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地球上的生物是从哪里来的??地球上的第一个生物,许多人认为是病毒一类的非常简单的生物,他只是有核酸和蛋白质外壳组正的物质 。
而组成他的是基础的生物大分子,它是由自然界中的无机分子在一定的条件下偶然形成生物小分子,进而发展而来的,从此地球上有了生命,下面是详细的介绍:
神秘的生命起源
那是在大约50亿年前,宇宙中一团弥漫的缓缓转动的气体尘埃云形成了原始太阳系 。到了47亿年前,原始太阳系里一些气体尘埃云又凝聚形成了最初的地球 。刚刚诞生的地球十分寒冷、荒凉,没有结构复杂的物质,当然也不会有生命 。生命是随着原始大气的诞生开始孕育的 。
在早期太阳系里,一些处于原始状态的天体频繁和幼小的地球相撞,这一方面增大了地球体积,另一方面运动的能量转化为热能贮存在了地球内部 。撞击不断地发生,地球内部蓄积了大量热能 。地球的平均温度高达摄氏几千度,内部的金属和矿物变成了融融的炽热岩浆 。岩浆在地球内部剧烈运动着,不时冲出地球表面形成火山爆发 。在原始地球上,火山爆发十分频繁 。随着火山爆发,地球内 部一些气体被源源不断地释放出来,形成了原始大气 。不过,这时的地球上仍然没有生物分子 。
【淳安县旅游景点 淳安县旅游景点图】在以后的岁月里,由于日积月累,原始大气中的水蒸气越来越多,地球表面温度开始降低 。当降低到水的沸点以下时,水蒸气就化作倾盆大雨降落到了地面上 。倾盆大雨不分昼夜地下着,形成了最初的海洋,这为生命的诞生准备了摇篮 。
那时地球表面的温度仍然很高,到了大约36亿年前,海水的温度已降为80℃左右,然而在此之前,原始生命就已悄悄孕育了 。
生命的诞生与原始大气十分有缘 。据推测,原始大气的主要成份是一氧化碳、二氧化碳、甲烷、水蒸气、氨气 。这些简单的气体分子要想成为生物分子,就必须变得足够复杂 。合成复杂物质是需要消耗能量的 。
值得庆幸的是,在原始地球上有各种形式的能量可供利用 。首先,原始大气没有臭氧层,阳光中的紫外线可以毫无顾忌地进入大气,这为地球带来了能量 。其次,原始大气中会出现闪电,闪电是一种能量释放现象 。再次,原始地球上火山活动频繁,火山喷发可以释放大量热量 。
简单的气体分子在吸收了能量之后,它们会变得异常地活泼,进而产生化学反应,形成复杂的(生命)物质 。美国的科学家米勒是第一位模拟原始地球的大气的条件,成功地合成出复杂(生命)物质的科学家 。
第二集 生命怎样诞生
米勒设计了一套玻璃仪器装置 。球形的玻璃容器里模拟的是原始地球的大气,主要有氢气、甲烷和氨气 。在实验过程中,需要把烧瓶里的水煮沸,这模拟的是原始海洋里的蒸发现象 。球形的电火花室里外接有高频线圈,使电极可以连续火花放电,这模拟的是原始地球大气中的放电现象 。放电进行了一周,让米勒惊喜的是,实验中产生了多种氨基酸 。
氨基酸和核苷酸是动植物体内普遍存在和最最重要的两种生物小分子,它们是建造生命大厦的砖块和石头 。
由不是生物体基本结构单元的无机小分子演变为生物小分子,这无疑是生命进化过程中至关重要的一步,但是呢,由于生物小分子毕竟过于简单,只有它们演变成更为复杂的生物大分子之后,才能导致生命的诞生 。
在原始地球上,自然合成的氨基酸和核苷酸随雨水汇集到湖泊海洋里 。矿物粘土把这些生物小分子吸附到自己周围,在铜、锌、钠、镁等金属离子催化下,许多氨基酸分子通过脱去水分子而连接在一起,形成更为复杂的分子,也就是蛋白质分子 。同样,许多核苷酸分子可以通过脱去水分子而连接在一起,形成更为复杂的分子,也就是核酸分子 。
