人工合成生命的時(shí)代要來(lái)了？非生命物質(zhì)創(chuàng)造出生命的神話(生命為什么會(huì)誕生？)

人工合成生命的時(shí)代要來(lái)了？非生命物質(zhì)創(chuàng)造出生命的神話

2016年08月19日訊 在我們生存的自然界里，除了單細(xì)胞生物、少數(shù)低等生物，絕大多數(shù)的生物從小到大都遵循著一個(gè)相同的規(guī)律--由一個(gè)受精卵發(fā)育形成。

就像是父母的精卵結(jié)合，產(chǎn)生了受精卵，受精卵開(kāi)始快速的生長(zhǎng)分裂，經(jīng)歷四細(xì)胞期、八細(xì)胞期后形成桑椹胚，直到胚胎干細(xì)胞有了明顯的分化進(jìn)而發(fā)育成囊胚，原腸胚，最后發(fā)育成一個(gè)各器官組織完全的胎兒。等到胎兒出生長(zhǎng)大性成熟之后，成熟的個(gè)體雌雄交配，又會(huì)產(chǎn)生新的受精卵，生命就這樣在周而復(fù)始的循環(huán)中得到延續(xù)。

而至于人類到底是怎么來(lái)的，在幾千年前之間有很多種說(shuō)法，大致分為四類，神創(chuàng)論、天外科學(xué)創(chuàng)造論、自然發(fā)生論、生物進(jìn)化論。

其中達(dá)爾文在1859年提出的進(jìn)化論（地球物種并非一成不變，而是隨著自然條件的變化從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從低等到高等不斷進(jìn)化而來(lái)）是目前科學(xué)界公認(rèn)的物種起源的學(xué)說(shuō)。

但是為什么同一個(gè)物種又可以存在很長(zhǎng)的時(shí)間甚至多達(dá)幾億年，是什么能夠讓我們?nèi)绱讼裎覀兊母篙呄茸婺兀?/p>

是基因的緣故嗎？

在1865年，孟德?tīng)栐谕愣闺s交實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，雜交豌豆子一代后代的高莖矮莖性狀遵循3：1的規(guī)律，其他幾種區(qū)別明顯的性狀也遵循相同的規(guī)律。

于是孟德?tīng)柼岢隽朔蛛x定律，即在生物的體細(xì)胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對(duì)存在，不相融合，具有顯隱性關(guān)系；在形成配子時(shí)，成對(duì)的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進(jìn)入不同的配子中，隨配子遺傳給后代。

后來(lái)他研究豌豆種子顏色及表皮光滑程度這兩對(duì)性狀時(shí)又發(fā)現(xiàn)了自由組合定律，即當(dāng)具有兩對(duì)（或更多對(duì)）相對(duì)性狀的親本進(jìn)行雜交，在子一代產(chǎn)生配子時(shí)，在一對(duì)遺傳因子分離的同時(shí)，控制另一對(duì)性狀的遺傳因子表現(xiàn)為自由組合。

1909年，丹麥遺傳學(xué)家約翰遜提出用“基因”代替“遺傳因子”一詞，這之后人們一直在探索基因到底在哪里。

從1909年到1928年，美國(guó)科學(xué)家摩爾根利用果蠅作為實(shí)驗(yàn)材料研究基因在哪里，果蠅只有四對(duì)染色體，是研究遺傳很好的實(shí)驗(yàn)材料。

偶然的機(jī)會(huì)，他得到一只白眼雄性突變果蠅，與紅眼雌性果蠅交配后，子一代都是紅眼果蠅，按照孟德?tīng)柕膶W(xué)說(shuō)，紅眼基因相對(duì)白眼基因是顯性，他用第一代雜交果蠅互相交配，產(chǎn)生第二代雜交果蠅。其中有3470個(gè)紅眼的，782個(gè)白眼的，基本符合3：1的比例。

按照孟德?tīng)柕淖杂山M合規(guī)律，那些長(zhǎng)著白眼的果蠅，它們的性別應(yīng)當(dāng)是有雄性的，也有雌性的。但是，這些白眼果蠅居然全部是雄性，沒(méi)有一只是雌性的。也就是說(shuō)，突變出來(lái)的白眼基因伴隨著性別遺傳。

