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1生物的起源與演化 (前)什麼是生物? 1. 生機論 vitalis 提出者:亞里斯多德 生物二无机物+靈魂 2.機械論 mechanism 提出者:笛卡爾 生命現象與機械作用相 似⇒观察肌肉收縮& 心臟跳动 生殖 →具生命現象: 感应运动 生長 代謝 1-1 現今生物起源的主要假說 非生源說/ 由生物殘駭 or 其它不具生命的物质產生 自然發生說 証據:腐肉生殂,枯草化螢 (14th) ②亞里斯多德:青蛙由泥沙發育而成 ②范赫蒙 (1620) exp.將小麥和脏衣服放入未加蓋的罐子⇒ 出现老鼠 認為老鼠由小麥發酵而成 ③尼丹(18thi) exp. 二軟木塞 肉汁 加熱 住 認為贊失敗原因: 隔絕空氣阻礙自然發生 有微生物
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④蒲歇 (19th) exp. 乾草 浸液 加熱前通入 02. N2 加熱後有微生物 (人造空氣) 認為煮沸后,原本的微生物在被消滅 而長出來应是自然發生 生源說 [ 生物經生殖作用產生(親代產生) 証據:鵝頸瓶实驗 雷迪(1688) (活) exp. (1) + meat (死) 腐肉有蛆 (2) DDD 封閉 D ,靈魂可进入 ㄨ (3) 紗布 D 封閉 ·認為蛆是由苍蠅而來
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②約伯勒 (17th) exp. ①將乾草浸液加熱 「敞開:有微生物 密封:无微生物 ⇒生物來自空氣 ② (有微生物) 將原来的密封瓶打开:无 有 斯巴蘭尼(18th) exp. 蠟 肉汁→ 加熱延長 封住 認為匹丹实验失敗原因。 沒封緊,空氣為微生物來源 ④巴斯德(1859) 微生物 exp. 2 鵝頭瓶实驗 灰塵 空氣 有微生物 ·肉汁液 无微生物 加熱 灰塵堆放於此 認為瓶中的微生物從空氣中塵埃
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exp. 2 (1) 重複約伯勒的实验第四步骤 (2)带上不同地方收集其尘氣于燒瓶 ⇒城中街道:多数瓶長出微生物 山上 (阿爾卑斯山) 三少数瓶長出微生物 認為微生物仅可能來自空氣 發現微生物雷文霍克(17th) exp.以顯微鏡觀察水滴 認為任何一物滴了水就會出現生物 後人解讀為支持非生源說 1-2 生命起源的過程: 生物起源 (4)地球初形时生物即存在 (2) 地球上的生物来自其他星球 (3)新自然發生說: 用自然界中存在的物质藉著物理化学作用而合 成 Ist生命,自此以後演化出地球上多样性生物 (但生命不是随时可自然發生的) 反駁 (1)地球於46億年前誕生,不適合生物生存 (2)生物不可能在宇宙放射綠与極端环境下存活 (hr)
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有機演化 歐柏林&霍爾丹(1920) ① 原始大氣成份 H₂ NH3 CH4 · H₂O Energy 《原始湯》 →②溶於海洋形成小分子 (1)太陽輻射能 (2) 閃電 (3)火山 (4)放射性岩石 ③大分子 的分子形成膜 形成自我複製 ④形成原始 cell.← (具貴傳物质) -1~2:由無機物 →小分子有機物 (具遺傳功能) (1)学者:尤里&米勒(1953) CH4 H2 NH3H20 (模礙閃電) 电極 大氣 冷凝管 > 熱水 (无机 原 《冷水 (模礙 濃度 降雨) 8. 有机 数天后出现胺基酸d. 其它有机分子. (2) 学者:卡爾文 CH4、Hz、NH3、 丫射線 水蒸氣 冷卻. N 2. Amino Acid NH3 (hr) 0 .50. 100 150 時間 0 (A.G) (CiTiU) 液体含胺基酸、醣類、嘌呤、嘧啶 組成核酸 DNA RNA
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-2~3:由小分子有機物大分子有機物 ()学者:福克斯(1960) ⇒將20種乾燥胺基酸混合並加熱至熔点 ⇒發現類蛋白微粒 微粒融合 -3~4:由分子层次 → 處 | protein (1) 学者:關克(1981) 特性:可脹大可縮小 細胞层次 發現:①RNA (核糖核酸),分子有催化能力 ②可攜帶遺傳物质 ③有酶活性 CP-S核糖体:合成蛋白质 rRNA + protein 催化 (2)其它学者 冷卻 6. 核糖核酸酵素 ㅿMRNA:傳訊RNA 轉运 RNA thNA: rRNA:核糖体RNA exp. 將核苷酸加入高温粘土→数十个核苷酸大小 的RNA分子 ☆可在无 RNA polymerase 时自行複製(遺傳物质) protein 遺傳物质(穩) 分子 DNA RNA 轉錄 轉譯 反轉錄 protein