核酸是生物的遗传物质,生物体生长、繁殖、行为和新陈代谢的信息就包含在核酸分子里核苷酸的排列顺序中,可以说,每一种核苷酸排列顺序都是一篇记录着生命信息的文章,书写的文字就是核苷酸 。核酸是生命的信息分子,对于生命是绝对重要的 。然而核酸的功能却是通过蛋白质来实现的,就连核酸本身的复制都需要蛋白质参与 。
原始地球的湖泊海洋里出现了核酸和蛋白质以后,也许有人认为生命从此就诞生了,因为自然界中一些病毒就是由核酸和蛋白质组成的,而类病毒就更是简单得可怜,只是一个核酸分子,这个核酸分子能侵入植物细胞并使植物得病,马铃薯纺锤状块茎病就是这种类病毒感染的结果 。
病毒和类病毒只能在活细胞内生存繁殖,至于是不是一种生命形式,目前还存在争议 。
生物为了适应环境,在进化过程中,它必须从简单到复杂、从低级到高级这样一个过程当中进行演化,而一个简单的分子,在传宗接代过程中是无能为力把其它物质聚集在自己周围的,它必须形成具有一定结构的复杂形态的实体 。
在原始海洋里,随着时间推移,自然合成的生物大分子浓度越来越高,最终形成了具有一定形态结构的分子实体,并进一步进化为最原始的生命 。
第三集 遗传物质的进化
众所周知,核酸是当今地球上所有生物的遗传物质,它携带着生命信息,又能自我复制 。核酸有两种:一种是核糖核酸,又叫RNA,在RNA病毒和类病毒中,RNA携带着全部生命信息;另一种是脱氧核糖核酸,又叫DNA,它是目前绝大多数生物的遗传物质 。
种种迹象表明,原始地球上首先出现的复杂分子可能是RNA,为什么这样说呢?
首先,RNA分子比较简单,只有一条链,DNA分子却很复杂,有两条链,按照进化规律,简单的分子总是最先出现 。其次,DNA分子自我复制时离不开酶,酶的本质是蛋白质,在原始地球上,在蛋白质没有产生以前,DNA分子是无法完成自我复制的,然而有些RNA分子本身就有酶的活性,在原始地球条件下,即使没有蛋白质,RNA也可以完成自我复制 。
在生命起源中,RNA先发生的学说能够被科学界更多的学者所接受,但是要想真正地证明RNA是最早发生的遗传物质,还存在很多的问题,最大的问题是,要想在模拟原始的条件下合成RNA非常困难 。
长期以来,人们总以为只有核酸才是遗传物质,近年来生物学家发现,疯牛病、疯羊病的病原体是朊病毒,朊病毒的本质是蛋白质,可以自我复制,这启发人们,蛋白质也可以作为遗传物质 。
其实,和核酸一样,蛋白质的分子结构十分规则,而且也有螺旋结构 。科学家长期研究后发现,蛋白质完全具备遗传物质的条件,能够贮藏、复制和传递生命信息 。
我们知道,蛋白质是由氨基酸组成的,通过氨基酸和氨基酸配对,可以把遗传信息传递给下一代 。
通过实验,刘次全研究员提出了氨基酸的配对模型,并且在此基础上,绘出了一张很有特色的遗传密码表 。
在原始地球上,最早能够进行自我复制的分子可能是蛋白质,那时的蛋白质既能贮存或传递遗传信息,又能执行特定的生物学功能 。
对于原始生命来说,蛋白质的这种性质是十分经济的,后来随着生命进化,蛋白质贮存或传递遗传信息的功能交给了RNA,然而RNA不够稳定,随着生命继续进化,又出现了DNA,DNA是后来才出现的遗传物质 。
DNA作为遗传物质的好处是:第一,DNA的某些部位与RNA相比,少了氧原子,氧原子是非常活泼的,这样DNA更加稳定,能够更好地保存生命信息,第二, RNA是单链,如果受到损伤,生命的信息势必丢失,DNA则是双链,一条链发生损伤后,可以根据另一条链进行修复,生命信息不易丢失 。
因而,今天地球上的生命选择了DNA作为遗传物质,这也是生物在自然界中长期进化的结果
不过在还没有发现地外生物之前还不能确定地球的生物到底是偶然产生还是必然产生 。