果蠅的4對(duì)染色體中，有一對(duì)是決定性別的。其中雌性果蠅中的兩條性染色體完全一樣，記為XX染色體；雄性果蠅中的性染色體一大一小，記為XY染色體。摩爾根判斷，白眼基因位于X染色體上，也就證明了基因是在染色體上的。

基因的本質(zhì)是什么？

有三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)證明了基因的本質(zhì)是DNA。

格里菲斯以R型和S型菌株作為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，他將活的、無(wú)毒的RⅡ型（無(wú)莢膜，菌落粗糙型）肺炎雙球菌或加熱殺死的有毒的SⅢ型肺炎雙球菌注入小白鼠體內(nèi)，結(jié)果小白鼠安然無(wú)恙；將活的、有毒的SⅢ型（有莢膜，菌落光滑型）肺炎雙球菌或大量經(jīng)加熱殺死的有毒的SⅢ型肺炎雙球菌和少量無(wú)毒、活的RⅡ型肺炎雙球菌混合后分別注射到小白鼠體內(nèi)，結(jié)果小白鼠患病死亡，并從小白鼠體內(nèi)分離出活的SⅢ型菌。

格里菲斯稱這一現(xiàn)象為轉(zhuǎn)化作用，實(shí)驗(yàn)表明，SⅢ型死菌體內(nèi)有一種物質(zhì)能引起RⅡ型活菌轉(zhuǎn)化產(chǎn)生SⅢ型菌，這種轉(zhuǎn)化的物質(zhì)格里菲斯稱為轉(zhuǎn)化因子。

在1945年，加拿大生物化學(xué)家艾弗里和他的合作者在紐約進(jìn)行細(xì)菌轉(zhuǎn)化的研究，實(shí)驗(yàn)材料是肺炎鏈球菌，他們從SⅢ型活菌體內(nèi)提取DNA、RNA、蛋白質(zhì)和莢膜多糖，將它們分別和 RⅡ型活菌混合均勻后注射入小白鼠體內(nèi)，結(jié)果只有注射SⅢ型菌DNA和RⅡ型活菌的混合液的小白鼠才死亡，結(jié)果說(shuō)明，使細(xì)菌性狀發(fā)生轉(zhuǎn)化的因子是DNA（即脫氧核糖核酸），而不是蛋白質(zhì)或RNA（即核糖核酸）。

宿主菌細(xì)胞分別放在含35S或含32P的培養(yǎng)基中。宿主細(xì)胞在生長(zhǎng)過(guò)程中就被35S或32P標(biāo)記上了。然后用分別被35S或32P標(biāo)記的細(xì)菌，并在這些細(xì)菌中復(fù)制增殖，使子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼和DNA分別被標(biāo)記上35S和32P。用分別被35S和32P標(biāo)記的噬菌體去感染沒(méi)有被放射性同位素標(biāo)記的宿主菌，然后測(cè)定宿主菌細(xì)胞帶有的同位素。

被35S標(biāo)記的噬菌體所感染的宿主菌細(xì)胞內(nèi)很少有35S，而大多數(shù)35S出現(xiàn)在宿主菌細(xì)胞的外面。

也就是說(shuō)，35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼在感染宿主菌細(xì)胞后，并未進(jìn)入宿主菌細(xì)胞內(nèi)部而是留在細(xì)胞外面。

被32P標(biāo)記的噬菌體感染宿主菌細(xì)胞后，測(cè)定宿主菌的同位素，發(fā)現(xiàn)32P主要集中在宿主菌細(xì)胞內(nèi)。所以噬菌體感染宿主菌細(xì)胞時(shí)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的主要是DNA，即DNA是遺傳物質(zhì)。

1952年，奧地利裔美國(guó)生物化學(xué)家查伽夫測(cè)定了DNA中4種堿基的含量，發(fā)現(xiàn)其中腺嘌呤與胸腺嘧啶的數(shù)量相等，鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶的數(shù)量相等。4種堿基之間存在著兩兩對(duì)應(yīng)的關(guān)系，腺嘌呤與胸腺嘧啶配對(duì)、鳥(niǎo)嘌呤與胞嘧啶配對(duì)。