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(3) 学者:吉爾伯特(1986) 提出「RNA世界」:核酸中最早出現的是RNA -4:形成膜 exp. 1888一脂质(磷脂质) 空心小球体 PATT H20 通磷脂质 性 一含磷酸成分 微脂体 (可聚合,到一定大小 可一分為二) 甘油 非極性 脂肪酸 H2D ·双层磷脂质 1-3 生命型式的演化歷程. (1) 營養方式 異營 自營 I 化学自營 ex. 硝化菌、硫化菌 光合自營 ex. 藻類、植物 NO2-硝化菌 H2S 硫化菌 → NO3-+ATP → SO2 + ATP CO2 + H2O C6H12O6
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有机物生成 - -異營生物以原始湯有机物為食 1 ②有机物无法自然生成 - 異營生物活不下去突变為 自營生物 ③有机物无法產生一自營、異營共存 (2) 呼吸作用 (自營提供有机物給異營) 無氧代謝有氧代謝 ②大氣缺乏氣 厭氧生物 ②光自營生物(藍綠菌)出現 光合作用 生成 02 ) 35億年前. 光反应能源:日光 好氧生物 1碳反应碳源:CD2 氣-隔絕大部分紫外線 ③臭氣 (3)細胞演化 原核細胞→真核細胞 核糖体 ④ 原始 cell. cell wall 不具細胞核or胞器 細胞膜 細胞质 染色体 ③真核細胞-原核細胞的細胞膜向内延伸or內陷時, 形成内质網8核膜等
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《內共生假說》瑪格麗斯 (endosymbiotic theory). cell核核膜 原核 cell 細胞膜內凹 具 cell核及内 膜系統的 cell 好氧菌 食头 装体 C6H1206_ 粒 線 ATP (28~32) 真核異營生物 始祖 粒線體 ~ 行光合作用的細菌 - 藍絲菌 內膜 外膜 基质: 栗綠体 ·原始真核 +好氧菌⇒粒綜体 細胞 +藍綠菌 葉綠体
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證據 1. 粒、景①双层膜 ②能量代謝:含DNA&核糖体 可合成少量蛋白質 為半自主胞器 2粒、葉可行二分裂來複製(似細菌) duplicate DNA 半自主胞器 cell 延長 凹陷 m m mm mm cell 1 cell 2 藍絲菌被真核cell吞噬 藍品重90%的基因轉移至細胞內 葉綠体 經轉錄、轉譯在cell质中產生protein(產物) (4)細胞数目 單細胞→多細胞 cal与cell聚集 ↓ Cell 分工產生不同的形态与功能 ex:外层細胞→保護层
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exp. 2 (1) 重複約伯勒的实验第四步骤 (2)带上不同地方收集其尘氣于燒瓶 ⇒城中街道:多数瓶長出微生物 山上 (阿爾卑斯山) 三少数瓶長出微生物 認為微生物仅可能來自空氣 發現微生物雷文霍克(17th) exp.以顯微鏡觀察水滴 認為任何一物滴了水就會出現生物 後人解讀為支持非生源說 1-2 生命起源的過程: 生物起源 (4)地球初形时生物即存在 (2) 地球上的生物来自其他星球 (3)新自然發生說: 用自然界中存在的物质藉著物理化学作用而合 成 Ist生命,自此以後演化出地球上多样性生物 (但生命不是随时可自然發生的) 反駁 (1)地球於46億年前誕生,不適合生物生存 (2)生物不可能在宇宙放射綠与極端环境下存活 (hr)
