如题所述
在地球绕太阳公转和太阳本身进行自转的运行活动中,形成了一个以太阳为中心的椭圆,这个椭圆就是地球运形的轨迹。太阳向地球的引力始终是朝着太阳的方向的,而地球的自我总有保持地球运行方向和运行状态的力,这个力就是以太阳为中心,以太阳和地球的距离为半径的圆的切线上,这个力和太阳的引力合起来作用在地球上,产生了合力,让地球的运行成椭圆形的轨道。同时这个合力迫使地球自西向东自转。这样就形成了太阳和地球的运行体系,其它星球也是同样的道理。针对银河系,太阳系又是相对于地球范围更大,结构更复杂,反应机制更完美的自我。
然而,地球在太阳系的内部的运行机制中,针对太阳对地球的破坏,地球自我产生采取措施自我保护和自我修复及自我完善的作用。其中地球的自转就是一个方面。地球上的水,外围的大气对地球产生了保护作用。同时地球的表面物质针对太阳的破坏活动,产生一系列的物理变化和化学变化,这在一定程度上减轻了对地球表面的破坏程度,以及内部能量的消耗。在这种背景下产生了生物。
第四章 地球上生物的形成和演变
第一节 生物形成的条件
地球不光维持自身存在,而要面对太阳的吸引,侵袭,干扰,地球的自我发挥作用,采取一系列措施。一方面以椭圆形的轨道绕太阳公转,同时,进行自转,以减轻公转中的能量消耗,减轻在摩擦中对地球的损伤。另一方面,也吸引和捕捉着宇宙空间的残片,不断的增大自身的质量和体积。通过一系列物理变化和化学变化改善自身的表面环境,以减轻太阳发出的能量对其产生的侵害,在这种条件下,生物产生了。
随着地球的自转和公转,地球表面的的温度变化很大,地球表面的物质为了适应这种变化,以气态、液态、固态的三种形态,将自己以分子的结构维持着一种形式的稳定,但当有温度和压力达到一定程度时,分子的结构破坏了,物质以原子或离子的形式存在着。在这种情况下,物质原子的自我发挥着明显的作用。物质尽可能保持自己的原状原性,但时时有外力作用于它,它还是为了保存自己,同外力进行抗争,在抗争过程中,部分的改变了自己,随着外力的作用,还是将自身全部毁灭,产生新的物质,以新的物质的自我又维持自身的存在。最容易变化的物质(二氧化碳和水),为了实现自身存在的稳定,适应外界的变化,进行有机化合,产生了蛋白质。所有的蛋白质中都含有碳、氢、氧、氮,大多数蛋白质含有硫,有些蛋白质含有磷,少数蛋白质还含有铁、铜、锌、锰、钴、钼等到金属元素,个别蛋白质还含有碘。相对于水和二氧化碳,以及非金属物质和金属物质结构复杂,状态稳定,能有效的适应地球表面的温度变化,并能产生简单的新陈代谢。
我们从原子的内部开始,来研究自我。原子的内部有质子、中子和电子。质子和中子形成原子核,电子受原子核的吸引围绕原子核旋转。形成核外电子。中子是中性的,质子带负电荷,电子带正电荷,共同形成一个原子。原子核为了维持一个原子的存在,总有对电子的吸引力,而电子为了自身的存在,以及存在状态,总有摆脱原子核吸引的力。这两种力产生的合力决定了电子的运动方向和运动轨迹。电子的自我的作用是保持自身的运动状态,而原子自我的作用是将电子吸引住,维持原子自身的稳定。在其它外力作用下,电子可以摆脱原子核的控制,在一定的条件下转化为光子。(这个外力是物理反应、化学反应和核聚变或裂变反应造成的)在化学反应中,相当的质子和中子受到破坏,电子不受控制而外逃,根据惯性定律,电子在不受外力作用的情况下,或外力的作用无法控制它的运动时,向空间产生射线。同时失掉电子的原子核随时将接收到的光子吸收,转化为核外电子,剩余的电子以热的形式表现出来。在物质基层的电子,由于小巧玲珑,而身手不凡,有着无孔不入的能力。光子进行节律性传导,或者可以说是推动。就是说一个推动一个,一个激活一个,一个传递一个,形成光;光子由于其来源不同,而种类各异。
我们主要研究的是生物是如何形成的,那就要揭示蛋白质的秘密。蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。蛋白质是由氨基酸通过肽键相连形成的生物大分子。蛋白质的分子量均较大,蛋白质的结构几乎是无穷无尽的。蛋白质的分子结构分为一级、二级、三级和四级结构,后三种结构统称为高级结构或空间构象。蛋白质分子结构的不同决定了蛋白质的理化性质和生物学性质的不同。蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。肽键是蛋白质一级结构的主要化学键。蛋白质的一级结构是蛋白质的基本结构,也是蛋白质的空间结构及其生物学活性的基础。蛋白质的二级结构是指其分子中主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。肽键平面是构成二级结构的基本单位,维系蛋白质二级结构的化学键是氢键。蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上再进一步盘曲折叠所形成的空间结构,即整条肽链所有原子的空间排布。蛋白质的三级结构的形成和稳定主要靠次级键——离子键、疏水作用、氢键和范德华力等。蛋白质的四级结构是几个具有独立三级结构的多肽链进一步结合在一起,形成蛋白质的四级结构。在四级结构中各亚基间的结合力主要是疏水作用,其次是氢键和离子键。
蛋白质的特定功能是由其特定的构象决定的,而其特定的构象又是由其一级结构决定的。蛋白质特定的构象是表达生物学活性的基础。构象发生变化。其功能和活性也随之改变。比如:血红蛋白的功能是运输氧和二氧化碳。它有两种能互变的天然构象即紧密型(T型)和松弛型(R型)。T型对氧亲和力低,不易与氧结合,R型则相反,对氧的亲和力比T型高数百倍。血红蛋白随红细胞在血液循环中往返于肺和其它组织之间,随条件的变化,其构象不断的互变。在肺毛细血管中,氧分压很高,氧作为别构效应剂促使T型转变成R型,有利于血红蛋白饱和的携带氧,在其它组织的毛细血管中氧分压较低,而另一些血红蛋白的别构效应剂如二氧化碳浓度较高,促使血红蛋白从R型转变为T型,有利于释放氧气。血红蛋白两型构象的变化,引起结合氧与释放氧的变化,有效地完成了运输氧的功能。氧或二氧化碳与血红蛋白结合后,引起的构象变化称为别构效应。小分子氧或二氧化碳称为别构效应剂。