1953年2月，沃森、克里克通過(guò)維爾金斯看到了富蘭克林在1951年11月拍攝的一張十分漂亮的DNA晶體X射線衍射照片，這激發(fā)了他們的靈感。

他們不僅確認(rèn)了DNA一定是螺旋結(jié)構(gòu)，而且分析得出了螺旋參數(shù)。

他們采用了富蘭克琳和威爾金斯的判斷，并加以補(bǔ)充：磷酸根在螺旋的外側(cè)構(gòu)成兩條多核苷酸鏈的骨架，方向相反；堿基在螺旋內(nèi)側(cè)，兩兩對(duì)應(yīng)，從而建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的模型。

由DNA轉(zhuǎn)錄出的RNA上具有翻譯成蛋白質(zhì)氨基酸鏈的密碼。

遺傳密碼子是三聯(lián)體密碼：一個(gè)密碼子由信使核糖核酸（mRNA）上相鄰的三個(gè)堿基組成。密碼子具有通用性：不同的生物密碼子基本相同，共用一套密碼子。

當(dāng)知道DNA上的信息能夠編碼出蛋白質(zhì)，行使生命的功能，美國(guó)病毒學(xué)家杜爾貝科提出了人類基因組計(jì)劃，測(cè)定人類的全部基因序列就可以知道許多疾病的發(fā)病機(jī)理，對(duì)于人類自身的了解也能更進(jìn)一步。

治療疾病的福音？

也正是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了能夠剪切和連接DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的限制性內(nèi)切酶及DNA連接酶，基因工程技術(shù)出現(xiàn)了。

基因工程能夠讓科學(xué)家自由的編輯基因，表達(dá)基因，在生物體上實(shí)現(xiàn)基因的重組，從而也就出現(xiàn)了許許多多性狀改良的轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物，改變了我們的生活。

并且我們還可以在基因水平上控制某些疾病基因的表達(dá)，從而治愈疾病。

遺傳病的基因治療是指應(yīng)用基因工程技術(shù)將正常基因引入患者細(xì)胞內(nèi)，以糾正致病基因的缺陷而根治遺傳病。

糾正的途徑既可以是原位修復(fù)有缺陷的基因，也可以是用有功能的正常基因轉(zhuǎn)入細(xì)胞基因組的某一部位，以替代缺陷基因來(lái)發(fā)揮作用，它是將人的正常基因或有治療作用的基因，通過(guò)一定方式導(dǎo)入人體靶細(xì)胞以糾正基因的缺陷或者發(fā)揮治療作用，從而達(dá)到治療疾病目的的生物醫(yī)學(xué)高技術(shù)。

由于基因是攜帶生物遺傳信息的基本功能單位，是位于染色體上的一段特定序列，想要將外源的基因?qū)肷锛?xì)胞內(nèi)必須借助一定的技術(shù)方法或載體，基因轉(zhuǎn)移的方法也就分為生物學(xué)方法、物理方法和化學(xué)方法。

與常規(guī)治療方法不同：一般意義上疾病的治療針對(duì)的是因基因異常而導(dǎo)致的各種癥狀，而基因治療針對(duì)的是疾病的根源--異常的基因本身?；蛑委熤饕侵委熌切?duì)人類健康威脅嚴(yán)重的疾病，包括：遺傳?。ㄈ缪巡　⒛倚岳w維病、家庭性高膽固醇血癥等）、惡性腫瘤、心血管疾病、感染性疾病（如艾滋病、類風(fēng)濕等）。

基因治療有兩種形式：

1.生殖細(xì)胞基因治療：理想的方法是生殖細(xì)胞基因治療（germ cell gene therapy），即將正?；蜣D(zhuǎn)移到患者的生殖細(xì)胞（精細(xì)胞、卵細(xì)胞中早期胚胎）使其發(fā)育成正常個(gè)體。實(shí)際上，這種靶細(xì)胞的遺傳修飾至今尚無(wú)實(shí)質(zhì)性進(jìn)展?；虻倪@種轉(zhuǎn)移一般只能用顯微注射，而且效率不高，并且只適用排卵周期短而次數(shù)多的動(dòng)物，這難適用于人類。而在人類實(shí)行基因轉(zhuǎn)移到生殖細(xì)胞，并世代遺傳，又涉及倫理學(xué)問(wèn)題。因此，就人類而言，多不考慮生殖細(xì)胞的基因治療途徑。

