㈠ 簡述關於生命起源的一種假說———化學進化論的基本內容,並以事例說明它的正確性
化學進化論
主張從物質的運動變化規律來研究生命的起源。認為在原始地球的條件下,無機物可以轉變為有機物,有機物可以發展為生物大分子和多分子體系,直到最後出現原始的生命體。1924年蘇聯學者奧巴林首先提出了這種看法;1929年英國學者霍爾丹也發表過類似的觀點。他們都認為地球上的生命是由非生命物質經過長期演化而來的;這一過程稱為化學進化,以別於生物體出現以後的生物進化。1936年出版的奧巴林的《地球上生命的起源》一書,是世界上第一部全面論述生命起源問題的專著。他認為原始地球上無游離氧的還原性大氣在短波紫外線等能源作用下能生成簡單的有機物(生物小分子),簡單有機物可生成復雜有機物(生物大分子)並在原始海洋中形成多分子體系的團聚體,後者經過長期的演變和「自然選擇」(即適於當時外界條件的團聚體小滴能保存下來,不適的就破滅了),終於出現了原始生命即原生體。支持化學進化論的實驗證據越來越多,現已為絕大多數科學家所接受。
化學進化的基本過程 孕育生命的原始地球 初生地球的地殼薄弱,地球內的溫度很高,火山活動頻繁,從火山噴出的許多氣體構成了原始大氣。一股認為原始大氣包括CH4、NH3、H2、HCN,H2S、C0、C02和水蒸汽等,是無游離氧的還原性大氣。其主要根據是:①射電望遠鏡無線電波譜分析表明,現在離太陽較遠、變化較小的行星如木星、土星等的大氣,都是由H2、He、CH4、NH3等組成的還原性大氣;②遠古沉積岩所含的鐵是氧化程度較低的磁鐵礦(Fe3O4),而以後生成的「紅層」所含的鐵則是氧化程度較高的赤鐵礦(Fe2O3),這反映了原始大氣從還原性向氧化性的過渡現在地球的氧化性大氣是藍藻和植物出現後,通過長期的光合作用逐步形成的。
由於原始大氣中無游離氧亦未形成具氧層以阻擋、吸收太陽輻射的大部分紫外線,所以紫外線能全部射到地球表面,成為合成有機物的能源。此外,天空放電、火山爆發所放出的能、地球深處的放射線和宇宙空間的宇宙線以及隕星穿過大氣層時所引起的沖擊波等,也都有助於有機物的合成。在上述各種能源中雷鳴閃電似乎更
重要,因為它所提供的能量較大,又在靠近海洋表面處釋放,那裡合成的產物很容易溶於水中。
生命分子的合成 生物小分子的合成 如氨基酸、核苷酸以及脂肪酸等的合成。1952年美國芝加哥大學研究生S.L.米勒,在其導師H.C.尤里指導下,進行了模擬原始大氣中雷鳴閃電的實驗,共得到了20種有機化合物,其中11種氨基酸中有4種(甘氨酸、丙氨酸、天門冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白質所含有的。以後其他學者又進行了大量的模擬實驗,或改用緊外線、b射線、高溫、強的陽光等作能源,或改換了還原性混合氣體的個別成分(如以H2S代替H2O、以HCN代替CH4和H2、或增加CO2、CO等),結果都能產生氨基酸;而用氧化性混合氣體代替還原性混合氣體進行實驗,則不能生成氨基酸。現在組成天然蛋白質的20種氨基酸,除了精氨酸,賴氨酸和組氨酸以外,其餘的都可用模擬實驗的方法產生。組成核酸的生物小分子多數亦能通過模擬實驗形成;如有人用紫外線或g射線照射稀釋的甲醛(HCHO)溶液獲得了核糖和脫氧核糖;用紫外線照射HCN獲得了腺嘌吟和鳥嘌吟;用丙炔腈(N≡C-C≡CH)、KCN和H2O在100℃下加熱一天得到了胞嘧啶;將NH3、CH4、H2O和蘋果酸與聚磷酸加熱至100~140℃獲得尿嘧啶;將腺嘌呤及核糖的稀溶掖與磷酸或乙基偏磷酸鹽(ethylmetaphosphate)放在一起,用紫外線照射,可生成腺苷;將腺苷、乙基偏磷酸鹽封入石英玻璃管中用紫外線照射,可產生出腺苷酸(AMP)等。此外脂肪酸也可通過用高能電子照射碳氫化合物和二氧化碳而獲得。
