生命起源及原核和原生生物

生命起源及原核和原生生物第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日一、生命的起源1.有關(guān)生命起源的假說和爭論（1）神創(chuàng)論——上帝創(chuàng)造萬物，最后造成人。它將生命起源這一科學(xué)命題劃入神學(xué)領(lǐng)域，是不科學(xué)的。（2）災(zāi)變論——每一次災(zāi)變后，舊生物被毀沒，新的生物又被上帝重新創(chuàng)造出來。（3）自然發(fā)生論——生物是從非生物環(huán)境中自然發(fā)生出來的。如：腐草化螢、腐肉生蛆、淤泥生鼠第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日一、生命的起源（4）宇生論——地球上的生命來自宇宙空間別的星球。1969年9月，澳大利亞麥啟遜附近落下一塊隕石，從碎片成分分析中檢出了天然型的氨基酸等。（5）廣為接受的生命起源學(xué)說

——新的自然發(fā)生學(xué)說1924年蘇聯(lián)生物學(xué)家奧巴林發(fā)表<<生命起源>>專著。按照這個學(xué)說，生命是在長時期宇宙進(jìn)化過程中發(fā)生的，是宇宙進(jìn)化的某一階段無生命的物質(zhì)所發(fā)生的一個進(jìn)化過程，而不是在現(xiàn)在條件下由非生命的有機(jī)物質(zhì)突然產(chǎn)生的。生命起源前，經(jīng)歷了地球進(jìn)化、生命的化學(xué)進(jìn)化、生物進(jìn)化。所以，生命起源大約發(fā)生在距今45—35億年間第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日2.生命的化學(xué)進(jìn)化（1）從無機(jī)分子生成有機(jī)分子甲烷、氨、硫化氫、氰化氫、水蒸汽……等等紫外線太陽輻射提供能量閃電火山爆發(fā)合成一些簡單的光、熱雷鳴電閃有機(jī)化合物有機(jī)酸、氨基酸、核苷酸、單糖、脂類……等等支持證據(jù)：1953年美國芝加哥大學(xué)研究生S.Miller（米勒）的模擬試驗(yàn)。

1969年9月澳大利亞麥啟遜落下一塊隕石，從碎片成份分析中找到氨基酸、嘧啶、脂酸等。第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（2）.從有機(jī)小分子合成生物大分子

在原始海洋的岸邊、巖石、粘土的表層或像湖泊樣的小水體中，氨基酸、核苷酸等有機(jī)小分子沉積，吸收能量，通過溶液聚合或濃縮聚合的方式生成原始的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。美國?？怂梗‵.FOX)試驗(yàn)證實(shí)：將氨基酸混合物傾倒在160oC—200oC的熱砂或粘土上，水分蒸發(fā)，氨基酸濃縮并化合生成類蛋白質(zhì)分子。第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（3）.從生物大分子生成多分子體系-

非細(xì)胞形態(tài)原始生命的誕生蛋白起源說（奧巴林的團(tuán)聚體學(xué)說）生物大分子主要是蛋白質(zhì)溶液和核酸溶液，合在一起時，可形成團(tuán)聚體小滴，這就是多分子體系，它具有一定的生命現(xiàn)象。

混合白明膠（蛋白質(zhì)）＋阿拉伯膠（多糖）團(tuán)聚體（小滴）第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

?？怂沟奈⑶蝮w學(xué)說最初實(shí)驗(yàn)：

類蛋白質(zhì)微球體

濃縮第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日微球體的性質(zhì)（1）直徑1μm—2μm（相當(dāng)于細(xì)菌大?。?；（2）可吸納周圍環(huán)境的脂類，并形成膜狀結(jié)構(gòu)；（3）膜表現(xiàn)選擇透性，反映滲透壓的變化；（4）吸納周圍環(huán)境中蛋白質(zhì)分子，微球體可“增長”和“繁殖”。第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（4）.從多分子體系進(jìn)化為原始生命

無論哪一種多分子體系（團(tuán)聚體或微球體），如果具備以下特征的綜合，那么，原始生命就誕生了。

第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（a）具有脂雙層膜圍成的與周圍環(huán)境隔開的含水囊泡。（b）囊泡內(nèi)有多種核酸、蛋白質(zhì)、糖類大分子。（c）能選擇性地從周圍環(huán)境中吸納“食物”。（d）利用“食物”的分解，復(fù)制自身一部分起核心作用的大分子。（e）囊泡因大分子增多而“生長”和“繁殖”。原始生命是異養(yǎng)、厭氧的。第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

DNARNA蛋白質(zhì)體系的可能進(jìn)化過程：

RNARNADNARNA蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)