2.體細(xì)胞基因治療：體細(xì)胞基因治療（somatic cell gene therapy）是指將正?；蜣D(zhuǎn)移到體細(xì)胞，使之表達(dá)基因產(chǎn)物，以達(dá)到治療目的。這種方法的理想措施是將外源正?；?qū)氚畜w細(xì)胞內(nèi)染色體特定基因座位，用健康的基因確切地替換異常的基因，使其發(fā)揮治療作用，同時(shí)還須減少隨機(jī)插入引起新的基因突變的可能性。目前對(duì)特定座位基因轉(zhuǎn)移，還有很大困難，所以體細(xì)胞基因治療采用將基因轉(zhuǎn)移到基因組上非特定座位，即隨機(jī)整合，只要該基因能有效地表達(dá)出其產(chǎn)物，便可達(dá)到治療的目的。這不是修復(fù)基因結(jié)構(gòu)異常而是補(bǔ)償異?；虻墓δ苋毕荩@種策略易于獲得成功?；蛑委熤凶鳛槭荏w細(xì)胞的體細(xì)胞，多采取離體的體細(xì)胞，先在體外接受導(dǎo)入的外源基因，在有效表達(dá)后，再輸回到體內(nèi)，這也就是間接基因治療法。

基因與克隆技術(shù)

DNA是遺傳物質(zhì)，能夠指導(dǎo)新生命的產(chǎn)生。

將含有遺傳物質(zhì)的供體細(xì)胞的核移植到去除了細(xì)胞核的卵細(xì)胞中，利用微電流刺激等使兩者融合為一體，然后促使這一新細(xì)胞分裂繁殖發(fā)育成胚胎，當(dāng)胚胎發(fā)育到一定程度后，再被植入動(dòng)物子宮中使動(dòng)物懷孕，便可產(chǎn)下與提供細(xì)胞核者基因相同的動(dòng)物，這也就是克隆技術(shù)。

克隆技術(shù)不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的結(jié)合，只需從動(dòng)物身上提取一個(gè)單細(xì)胞，用人工的方法將其培養(yǎng)成胚胎，再將胚胎植入雌性動(dòng)物體內(nèi)，就可孕育出新的個(gè)體。這種以單細(xì)胞培養(yǎng)出來(lái)的克隆動(dòng)物，具有與單細(xì)胞供體完全相同的特征，是單細(xì)胞供體的“復(fù)制品”。

目前，生產(chǎn)哺乳動(dòng)物克隆的方法主要有胚胎分割和細(xì)胞核移植兩種。

1996年7月5日英國(guó)英格蘭科學(xué)家首先培養(yǎng)出了克隆羊“多利”。 它是世界上第一例經(jīng)體細(xì)胞核移植出生的動(dòng)物，是克隆技術(shù)領(lǐng)域研究的巨大突破，其后各國(guó)科學(xué)家培育的各種克隆動(dòng)物，采用的都是細(xì)胞核移植技術(shù)。

所謂細(xì)胞核移植，是指將不同發(fā)育時(shí)期的胚胎或成體動(dòng)物的細(xì)胞核，經(jīng)顯微手術(shù)和細(xì)胞融合方法移植到去核卵母細(xì)胞中，重新組成胚胎并使之發(fā)育成熟的過(guò)程。

與胚胎分割技術(shù)不同，細(xì)胞核移植技術(shù)，特別是細(xì)胞核連續(xù)移植技術(shù)可以產(chǎn)生無(wú)限個(gè)遺傳相同的個(gè)體。由于細(xì)胞核移植是產(chǎn)生克隆動(dòng)物的有效方法，故人們往往把它稱為動(dòng)物克隆技術(shù)。

這一巨大進(jìn)展意味著：在理論上證明了，同植物細(xì)胞一樣，分化了的動(dòng)物細(xì)胞核也具有全能性，在分化過(guò)程中細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)沒(méi)有不可逆變化；在實(shí)踐上證明了，利用體細(xì)胞進(jìn)行動(dòng)物克隆的技術(shù)是可行的，將有無(wú)數(shù)相同的細(xì)胞可用來(lái)作為供體進(jìn)行核移植，并且在與卵細(xì)胞相融合前可對(duì)這些供體細(xì)胞進(jìn)行一系列復(fù)雜的遺傳操作，從而為大規(guī)模復(fù)制動(dòng)物優(yōu)良品種和生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物提供了有效方法。