太阳的光子源源不断的流向地球,地球表面的物质由电子引起原子的核外电子随时出现长余或短少的现象,呈现出不稳定状态,原子的自我为了原子自身的稳定,尽可能的少遭受到太阳光子的破坏,从自身出发,同时,也经受不住其它原子的相同目的的迫切要求的吸引,通过优胜劣汰的办法,结合在一起,原子与原子的结合也是尽可能的表现出优势互补。在这种情况下分子就出现了。这样的阐述给不同意见的人制造了破绽,因为对物质的原子带了点感性,但这的确是感性的最基础的基础,因为物质保持原状的倾向,在自身所处的条件下,面对周围环境的反应就是存在,接连被动的产生维护其存在状态的一系列活动,在活动中自然而然的出现了小物质与小物质在求同存异的条件下相互联合,就形成了相对小物质的体识和能量较大的物质,这成为它们存在的一种形式。一切可能形成的新事物都出自于主体的需要,对于一个阴离子,就迫切需要一个阳离子的结合,从而形成一个稳定的分子。一个小分子经常受到来自外力的合并、吸收、分解等破坏的活动,小分子与小分子利用自身的优势条件相互合并,有机化合产生了,一步一步的,经过漫长的过程,形成大分子,大分子一步一步的,再经过漫长的过程,形成了蛋白质。在这个过程中,从电子,原子,分子,还有大分子及蛋白质,都有自身存在以及维持自身存在状态的渴望,每时每刻都为自身的生存而奋斗着,每时每刻都有追求稳定的倾向,但每向自己向往的方向前进一步,就意味着离自身的消灭更接近一步,或者就意味着自身的消灭。但产生的新物质虽然不是自身,但有自身原来存在的成分,有自身的向往和追求。对它们来说,这就足够了。任何个体物质在产生、发展变化、灭亡的过程中,存在着同外界的矛盾和抗争,它的存在的继续,或灭亡而生成的新物质,有它的特征,同时也有它所处的外界自然的特征,这就是个体物质同其所处的客观存在的自然斗争而折衷的结果,在新生的个体物质中,可能会出现代表两方倾向的不同的个体,这就产生了该物质的亚体,如阴性代表客体,而阳性代表个体主体,从而,一步步在亚体子代中,形成同一类物质的两种不同的异形。产生这种现象的原因就是主体物质自我的主体愿望同客观存在的自然斗争而折衷的结果。
我们对物质的感性分析,目的是让人们能形象的感觉到隐藏在物质内在的自我,能理解到自我在物质每个层次,每时每刻,每分每秒的存在和作用,以及自然而然的驱使物质由低层到高层,由低级到高级的变化发展的过程。蛋白质的出现对地球来说,有利于对地球表面的保护,因为蛋白质相对于其它无机物以及简单的有机物来说,能简单的适应多变的环境,从而有效的缓解了外界因素对地球表面的破坏。因而物质自我创造性的进化,产生蛋白质,是太阳对地球的破坏,和地球的自我系统对来自太阳系统以及其它外界因素的破坏,所采取的相应措施的产物。同时,蛋白质产生后,进而存在更复杂的自我,就意味着高级的程度,因为蛋白质相对于其它的无机物和有机物有一定程度的活性,有效的适应环境的变化。再者蛋白质的自我为了蛋白质的永远存在,进化产生了更高级的蛋白质,核蛋白,即核酸和蛋白质的结合,核酸和蛋白质等生物分子是生命的物质基础,生命的起源关键就在于这些生命物质的起源。在没有生命的原始地球上,生命起源于原始有机物的起源与早期演化。化学进化造就了这一类化学材料,这些化学材料构成氨基酸,糖等通用的“结构单元”,核酸和蛋白质等生命物质就来自这些 “结构单元”的组合。 1922年,生物化学家奥巴林第一个提出了一种可以验证的假说,认为原始地球上的某些无机物,在来自闪电,太阳光的能量的作用下,变成了第一批有机分子。时隔31年之后的1953年,美国化学家米勒首次实验证了奥巴林的这一假说。他模似原始地球上的大气成分,用氢、甲烷、氨和水蒸气等,通过加热和火花放电,合成了有机分子氨基酸。继米勒之后,许多通过模拟原始地球条件的实验。又合成出了其他组成生命体的重要的生物分子,如嘌呤、嘧定、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸、卟啉和脂质等。1965年和1981年,我国又在世界上首次人工合成胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核酸的形成是由无生命到有生命的转折点。上述两种生物分子的人工合成成功,开始了通过人工合成生命物质去研究生命起源的新时代。一般说来,生命的化学进化过程包括四个阶段:从无机小分子生成有机小分子;从有机小分子形成有机大分子;从有机大分子组成能自我维持稳定和发展的多分子体系;从多分子体系演变为原始生命。
核蛋白的辅基是核酸。核酸是决定生物体遗传特征,担负生命信息和贮存和传递的生物大分子,其基本组成单位是核苷酸。自然界存在着两种核酸,胶氧核糖核酸(DNA)的核糖核酸(RNA)。DNA是遗传信息的贮存和携带者,RNA是参与遗传信息的表达。核酸的基本组成单位是单核苷酸,单核苷酸则由含氮碱基、戊糖和磷酸构成的。在核酸中所含的糖为五碳糖的称为戊糖,DNA含D-2-脱氧核酸,RNA含D-核酸。核酸中的碱基有两大类,即嘌呤碱和嘧啶碱。两种核酸所含的主要碱基都有四种。嘌呤碱主要都是腺嘌呤和鸟嘌呤,RNA中的主要嘧啶碱是胞嘧啶和尿嘧啶,DNA中主要嘧啶是胞嘧呤和胸腺嘧啶。嘌呤环和嘧啶环中含有共轭双键,因而都有吸收紫外线的性质。吸收高峰在波长260nm左右。核酸是由多核苷酸构成的不分支的长链,核酸和蛋白质一样有一级结构、二级结构、三级结构和四级结构,一级结构是指各核苷酸之间的连接方式及核苷酸的排列顺序,是由许多脱氧核苷酸分子聚合而成的生物大分子。DNA的二级结构是1953年由Watson和Crick提出的DNA二级结构的双螺旋结构模型(B型DNA),为DNA功能的研究奠定了科学基础,推动了现代分子生物学的发展。它完美的说明了遗传物质的遗传、生化和结构的主要特征。一些小病毒DNA可能只含有几千个碱基对,细菌含有数百万碱基对,而植物及动物的DNA分子由数十亿碱基对构成。因此,DNA必须在形成双螺旋结构的基础上进一步折叠成超螺旋结构,DNA才能存在于细胞,甚至细胞核中。
绝大部分原核生物细胞的DNA都是闭合环状双螺旋结构,进一步螺旋化形成超螺旋结构。再与蛋白质及DNA相互作用,高度压缩构成原核细胞的类核,才能容纳于细胞内。另外还有独立于染色体之外的环状DNA分子,称为质粒。环状DNA分子进一步扭转形成超螺旋。真核生物细胞的DNA与蛋白质结合,以染色质的形式存在于细胞核内,在细胞分裂期,染色质形成染色体,它们的基本结构单位都是核小体。
