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页，共三十二页，编辑于2023年，星期日一、生命的起源1.有关生命起源的假说和争论（1）神创论——上帝创造万物，最后造成人。它将生命起源这一科学命题划入神学领域，是不科学的。（2）灾变论——每一次灾变后，旧生物被毁没，新的生物又被上帝重新创造出来。（3）自然发生论——生物是从非生物环境中自然发生出来的。如：腐草化萤、腐肉生蛆、淤泥生鼠第二页，共三十二页，编辑于2023年，星期日一、生命的起源（4）宇生论——地球上的生命来自宇宙空间别的星球。1969年9月，澳大利亚麦启逊附近落下一块陨石，从碎片成分分析中检出了天然型的氨基酸等。（5）广为接受的生命起源学说

——新的自然发生学说1924年苏联生物学家奥巴林发表<<生命起源>>专著。按照这个学说，生命是在长时期宇宙进化过程中发生的，是宇宙进化的某一阶段无生命的物质所发生的一个进化过程，而不是在现在条件下由非生命的有机物质突然产生的。生命起源前，经历了地球进化、生命的化学进化、生物进化。所以，生命起源大约发生在距今45—35亿年间第三页，共三十二页，编辑于2023年，星期日2.生命的化学进化（1）从无机分子生成有机分子甲烷、氨、硫化氢、氰化氢、水蒸汽……等等紫外线太阳辐射提供能量闪电火山爆发合成一些简单的光、热雷鸣电闪有机化合物有机酸、氨基酸、核苷酸、单糖、脂类……等等支持证据：1953年美国芝加哥大学研究生S.Miller（米勒）的模拟试验。

1969年9月澳大利亚麦启逊落下一块陨石，从碎片成份分析中找到氨基酸、嘧啶、脂酸等。第四页，共三十二页，编辑于2023年，星期日（2）.从有机小分子合成生物大分子

在原始海洋的岸边、岩石、粘土的表层或像湖泊样的小水体中，氨基酸、核苷酸等有机小分子沉积，吸收能量，通过溶液聚合或浓缩聚合的方式生成原始的蛋白质、核酸等生物大分子。美国福克斯（F.FOX)试验证实：将氨基酸混合物倾倒在160oC—200oC的热砂或粘土上，水分蒸发，氨基酸浓缩并化合生成类蛋白质分子。第五页，共三十二页，编辑于2023年，星期日（3）.从生物大分子生成多分子体系-

非细胞形态原始生命的诞生蛋白起源说（奥巴林的团聚体学说）生物大分子主要是蛋白质溶液和核酸溶液，合在一起时，可形成团聚体小滴，这就是多分子体系，它具有一定的生命现象。

混合白明胶（蛋白质）＋阿拉伯胶（多糖）团聚体（小滴）第六页，共三十二页，编辑于2023年，星期日

福克斯的微球体学说最初实验：

类蛋白质微球体

浓缩第七页，共三十二页，编辑于2023年，星期日微球体的性质（1）直径1µm—2µm（相当于细菌大小）；（2）可吸纳周围环境的脂类，并形成膜状结构；（3）膜表现选择透性，反映渗透压的变化；（4）吸纳周围环境中蛋白质分子，微球体可“增长”和“繁殖”。第八页，共三十二页，编辑于2023年，星期日（4）.从多分子体系进化为原始生命

无论哪一种多分子体系（团聚体或微球体），如果具备以下特征的综合，那么，原始生命就诞生了。

第九页，共三十二页，编辑于2023年，星期日（a）具有脂双层膜围成的与周围环境隔开的含水囊泡。（b）囊泡内有多种核酸、蛋白质、糖类大分子。（c）能选择性地从周围环境中吸纳“食物”。（d）利用“食物”的分解，复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“生长”和“繁殖”。原始生命是异养、厌氧的。第十页，共三十二页，编辑于2023年，星期日

DNARNA蛋白质体系的可能进化过程：

RNARNADNARNA蛋白质

蛋白质

第十一页，共三十二页，编辑于2023年，星期日（5）.从原始生命进化到原始细胞出现原始的细胞膜原始祖细胞类似于今天的小的支原体。支原体没有细胞壁，其外围是细胞膜，细胞质中只有核糖体，只含DNA、RNA和多种蛋白质。它除了可以在细胞中寄生外，也能在无细胞系统的培养基中生长、繁殖。体积相当于病毒大小，为细菌的1/1000，直径约0.1µm。第十二页，共三十二页，编辑于2023年，星期日生物进化的过程原始生命原始原核生物（原始细菌，异养厌养）自养原核生物（蓝藻，自养需氧）真核生物比原核生物结构、功能复杂通过有丝分裂增殖真核细胞，有性生殖要进行减数分裂第十三页，共三十二页，编辑于2023年，星期日生物的几种进化趋势（1）无细胞结构有细胞结构原核细胞结构真核结构单细胞结构多细胞结构（2）厌氧生物需氧生物（3）异养生物自养生物（4）无性生殖有性生殖第十四页，共三十二页，编辑于2023年，星期日分子生物学研究显示，古细菌与其他原核生物差别很大，应将其从原核生物中分离出来，建立与真核生物原核生物并列的分类阶元。Domains(Bacteria,Archaea,andEucarya)古细菌真细菌真核生物包括：原生生物界、真菌界、植物界和动物界二、原核生物多样性及其进化