什么是干細(xì)胞？

在細(xì)胞水平上對(duì)于疾病的治療，如今主要利用的是干細(xì)胞。

干細(xì)胞是一類未分化的生物細(xì)胞，它可以在一定條件下分化成各種特異類型的細(xì)胞，比如神經(jīng)細(xì)胞、肝臟細(xì)胞、肌細(xì)胞等，并且它也可以自我復(fù)制產(chǎn)生更多的干細(xì)胞。

干細(xì)胞就像西游記里的孫悟空可以七十二變，它對(duì)于我們生命的修復(fù)具有非常高的利用價(jià)值。

最早期的干細(xì)胞叫胚胎干細(xì)胞，是從早期胚胎中分離出來(lái)的一類細(xì)胞，它具有分化為機(jī)體任何一種組織器官的潛能，在一定條件下，這些細(xì)胞可以在體外無(wú)限的增殖傳代，同時(shí)還保持其全能性。

1981年，英國(guó)的Evans和Kaufman首次從小鼠的囊胚（未成形的胚胎）中分離出能夠在體外培養(yǎng)的胚胎干細(xì)胞，并因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn)：

第一，用于細(xì)胞治療，如今比較成功的應(yīng)用是視網(wǎng)膜的重建，比如將胚胎干細(xì)胞定向分化成視網(wǎng)膜細(xì)胞，把它接種到視網(wǎng)膜上之后可以使視網(wǎng)膜受損的病人重見(jiàn)光明。

第二，用于組織器官的移植，比如構(gòu)建人工心臟，人工腎臟等。

第三，用于生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因的動(dòng)物等。

胚胎干細(xì)胞雖然擁有巨大應(yīng)用前景，但同時(shí)有許多因素制約著胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用。

首先是倫理問(wèn)題，胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞系建立的過(guò)程中需要破壞受精卵或囊胚，在許多國(guó)家和民族的信仰中，受精卵或囊胚就是生命。這種治療方式讓世界上許多人無(wú)法接受。

其次是免疫排斥問(wèn)題，從胚胎細(xì)胞誘導(dǎo)分化而來(lái)的功能性細(xì)胞對(duì)于患者來(lái)說(shuō)屬于異體細(xì)胞，當(dāng)這種細(xì)胞移植入病人體內(nèi)容易引發(fā)免疫排斥反應(yīng)，而想要獲得免疫源性相匹配的胚胎細(xì)胞又非常困難。

此外干細(xì)胞無(wú)限增殖的特性也使它在應(yīng)用過(guò)程中有成瘤的風(fēng)險(xiǎn)。

自2006年，日本的科學(xué)家Takahasi 和Yamanaka 使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將人和小鼠的皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)變成多能性的干細(xì)胞（ipsCs），因而除正常發(fā)育、分化獲得某種特定細(xì)胞外，我們還可以用個(gè)體自身的體細(xì)胞，誘導(dǎo)為多能性干細(xì)胞再分化得到特定細(xì)胞。

由于ipsCs的誘人的應(yīng)用前景，很快在2012年這兩位科學(xué)家就獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。干細(xì)胞的定向分化已經(jīng)是科研領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)，如今在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)有許多種類的細(xì)胞在體外被分化出來(lái)，比如神經(jīng)細(xì)胞，胰島素細(xì)胞，心肌細(xì)胞等。

人工合成生命的實(shí)現(xiàn)？

科學(xué)家的腳步不會(huì)只停留在對(duì)于生命的改造，科學(xué)家們也在思考是否可以利用非生命的物質(zhì)創(chuàng)造出生命。

2010年美國(guó)科學(xué)家向世界宣布的、首例人工合成生命--完全由人造基因控制的單細(xì)胞細(xì)菌誕生。它向人工合成生命形式邁出了關(guān)鍵一步。同時(shí)美國(guó)也開(kāi)始了人工合成染色體計(jì)劃，繼而是人工合成細(xì)胞計(jì)劃，人工合成生命體。

這是人工創(chuàng)造生命的一個(gè)大膽的情景。如今隨著生命技術(shù)的發(fā)展我們可以解決許多問(wèn)題，但是同樣在未來(lái)可能會(huì)帶來(lái)許多的災(zāi)難。比如人類基因組計(jì)劃引發(fā)倫理、法律和社會(huì)問(wèn)題；克隆人和人獸雜交克隆造成倫理觀念的沖擊；人造生命可能造成危險(xiǎn)的物種及致命病毒的大流行等。