地球上有没有同时拥有DNA和RNA的生物? 地球诞生至今已经有46亿年的历史了,在这漫长的发展过程中,地球孕育出了生命,这些生存在地球上的生命都是碳基生命体,依赖水和氧气 。
脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),都是构成生命必不可少的关键元素,通过研究,科学家们发现,如今地球上绝大多数的生物体内,主要构成都是DNA,只有微生物中的病毒等一些极个别的古老生物的构成是RNA,所以,曾经科学家们认为,地球上第一个生命是由RNA构成的 。科学家在进行实验的过程中,发现了存同时在于DNA和RNA之中的化合物,并且它也存在于碳基化学物质之中,因此有科学家认为地球上的第一个生命是同时存在DNA和RNA的 。它是氰基乙炔,它存在于碳基化学物质之中,碳基化学物质也是地球上最早的化学物质,由此可见,是氰基乙炔让地球出现了生命,它同时制造出了DNA和RNA,所以,地球上第一个生命应该是DNA和RNA的结合体 。
DNA和RNA对于地球生命来说,都是非常重要的,DNA携带了生物的遗传信息,人类身上能够体现出与长辈相似的特征都是因为DNA的功劳,而RNA虽然没有DNA那么复杂,但是它也是携带信息的 。在平时生活中,我们经常会听到一个词——遗传,其实它遗传的就是DNA,比方说一些身体特征等都来自于我们祖辈的遗传 。简单来说,无论是DNA还是RNA,它们都是生命诞生过程中必不可少的因素,它们属于携带基因的分子,只有通过繁育将它们一代代的遗传下去,地球上才会生机勃勃、生命不息 。
拿DNA对于人类的意义来说,人类的生老病死、种族、血型等全部信息,都包含在它之中,一个人是否健康,也与它有着莫大的关系 。进入20世纪之后,科学家们大力的研究DNA,其实也是希望可以借此揭开人类的生命之谜 。在46亿年前,地球刚刚形成的时候,地球上并没有生命,因为它并不具备构成生命的关键元素,后来伴随着地球逐渐稳定,大气层和原始海洋的形成,让地球上开始出现很多有机分子,通过漫长的碰撞融合,生物单体也由此出现,其中包括DNA和RNA 。
地球上所有的生物都是依靠什么遗传核酸是当今地球上所有生物的遗传物质 。
核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一 。核酸广泛存在于所有动植物细胞、微生物体内,生物体内的核酸常与蛋白质结合形成核蛋白 。不同的核酸,其化学组成、核苷酸排列顺序等不同 。根据化学组成不同,核酸可分为核糖核酸(简称RNA)和脱氧核糖核酸(简称DNA) 。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础 。RNA在蛋白质合成过程中起着重要作用——其中转运核糖核酸,简称tRNA,起着携带和转移活化氨基酸的作用;信使核糖核酸,简称mRNA,是合成蛋白质的模板;核糖体的核糖核酸,简称rRNA,是细胞合成蛋白质的主要场所 。
核酸同蛋白质一样,也是生物大分子 。核酸的相对分子质量很大,一般是几十万至几百万 。核酸水解后得到许多核苷酸,实验证明,核苷酸是组成核酸的基本单位,即组成核酸分子的单体 。一个核苷酸分子是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的 。根据五碳糖的不同可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸 。
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