大量实验研究表明,组成生物体生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。例如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸,种类不过20种左右,各种生物的核酸的单体都是核苷酸,种类不过8种,这些单体都以相同的方式组成蛋白质或者核酸的长链,它们的功能对于所有生物都是一样的。在不同的生物体内基本代谢途径也是相同的,甚至在代谢途径中各个不同步骤所需要的酶也是基本相同的。不同生物体在代谢过程中都以ATP的形式传递能量。生物化学的同一性深刻地揭示了生物的统一性。19世纪德国科学家M.J.施莱登和T.A.H.施万提出细胞学说,认为动、植物都是由相同的基本单位──细胞所组成。这对于病毒以外的一切生物,从细菌到人都是适用的。细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。在结构上,细胞是由蛋白质、核酸、脂质、多糖等组成的多分子动态体系;从信息论观点看,细胞是遗传信息和代谢信息的传递系统;从化学观点看,细胞是由小分子合成的复杂大分子,特别是核酸和蛋白质的系统;从热力学观点看,细胞又是远离平衡的开放系统。所有这些,对于原核细胞和真核细胞都是一样的。
然而,地球在太阳系的内部的运行机制中,针对太阳对地球的破坏,地球自我产生采取措施自我保护和自我修复及自我完善的作用。其中地球的自转就是一个方面。地球上的水,外围的大气对地球产生了保护作用。同时地球的表面物质针对太阳的破坏活动,产生一系列的物理变化和化学变化,这在一定程度上减轻了对地球表面的破坏程度,以及内部能量的消耗。在这种背景下产生了生物。
第四章 地球上生物的形成和演变
第一节 生物形成的条件
地球不光维持自身存在,而要面对太阳的吸引,侵袭,干扰,地球的自我发挥作用,采取一系列措施。一方面以椭圆形的轨道绕太阳公转,同时,进行自转,以减轻公转中的能量消耗,减轻在摩擦中对地球的损伤。另一方面,也吸引和捕捉着宇宙空间的残片,不断的增大自身的质量和体积。通过一系列物理变化和化学变化改善自身的表面环境,以减轻太阳发出的能量对其产生的侵害,在这种条件下,生物产生了。
随着地球的自转和公转,地球表面的的温度变化很大,地球表面的物质为了适应这种变化,以气态、液态、固态的三种形态,将自己以分子的结构维持着一种形式的稳定,但当有温度和压力达到一定程度时,分子的结构破坏了,物质以原子或离子的形式存在着。在这种情况下,物质原子的自我发挥着明显的作用。物质尽可能保持自己的原状原性,但时时有外力作用于它,它还是为了保存自己,同外力进行抗争,在抗争过程中,部分的改变了自己,随着外力的作用,还是将自身全部毁灭,产生新的物质,以新的物质的自我又维持自身的存在。最容易变化的物质(二氧化碳和水),为了实现自身存在的稳定,适应外界的变化,进行有机化合,产生了蛋白质。所有的蛋白质中都含有碳、氢、氧、氮,大多数蛋白质含有硫,有些蛋白质含有磷,少数蛋白质还含有铁、铜、锌、锰、钴、钼等到金属元素,个别蛋白质还含有碘。相对于水和二氧化碳,以及非金属物质和金属物质结构复杂,状态稳定,能有效的适应地球表面的温度变化,并能产生简单的新陈代谢。
我们从原子的内部开始,来研究自我。原子的内部有质子、中子和电子。质子和中子形成原子核,电子受原子核的吸引围绕原子核旋转。形成核外电子。中子是中性的,质子带负电荷,电子带正电荷,共同形成一个原子。原子核为了维持一个原子的存在,总有对电子的吸引力,而电子为了自身的存在,以及存在状态,总有摆脱原子核吸引的力。这两种力产生的合力决定了电子的运动方向和运动轨迹。电子的自我的作用是保持自身的运动状态,而原子自我的作用是将电子吸引住,维持原子自身的稳定。在其它外力作用下,电子可以摆脱原子核的控制,在一定的条件下转化为光子。(这个外力是物理反应、化学反应和核聚变或裂变反应造成的)在化学反应中,相当的质子和中子受到破坏,电子不受控制而外逃,根据惯性定律,电子在不受外力作用的情况下,或外力的作用无法控制它的运动时,向空间产生射线。同时失掉电子的原子核随时将接收到的光子吸收,转化为核外电子,剩余的电子以热的形式表现出来。在物质基层的电子,由于小巧玲珑,而身手不凡,有着无孔不入的能力。光子进行节律性传导,或者可以说是推动。就是说一个推动一个,一个激活一个,一个传递一个,形成光;光子由于其来源不同,而种类各异。
我们主要研究的是生物是如何形成的,那就要揭示蛋白质的秘密。蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。蛋白质是由氨基酸通过肽键相连形成的生物大分子。蛋白质的分子量均较大,蛋白质的结构几乎是无穷无尽的。蛋白质的分子结构分为一级、二级、三级和四级结构,后三种结构统称为高级结构或空间构象。蛋白质分子结构的不同决定了蛋白质的理化性质和生物学性质的不同。蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。肽键是蛋白质一级结构的主要化学键。蛋白质的一级结构是蛋白质的基本结构,也是蛋白质的空间结构及其生物学活性的基础。蛋白质的二级结构是指其分子中主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。肽键平面是构成二级结构的基本单位,维系蛋白质二级结构的化学键是氢键。蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上再进一步盘曲折叠所形成的空间结构,即整条肽链所有原子的空间排布。蛋白质的三级结构的形成和稳定主要靠次级键——离子键、疏水作用、氢键和范德华力等。蛋白质的四级结构是几个具有独立三级结构的多肽链进一步结合在一起,形成蛋白质的四级结构。在四级结构中各亚基间的结合力主要是疏水作用,其次是氢键和离子键。
蛋白质的特定功能是由其特定的构象决定的,而其特定的构象又是由其一级结构决定的。蛋白质特定的构象是表达生物学活性的基础。构象发生变化。其功能和活性也随之改变。比如:血红蛋白的功能是运输氧和二氧化碳。它有两种能互变的天然构象即紧密型(T型)和松弛型(R型)。T型对氧亲和力低,不易与氧结合,R型则相反,对氧的亲和力比T型高数百倍。血红蛋白随红细胞在血液循环中往返于肺和其它组织之间,随条件的变化,其构象不断的互变。在肺毛细血管中,氧分压很高,氧作为别构效应剂促使T型转变成R型,有利于血红蛋白饱和的携带氧,在其它组织的毛细血管中氧分压较低,而另一些血红蛋白的别构效应剂如二氧化碳浓度较高,促使血红蛋白从R型转变为T型,有利于释放氧气。血红蛋白两型构象的变化,引起结合氧与释放氧的变化,有效地完成了运输氧的功能。氧或二氧化碳与血红蛋白结合后,引起的构象变化称为别构效应。小分子氧或二氧化碳称为别构效应剂。