生命為什么會(huì)誕生？

生命起源 生命是種最為奇妙,最富魅力的自然現(xiàn)象.在現(xiàn)在的地球上,生活著150多萬(wàn)種動(dòng)物,40多萬(wàn)種植物和20多萬(wàn)種微生物,構(gòu)成了一個(gè)蜂飛蝶舞,鳥(niǎo)語(yǔ)花香,山清水秀,絢凡多彩的生命世界,繁衍進(jìn)化,生生不息.從高山到平原,從沙漠到草原,從空中到江河湖海,從地表到地下,到處都有生命的蹤跡. 然 而,在46億年前,當(dāng)?shù)厍蛟谟钪嬷行纬芍?地球不僅受到億萬(wàn)顆慧和隕石撞擊,而且用了大約1億年的時(shí)間,才把高達(dá)數(shù)千攝氏度的溫度降了下來(lái).那時(shí)的地球是一個(gè)無(wú)生命的荒涼沉寂的世界.過(guò)了大約10億年,地球上似乎才有了簡(jiǎn)單的藍(lán)藻類微生物.那么,地球上最初的生命是何時(shí),何地又是如何誕生的呢?這就是人們普遍關(guān)心的地球生命起源的問(wèn)題. 生命起源是當(dāng)代的重大科學(xué)課題,然而卻又是至今依舊了解甚少的最基本的生物學(xué)問(wèn)題.在這篇文章里,我們將介紹有關(guān)生命起源的幾種學(xué)說(shuō). 關(guān)于生命的起源,歷史上曾經(jīng)有過(guò)種種假說(shuō),如"神創(chuàng)說(shuō)"(認(rèn)為生命是由上帝或神創(chuàng)造的),"自然發(fā)生說(shuō)"(認(rèn)為生命,尤其是簡(jiǎn)單生命是由無(wú)生命物質(zhì)自然發(fā)生的)等.這些假說(shuō)多出于臆測(cè),已被 人們所否定.從近年召開(kāi)的國(guó)際生命起源學(xué)術(shù)會(huì)議提出的研究論文看,當(dāng)代關(guān)于生命起源的假說(shuō)可歸結(jié)為兩大類:一是"化學(xué)進(jìn)化說(shuō)",一是"宇宙胚種說(shuō)". 化學(xué)進(jìn)化說(shuō)主張,生命起源于原始 地球 條件下從無(wú)機(jī)到有機(jī),由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的一系列化學(xué)進(jìn)化過(guò)程.宇宙胚種說(shuō)則認(rèn)為,地球上最初的生命是來(lái)自地球以外的宇宙空間,只是后來(lái)才在地球讓發(fā)展了起來(lái). 化學(xué)進(jìn)化說(shuō) 核酸和蛋白質(zhì)等生物分子是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),生命的起源關(guān)鍵就在于這些生命物質(zhì)的起源,即在沒(méi)有生命的原始地球上,由于自然的原因,非生命物質(zhì)通過(guò)化學(xué)作用,產(chǎn)生出多種有機(jī)物和生物分子.因此,生命起源問(wèn)題首先是原始有機(jī)物的起源與早期演化.化學(xué)進(jìn)化的作用是造就一類化學(xué)材料,這些化學(xué)材料構(gòu)成氨基酸,糖等通用的"結(jié)構(gòu)單元",核酸和蛋白質(zhì)等生命物質(zhì)就來(lái)自這結(jié)"結(jié)構(gòu)單元"的組合. 1922年,生物化學(xué)家?jiàn)W巴林第一個(gè)提出了一種可以驗(yàn)證的假說(shuō),認(rèn)為原始地球上的某些無(wú)機(jī)物,在來(lái)自閃電,太陽(yáng)國(guó)徽的能量的作用下,變成了第一批有機(jī)分子.時(shí)隔31年之后的1953年,美國(guó)化學(xué)家米勒首次實(shí)驗(yàn)證了奧巴林的這一假說(shuō).他模似原始地球上的大氣成分,用氫,甲烷,氨和水蒸氣等,通過(guò)加熱和火花放電,合成了有機(jī)分子氨基酸.