从土壤中排出的植物、植物灰和动物粪便可作为农作物的肥料。 鸡吃米,母鸡下蛋,鸡蛋孵出小鸡。 我吃植物和动物,吃盐和喝水等等,我从小就知道物质必须能够相互转化。 我猜土壤中的某些物质可以通过某种神奇的机制变成我身体的血肉。 后来我在学习自然科学的时候也验证了这一点。 然而,土壤中的元素转化为人体成分的物质数量并没有我小时候直观感知的那么多。 从土壤转化到体内的物质量,更接近于人死后尸体被焚烧的程度。 留下的骨灰量。 我们身体的百分之七十是水,其余的主要是蛋白质、脂肪等碳基物质。 空气中的二氧化碳通过植物的光合作用储存成有机物,然后通过动物的摄食流转移到动物体内。 从能源的角度来看,人类可以被视为利用有机化学能的恒温机器。 整个物质组合过程中存在着有序且相对平衡的能量,能够合成更稳定的成分。 生命的精致不是“上帝的设计”这个词所能形容的。 它在自然环境中经历了亿万年的培育。 没有最初的设计蓝图,就不会有最终完成的形式。 这只是随情况而变化的事情。 。
前面的“物质创造”章节讲了从能量波点到电子、从质子到原子、从元素到有形物质的转变。 “物理与化学生命”这一部分介绍了生物的起源。 无机分子构建有机分子,有机分子构建有机大分子,氨基酸结合形成蛋白质,碱基构建DNA遗传密码。 知识的主要来源是关于早期生命起源的科学研究。
生命在什么情况下诞生? 早在1936年,苏联生物学家奥巴林就出版了《生命的起源》一书。 该书将生命起源的历史分为三个阶段:有机物的产生; 氨基酸和高分子聚合物的形成; 以及具有代谢功能的蛋白质的产生。 他首先提出了原始生命物质起源和演化的假说:由氢、水蒸气、甲烷和氨组成的简单的原始大气和富含矿物质的原始海洋是有机化合物最初形成的地方。 在闪电、火山、阳光直射等原始地球剧烈的能量活动下,甲醇、甲烷、糖类、脂肪酸、氨基酸、杂环碱等简单有机化合物可以结合成大分子化合物,为地球提供了基础。为原始生命物质的生产开辟了道路。 奥巴林认为,生命发生的可能过程应该是蛋白质分子的聚集。 团聚体内部结构的改善可以导致原始生命的出现,并最终产生具有复杂结构和功能的生命单体。 首先它是一种原始的单细胞生物,后来它向两个方向进化:一是自养能力加强,运动功能退化,进化成单细胞细菌和藻类,成为生物的来源。植物世界的进化; 另一个方向是运动功能增强,运动功能减弱。 功能退化,进化为单细胞原生动物,成为动物界进化的源泉。 这就是著名的“海洋生物起源说”。 他的假设后来被许多科学家在实验室成功模拟。
1953年,芝加哥大学研究生米勒通过模拟生物氨基酸生产实验,论证了生命起源的化学演化过程。 他将甲烷、水蒸气、氨和氧气的混合物放入一个完全密封的装置中,并通过模拟太阳紫外线辐射的弧形循环它们。 经过一周的连续放电,密封装置内产生了甘氨酸、丙氨酸等11种氨基酸,其中4种存在于天然蛋白质中。 这个实验启发了后人沿着生物的化学起源进行更深入的研究。
科学家随后使用紫外线代替放电进行的实验也产生了氨基酸。 1959年,美国生物化学家福克斯通过加热氨基酸自然产生蛋白质。 这些蛋白质可以在热盐水中融合成聚集体。 对这种凝聚材料的电光研究表明双层膜的形成。 1961年,美国生物化学家奥洛在实验混合物中加入氰化物,得到多种氨基酸和一些短链肽,还制成了重要的生命物质益果饮; 1962年,奥罗又制出了核糖,并制出了脱氧核糖; 1963年,美国人博南·佩鲁马进行了与米勒类似的实验。 他用电子作为能量来制造腺体; 然后他和他的同事研究紫外线。 在药物的作用下,制成了腺脂银消朴。 到了20世纪70年代,组成蛋白质的所有20种氨基酸都可以通过模拟自然条件人工合成。 奥巴林假说中生命起源的有机产生阶段已被多次实验证实。 但科学并不是简单的验证,而更像是证伪的过程。 相同的化学反应结果并不意味着反应条件相同。 关于地球上生命的起源有许多假设。 比较有名的有“地球起源学派”、“火山学派”和“外星生命学派”。 奥巴林和福克斯的研究指出了原始生物形成的最早阶段:化学进化的过程。 我们目前可以通过实验模拟基本有机分子聚集体的生产。 至于聚集体如何进化成具有细胞形态的生物体,还有待未来的生物学研究。
细胞理论证明了整个生物世界的结构统一性和进化的共同起源。 细胞学说揭示了细胞的统一性。 这一理论的建立促进了生物学的发展,为辩证唯物主义提供了重要的自然科学依据。 恩格斯曾将细胞学说、能量守恒定律、达尔文自然选择理论誉为19世纪最重大的自然科学发现之一。
细胞学说的主要内容是:细胞是生物体结构和功能的基本单位。 所有的动物和植物都是由细胞发育而来的。 细胞是一个相对独立的单位,不仅有自己的生命,而且与其他细胞相互作用。 组合功能的整个生命周期。 所有细胞的结构和组成基本相似。 新细胞源自现有细胞的分裂。 生物体通过细胞的活动来体现其功能。 生物性疾病是由细胞功能障碍引起的。
生物最重要的基本特征是新陈代谢和遗传。
具有新陈代谢的多分子系统的产生是生命起源中最关键的阶段。 从非生物到原始生命的转变是一种质的变化,也是生命起源中最困难、最引人注目的问题。 奥巴林根据胶体在水中凝结成团的现象,提出在原来的营养汤中,多肽、多核苷酸、蛋白质等大分子会凝结成团。 这些浸没在盐和有机物中的团聚体可以与外界沟通。 环境不断改变物质和能源。 通过“自然选择”,新陈代谢的催化装置日趋完善,核苷酸和多肽之间的编码关系逐渐建立。 最后,通过量的积累发生质的飞跃,生命终于诞生。 奥巴林用组蛋白和多核苷酸制成了聚集体。 奥巴林将生命起源的历史分为三个阶段:第一步是从无机物生成有机小分子; 第二步是由有机小分子形成氨基酸、蛋白质、核酸等高分子聚合物; 第三步是形成具有新陈代谢和自我复制能力的原始生物体,最终产生细胞。
病毒可以说是最简单的生物体,或者说具有生物体的一些基本特征。 病毒由核酸分子和蛋白质组成。 病毒很小,结构简单。 病毒没有细胞结构。 由于它们不具备新陈代谢所需的基本系统,病毒本身无法复制。 但当它与宿主细胞接触时,它会脱掉蛋白质外壳,其核酸会侵入宿主细胞,利用细胞完成复制并创造出新的病毒。 目前,科学上公认的病毒定义是一种只能在活宿主细胞内复制的感染因子。
我们现在讨论的并不是病毒依赖细胞来繁殖或复制。 我们思考的是,在细胞出现之前,病毒是如何存在或生存的?
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