太阳的光子源源不断的流向地球,地球表面的物质由电子引起原子的核外电子随时出现长余或短少的现象,呈现出不稳定状态,原子的自我为了原子自身的稳定,尽可能的少遭受到太阳光子的破坏,从自身出发,同时,也经受不住其它原子的相同目的的迫切要求的吸引,通过优胜劣汰的办法,结合在一起,原子与原子的结合也是尽可能的表现出优势互补。在这种情况下分子就出现了。这样的阐述给不同意见的人制造了破绽,因为对物质的原子带了点感性,但这的确是感性的最基础的基础,因为物质保持原状的倾向,在自身所处的条件下,面对周围环境的反应就是存在,接连被动的产生维护其存在状态的一系列活动,在活动中自然而然的出现了小物质与小物质在求同存异的条件下相互联合,就形成了相对小物质的体识和能量较大的物质,这成为它们存在的一种形式。一切可能形成的新事物都出自于主体的需要,对于一个阴离子,就迫切需要一个阳离子的结合,从而形成一个稳定的分子。一个小分子经常受到来自外力的合并、吸收、分解等破坏的活动,小分子与小分子利用自身的优势条件相互合并,有机化合产生了,一步一步的,经过漫长的过程,形成大分子,大分子一步一步的,再经过漫长的过程,形成了蛋白质。在这个过程中,从电子,原子,分子,还有大分子及蛋白质,都有自身存在以及维持自身存在状态的渴望,每时每刻都为自身的生存而奋斗着,每时每刻都有追求稳定的倾向,但每向自己向往的方向前进一步,就意味着离自身的消灭更接近一步,或者就意味着自身的消灭。但产生的新物质虽然不是自身,但有自身原来存在的成分,有自身的向往和追求。对它们来说,这就足够了。任何个体物质在产生、发展变化、灭亡的过程中,存在着同外界的矛盾和抗争,它的存在的继续,或灭亡而生成的新物质,有它的特征,同时也有它所处的外界自然的特征,这就是个体物质同其所处的客观存在的自然斗争而折衷的结果,在新生的个体物质中,可能会出现代表两方倾向的不同的个体,这就产生了该物质的亚体,如阴性代表客体,而阳性代表个体主体,从而,一步步在亚体子代中,形成同一类物质的两种不同的异形。产生这种现象的原因就是主体物质自我的主体愿望同客观存在的自然斗争而折衷的结果。
我们对物质的感性分析,目的是让人们能形象的感觉到隐藏在物质内在的自我,能理解到自我在物质每个层次,每时每刻,每分每秒的存在和作用,以及自然而然的驱使物质由低层到高层,由低级到高级的变化发展的过程。蛋白质的出现对地球来说,有利于对地球表面的保护,因为蛋白质相对于其它无机物以及简单的有机物来说,能简单的适应多变的环境,从而有效的缓解了外界因素对地球表面的破坏。因而物质自我创造性的进化,产生蛋白质,是太阳对地球的破坏,和地球的自我系统对来自太阳系统以及其它外界因素的破坏,所采取的相应措施的产物。同时,蛋白质产生后,进而存在更复杂的自我,就意味着高级的程度,因为蛋白质相对于其它的无机物和有机物有一定程度的活性,有效的适应环境的变化。再者蛋白质的自我为了蛋白质的永远存在,进化产生了更高级的蛋白质,核蛋白,即核酸和蛋白质的结合,核酸和蛋白质等生物分子是生命的物质基础,生命的起源关键就在于这些生命物质的起源。在没有生命的原始地球上,生命起源于原始有机物的起源与早期演化。化学进化造就了这一类化学材料,这些化学材料构成氨基酸,糖等通用的“结构单元”,核酸和蛋白质等生命物质就来自这些 “结构单元”的组合。 1922年,生物化学家奥巴林第一个提出了一种可以验证的假说,认为原始地球上的某些无机物,在来自闪电,太阳光的能量的作用下,变成了第一批有机分子。时隔31年之后的1953年,美国化学家米勒首次实验证了奥巴林的这一假说。他模似原始地球上的大气成分,用氢、甲烷、氨和水蒸气等,通过加热和火花放电,合成了有机分子氨基酸。继米勒之后,许多通过模拟原始地球条件的实验。又合成出了其他组成生命体的重要的生物分子,如嘌呤、嘧定、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸、卟啉和脂质等。1965年和1981年,我国又在世界上首次人工合成胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核酸的形成是由无生命到有生命的转折点。上述两种生物分子的人工合成成功,开始了通过人工合成生命物质去研究生命起源的新时代。一般说来,生命的化学进化过程包括四个阶段:从无机小分子生成有机小分子;从有机小分子形成有机大分子;从有机大分子组成能自我维持稳定和发展的多分子体系;从多分子体系演变为原始生命。
核蛋白的辅基是核酸。核酸是决定生物体遗传特征,担负生命信息和贮存和传递的生物大分子,其基本组成单位是核苷酸。自然界存在着两种核酸,胶氧核糖核酸(DNA)的核糖核酸(RNA)。DNA是遗传信息的贮存和携带者,RNA是参与遗传信息的表达。核酸的基本组成单位是单核苷酸,单核苷酸则由含氮碱基、戊糖和磷酸构成的。在核酸中所含的糖为五碳糖的称为戊糖,DNA含D-2-脱氧核酸,RNA含D-核酸。核酸中的碱基有两大类,即嘌呤碱和嘧啶碱。两种核酸所含的主要碱基都有四种。嘌呤碱主要都是腺嘌呤和鸟嘌呤,RNA中的主要嘧啶碱是胞嘧啶和尿嘧啶,DNA中主要嘧啶是胞嘧呤和胸腺嘧啶。嘌呤环和嘧啶环中含有共轭双键,因而都有吸收紫外线的性质。吸收高峰在波长260nm左右。核酸是由多核苷酸构成的不分支的长链,核酸和蛋白质一样有一级结构、二级结构、三级结构和四级结构,一级结构是指各核苷酸之间的连接方式及核苷酸的排列顺序,是由许多脱氧核苷酸分子聚合而成的生物大分子。DNA的二级结构是1953年由Watson和Crick提出的DNA二级结构的双螺旋结构模型(B型DNA),为DNA功能的研究奠定了科学基础,推动了现代分子生物学的发展。它完美的说明了遗传物质的遗传、生化和结构的主要特征。一些小病毒DNA可能只含有几千个碱基对,细菌含有数百万碱基对,而植物及动物的DNA分子由数十亿碱基对构成。因此,DNA必须在形成双螺旋结构的基础上进一步折叠成超螺旋结构,DNA才能存在于细胞,甚至细胞核中。
绝大部分原核生物细胞的DNA都是闭合环状双螺旋结构,进一步螺旋化形成超螺旋结构。再与蛋白质及DNA相互作用,高度压缩构成原核细胞的类核,才能容纳于细胞内。另外还有独立于染色体之外的环状DNA分子,称为质粒。环状DNA分子进一步扭转形成超螺旋。真核生物细胞的DNA与蛋白质结合,以染色质的形式存在于细胞核内,在细胞分裂期,染色质形成染色体,它们的基本结构单位都是核小体。