繼米勒之后,許多通過(guò)模擬原始地球條件的實(shí)驗(yàn),又合成出了其他組成生命體的重要的生物分子,如嘌呤,嘧定,核糖,脫氧核糖,核苷,核苷酸,脂肪酸,卟啉和脂質(zhì)等.1965年和1981年,我國(guó)又在世界上首次人工合成胰島素和酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸.蛋白質(zhì)和核酸的形成是由無(wú)生命到有生命的轉(zhuǎn)折點(diǎn),上述兩種生物分子的人工合成成功,開(kāi)始了通過(guò)人工合成生命物質(zhì)去研究生命起源的新時(shí)代. 一般說(shuō)來(lái),生命的化學(xué)進(jìn)化過(guò)程包括四個(gè)階段:從無(wú)機(jī)小分子生成有機(jī)小分子;從有機(jī)小分子形成有機(jī)大分子;從有機(jī)大分子組成能自我維持穩(wěn)定和發(fā)展的多分子體系;從多分子體系演變?yōu)樵忌? 宇宙胚種說(shuō) 過(guò)去和現(xiàn)在,已經(jīng)提出了許多屬于宇宙胚種說(shuō)的假說(shuō),如在1993年7月的第十次生命起源國(guó)際會(huì)議上,有人提出,"造成化學(xué)反應(yīng)并導(dǎo)致生命產(chǎn)生的有機(jī)物,毫無(wú)穎問(wèn)是與地球碰撞的彗星帶來(lái)的";還有人推斷,是同地球碰撞在其中一顆彗星帶著一個(gè)"生命的胚胎",穿過(guò)宇宙,將其留在了剛剛誕生的地球之上,從而有了地球生命.幾年前一位空間物理學(xué)家和一位天體物理學(xué)家也把地球生命的起源解釋為:地球生命之源可能來(lái)自40億年前墜入海洋的一顆或數(shù)顆彗星,他們也認(rèn)為是彗星提供了地球生命誕生需要的原材料(他們將之謂"類生命生物"). 盡管有科學(xué)家對(duì)此類假說(shuō)持強(qiáng)烈的反對(duì)意見(jiàn)(他們認(rèn)為:"彗星是帶來(lái)了某些物質(zhì),但它們不是決定性的,生命所必需的物質(zhì)在地球上已經(jīng)存在 "),盡管諸如此類的觀點(diǎn)仍是一些尚需進(jìn)一步證明的問(wèn)題,但通過(guò)對(duì)隕石,彗星,星際塵云以及其他行星上的有機(jī)分子的探索與研究,了解那些有機(jī)分子形成與發(fā)展的規(guī)律,并將其與地球上的有機(jī)分子進(jìn)行比較,都將為地球上生命起源的研究提供更多的資料. 細(xì)胞起源 具有原始的新陳代謝和自我繁殖能力的原始生命的誕生,標(biāo)志著生命起源化學(xué)進(jìn)化階段的結(jié)束,生物進(jìn)化階段的開(kāi)始. 生命活動(dòng)的基礎(chǔ)是一系列化學(xué)變化,而這些化學(xué)變化都是在酶的催化作用下完成的,生命體的遺傳依賴于DNA(脫氧核糖核酸)的復(fù)制過(guò)程.原始生命是自催化的,要發(fā)展成棧催化需要一定的物質(zhì)基礎(chǔ),也需要一定的形態(tài)結(jié)構(gòu).細(xì)胞就是生命體具備包括酶催化和DNA復(fù)制在內(nèi)的完整功能的基本結(jié)構(gòu)單位和功能單位.原始生命先是非細(xì)胞形態(tài),而后不斷演化和發(fā)展成為細(xì)胞形態(tài),這又是一次質(zhì)的飛躍,這一過(guò)程就是生命起源中的細(xì)胞起源.細(xì)胞起源是生命起源的重要一環(huán). 研究生命起源的意義 研究生命起源是要弄清幾十億年生命誕生的歷史,然而其意義遠(yuǎn)不止追根溯源,還在于可以了解生命與環(huán)境,整體與部分,結(jié)構(gòu)與功能,微觀與宏觀,個(gè)體發(fā)育與系統(tǒng)發(fā)育以主物質(zhì)和能量與信息之間的辯讓關(guān)系,可以進(jìn)一步闡明遺傳變異,生長(zhǎng)分化,復(fù)制繁殖,新陳代謝,運(yùn)動(dòng)感應(yīng)和調(diào)節(jié)控制等生命活動(dòng)的機(jī)制,從而認(rèn)識(shí)和闡明生命的本質(zhì),以實(shí)現(xiàn)人類控制和改造生命的目標(biāo). 