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有機演化 歐柏林&霍爾丹(1920) ① 原始大氣成份 H₂ NH3 CH4 · H₂O Energy 《原始湯》 →②溶於海洋形成小分子 (1)太陽輻射能 (2) 閃電 (3)火山 (4)放射性岩石 ③大分子 的分子形成膜 形成自我複製 ④形成原始 cell.← (具貴傳物质) -1~2:由無機物 →小分子有機物 (具遺傳功能) (1)学者:尤里&米勒(1953) CH4 H2 NH3H20 (模礙閃電) 电極 大氣 冷凝管 > 熱水 (无机 原 《冷水 (模礙 濃度 降雨) 8. 有机 数天后出现胺基酸d. 其它有机分子. (2) 学者:卡爾文 CH4、Hz、NH3、 丫射線 水蒸氣 冷卻. N 2. Amino Acid NH3 (hr) 0 .50. 100 150 時間 0 (A.G) (CiTiU) 液体含胺基酸、醣類、嘌呤、嘧啶 組成核酸 DNA RNA
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-2~3:由小分子有機物大分子有機物 ()学者:福克斯(1960) ⇒將20種乾燥胺基酸混合並加熱至熔点 ⇒發現類蛋白微粒 微粒融合 -3~4:由分子层次 → 處 | protein (1) 学者:關克(1981) 特性:可脹大可縮小 細胞层次 發現:①RNA (核糖核酸),分子有催化能力 ②可攜帶遺傳物质 ③有酶活性 CP-S核糖体:合成蛋白质 rRNA + protein 催化 (2)其它学者 冷卻 6. 核糖核酸酵素 ㅿMRNA:傳訊RNA 轉运 RNA thNA: rRNA:核糖体RNA exp. 將核苷酸加入高温粘土→数十个核苷酸大小 的RNA分子 ☆可在无 RNA polymerase 时自行複製(遺傳物质) protein 遺傳物质(穩) 分子 DNA RNA 轉錄 轉譯 反轉錄 protein
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(3) 学者:吉爾伯特(1986) 提出「RNA世界」:核酸中最早出現的是RNA -4:形成膜 exp. 1888一脂质(磷脂质) 空心小球体 PATT H20 通磷脂质 性 一含磷酸成分 微脂体 (可聚合,到一定大小 可一分為二) 甘油 非極性 脂肪酸 H2D ·双层磷脂质 1-3 生命型式的演化歷程. (1) 營養方式 異營 自營 I 化学自營 ex. 硝化菌、硫化菌 光合自營 ex. 藻類、植物 NO2-硝化菌 H2S 硫化菌 → NO3-+ATP → SO2 + ATP CO2 + H2O C6H12O6
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有机物生成 - -異營生物以原始湯有机物為食 1 ②有机物无法自然生成 - 異營生物活不下去突变為 自營生物 ③有机物无法產生一自營、異營共存 (2) 呼吸作用 (自營提供有机物給異營) 無氧代謝有氧代謝 ②大氣缺乏氣 厭氧生物 ②光自營生物(藍綠菌)出現 光合作用 生成 02 ) 35億年前. 光反应能源:日光 好氧生物 1碳反应碳源:CD2 氣-隔絕大部分紫外線 ③臭氣 (3)細胞演化 原核細胞→真核細胞 核糖体 ④ 原始 cell. cell wall 不具細胞核or胞器 細胞膜 細胞质 染色体 ③真核細胞-原核細胞的細胞膜向内延伸or內陷時, 形成内质網8核膜等
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《內共生假說》瑪格麗斯 (endosymbiotic theory). cell核核膜 原核 cell 細胞膜內凹 具 cell核及内 膜系統的 cell 好氧菌 食头 装体 C6H1206_ 粒 線 ATP (28~32) 真核異營生物 始祖 粒線體 ~ 行光合作用的細菌 - 藍絲菌 內膜 外膜 基质: 栗綠体 ·原始真核 +好氧菌⇒粒綜体 細胞 +藍綠菌 葉綠体
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證據 1. 粒、景①双层膜 ②能量代謝:含DNA&核糖体 可合成少量蛋白質 為半自主胞器 2粒、葉可行二分裂來複製(似細菌) duplicate DNA 半自主胞器 cell 延長 凹陷 m m mm mm cell 1 cell 2 藍絲菌被真核cell吞噬 藍品重90%的基因轉移至細胞內 葉綠体 經轉錄、轉譯在cell质中產生protein(產物) (4)細胞数目 單細胞→多細胞 cal与cell聚集 ↓ Cell 分工產生不同的形态与功能 ex:外层細胞→保護层
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