化學進化顯然不限於原始地球,在宇宙和其他天體上也會發生。星際分子和隕石中有機物的發現證實了這一點。據L.E.斯奈德報道,到1978年為止己發現星際分子37種,其中80%是有機化合物。星際分子中有大量的甲醛和氰化氫,與米勒放電實驗中最初的中間產物相同,當它們與氨反應再經水解就能生成氨基酸。1969年9月墜落在澳大利亞東南部默奇森鎮的隕石,經分析發現含有多種氨基酸,其種類與含量同米勒放電實驗生成的相當一致。這就表明,原始大氣由無機物生成生物小分子不但是可能的,而且這種過程在宇宙間仍在發生。
㈡ 生命的起源-化學進化論證據( ),化學進化過程( ),化學進化論的內容:
化學起源說是被廣大學者普遍接受的生命起源假說。
這一假說認為,地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其復雜的化學過程,一步一步地演變而成的。
按照化學起源說,生命的起源共分四個階段
第一個階段,從無機小分子生成有機小分子的階段,即生命起源的化學進化過程是在原始的地球條件下進行的,這一過程教材中已有敘述,這里不再重復。需要著重指出的是米勒的模擬實驗(見下圖)。在這個實驗中,一個盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋,其上部球型空間里含有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等「還原性大氣」。米勒先給燒瓶加熱,使水蒸汽在管中循環,接著他通過兩個電極放電產生電火花,模擬原始天空的閃電,以激發密封裝置中的不同氣體發生化學反應,而球型空間下部連通的冷凝管讓反應後的產物和水蒸汽冷卻形成液體,又流回底部的燒瓶,即模擬降雨的過程。經過一周持續不斷的實驗和循環之後。米勒分析其化學成分時發現,其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內的各種新的有機化合物,同時還形成了氰氫酸,而氰氫酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。米勒的實驗試圖向人們證實,生命起源的第一步,從無機小分子物質形成有機小分子物質,在原始地球的條件下是完全可能實現的。
第二個階段,從有機小分子物質生成生物大分子物質。這一過程是在原始海洋中發生的,即氨基酸、核苷酸等有機小分子物質,經過長期積累,相互作用,在適當條件下(如黏土的吸附作用),通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質分子和核酸分子。
第三個階段,從生物大分子物質組成多分子體系。這一過程是怎樣形成的呢?前蘇聯學者奧巴林提出了團聚體假說,他通過實驗表明,將蛋白質、多肽、核酸和多糖等放在合適的溶液中,它們能自動地濃縮聚集為分散的球狀小滴,這些小滴就是團聚體。奧巴林等人認為,團聚體可以表現出合成、分解、生長、生殖等生命現象。例如,團聚體具有類似於膜那樣的邊界,其內部的化學特徵顯著地區別於外部的溶液環境。團聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應物,還能在酶的催化作用下發生特定的生化反應,反應的產物也能從團聚體中釋放出去。另外,有的學者還提出了微球體和脂球體等其他的一些假說,以解釋有機高分子物質形成多分子體系的過程。
第四個階段,有機多分子體系演變為原始生命。這一階段是在原始的海洋中形成的,是生命起源過程中最復雜和最有決定意義的階段。2010年20日,美國科學家宣布世界首例人造生命———完全由人造基因控制的單細胞細菌誕生,並將它命名為「人造兒」。這項具有里程碑意義的實驗表明,新的生命體可以在實驗室里「被創造」,而不是一定要通過「進化」來完成。
目前,生命起源的所有四個階段都可以通過實驗得到論證,充分證明了生命起源的化學進化論證據。
㈢ 生物進化的證據
1. 凌亂的化石證據
