化学演化学说
化学进化论
主张从物质的运动变化规律来研究生命的起源。认为在原始地球的条件下,无机物可以转变为有机物,有机物可以发展为生物大分子和多分子体系,直到最后出现原始的生命体。1924年苏联学者奥巴林首先提出了这种看法;1929年英国学者霍尔丹也发表过类似的观点。他们都认为地球上的生命是由非生命物质经过长期演化而来的;这一过程称为化学进化,以别于生物体出现以后的生物进化。1936年出版的奥巴林的《地球上生命的起源》一书,是世界上第一部全面论述生命起源问题的专著。他认为原始地球上无游离氧的还原性大气在短波紫外线等能源作用下能生成简单的有机物(生物小分子),简单有机物可生成复杂有机物(生物大分子)并在原始海洋中形成多分子体系的团聚体,后者经过长期的演变和“自然选择”(即适于当时外界条件的团聚体小滴能保存下来,不适的就破灭了),终于出现了原始生命即原生体。支持化学进化论的实验证据越来越多,现已为绝大多数科学家所接受。
化学进化的基本过程 孕育生命的原始地球 初生地球的地壳薄弱,地球内的温度很高,火山活动频繁,从火山喷出的许多气体构成了原始大气。一股认为原始大气包括CH4、NH3、H2、HCN,H2S、C0、C02和水蒸汽等,是无游离氧的还原性大气。其主要根据是:①射电望远镜无线电波谱分析表明,现在离太阳较远、变化较小的行星如木星、土星等的大气,都是由H2、He、CH4、NH3等组成的还原性大气;②远古沉积岩所含的铁是氧化程度较低的磁铁矿(Fe3O4),而以后生成的“红层”所含的铁则是氧化程度较高的赤铁矿(Fe2O3),这反映了原始大气从还原性向氧化性的过渡现在地球的氧化性大气是蓝藻和植物出现后,通过长期的光合作用逐步形成的。
由于原始大气中无游离氧亦未形成具氧层以阻挡、吸收太阳辐射的大部分紫外线,所以紫外线能全部射到地球表面,成为合成有机物的能源。此外,天空放电、火山爆发所放出的能、地球深处的放射线和宇宙空间的宇宙线以及陨星穿过大气层时所引起的冲击波等,也都有助于有机物的合成。在上述各种能源中雷鸣闪电似乎更
重要,因为它所提供的能量较大,又在靠近海洋表面处释放,那里合成的产物很容易溶于水中。
生命分子的合成 生物小分子的合成 如氨基酸、核苷酸以及脂肪酸等的合成。1952年美国芝加哥大学研究生S.L.米勒,在其导师H.C.尤里指导下,进行了模拟原始大气中雷鸣闪电的实验,共得到了20种有机化合物,其中11种氨基酸中有4种(甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的。以后其他学者又进行了大量的模拟实验,或改用紧外线、b射线、高温、强的阳光等作能源,或改换了还原性混合气体的个别成分(如以H2S代替H2O、以HCN代替CH4和H2、或增加CO2、CO等),结果都能产生氨基酸;而用氧化性混合气体代替还原性混合气体进行实验,则不能生成氨基酸。现在组成天然蛋白质的20种氨基酸,除了精氨酸,赖氨酸和组氨酸以外,其余的都可用模拟实验的方法产生。组成核酸的生物小分子多数亦能通过模拟实验形成;如有人用紫外线或g射线照射稀释的甲醛(HCHO)溶液获得了核糖和脱氧核糖;用紫外线照射HCN获得了腺嘌吟和鸟嘌吟;用丙炔腈(N≡C-C≡CH)、KCN和H2O在100℃下加热一天得到了胞嘧啶;将NH3、CH4、H2O和苹果酸与聚磷酸加热至100~140℃获得尿嘧啶;将腺嘌呤及核糖的稀溶掖与磷酸或乙基偏磷酸盐(ethylmetaphosphate)放在一起,用紫外线照射,可生成腺苷;将腺苷、乙基偏磷酸盐封入石英玻璃管中用紫外线照射,可产生出腺苷酸(AMP)等。此外脂肪酸也可通过用高能电子照射碳氢化合物和二氧化碳而获得。