真细菌:细菌、蓝细菌、放线菌、螺旋体、衣原体、立克次氏体、衣原体原核生物(prokaryotes)古生菌第十五页，共三十二页，编辑于2023年，星期日放线菌第十六页，共三十二页，编辑于2023年，星期日细菌的形状

细菌细胞的外表特征可从形态、大小和细胞间排列方式3方面加以描述。细菌的形态极其简单，主要有球状、杆状和螺旋状。球菌杆菌螺旋菌自然界中哪种最多？最多其次最少第十七页，共三十二页，编辑于2023年，星期日第十八页，共三十二页，编辑于2023年，星期日Streptomycescoelicolor-1第十九页，共三十二页，编辑于2023年，星期日放线菌的形态构造

放线菌的形态比细菌复杂些，但仍属于单细胞。在显微镜下，放线菌呈分枝丝状，我们把这些细丝一样的结构叫做菌丝，菌丝直径与细菌相似，小于1微米。菌丝细胞的结构与细菌基本相同。

放线菌的菌丝（见右图）

根据菌丝形态和功能的不同，放线菌菌丝可分为基内菌丝、气生菌丝和孢子丝三种。链霉菌属是放线菌中种类最多、分布最广、形态特征最典型的类群，其形态如下图所示。

下图：链霉菌的一般形态和构造（模式图）第二十页，共三十二页，编辑于2023年，星期日二、原核生物多样性及其进化35亿年前出现原核生物蓝细菌，16亿年后即19亿年前真核单细胞生物出现特点：个体小、结构简单、繁殖快、分布广、数量多进化趋势：厌氧化能厌氧化能和光能自养型有机营养型光能自养型（放氧型）好氧化能有机营养型第二十一页，共三十二页，编辑于2023年，星期日常见的细菌性传染病伤寒－－伤寒杆菌霍乱－－霍乱弧菌白喉－－白喉杆菌白日咳－－白日咳杆菌细菌性痢疾－－痢疾杆菌流行性脑脊髓膜炎－－脑膜炎球菌细菌性食物中毒－－肠胃型：多种细菌神经型：肉毒杆菌炭疽－－炭疽杆菌第二十二页，共三十二页，编辑于2023年，星期日三、非细胞性生物-病毒亚显微(10－1000nm)非细胞结构专性活物寄生特殊的增殖特性只有一种核酸（RNA或DNA），并都有遗传活性。无蛋白质合成和能量代谢的机制第二十三页，共三十二页，编辑于2023年，星期日每一病毒颗粒都是由:一个核酸芯子和一个蛋白质外衣，即衣壳(capsid)所组成。第二十四页，共三十二页，编辑于2023年，星期日病毒的增殖过程(嗜菌体）吸附侵入合成装配释放第二十五页，共三十二页，编辑于2023年，星期日病毒学研究的重要意义

病毒是人类传染病的主要病原据统计，人类传染病大约有70％以上是由病毒引起的，其余30％由细菌、真菌和原生动物等造成。病毒病至今没有十分理想的预防和治疗手段，严重威胁人类的健康和经济发展。第二十六页，共三十二页，编辑于2023年，星期日四、原生生物多样性及其进化

约19亿年发现真核生物化石单细胞真核藻类真核生物的形成：膜内折、内共生第二十七页，共三十二页，编辑于2023年，星期日

原始厌氧原核细胞吞食需氧菌细胞膜多重内褶原核复合生物内褶形成内质网、核膜等（共生关系）被吞食的原核生物演变为细胞器真核植物细菌线粒体真核动物真核细胞真菌蓝藻叶绿体某些原生生物

内共生学说

第二十八页，共三十二页，编辑于2023年，星期日

原生生物界(乌合之众)动物植物真菌中原始种类、难以划分的真核生物。（97年进化理论会议）有的行光合作用，是海洋或湖泊中的原初生产者，有的是古代石油来源等作用或用途草履虫、小球藻代表生物原生动物、真核藻类、粘菌类别为真核细胞，单细胞或多细胞群体，大部分生活在水中有核膜、基本无组织分化特征水生态系统吞噬取食运动

原生动物第二十九页，共三