進化論者常用的一個較為完備的進化譜系證據是脊椎動物序(VERTEBRATE SEQUENCE),包括從魚類到兩棲類,爬行類,鳥類,哺乳動物,直至人的進化。從魚類到兩棲類,曾發現一種叫RHIPIDISTIAN的魚化石,其骨骼特徵類似於兩棲類,因此被認為是魚類到兩棲類的過渡類型。但當另一種叫COELACANTH的活化石發現後,這種觀點被立即推翻,因為這兩種動物在進化譜系中的親緣關系是極近的,但研究表明,COELACANTH並無任何上岸的可能性。曾經轟動一時的始祖鳥(ARCHAEOPTERYX),曾被視為進化論的鐵證,因為它即具有爬行動物的特徵,又具有鳥類的特徵而被視為一個著名的過渡類型。後來發現,始祖鳥所具有的爬行類特徵,如爪和牙齒,在現代鳥類中也存在,如南美洲OPISTHOCOMNSH-OATZIN 和非洲的TOURACOCORYTHAIX。也就是說這個證據並不能用於判定鳥類與爬行類的過渡類型。另外,JENSEN早在1977年《SCIENCE》上發表的論文指出,與始祖鳥同一地層出土的化石被懷疑為近似於現代鳥類動物的股骨,因此,始祖鳥即非「始祖」,也非種間類型。1991年在中國遼寧發現的年代與始祖鳥相同或更早的鳥類化石更加深了始祖鳥的地位危機。
在從猿到人的進化過程中,拉瑪古猿(RAMAPITHECUS)具有重要意義。它的下頜骨兼具人類與猩猩的特徵,牙床結構類似於人,不具有猩猩的門齒與犬齒,但上下頜的距離與頜骨的長度又近似於猩猩,這被視為是進化論的一個鐵證。然而後來在非洲發現的一種狒狒(THEROPITHECUSGLADE)與拉瑪古猿具有相同的牙齒及面骨特徵,但卻被視作一種狒狒。由此可見,這個判據也是模稜兩可的。
2. 寒武紀生物大爆炸(CAMBRIAN EXPLOSION)
達爾文對自己理論的最終歸宿評價道:「如果可以證明任何復雜的器官不能通過無數的,持續的,微小的改變形成的話,我的理論將絕對失敗」。
寒武紀生物大爆炸恰恰提供了一個極好的例證。大約在五億三千萬年前,在短短的幾萬年內,幾乎現在所有生物的門同時出現在地球上。從海洋里巨大的管狀蠕蟲,甲殼類到較為高級的脊索動物並存。如果進化確如達爾文所言由點滴的,漸進的方式進行,那麼數百萬年的時間無論如何也不足以完成這一歷程。雖然寒武紀之前的多細胞生物化石也有發現,但按進化論的觀點,它們與寒武紀生物並無承傳關系。現代達爾文主義者STEPHEN J GOULD亦無法解釋,稱之為「迷中之迷」(ENIGMA OF ENIGMAS),事實上寒武紀生物大爆炸是進化論不可逾越的障礙。
3. 人類的起源
在《物種起源》發表之際,達爾文曾說:「只有人類的進化,怎麼都不可能用我的進化論來說明」。
的確,從進化論的觀點來看,人類的進化太快了。以人為例,進化論者認為,人類誕生的歷程為:南方古猿(AUSTRALOPITHECUS 200萬年前) ----原人(代表為BETICONTUROPS 50萬年前) ---- 舊人(代表為NEANDERTHALIAN 10萬年前)----新人(5萬年前) ---- 現代人類(5千年前).在這一過程中,人腦容量以爆炸般的速度增大。而現代人類產生後,進化又彷彿突然消失了,五千年來人的腦容量基本未變。再看腦細胞數量,現代類人猿為10億個,而現代人類約為140億個。單從數字上看是增大了14倍,但智力水平卻發生著跳躍性的變化,這些證據強烈地暗示:這個進化樹是不正確的。這些物種也許根本沒有任何親緣關系,而進化論者只是按時間順序把它們拼湊在一起而已。
另外,六十年代以來,肯亞OLDUVAI峽谷和RUDOCF湖附近地區的考古發現,也給進化論提出了許多反例。1972年出土了一具類人動物的頭骨化石,編號為KNM-ER-1470,簡稱1470號人。按其分類特徵,它類似於現代人,屬於人屬(HOMO GENUS),比南方古猿和直立猿人(HOMO ERECTUS)要進步得多,但它卻處於290萬年前。1470號人比進化論者所公認的人類始祖南方古猿早九十萬年,比直立猿人早二百萬年。這從根本上動搖了進化論的證據,成為古人類學中的一件懸案,至今沒有一個進化論者能夠歸屬1470號人在進化樹中的位置。
(三)胚胎學