大量实验研究表明,组成生物体生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。例如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸,种类不过20种左右,各种生物的核酸的单体都是核苷酸,种类不过8种,这些单体都以相同的方式组成蛋白质或者核酸的长链,它们的功能对于所有生物都是一样的。在不同的生物体内基本代谢途径也是相同的,甚至在代谢途径中各个不同步骤所需要的酶也是基本相同的。不同生物体在代谢过程中都以ATP的形式传递能量。生物化学的同一性深刻地揭示了生物的统一性。19世纪德国科学家M.J.施莱登和T.A.H.施万提出细胞学说,认为动、植物都是由相同的基本单位──细胞所组成。这对于病毒以外的一切生物,从细菌到人都是适用的。细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。在结构上,细胞是由蛋白质、核酸、脂质、多糖等组成的多分子动态体系;从信息论观点看,细胞是遗传信息和代谢信息的传递系统;从化学观点看,细胞是由小分子合成的复杂大分子,特别是核酸和蛋白质的系统;从热力学观点看,细胞又是远离平衡的开放系统。所有这些,对于原核细胞和真核细胞都是一样的。
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第1个回答 2012-02-25
第一节 生物形成的条件
地球不光维持自身存在,而要面对太阳的吸引,侵袭,干扰,地球的自我发挥作用,采取一系列措施。一方面以椭圆形的轨道绕太阳公转,同时,进行自转,以减轻公转中的能量消耗,减轻在摩擦中对地球的损伤。另一方面,也吸引和捕捉着宇宙空间的残片,不断的增大自身的质量和体积。通过一系列物理变化和化学变化改善自身的表面环境,以减轻太阳发出的能量对其产生的侵害,在这种条件下,生物产生了。
随着地球的自转和公转,地球表面的的温度变化很大,地球表面的物质为了适应这种变化,以气态、液态、固态的三种形态,将自己以分子的结构维持着一种形式的稳定,但当有温度和压力达到一定程度时,分子的结构破坏了,物质以原子或离子的形式存在着。在这种情况下,物质原子的自我发挥着明显的作用。物质尽可能保持自己的原状原性,但时时有外力作用于它,它还是为了保存自己,同外力进行抗争,在抗争过程中,部分的改变了自己,随着外力的作用,还是将自身全部毁灭,产生新的物质,以新的物质的自我又维持自身的存在。最容易变化的物质(二氧化碳和水),为了实现自身存在的稳定,适应外界的变化,进行有机化合,产生了蛋白质。所有的蛋白质中都含有碳、氢、氧、氮,大多数蛋白质含有硫,有些蛋白质含有磷,少数蛋白质还含有铁、铜、锌、锰、钴、钼等到金属元素,个别蛋白质还含有碘。相对于水和二氧化碳,以及非金属物质和金属物质结构复杂,状态稳定,能有效的适应地球表面的温度变化,并能产生简单的新陈代谢。
我们从原子的内部开始,来研究自我。原子的内部有质子、中子和电子。质子和中子形成原子核,电子受原子核的吸引围绕原子核旋转。形成核外电子。中子是中性的,质子带负电荷,电子带正电荷,共同形成一个原子。原子核为了维持一个原子的存在,总有对电子的吸引力,而电子为了自身的存在,以及存在状态,总有摆脱原子核吸引的力。这两种力产生的合力决定了电子的运动方向和运动轨迹。电子的自我的作用是保持自身的运动状态,而原子自我的作用是将电子吸引住,维持原子自身的稳定。在其它外力作用下,电子可以摆脱原子核的控制,在一定的条件下转化为光子。(这个外力是物理反应、化学反应和核聚变或裂变反应造成的)在化学反应中,相当的质子和中子受到破坏,电子不受控制而外逃,根据惯性定律,电子在不受外力作用的情况下,或外力的作用无法控制它的运动时,向空间产生射线。同时失掉电子的原子核随时将接收到的光子吸收,转化为核外电子,剩余的电子以热的形式表现出来。在物质基层的电子,由于小巧玲珑,而身手不凡,有着无孔不入的能力。光子进行节律性传导,或者可以说是推动。就是说一个推动一个,一个激活一个,一个传递一个,形成光;光子由于其来源不同,而种类各异。
我们主要研究的是生物是如何形成的,那就要揭示蛋白质的秘密。蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。蛋白质是由氨基酸通过肽键相连形成的生物大分子。蛋白质的分子量均较大,蛋白质的结构几乎是无穷无尽的。蛋白质的分子结构分为一级、二级、三级和四级结构,后三种结构统称为高级结构或空间构象。蛋白质分子结构的不同决定了蛋白质的理化性质和生物学性质的不同。蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。肽键是蛋白质一级结构的主要化学键。蛋白质的一级结构是蛋白质的基本结构,也是蛋白质的空间结构及其生物学活性的基础。蛋白质的二级结构是指其分子中主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。肽键平面是构成二级结构的基本单位,维系蛋白质二级结构的化学键是氢键。蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上再进一步盘曲折叠所形成的空间结构,即整条肽链所有原子的空间排布。蛋白质的三级结构的形成和稳定主要靠次级键——离子键、疏水作用、氢键和范德华力等。蛋白质的四级结构是几个具有独立三级结构的多肽链进一步结合在一起,形成蛋白质的四级结构。在四级结构中各亚基间的结合力主要是疏水作用,其次是氢键和离子键。
蛋白质的特定功能是由其特定的构象决定的,而其特定的构象又是由其一级结构决定的。蛋白质特定的构象是表达生物学活性的基础。构象发生变化。其功能和活性也随之改变。比如:血红蛋白的功能是运输氧和二氧化碳。它有两种能互变的天然构象即紧密型(T型)和松弛型(R型)。T型对氧亲和力低,不易与氧结合,R型则相反,对氧的亲和力比T型高数百倍。血红蛋白随红细胞在血液循环中往返于肺和其它组织之间,随条件的变化,其构象不断的互变。在肺毛细血管中,氧分压很高,氧作为别构效应剂促使T型转变成R型,有利于血红蛋白饱和的携带氧,在其它组织的毛细血管中氧分压较低,而另一些血红蛋白的别构效应剂如二氧化碳浓度较高,促使血红蛋白从R型转变为T型,有利于释放氧气。血红蛋白两型构象的变化,引起结合氧与释放氧的变化,有效地完成了运输氧的功能。氧或二氧化碳与血红蛋白结合后,引起的构象变化称为别构效应。小分子氧或二氧化碳称为别构效应剂。