第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日（5）.從原始生命進(jìn)化到原始細(xì)胞出現(xiàn)原始的細(xì)胞膜原始祖細(xì)胞類似于今天的小的支原體。支原體沒有細(xì)胞壁，其外圍是細(xì)胞膜，細(xì)胞質(zhì)中只有核糖體，只含DNA、RNA和多種蛋白質(zhì)。它除了可以在細(xì)胞中寄生外，也能在無細(xì)胞系統(tǒng)的培養(yǎng)基中生長、繁殖。體積相當(dāng)于病毒大小，為細(xì)菌的1/1000，直徑約0.1μm。第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日生物進(jìn)化的過程原始生命原始原核生物（原始細(xì)菌，異養(yǎng)厭養(yǎng)）自養(yǎng)原核生物（藍(lán)藻，自養(yǎng)需氧）真核生物比原核生物結(jié)構(gòu)、功能復(fù)雜通過有絲分裂增殖真核細(xì)胞，有性生殖要進(jìn)行減數(shù)分裂第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日生物的幾種進(jìn)化趨勢（1）無細(xì)胞結(jié)構(gòu)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)真核結(jié)構(gòu)單細(xì)胞結(jié)構(gòu)多細(xì)胞結(jié)構(gòu)（2）厭氧生物需氧生物（3）異養(yǎng)生物自養(yǎng)生物（4）無性生殖有性生殖第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日分子生物學(xué)研究顯示，古細(xì)菌與其他原核生物差別很大，應(yīng)將其從原核生物中分離出來，建立與真核生物原核生物并列的分類階元。Domains(Bacteria,Archaea,andEucarya)古細(xì)菌真細(xì)菌真核生物包括：原生生物界、真菌界、植物界和動物界二、原核生物多樣性及其進(jìn)化

真細(xì)菌:細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、放線菌、螺旋體、衣原體、立克次氏體、衣原體原核生物(prokaryotes)古生菌第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日放線菌第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌的形狀

細(xì)菌細(xì)胞的外表特征可從形態(tài)、大小和細(xì)胞間排列方式3方面加以描述。細(xì)菌的形態(tài)極其簡單，主要有球狀、桿狀和螺旋狀。球菌桿菌螺旋菌自然界中哪種最多？最多其次最少第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日Streptomycescoelicolor-1第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日放線菌的形態(tài)構(gòu)造

放線菌的形態(tài)比細(xì)菌復(fù)雜些，但仍屬于單細(xì)胞。在顯微鏡下，放線菌呈分枝絲狀，我們把這些細(xì)絲一樣的結(jié)構(gòu)叫做菌絲，菌絲直徑與細(xì)菌相似，小于1微米。菌絲細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與細(xì)菌基本相同。

放線菌的菌絲（見右圖）

根據(jù)菌絲形態(tài)和功能的不同，放線菌菌絲可分為基內(nèi)菌絲、氣生菌絲和孢子絲三種。鏈霉菌屬是放線菌中種類最多、分布最廣、形態(tài)特征最典型的類群，其形態(tài)如下圖所示。

下圖：鏈霉菌的一般形態(tài)和構(gòu)造（模式圖）第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日二、原核生物多樣性及其進(jìn)化35億年前出現(xiàn)原核生物藍(lán)細(xì)菌，16億年后即19億年前真核單細(xì)胞生物出現(xiàn)特點(diǎn)：個體小、結(jié)構(gòu)簡單、繁殖快、分布廣、數(shù)量多進(jìn)化趨勢：厭氧化能厭氧化能和光能自養(yǎng)型有機(jī)營養(yǎng)型光能自養(yǎng)型（放氧型）好氧化能有機(jī)營養(yǎng)型第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日常見的細(xì)菌性傳染病傷寒－－傷寒桿菌霍亂－－霍亂弧菌白喉－－白喉?xiàng)U菌白日咳－－白日咳桿菌細(xì)菌性痢疾－－痢疾桿菌流行性腦脊髓膜炎－－腦膜炎球菌細(xì)菌性食物中毒－－腸胃型：多種細(xì)菌神經(jīng)型：肉毒桿菌炭疽－－炭疽桿菌第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日三、非細(xì)胞性生物-病毒亞顯微(10－1000nm)非細(xì)胞結(jié)構(gòu)專性活物寄生特殊的增殖特性只有一種核酸（RNA或DNA），并都有遺傳活性。無蛋白質(zhì)合成和能量代謝的機(jī)制第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日每一病毒顆粒都是由:一個核酸芯子和一個蛋白質(zhì)外衣，即衣殼(capsid)所組成。第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日病毒的增殖過程(嗜菌體）吸附侵入合成裝配釋放第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日病毒學(xué)研究的重要意義

病毒是人類傳染病的主要病原據(jù)統(tǒng)計，人類傳染病大約有70％以上是由病毒引起的，其余30％由細(xì)菌、真菌和原生動物等造成。病毒病至今沒有十分理想的預(yù)防和治療手段，嚴(yán)重威脅人類的健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日四、原生生物多樣性及其進(jìn)化

約19億年發(fā)現(xiàn)真核生物化石單細(xì)胞真核藻類真核生物的形成：膜內(nèi)折、內(nèi)共生第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

原始厭氧原核細(xì)胞吞食需氧菌細(xì)胞膜多重內(nèi)褶原核復(fù)合生物內(nèi)褶形成內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核膜等（共生關(guān)系）被吞食的原核生物演變?yōu)榧?xì)胞器真核植物細(xì)菌線粒體真核動物真核細(xì)胞真菌藍(lán)藻葉綠體某些原生生物

內(nèi)共生學(xué)說

第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期日

原生生物界(烏合之眾)動物植物真菌中原始種類、難以劃分的真核生物。（97年進(jìn)化理論會議）有的行光合作用，是海洋或湖泊中的原初生產(chǎn)者，有的是古代石油來源等作用或用途草履蟲、小球藻代表生物原生動物、真核藻類、粘菌類別為真核細(xì)胞，單細(xì)胞或多細(xì)胞群體，大部分生活在水中有核膜、基本無組織分化特征水生態(tài)系統(tǒng)吞噬取食運(yùn)動

原生動物第二十九頁，共三