與比較解剖學類似,胚胎學從生物發育過程中形態的變化,推論出高等動物的胚胎在發育中重現其進化歷程。如人類胎兒在發育之初與豬和鼠的胎兒都具有鰓裂和尾,形態也很相似,其實,這只是表面現象。首先,人類胎兒的「鰓裂」事實上不是鰓裂,而是快速發育的皮膚的褶皺;其次,人類胎兒的尾狀結構也絕不是尾,而是神經管。在蛙胎發育過程中的尾狀結構亦是神經管。再次,形態這一表象是由基因決定的。較為普遍接受的HOX基因調控理論認為,動物形態雖然豐富多彩,但在分子水平上的調控都是一致的,因此,動物胚胎發育之初形態相似,是由於HOX基因調控水平相同而已。這是近年來發育生物學最為重大的發現之一。也就是說,從形態相似仍不能得出本質亦相似的結論。
二、 不可迴避的化學進化
生命產生前在分子水平上的進化(PREBIOLOGICAL EVOLUTION)被稱為化學進化。完整意義上的進化論,不僅要回答生命產生後的生物進化過程,而且還要解決生命物質是如何產生的問題。即怎樣由簡單,無機的小分子進化到復雜,有機的大分子,進而產生生命體。但這個問題被進化論者們故意地迴避了。
《DARWIN'S BLACK BOX》一書的作者BEHE教授,對數種有關進化分子生物學的學術期刊(包括JOURNAL OF MOLECULAR EVOLUTION,PROCEEDINGS OF NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES等權威雜志),近十年來所發表的上千篇文章的研究表明,在這方面的進行的工作是零。化學進化被迴避的原因很簡單,是因為進化論者根本無法回答。流行的觀點認為,原始地球擁有還原性大氣,含有氮,氫,硫化氫等成份,不含或含少量的氧。大氣放電經常發生,原始海洋中水溫較高,並有頻繁的地質活動,如地震,火山噴發等。基於這種觀點,1951年STANLEY MILLER進行了著名的「原始湯」(PREBIOTIC SOUP)實驗,他在一個燒瓶中模仿原始地球的環境,用氣體放電模擬雷電。實驗結束後,在產物中分離到了氨基酸,這個結果轟動了科學界。但更多的問題暴露後,樂觀主義漸漸消失了。我們僅舉兩例,說明他們的困境。
(一)化學選擇
所有生物大分子結構均表現為空間上的有序,蛋白質分子除了特定氨基酸的連接外,還能形成Alpha-螺旋(HELIX);Beta-折疊(SHEET)等二級結構;結構域(STRUCTURAL DOMAIN)等三級結構;直至形成四級結構---亞基(SUBUNIT)。雙鏈DNA分子由兩條單鏈組成,除單個核甘酸的連接與氫鍵作用外,還能形成雙螺旋和超螺旋(A-DNA;B-DNA;Z-DNA等),所有這些結構都與該大分子的功能緊密相聯。一旦這些結構遭到破壞,該大分子就會失活,所以生物體在合成生物大分子時表現出極高的精確性。
假設第一條具有生命功能的多(月太)鏈出現在原始海洋中,其序列為A,B,C...(A,B,C...代表天然的人體所需的二十種氨基酸)。其形成的必然條件是:
(1)A,B,C...等具有足夠的濃度,這樣A,B,C分子才有可能相遇而發生反應。
(2)從氨基酸形成多(月太)的反應是縮聚反應,每步反應會生成一分子水,從化學平衡的原理看,反應需要脫水劑,否則水將抑制該反應。
(3)假設A與B的結合是隨機的,而結合C時是選擇性的,按熱力學原理,這是一個(火商)減的反應,必須得有外界能量的輸入。如果以上三個條件全部成立,那麼C到底是由什麼因素決定而被選擇的呢?進化論者只能回答:絕對的隨機。但在自然環境中,上述三個條件決不可能同時滿足,這個隨機過程缺乏先決條件。另外,從科學哲學的角度來看,進化論者的答案是不可能被證偽的(FALSIFIABLE),而且在經驗世界中是不可檢驗的。
BEHE教授在談到這個問題時舉了一個形象的例子,他認為,蛋白質絕對隨機,自然地產生,就如同一個人指望把熱水,雞蛋,麵粉,糖和可可粉隨機放在一起就能產生一個巧克力蛋糕一樣荒唐。
(二)光學選擇性