太阳的光子源源不断的流向地球,地球表面的物质由电子引起原子的核外电子随时出现长余或短少的现象,呈现出不稳定状态,原子的自我为了原子自身的稳定,尽可能的少遭受到太阳光子的破坏,从自身出发,同时,也经受不住其它原子的相同目的的迫切要求的吸引,通过优胜劣汰的办法,结合在一起,原子与原子的结合也是尽可能的表现出优势互补。在这种情况下分子就出现了。这样的阐述给不同意见的人制造了破绽,因为对物质的原子带了点感性,但这的确是感性的最基础的基础,因为物质保持原状的倾向,在自身所处的条件下,面对周围环境的反应就是存在,接连被动的产生维护其存在状态的一系列活动,在活动中自然而然的出现了小物质与小物质在求同存异的条件下相互联合,就形成了相对小物质的体识和能量较大的物质,这成为它们存在的一种形式。一切可能形成的新事物都出自于主体的需要,对于一个阴离子,就迫切需要一个阳离子的结合,从而形成一个稳定的分子。一个小分子经常受到来自外力的合并、吸收、分解等破坏的活动,小分子与小分子利用自身的优势条件相互合并,有机化合产生了,一步一步的,经过漫长的过程,形成大分子,大分子一步一步的,再经过漫长的过程,形成了蛋白质。在这个过程中,从电子,原子,分子,还有大分子及蛋白质,都有自身存在以及维持自身存在状态的渴望,每时每刻都为自身的生存而奋斗着,每时每刻都有追求稳定的倾向,但每向自己向往的方向前进一步,就意味着离自身的消灭更接近一步,或者就意味着自身的消灭。但产生的新物质虽然不是自身,但有自身原来存在的成分,有自身的向往和追求。对它们来说,这就足够了。任何个体物质在产生、发展变化、灭亡的过程中,存在着同外界的矛盾和抗争,它的存在的继续,或灭亡而生成的新物质,有它的特征,同时也有它所处的外界自然的特征,这就是个体物质同其所处的客观存在的自然斗争而折衷的结果,在新生的个体物质中,可能会出现代表两方倾向的不同的个体,这就产生了该物质的亚体,如阴性代表客体,而阳性代表个体主体,从而,一步步在亚体子代中,形成同一类物质的两种不同的异形。产生这种现象的原因就是主体物质自我的主体愿望同客观存在的自然斗争而折衷的结果。
我们对物质的感性分析,目的是让人们能形象的感觉到隐藏在物质内在的自我,能理解到自我在物质每个层次,每时每刻,每分每秒的存在和作用,以及自然而然的驱使物质由低层到高层,由低级到高级的变化发展的过程。蛋白质的出现对地球来说,有利于对地球表面的保护,因为蛋白质相对于其它无机物以及简单的有机物来说,能简单的适应多变的环境,从而有效的缓解了外界因素对地球表面的破坏。因而物质自我创造性的进化,产生蛋白质,是太阳对地球的破坏,和地球的自我系统对来自太阳系统以及其它外界因素的破坏,所采取的相应措施的产物。同时,蛋白质产生后,进而存在更复杂的自我,就意味着高级的程度,因为蛋白质相对于其它的无机物和有机物有一定程度的活性,有效的适应环境的变化。再者蛋白质的自我为了蛋白质的永远存在,进化产生了更高级的蛋白质,核蛋白,即核酸和蛋白质的结合,核酸和蛋白质等生物分子是生命的物质基础,生命的起源关键就在于这些生命物质的起源。在没有生命的原始地球上,生命起源于原始有机物的起源与早期演化。化学进化造就了这一类化学材料,这些化学材料构成氨基酸,糖等通用的“结构单元”,核酸和蛋白质等生命物质就来自这些 “结构单元”的组合。 1922年,生物化学家奥巴林第一个提出了一种可以验证的假说,认为原始地球上的某些无机物,在来自闪电,太阳光的能量的作用下,变成了第一批有机分子。时隔31年之后的1953年,美国化学家米勒首次实验证了奥巴林的这一假说。他模似原始地球上的大气成分,用氢、甲烷、氨和水蒸气等,通过加热和火花放电,合成了有机分子氨基酸。继米勒之后,许多通过模拟原始地球条件的实验。又合成出了其他组成生命体的重要的生物分子,如嘌呤、嘧定、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸、卟啉和脂质等。1965年和1981年,我国又在世界上首次人工合成胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核酸的形成是由无生命到有生命的转折点。上述两种生物分子的人工合成成功,开始了通过人工合成生命物质去研究生命起源的新时代。一般说来,生命的化学进化过程包括四个阶段:从无机小分子生成有机小分子;从有机小分子形成有机大分子;从有机大分子组成能自我维持稳定和发展的多分子体系;从多分子体系演变为原始生命。
核蛋白的辅基是核酸。核酸是决定生物体遗传特征,担负生命信息和贮存和传递的生物大分子,其基本组成单位是核苷酸。自然界存在着两种核酸,胶氧核糖核酸(DNA)的核糖核酸(RNA)。DNA是遗传信息的贮存和携带者,RNA是参与遗传信息的表达。核酸的基本组成单位是单核苷酸,单核苷酸则由含氮碱基、戊糖和磷酸构成的。在核酸中所含的糖为五碳糖的称为戊糖,DNA含D-2-脱氧核酸,RNA含D-核酸。核酸中的碱基有两大类,即嘌呤碱和嘧啶碱。两种核酸所含的主要碱基都有四种。嘌呤碱主要都是腺嘌呤和鸟嘌呤,RNA中的主要嘧啶碱是胞嘧啶和尿嘧啶,DNA中主要嘧啶是胞嘧呤和胸腺嘧啶。嘌呤环和嘧啶环中含有共轭双键,因而都有吸收紫外线的性质。吸收高峰在波长260nm左右。核酸是由多核苷酸构成的不分支的长链,核酸和蛋白质一样有一级结构、二级结构、三级结构和四级结构,一级结构是指各核苷酸之间的连接方式及核苷酸的排列顺序,是由许多脱氧核苷酸分子聚合而成的生物大分子。DNA的二级结构是1953年由Watson和Crick提出的DNA二级结构的双螺旋结构模型(B型DNA),为DNA功能的研究奠定了科学基础,推动了现代分子生物学的发展。它完美的说明了遗传物质的遗传、生化和结构的主要特征。一些小病毒DNA可能只含有几千个碱基对,细菌含有数百万碱基对,而植物及动物的DNA分子由数十亿碱基对构成。因此,DNA必须在形成双螺旋结构的基础上进一步折叠成超螺旋结构,DNA才能存在于细胞,甚至细胞核中。
绝大部分原核生物细胞的DNA都是闭合环状双螺旋结构,进一步螺旋化形成超螺旋结构。再与蛋白质及DNA相互作用,高度压缩构成原核细胞的类核,才能容纳于细胞内。另外还有独立于染色体之外的环状DNA分子,称为质粒。环状DNA分子进一步扭转形成超螺旋。真核生物细胞的DNA与蛋白质结合,以染色质的形式存在于细胞核内,在细胞分裂期,染色质形成染色体,它们的基本结构单位都是核小体。
大量实验研究表明,组成生物体生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。例如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸,种类不过20种左右,各种生物的核酸的单体都是核苷酸,种类不过8种,这些单体都以相同的方式组成蛋白质或者核酸的长链,它们的功能对于所有生物都是一样的。在不同的生物体内基本代谢途径也是相同的,甚至在代谢途径中各个不同步骤所需要的酶也是基本相同的。不同生物体在代谢过程中都以ATP的形式传递能量。生物化学的同一性深刻地揭示了生物的统一性。19世纪德国科学家M.J.施莱登和T.A.H.施万提出细胞学说,认为动、植物都是由相同的基本单位──细胞所组成。这对于病毒以外的一切生物,从细菌到人都是适用的。细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。在结构上,细胞是由蛋白质、核酸、脂质、多糖等组成的多分子动态体系;从信息论观点看,细胞是遗传信息和代谢信息的传递系统;从化学观点看,细胞是由小分子合成的复杂大分子,特别是核酸和蛋白质的系统;从热力学观点看,细胞又是远离平衡的开放系统。所有这些,对于原核细胞和真核细胞都是一样的。
