道,宇宙空间的物理条件,如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对生命都是致命的,而且,即使有这些生命,在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中,也会因温度太高而被杀死。

因此,像微生物孢子这一水平的生命形态看来是不大可能从天外飞来的。

但是,一些学者认为,一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空间。

1969年9月28日,科学家发现,坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸,其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的。

科学研究表明,一些有机分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生,这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上,并在地球上演变为原始的生命。

......

生命起源学说

从古至今,生命起源学说包括有 1、创世说:地球上的一切生命都是上帝设计创造的,或者是由于某种超自然的力量干预产生的,这种假说没有证据证实。

2、自然发生说:生命可以在一定条件下从非生命物质或另一种生命形式结束后产生或转化出来,如腐草生蝇、腐肉生蛆,这种假说已被巴斯德的实验证实是错误的。

3、生物发生说:生命的种类和形成只能来自生命,但不能解释地球上最初的生命起源。

4、宇宙发生说:地球上最初的生命来自宇宙间其他星球,如某些生物的孢子可以附着在星际尘埃果

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