高中生物大分子的合成
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生物大分子的合成
尽管有实验证明有机小分子可以在生命出现之前的地球上产生,蛋白质和氨基酸等生物大分子才是构成生命的基石,因此生命起源的关键是有机小分子如何形成蛋白质及核酸等生物大分子。
在米勒实验之后,研究原始地球条件下有机小分子如何进化到生物大分子便成为生命起源研究中的新的实验课题。
在这一研究过程中,相继形成生命的海相起源和陆相起源两个不同学派:海相起源派学者如美国生化学家卡尔文
(M.Calvin)和卡恰尔斯基(A.Katchalsky)等认为在生物小分子在氰化氢等的作用之下可以在潮湿的环境中脱水而聚合生成生物大分子,并于1972年用脱水剂进行氨基酸聚合实验获得含有50个氨基酸的肽链,使海相起源论得到初步证实。
有许多实验可以证明,在人工模拟原始地球的条件下,也可以制造出核酸和蛋白质。
陆相起源派重要代表人物美国人福克斯(FFox)(1958)模拟原始地球的条件,将一些氨基酸溶液混合后倒人1600C一2000C的热沙或粘土中,使水分蒸发、氨基酸浓缩,经过0.5小肘至3小时后就产生一种琥珀色的透明物质,它具有蛋白质的部分特性,因此被称为类蛋白质。
福克斯等认为,在原始地球不断有火山爆发的条件下,火山喷出气体中的甲烷、氨气和水蒸气等可能在高温条件下合成氨基酸,而氨基酸又可能通过热聚合反应而缩合为多肽。
此外,也有人用模拟实验得到类似核酸的物质多聚核苷酸。
实验表明,在500C~600C时,只要有多聚膦酸酯的存在,单个的核苷酸就可以聚合为多聚核苷酸。
虽然用模拟实验的方法所得到的类似于生物大分子的产物的结构还比较简单,有序化程度比较低,功能也不够专一,与现代生命中实际存在的蛋白质和
核酸相比还有较大的差距,但可以推测,在生命出现之前地球上也已经有简单的蛋白质和核酸等生命物质形成了,但这些原始的生命物质也许要经过很漫长的演化历程才能形成更复杂而更有序的结构。