【课外读物类】中小学生新视野百科知识丛书生理新视野百科知识.pdf

人体奥秘

生命之谜

世界上有三个生命之谜迄今未能有科学的解答。
生命起源。始于何时?如果生命起源于有细胞结构的最原始的生物,那
么有化石为据,在亿年前的地球上已经存在。如果生命起源于与生命相关
的化学分子的产生和化学演化,那么在地球和太阳系形成之初,生命就开始
了。如果生命起源于碳、氢、氧、氮、硫、磷等构成生物的元素的产生和演
化,那么生命就始于宇宙演化之初。
生命与非生命。从来生命与非生命是截然分开的,但是科学家近年来在
生命即生物系统与非生命的物理、化学系统之间找到了许多重要的共同特
征,因此又变得不能截然分开。于是,有些科学家就把生命的起源延伸到宇
宙演化之初,把生命和生物演化纳入整个物质世界和物质演化之中。
关于外星生命。曾经有科学家喟叹,茫茫宇宙中地球是最寂寞的,因为
很可能它是整个宇宙中独一无二的有生命的星球。但是,近年来在东太平洋
海底硫化物热水喷口附近,发现了生活在摄氏度高温环境中的细菌群
落,并且在摄氏度个大气压的钛罐中培养成功,突破了生命只能生
存在摄氏度左右的生存温度上限。因而生命在地球上和地球外存在的可能
范围扩展了,外星生命的存在也有了“旁证”。

生命的起源

从原始生命的物质组成谈起。本世纪年代,英国的贝尔纳在莫斯科大
学做学术报告,结束时向奥巴林提出一个问题:核酸与蛋白质到底哪个先发
生?对此科学家众说纷纭。一派认为先有蛋白质,另一派赞成先有核酸,再
有一派认为蛋白质与核酸同时起源。而在核酸派里,有的提出先有脱氧核糖
核酸( ),有的则强调先有核糖核酸( )。
年过去了,遗传物质双螺旋结构的阐明, 年代出现的中心法则
——、、蛋白质三者的关系,揭示了生命遗传、发育和进化的内在联
系,遗传信息的保存、传递和表达是以为出发点的,并且还发现了遗传
密码的编码机理。通过比较研究,证实了所有生物,从细菌到人,遗传密码
都是通用的,证明所有生物在分子进化上都有共同的起源。
中心法则的修正——反转录。中心法则认为:一切生物的遗传物质都是
由绞成双螺旋的两股组成的。编码在这种双螺旋里的基因通过以下两个
过程控制细胞活动:由分子产生分子的转录过程; 指导蛋白质
合成的翻译过程。这种“——蛋白质”历程几乎见之于一切生物。
可是几年前发现了一组病毒,这组病毒能使转变成,从而逆转
了分子事件的常规程序。在探索遗传信息的进化起源方面,有些生物学家认
为是遗传性的第一个重要分子, 则是新的发展物, 的多功能性发
现支持了这种论点,因为它贮存信息,并通过与十分相似的方式进行复
制,但它又不同于,不能协调蛋白质合成。近几年来又不断有证据证实
分子也具有酶活力。如果在生命历史的某个时刻把信息传递给,
那就必须有一个反转录的原始机制。这个一度被认为只是少数病毒特有的反
转录,现在看来,也是其他病毒及高级有机体的本能。

从头开始——化学进化到生物进化

根据大爆炸宇宙理论,大约亿年前爆炸初期,宇宙处于高温、高密
度状态,只存在中子、质子、电子、中微子等基本粒子。首先是从层子到基
本粒子→原子核→原子的物理进化;然后是由原子→分子→生物大分子的化
学进化;从生物大分子变成单细胞生物,再发展为植物、动物、高级动物至
人类则称为生物进化。
化学进化一般分为四个阶段。化学元素合成阶段:最简单元素氢,可
俘获个或个中子,生成氘和氚,聚变生成氦,氦进一步聚变生成碳、氧、
氮等,用光学望远镜观察到宇宙天体中元素和地球上一样,说明物质世界有
同一起源。星际小分子合成阶段:近余年来,由于射电望远镜的发展,
在宇宙太空中观察的星际分子转动光谱与地球上一致。生物小分子合成阶
段:在地球和其他天体形成早期,大气中含大量甲烷、水、氨,在还原性条
件下,也合成出氨基酸、嘧啶、鸟嘌呤等小分子。从陨石中也发现了这些小
分子。生物大小分子合成阶段:有了氨基酸、磷酸、戊醣及四种碱基,就
能组成生命的基础物质蛋白质、核酸和。只含核酸分子的类病毒是
化学进化最后阶段产物,也是生命的起点。
根据病毒学和生命起源研究的最新进展,有人排出从无机界到生物界演
化的序列:
元素(、、、)→无机物(、、)→有机物(甲烷、氨
基酸、核苷酸)→类病毒( 分子)→病毒(核蛋白分子)→甲烷产生菌
(原始细胞)→蓝绿藻与细菌(原核细胞)→真菌(真核单细胞)→较高等
生物(真核多细胞)。

地外生命的探索

人们从天外坠落陨石中,发现有起源于星际空间的有机物,包括构成地
球生命的全部基本要素,也发现在许多