化学进化显然不限于原始地球,在宇宙和其他天体上也会发生。星际分子和陨石中有机物的发现证实了这一点。据L.E.斯奈德报道,到1978年为止己发现星际分子37种,其中80%是有机化合物。星际分子中有大量的甲醛和氰化氢,与米勒放电实验中最初的中间产物相同,当它们与氨反应再经水解就能生成氨基酸。1969年9月坠落在澳大利亚东南部默奇森镇的陨石,经分析发现含有多种氨基酸,其种类与含量同米勒放电实验生成的相当一致。这就表明,原始大气由无机物生成生物小分子不但是可能的,而且这种过程在宇宙间仍在发生。
⑵ 生命起源的化学进化学说主要是由()提出的.A.奥巴林B.米勒C.巴斯德D.达尔
A、奥巴林,苏联生物化学家,他提出生命起源的化学学说,研究生活细胞中酶系的状态与作用的方法.符合题意.
B、米勒,美国青年学者,模拟原始地球的条件和大气成分,探究了生命起源.不符合题意.
C、巴斯德,法国微生物学家、化学家.他研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等,奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学.不符合题意.
D、达尔文,英国生物学家,进化论的奠基人.不符合题意.
故选:A
⑶ 在化学进化学说中原始生命是如何由大气中的无机物演变而来的
前几天新闻还报道说一个人有一份生物起源学说的资料
生命起源
life,origin of
原始地球上从无机物演变为最初生命体的过程。一般认为,生命是物质运动的高级形式,它是建筑在物理、化学规律之上的,但又不能完全归结为物理、化学规律。生命的物质基础是以核酸和蛋白质为主的、复杂而有序的多分子开放系统,这种多分子开放系统表现出新陈代谢、自我复制、生长发育、自我调节、遗传变异和对刺激作出反应等特征;它是在地球发展到一定阶段才出现的。
主要假说 关于生命的起源,历史上有过种种看法。除了认为“生命是神或上帝创造”的特创论外,还有自生论 、生生论、宇宙胚种论、化学进化论等。①自生论。认为生物可以随时由非生物产生,如所谓“肉腐出虫,鱼枯生蠹” 。这种看法已被科学实验所否定。②生生论。认为生物不能自然发生,只能由其亲代产生。此种看法没有回答“最早的生物从何而来”的问题。③宇宙胚种论。认为地球上最初的生物来自别的星球或宇宙胚种,它们可以通过光压、陨石或其他运载工具而到达地球。这种看法还缺乏令人信服的证据 ,也没有说明最早的胚种如何起源。④化学进化论。认为在原始地球条件下,无机物可以转化为有机物,有机物可以发展为生物大分子和多分子体系,直到出现原始的生命体。这种看法比较符合科学事实。化学进化论最初由苏联学者A.I.奥巴林(1924) 和英国学者 J.B.S.霍尔丹(1929)提出 ,已为越来越多的科学事实所证实。虽然有些关键问题(如遗传器及生物膜的起源等)尚未解决,但生命起源的大致过程已能勾画出来。