生物世界是一個不對稱的世界,如果你注意觀察過你的手,你會發現左右手在空間上無法完全重合,但左手和右手的鏡像卻能重合。在化學中這種現象被稱之為「手性」(CHIRALITY),幾乎所有的生物大分子都是手性的。比如,組成人體的糖類一般是右旋的,而構成蛋白質的氨基酸都是左旋的。而左旋的糖和右旋的氨基酸,幾乎不能被人體利用。一般認為,在非手性的環境中不能產生手性化合物,而只能產生外消旋體,即等量的右旋和左旋體構成的混合物。現代不對稱合成化學通常採用昂貴的手性催化劑,才能使反應按照人所期望的方向進行,得到單一的手性化合物。在MILLER的實驗里,所有得到的氨基酸都是外消旋體。假如還用前文所舉的例子A-B-C...序列,又是誰選擇了左旋的氨基酸呢?眾所周知,最簡單的蛋白質是胰島素--51(月太),那麼由自然界隨機地從二十種天然外消旋體中選擇合成一個51(月太),得到全部由左旋氨基酸構成,具有生物活性的胰島素分子的幾率有多大呢?簡單的數學計算可以證明是(1/40)的51次方。而在實踐中,其幾率是零,根本就不可能發生。MILLER的實驗帶給進化論者的並不是福音,而是更加劇了其深刻的危機。
進化論發展至今,已經走入了死胡同。它認為人類由偶然中產生,進化即無目的又無方向。進化論者已變成狹隘,自負的信仰者,喪失了科學的探索精神,甚至拒絕對任何進化論體系外的現象進行觀察和研究。他們認為科學是研究存在和獲取知識的唯一途徑,凡是現代科學無法證實的,無法研究的,都是不真實的,進化論就是絕對的真理,他們把自己封閉在一個小圈子裡,不願向外邁出一步。CORNELL大學的WILLIAM PROVINE就斷言,根據進化論的結論,人只是復雜的生物機器,沒有任何特殊的意義。道德,信仰都不存在,也沒有任何自由意志,這完全回到了十九世紀的機械唯物主義,是人類思想的重大倒退。可悲的是,這是信奉進化論的必然結果。
從科學史上看,固步自封只能加速舊體系的崩潰。如今,人類已經步入一個新的世紀,只要人們勇於打破固有的觀念與框框,新科學的曙光一定會升起在地平線上。
㈣ 化學進化論的介紹
化學進化論,即主張從物質的運動變化規律來研究生命的起源。認為在原始地球的條件下,無機物可以轉變為有機物,有機物可以發展為生物大分子和多分子體系,直到最後出現原始的生命體。1924年蘇聯學者奧巴林首先提出了這種看法;1929年英國學者霍爾丹也發表過類似的觀點。他們都認為地球上的生命是由非生命物質經過長期演化而來的;這一過程稱為化學進化。化學進化論在自然科學中是指一種闡釋從無機物中產生地球生命起源的理論。在米勒實驗——該實驗模仿了早期地球的環境,科學家發現通過與生命無關的自然化學反應能夠產生被稱為「生命原材料」的氨基酸。在生命體中,這些氨基酸組合成蛋白質;而蛋白質的構造則又是由核酸所決定。所以,地球上的生命是如何起源的問題最後就歸結為核酸最初是如何產生的。
㈤ 哪些例子可以證明化學進化說的其它階段
化學起源假說認為,地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後,在極其漫長的時間內,由非生命物質經過極其復雜的化學過程,一步一步地演變而成的.化學起源說將生命的起源分為四個階段:第一個階段,從無機小分子生成有機小分子的階段;第二個階段,從有機小分子物質生成生物大分子物質;第三個階段,從生物大分子物質組成多分子體系;第四個階段,有機多分子體系演變為原始生命.即④從無機小分子物質生成有機小分子物質→②從有機小分子物質合成大分子有機物質→③從有機大分子物質聚變為獨立的體系→①從獨立體系演變為原始生命.
故答案為:④②③①
㈥ 進化的證據都有哪些
生物進化論的證據首先是化石。科學家通過對化石生物與後來的生物進行對比,找出其進化的證據。另一個證據是通過對不同動物相應器官的對比,如人的手和鳥類的翅膀,雖然表面不一樣,但結構和起源卻相同,來說明人和鳥類在遠古時代有共同的祖先。此外,還可以通過對不同生物的胚胎進行研究,找出它們在發育學上的共同祖先和依據。
㈦ 近期進化論的證據。
你要最新的是不可能的了,因為進化論的成立早在一百年前就已經確認了。現在的進化論成就不是對進化論是否成立進行證明,而是對某一個物種或某種進化方式的細節探索。比如前一陣子關於人類進化的,就是在人類進化課題內的發現。
關於進化論的證據,主要有這么幾個:
1、化石證據。這是最直觀也是比較原始的證據。
2、微觀進化的觀察。這已經是被明確證明的,即使是反進化論者,也不得不承認的。
3、基因證據。基因研究所顯示的結果與化石證據相符
4、同源器官。