基因组学 课件 10.分子进化1
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– Prions – 病毒 – 类病毒
由于非细胞生命的存在，所以不能排除在 地球早期化学进化阶段有过非细胞的“大 分子状态”的生命形式的可能性 两种起源说仍是悬而未决的“蛋鸡悖论”。
中英联合实验室
14
不论那种学说和支持它们的实验，都有 两个问题没有解决：
–无法模拟最初原始的环境 –无法直接得到生命
有待于进一步的研究
中英联合实验室
15
从
分
细 胞 的 形 成
子 到 细 胞 的 进
化
一
中英联合实验室
16
从 分 子 到 细 胞 的 进 化 二
中英联合实验室
17
二、原核生物到真核生物
渐进说－真核细胞是从一种原核细胞通过 自然选择和突变，逐渐的进化而来。 1974年Uzzell等人提出了一个模型，认为细 胞内细胞器和细胞核的形成是由原始的原 核细胞，通过一系列DNA的复制和细胞膜 的内陷，形成了双层膜的结构，在经结构 的分化和复制功能的消失后，就形成了现 代的真核生物。
–福克斯用类蛋白质加热得到微球体 –S. Miller (1953)的模拟实验 –澳大利亚陨石中发现(1959)氨基酸、嘧啶和脂
肪酸
中英联合实验室
8
Miller等的多肽生成理论
中英联合实验室
11
生物分子形成的传统理论
？
中英联合实验室
？
12
核酸起源说
遗传学家Muller（20年代）提出“裸基因说” （naked gene theory）：生命发生从基因开始；
真细菌
生物的进化图示
中英联合实验室
3
分子生物学
分子水平
细胞水 平
DNA的进化 蛋白质的进化
单细胞
细胞分化
多细胞
中英联合实验室
4
生命史的三大阶段
前生命的化学进化阶段：完整细胞的形成 标志着这一阶段的结束 生物学进化阶段
文化进化与生物学进化并行和相互制约阶 段
中英联合实验室
5
原始气体冷凝 汇流成海洋
中英联合实验室
18
内共生假说
－ 具有吞噬能力的细胞先后吞并了几种原核细胞 （细菌和蓝藻），由于后者没有被吞噬细胞所分解 消化，反而从寄生过渡到共生，并成为宿主细胞的 细胞器，如喜氧细菌成为线粒体，蓝藻成为叶绿体。
中英联合实验室
19
生
命 起
火山爆发和闪电 的能量使气体合 成简单有机物源 Nhomakorabea模
溅到岩石上的氨 基酸聚合成肽链
式
又重新回到水中
中英联合实验室
各种大分子进化 成原核细胞和真 核细胞
6
含 生 命 化 石 的 最 古 老 的 岩 石
中英联合实验室
7
一、生命的起源
生命的蛋白质起源说与核酸起源说
蛋白质起源说
–奥巴林的团聚体 (coacervate)假说（1924）： 用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶）混合得 到团聚体
T.Cech（80年代）发现四膜虫Pre－rRNA切下的内含
子具有酶的的活性（聚合和剪切作用），提示生命 RNA起源的可能性
Schuster（1984）发现硅酸盐介导DNA合成的现象
H.F.Noller（1992）发现纯化的rRNA有催化肽链合成 的功能
中英联合实验室
13
蛋白质起源说
三种非细胞生命形式
基因组进化的分子基础 和进化模式
中英联合实验室
1
中英联合实验室
生 物 进 化 树
真菌
植物 双子叶植物 动物 脊椎动物
子囊菌
节肢动物 裸子植物单子叶植物环节动物 原口动物
担子菌
接合菌 褐藻
粘液菌
原生生物
变形虫
苔藓 软体动物 棘皮动物 线虫
绿藻 扁形动物
红藻 原始脊索动物 海绵体
鞭毛虫 草履虫
原核生物 古细菌
由于非细胞生命的存在，所以不能排除在 地球早期化学进化阶段有过非细胞的“大 分子状态”的生命形式的可能性 两种起源说仍是悬而未决的“蛋鸡悖论”。
中英联合实验室
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不论那种学说和支持它们的实验，都有 两个问题没有解决：
–无法模拟最初原始的环境 –无法直接得到生命
有待于进一步的研究
中英联合实验室
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从
分
细 胞 的 形 成
子 到 细 胞 的 进
化
一
中英联合实验室
16
从 分 子 到 细 胞 的 进 化 二
中英联合实验室
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二、原核生物到真核生物
渐进说－真核细胞是从一种原核细胞通过 自然选择和突变，逐渐的进化而来。 1974年Uzzell等人提出了一个模型，认为细 胞内细胞器和细胞核的形成是由原始的原 核细胞，通过一系列DNA的复制和细胞膜 的内陷，形成了双层膜的结构，在经结构 的分化和复制功能的消失后，就形成了现 代的真核生物。
–福克斯用类蛋白质加热得到微球体 –S. Miller (1953)的模拟实验 –澳大利亚陨石中发现(1959)氨基酸、嘧啶和脂
肪酸
中英联合实验室
8
Miller等的多肽生成理论
中英联合实验室
11
生物分子形成的传统理论
？
中英联合实验室
？
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核酸起源说
遗传学家Muller（20年代）提出“裸基因说” （naked gene theory）：生命发生从基因开始；
真细菌
生物的进化图示
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3
分子生物学
分子水平
细胞水 平
DNA的进化 蛋白质的进化
单细胞
细胞分化
多细胞
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生命史的三大阶段
前生命的化学进化阶段：完整细胞的形成 标志着这一阶段的结束 生物学进化阶段
文化进化与生物学进化并行和相互制约阶 段
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原始气体冷凝 汇流成海洋
中英联合实验室
18
内共生假说
－ 具有吞噬能力的细胞先后吞并了几种原核细胞 （细菌和蓝藻），由于后者没有被吞噬细胞所分解 消化，反而从寄生过渡到共生，并成为宿主细胞的 细胞器，如喜氧细菌成为线粒体，蓝藻成为叶绿体。
中英联合实验室
19
生
命 起
火山爆发和闪电 的能量使气体合 成简单有机物源 Nhomakorabea模
溅到岩石上的氨 基酸聚合成肽链
式
又重新回到水中
中英联合实验室
各种大分子进化 成原核细胞和真 核细胞
6
含 生 命 化 石 的 最 古 老 的 岩 石
中英联合实验室
7
一、生命的起源
生命的蛋白质起源说与核酸起源说
蛋白质起源说
–奥巴林的团聚体 (coacervate)假说（1924）： 用蛋白质（白明胶）和多糖（阿拉伯胶）混合得 到团聚体
T.Cech（80年代）发现四膜虫Pre－rRNA切下的内含
子具有酶的的活性（聚合和剪切作用），提示生命 RNA起源的可能性
Schuster（1984）发现硅酸盐介导DNA合成的现象
H.F.Noller（1992）发现纯化的rRNA有催化肽链合成 的功能
中英联合实验室
13
蛋白质起源说
三种非细胞生命形式
基因组进化的分子基础 和进化模式
中英联合实验室
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中英联合实验室
生 物 进 化 树
真菌
植物 双子叶植物 动物 脊椎动物
子囊菌
节肢动物 裸子植物单子叶植物环节动物 原口动物
担子菌
接合菌 褐藻
粘液菌
原生生物
变形虫
苔藓 软体动物 棘皮动物 线虫
绿藻 扁形动物
红藻 原始脊索动物 海绵体
鞭毛虫 草履虫
原核生物 古细菌