化学进化的基本过程 ①由无机物生成有机小分子。原始地球的大气是无游离氧的还原性大气,包括H2 、NH3 、CH4、H2O等 ,它们在紫外线 、天空放电 、宇宙射线等能源的作用下,能合成氨基酸等组成生物体的有机小分子,这一步已得到充分的实验证实。1985年已发现星际分子66种,其中有大量的甲醛(HCHO) 和氰化氢(HCN)。 1969 年9月28日堕落在澳大利亚东南部麦启逊镇的陨石,经分析,内有18种氨基酸,有数种是生物体含有的。这些事实表明,原始大气由无机物生成有机小分子不但是可能的,而且这种过程在宇宙空间仍然发生。②生物大分子的合成。可以推想,被雨水冲淋到原始海洋中的有机小分子(单体),经过彼此的相互作用,可以形成蛋白质、核酸等生物大分子(聚合体)。这一步亦已得到实验证明。③多分子体系的出现。生物大分子必须组成体系、形成界膜才能与周围环境明确分开,才可能进一步演变。研究多分子体系有两种实验模型。一种是团聚体模型,由奥巴林提出。起先,奥巴林将白明胶水溶液和阿拉伯胶水溶液混和在一起,在显微镜下看到无数的小滴,称为团聚体。后来发现蛋白质与糖类、蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸的水溶液相混,均可能形成团聚体。奥巴林把磷酸化酶和淀粉酶加到含组蛋白和阿拉伯胶的溶液中,两种酶就浓缩在团聚体内 ,再把葡萄糖-1-磷酸加到溶液中 ,后者就会进入小滴,先被磷酸化酶聚合成淀粉,接着淀粉被淀粉酶分解成麦芽糖,麦芽糖与磷酸根一道,又扩散回周围溶液中。由于这种模型能模拟出最简单的合成作用和分解作用,所以引起人们的注意。另一种是微球体模型,由S.W.福克斯等提出。他们将各种氨基酸混合在一起加热至170℃ , 数小时后就生成一些具有蛋白质特性的物质,称为类蛋白;将由酸性氨基酸组成的类蛋白放在稀薄的盐溶液中冷却,就能在显微镜下观察到无数的微球体。微球体有双层膜,较稳定,在高渗溶液中收缩、在低渗溶液中膨胀,能通过出芽和分裂方式进行繁殖,并表现出水解、脱羧、胺化、脱氨和氧化还原等类酶活性,且类蛋白是以20种天然氨基酸为原料、模拟原始地球的干热条件产生出来的,较之团聚体来自生物体产生的现成物质(如白明胶、阿拉伯胶等)有更大的说服力,所以受到广泛的重视。④由多分子体系进化为原始生命。这是生命起源最关键的一步。这里有两个重要问题要解决:生物膜如何产生,遗传器怎样起源。对这两个问题尚无实验模型能加以说明,仅凭一些间接资料进行推测。可以设想,在原始海洋中起先存在着各种成分的多分子体系,后来不适于环境的破灭了。适于环境的被保留下来。经过这样的自然选择终于使以蛋白质和核酸为基础的多分子体系保存下来并得到发展,一旦形成了生物膜和遗传器,原始生命就诞生了。这两个问题如能通过实验加以阐明,则由多分子体系进化到原始细胞的问题,也就比较容易解决了。
化石记录 地球的年龄约为46亿年 。1980年间澳大利亚学者D.I.格罗夫斯等在大洋洲西部诺思波尔地区35亿年前的燧石地层中,发现一些丝状微化石,表明至少在35亿年前生命就已在地球上出现了 。 化学进化的时间可能不到1020亿年。业已证明,太阳系除地球外其他行星上都没有生命。但太阳系只是整个宇宙的一个极小的成员。有的天文学家估计,宇宙间类似太阳的恒星约有10个,有生命的行星至少有10个 。此外,凡是条件适宜的地方,星际分子都有可能通过化学进化过程演变出生命。因此,其他天体上存在生命的可能性是不能排除的。
⑷ 化学演化学说认为原始生命起源于
在大气中形成无机物,有机物,水的产生,
海洋的形成提供了孕育生命的完美环境.
一定海洋条件合适了就形成了生命.
⑸ 化学演化学说第一步
在研究生命的起源中,美国学者米勒模拟原始地球的条件设计了一个实验装置,将甲烷、氨、氢、水蒸气等气体泵入一个密闭的装置内,通过火花放电,合成了氨基酸,证明了从无机物合成有机物是有可能的这一结论.