雖然,生命起源和細(xì)胞起源問(wèn)題的研究是在試圖重建一個(gè)遙遠(yuǎn)的歷史過(guò)程,有別于大多數(shù)其他研究領(lǐng)域,完整地起源過(guò)程不可能在實(shí)驗(yàn)室里得以重復(fù).但是,它是可以分階段,一步一步地實(shí)驗(yàn)室去模擬,去檢驗(yàn)的.因此,研究起源問(wèn)題,一方面要到大自然中去尋找答案,另一方面也是更重要的是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行各個(gè)演化階段的模擬研究,開(kāi)展人工合成生命物質(zhì),人工合成細(xì)胞的研究.這些研究不僅有助于生命起源和細(xì)胞起源問(wèn)題的闡明,反過(guò)來(lái),其研究成果又可以指導(dǎo)人們根據(jù)需要去人工合成生命物質(zhì),人工合成細(xì)胞甚至人工合成生命,實(shí)現(xiàn)生命科學(xué)的最終目標(biāo)——控制生命和改造生命. 參考： http://post.baidu.com/f?kz=4389455 生命起源是一個(gè)亙古未解之謎，地球上的生命產(chǎn)生于何時(shí)何地？是怎樣產(chǎn)生的？千百年來(lái)，人們?cè)谄平膺@一謎底之時(shí)，遇到了不少陷井，同時(shí)也見(jiàn)到了前所未有的光明。生命起源之說(shuō)，第一個(gè)謎是生命起源的時(shí)間問(wèn)題。第二個(gè)是生命起源的方式問(wèn)題，生命是怎樣起源的？它在什么地方起源的？ 從古至今，有很多說(shuō)法來(lái)解釋生命起源的問(wèn)題。如西方的創(chuàng)世說(shuō)，中國(guó)的盤(pán)古開(kāi)天地說(shuō)等。但直到十九世紀(jì)，伴隨著達(dá)爾文《物種起源》一書(shū)的問(wèn)世，生物科學(xué)發(fā)生了前所未有的大變革，同時(shí)也為人類揭示生命起源這一千古之謎帶來(lái)了一絲曙光，這就是現(xiàn)代的化學(xué)進(jìn)化論。生命起源的化學(xué)進(jìn)化論首先在1953年首先得到了一位美國(guó)的學(xué)者米勒的證實(shí)，米勒描述的生命起源的事件應(yīng)該是什么樣子的呢？那就是在早期，地球上因?yàn)樗写罅康倪€原性的原始大氣圈，比如說(shuō)甲烷、氨氣、水、氫氣，還有原始的海洋，當(dāng)早期地球上閃電作用把這些氣體聚合成多種氨基酸，而這多種氨基酸，在常溫常壓下，它可能在局部濃縮，再進(jìn)一步演化成蛋白質(zhì)和其他的多糖類、以及高分子脂類，在一定的時(shí)候有可能孕發(fā)成生命，這就是米勒描述的生命進(jìn)化的過(guò)程。 地球上的生命也許就產(chǎn)生在距今38億年到40億年之間，但是我們應(yīng)該清醒的明白，我們距離揭開(kāi)生命起源這一亙古之謎，還有一段遙遠(yuǎn)的科學(xué)歷程。從無(wú)機(jī)物到有機(jī)物，到有機(jī)化合物到有機(jī)生命體的演化，同時(shí)還具有很多的偶然性，并不是有這種環(huán)境，有這種形成條件，它就能產(chǎn)生生命。有人曾經(jīng)比喻說(shuō)，這些無(wú)機(jī)物好像一個(gè)垃圾堆里面什么都有，塑料、塑料瓶子、鐵，廢棄金屬、油，而生命，一個(gè)單細(xì)胞，就像一輛精美的奔馳車(chē)，在一陣臺(tái)風(fēng)過(guò)后，這些垃圾組裝成了一個(gè)奔馳車(chē)。因此我們可以想像，這個(gè)生命起源的過(guò)程是非常非常地艱難。因此，也許我們?cè)谶@個(gè)藍(lán)色的星球，是生命的惟一的樂(lè)園，因此請(qǐng)保護(hù)我們的地球，珍惜地球上的生命，我們不能奢望地球上第二次的生命起源

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