而宇宙则是由一个比原子还小的物质而来。
地球不光维持自身存在,而要面对太阳的吸引,侵袭,干扰,地球的自我发挥作用,采取一系列措施。一方面以椭圆形的轨道绕太阳公转,同时,进行自转,以减轻公转中的能量消耗,减轻在摩擦中对地球的损伤。另一方面,也吸引和捕捉着宇宙空间的残片,不断的增大自身的质量和体积。通过一系列物理变化和化学变化改善自身的表面环境,以减轻太阳发出的能量对其产生的侵害,在这种条件下,生物产生了。
随着地球的自转和公转,地球表面的的温度变化很大,地球表面的物质为了适应这种变化,以气态、液态、固态的三种形态,将自己以分子的结构维持着一种形式的稳定,但当有温度和压力达到一定程度时,分子的结构破坏了,物质以原子或离子的形式存在着。在这种情况下,物质原子的自我发挥着明显的作用。物质尽可能保持自己的原状原性,但时时有外力作用于它,它还是为了保存自己,同外力进行抗争,在抗争过程中,部分的改变了自己,随着外力的作用,还是将自身全部毁灭,产生新的物质,以新的物质的自我又维持自身的存在。最容易变化的物质(二氧化碳和水),为了实现自身存在的稳定,适应外界的变化,进行有机化合,产生了蛋白质。所有的蛋白质中都含有碳、氢、氧、氮,大多数蛋白质含有硫,有些蛋白质含有磷,少数蛋白质还含有铁、铜、锌、锰、钴、钼等到金属元素,个别蛋白质还含有碘。相对于水和二氧化碳,以及非金属物质和金属物质结构复杂,状态稳定,能有效的适应地球表面的温度变化,并能产生简单的新陈代谢。
我们从原子的内部开始,来研究自我。原子的内部有质子、中子和电子。质子和中子形成原子核,电子受原子核的吸引围绕原子核旋转。形成核外电子。中子是中性的,质子带负电荷,电子带正电荷,共同形成一个原子。原子核为了维持一个原子的存在,总有对电子的吸引力,而电子为了自身的存在,以及存在状态,总有摆脱原子核吸引的力。这两种力产生的合力决定了电子的运动方向和运动轨迹。电子的自我的作用是保持自身的运动状态,而原子自我的作用是将电子吸引住,维持原子自身的稳定。在其它外力作用下,电子可以摆脱原子核的控制,在一定的条件下转化为光子。(这个外力是物理反应、化学反应和核聚变或裂变反应造成的)在化学反应中,相当的质子和中子受到破坏,电子不受控制而外逃,根据惯性定律,电子在不受外力作用的情况下,或外力的作用无法控制它的运动时,向空间产生射线。同时失掉电子的原子核随时将接收到的光子吸收,转化为核外电子,剩余的电子以热的形式表现出来。在物质基层的电子,由于小巧玲珑,而身手不凡,有着无孔不入的能力。光子进行节律性传导,或者可以说是推动。就是说一个推动一个,一个激活一个,一个传递一个,形成光;光子由于其来源不同,而种类各异。
我们主要研究的是生物是如何形成的,那就要揭示蛋白质的秘密。蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。氨基酸是组成蛋白质的基本单位。蛋白质是由氨基酸通过肽键相连形成的生物大分子。蛋白质的分子量均较大,蛋白质的结构几乎是无穷无尽的。蛋白质的分子结构分为一级、二级、三级和四级结构,后三种结构统称为高级结构或空间构象。蛋白质分子结构的不同决定了蛋白质的理化性质和生物学性质的不同。蛋白质的一级结构是指蛋白质分子中氨基酸的排列顺序。肽键是蛋白质一级结构的主要化学键。蛋白质的一级结构是蛋白质的基本结构,也是蛋白质的空间结构及其生物学活性的基础。蛋白质的二级结构是指其分子中主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。肽键平面是构成二级结构的基本单位,维系蛋白质二级结构的化学键是氢键。蛋白质的三级结构是指多肽链在二级结构的基础上再进一步盘曲折叠所形成的空间结构,即整条肽链所有原子的空间排布。蛋白质的三级结构的形成和稳定主要靠次级键——离子键、疏水作用、氢键和范德华力等。蛋白质的四级结构是几个具有独立三级结构的多肽链进一步结合在一起,形成蛋白质的四级结构。在四级结构中各亚基间的结合力主要是疏水作用,其次是氢键和离子键。
蛋白质的特定功能是由其特定的构象决定的,而其特定的构象又是由其一级结构决定的。蛋白质特定的构象是表达生物学活性的基础。构象发生变化。其功能和活性也随之改变。比如:血红蛋白的功能是运输氧和二氧化碳。它有两种能互变的天然构象即紧密型(T型)和松弛型(R型)。T型对氧亲和力低,不易与氧结合,R型则相反,对氧的亲和力比T型高数百倍。血红蛋白随红细胞在血液循环中往返于肺和其它组织之间,随条件的变化,其构象不断的互变。在肺毛细血管中,氧分压很高,氧作为别构效应剂促使T型转变成R型,有利于血红蛋白饱和的携带氧,在其它组织的毛细血管中氧分压较低,而另一些血红蛋白的别构效应剂如二氧化碳浓度较高,促使血红蛋白从R型转变为T型,有利于释放氧气。血红蛋白两型构象的变化,引起结合氧与释放氧的变化,有效地完成了运输氧的功能。氧或二氧化碳与血红蛋白结合后,引起的构象变化称为别构效应。小分子氧或二氧化碳称为别构效应剂。
太阳的光子源源不断的流向地球,地球表面的物质由电子引起原子的核外电子随时出现长余或短少的现象,呈现出不稳定状态,原子的自我为了原子自身的稳定,尽可能的少遭受到太阳光子的破坏,从自身出发,同时,也经受不住其它原子的相同目的的迫切要求的吸引,通过优胜劣汰的办法,结合在一起,原子与原子的结合也是尽可能的表现出优势互补。在这种情况下分子就出现了。这样的阐述给不同意见的人制造了破绽,因为对物质的原子带了点感性,但这的确是感性的最基础的基础,因为物质保持原状的倾向,在自身所处的条件下,面对周围环境的反应就是存在,接连被动的产生维护其存在状态的一系列活动,在活动中自然而然的出现了小物质与小物质在求同存异的条件下相互联合,就形成了相对小物质的体识和能量较大的物质,这成为它们存在的一种形式。一切可能形成的新事物都出自于主体的需要,对于一个阴离子,就迫切需要一个阳离子的结合,从而形成一个稳定的分子。一个小分子经常受到来自外力的合并、吸收、分解等破坏的活动,小分子与小分子利用自身的优势条件相互合并,有机化合产生了,一步一步的,经过漫长的过程,形成大分子,大分子一步一步的,再经过漫长的过程,形成了蛋白质。