故选:B.
⑹ 生命起源的化学进化学说主要是由()提出的. A.奥巴林 B.米勒 C.巴斯德 D.达尔
A、奥巴林,苏联生物化学家,他提出生命起源的化学学说,研究生活细胞中酶系的状态与作用的方法.符合题意. B、米勒,美国青年学者,模拟原始地球的条件和大气成分,探究了生命起源.不符合题意. C、巴斯德,法国微生物学家、化学家.他研究了微生物的类型、习性、营养、繁殖、作用等,奠定了工业微生物学和医学微生物学的基础,并开创了微生物生理学.不符合题意. D、达尔文,英国生物学家,进化论的奠基人.不符合题意. 故选:A |
⑺ 化学进化说的要旨是什么啊
化学进化(chemical evolution) 在原始地球条件下由无机物逐渐演变为原始生命体的过程。这个化学进化过程大致可分为下列四个阶段。 (1)由无机小分子物质(如氢、氨等)生成有机小分子物质(如氨基酸、含氮碱基、核糖或脱氧核糖等)。这个方面已为越来越多的模拟原始地球条件的实验所证明(见米勒模拟试验)。 (2)从有机小分子物质形成生物大分子物质。在原始还原性大气中生成的生物小分子(如氨基酸等)被雨水冲淋,溶解于原始海洋中,这些生物小分子要进一步变为生物大分子(如氨基酸变为蛋白质),就必须脱水缩合;而在原始海洋中进行脱水缩合,就像要使泡在水中的葡萄变干那样困难。科学家提出种种假说试图解决这个难题,目前比较可信而又可用实验证明的主要有两种:①以色列科学家卡特恰尔斯基(A. Katchalsky)认为,原始海洋中的氨基酸是在某些特殊的粘土(原始地球和现在都有这样的粘土)上缩合成多肽的。他们在实验室内先将氨基酸与腺苷酸起反应,生成“活化的”氨基酸即“氨基酰腺苷酸”,后者在某些片层状粘土如蒙托土(montmorillonite)上,就能缩合成长短不一的多肽链. ②日本科学家赤崛四郎等提出一个能绕过“脱水缩合”这道难关的“聚甘氨酸理论”来说明多肽链的形成。他们认为,在原始大气中产生的甲醛与氨和氰发生反应,能生成一种名叫“氨基乙酰氰”的有机物,这种物质能够聚合,然后水解,生成聚甘氨酸(即多个甘氨酸聚合在一起所形成的多肽链),最后经过侧基(R)的变化而得到由各种氨基酸残基组成的蛋白质. (3)从有机高分子物质组成多分子体系。可以想象,蛋白质和核酸等有机高分子物质,在原始海洋中越积越多,在一定条件下(如高温和适当的pH等),它们相互作用,能形成多分子体系,有界膜与周围环境隔开,呈大、小不等的球状,在原始海洋中漂浮。这种设想亦已得到了初步的实验证明。 (4)从多分子体系演变为原始生命。这是生命起源最关键的一步,目前还未能在实验室里验证这一过程。从理论上讲,这一步的实质就是以蛋白质和核酸为主要成分的多分子体系,如何“由死变活”的问题,即新陈代谢和自我增殖能力是如何发生的?从生物学的角度看,这里有两个重要问题要解决:一是生物膜的产生,二是遗传机构的起源。
⑻ 生命起源的化学演化学说里通过哪些阶段形成了最简单的原核细胞
生物起源的化学演化学说中通过一些基本阶段形成了最简单的媳妇儿。
⑼ 生命起源的化学演化学说形态结构进化的两个方向详细解释 给好评!!!
无机物质转变成有机小分子,有机小分子转变成有机大分子,有机大分子再形成最原始的生命。
形态结构进化的两个方向是一支进化成动物,一支进化成植物。