在这个过程中,从电子,原子,分子,还有大分子及蛋白质,都有自身存在以及维持自身存在状态的渴望,每时每刻都为自身的生存而奋斗着,每时每刻都有追求稳定的倾向,但每向自己向往的方向前进一步,就意味着离自身的消灭更接近一步,或者就意味着自身的消灭。但产生的新物质虽然不是自身,但有自身原来存在的成分,有自身的向往和追求。对它们来说,这就足够了。任何个体物质在产生、发展变化、灭亡的过程中,存在着同外界的矛盾和抗争,它的存在的继续,或灭亡而生成的新物质,有它的特征,同时也有它所处的外界自然的特征,这就是个体物质同其所处的客观存在的自然斗争而折衷的结果,在新生的个体物质中,可能会出现代表两方倾向的不同的个体,这就产生了该物质的亚体,如阴性代表客体,而阳性代表个体主体,从而,一步步在亚体子代中,形成同一类物质的两种不同的异形。产生这种现象的原因就是主体物质自我的主体愿望同客观存在的自然斗争而折衷的结果。
我们对物质的感性分析,目的是让人们能形象的感觉到隐藏在物质内在的自我,能理解到自我在物质每个层次,每时每刻,每分每秒的存在和作用,以及自然而然的驱使物质由低层到高层,由低级到高级的变化发展的过程。蛋白质的出现对地球来说,有利于对地球表面的保护,因为蛋白质相对于其它无机物以及简单的有机物来说,能简单的适应多变的环境,从而有效的缓解了外界因素对地球表面的破坏。因而物质自我创造性的进化,产生蛋白质,是太阳对地球的破坏,和地球的自我系统对来自太阳系统以及其它外界因素的破坏,所采取的相应措施的产物。同时,蛋白质产生后,进而存在更复杂的自我,就意味着高级的程度,因为蛋白质相对于其它的无机物和有机物有一定程度的活性,有效的适应环境的变化。再者蛋白质的自我为了蛋白质的永远存在,进化产生了更高级的蛋白质,核蛋白,即核酸和蛋白质的结合,核酸和蛋白质等生物分子是生命的物质基础,生命的起源关键就在于这些生命物质的起源。在没有生命的原始地球上,生命起源于原始有机物的起源与早期演化。化学进化造就了这一类化学材料,这些化学材料构成氨基酸,糖等通用的“结构单元”,核酸和蛋白质等生命物质就来自这些 “结构单元”的组合。 1922年,生物化学家奥巴林第一个提出了一种可以验证的假说,认为原始地球上的某些无机物,在来自闪电,太阳光的能量的作用下,变成了第一批有机分子。时隔31年之后的1953年,美国化学家米勒首次实验证了奥巴林的这一假说。他模似原始地球上的大气成分,用氢、甲烷、氨和水蒸气等,通过加热和火花放电,合成了有机分子氨基酸。继米勒之后,许多通过模拟原始地球条件的实验。又合成出了其他组成生命体的重要的生物分子,如嘌呤、嘧定、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸、卟啉和脂质等。1965年和1981年,我国又在世界上首次人工合成胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸。蛋白质和核酸的形成是由无生命到有生命的转折点。上述两种生物分子的人工合成成功,开始了通过人工合成生命物质去研究生命起源的新时代。一般说来,生命的化学进化过程包括四个阶段:从无机小分子生成有机小分子;从有机小分子形成有机大分子;从有机大分子组成能自我维持稳定和发展的多分子体系;从多分子体系演变为原始生命。
核蛋白的辅基是核酸。核酸是决定生物体遗传特征,担负生命信息和贮存和传递的生物大分子,其基本组成单位是核苷酸。自然界存在着两种核酸,胶氧核糖核酸(DNA)的核糖核酸(RNA)。DNA是遗传信息的贮存和携带者,RNA是参与遗传信息的表达。核酸的基本组成单位是单核苷酸,单核苷酸则由含氮碱基、戊糖和磷酸构成的。在核酸中所含的糖为五碳糖的称为戊糖,DNA含D-2-脱氧核酸,RNA含D-核酸。核酸中的碱基有两大类,即嘌呤碱和嘧啶碱。两种核酸所含的主要碱基都有四种。嘌呤碱主要都是腺嘌呤和鸟嘌呤,RNA中的主要嘧啶碱是胞嘧啶和尿嘧啶,DNA中主要嘧啶是胞嘧呤和胸腺嘧啶。嘌呤环和嘧啶环中含有共轭双键,因而都有吸收紫外线的性质。吸收高峰在波长260nm左右。核酸是由多核苷酸构成的不分支的长链,核酸和蛋白质一样有一级结构、二级结构、三级结构和四级结构,一级结构是指各核苷酸之间的连接方式及核苷酸的排列顺序,是由许多脱氧核苷酸分子聚合而成的生物大分子。DNA的二级结构是1953年由Watson和Crick提出的DNA二级结构的双螺旋结构模型(B型DNA),为DNA功能的研究奠定了科学基础,推动了现代分子生物学的发展。它完美的说明了遗传物质的遗传、生化和结构的主要特征。一些小病毒DNA可能只含有几千个碱基对,细菌含有数百万碱基对,而植物及动物的DNA分子由数十亿碱基对构成。因此,DNA必须在形成双螺旋结构的基础上进一步折叠成超螺旋结构,DNA才能存在于细胞,甚至细胞核中。
绝大部分原核生物细胞的DNA都是闭合环状双螺旋结构,进一步螺旋化形成超螺旋结构。再与蛋白质及DNA相互作用,高度压缩构成原核细胞的类核,才能容纳于细胞内。另外还有独立于染色体之外的环状DNA分子,称为质粒。环状DNA分子进一步扭转形成超螺旋。真核生物细胞的DNA与蛋白质结合,以染色质的形式存在于细胞核内,在细胞分裂期,染色质形成染色体,它们的基本结构单位都是核小体。
大量实验研究表明,组成生物体生物大分子的结构和功能,在原则上是相同的。例如各种生物的蛋白质的单体都是氨基酸,种类不过20种左右,各种生物的核酸的单体都是核苷酸,种类不过8种,这些单体都以相同的方式组成蛋白质或者核酸的长链,它们的功能对于所有生物都是一样的。在不同的生物体内基本代谢途径也是相同的,甚至在代谢途径中各个不同步骤所需要的酶也是基本相同的。不同生物体在代谢过程中都以ATP的形式传递能量。生物化学的同一性深刻地揭示了生物的统一性。19世纪德国科学家M.J.施莱登和T.A.H.施万提出细胞学说,认为动、植物都是由相同的基本单位──细胞所组成。这对于病毒以外的一切生物,从细菌到人都是适用的。细胞是由大量原子和分子所组成的非均质的系统。在结构上,细胞是由蛋白质、核酸、脂质、多糖等组成的多分子动态体系;从信息论观点看,细胞是遗传信息和代谢信息的传递系统;从化学观点看,细胞是由小分子合成的复杂大分子,特别是核酸和蛋白质的系统;从热力学观点看,细胞又是远离平衡的开放系统。所有这些,对于原核细胞和真核细胞都是一样的。
而宇宙则是由一个比原子还小的物质而来。
第2个回答 2012-02-25
我们不知道 人类就不可能知道 就像人出生一样