生命的起源

生命的起源《知识结构》

《重点、难点解析及知识扩展》

化学进化—地球上生命的起源

1、现代化学进化理论的基本观点是什么？

（1）地球上的生命起源于原始地球条件下

（2）由非生命物质通过化学途径演变为原始生命

（3）是经历漫长地质年代逐渐演变的

2、原始地球为生命发生提供了哪些条件？

（1）物质条件—原始地球大气

①来源于41亿年前原始地球内部气体喷射和火山活动

②主要成分有CO、CO2、H2、H2O、NH3、CH4、H2S、HCN等

③原始地球大气属于还原性气体

④原始地球大气是化学进化第一阶段的场所

（2）能源条件——物理性能源

①紫外线可能是主要能源（持续性、无臭氧屏障）

②高温气体蕴含大量的热能

③闪电和各种宇宙射线也是能源

（3）时间条件—原始地球形成

①原始地球形成于46亿年前，早期地球为炽热的球体

②原始地球形成后约5亿年局部降温至100℃以下（生成液态水）

（4）空间条件—原始海洋形成

①原始海洋约形成于38亿年前

②原始海洋是化学进化和生命诞生的摇篮

3、化学进化过程是怎样的？

（1）化学进化的第一阶段，要强调通过各种模拟实验表明从无机物合成有机物的化学过程，很可能发生在原始地球的大气之中，有机小分子物质最后汇集在原始海洋之中。

（2）化学进化的第二阶段，要强调化学变化主要是缩合作用或聚合作用，这一内容同学们可联系旧知识来回忆，即氨基酸缩合蛋白质，核苷酸聚合成核酸。还要强调通过各种模拟实验制造出的高分子物质只是类似蛋白质和核酸的物质，因此，只是为研究生命起源提供了一些线索，表明此阶段的变化在原始地球的条件下也是可能的。

（3）化学进化的第三阶段，要强调多分子体系形成的可能过程，以及推测多分子体系的三个主要特点，即①多分子体系的物质基础是蛋白质、核酸等有机高分子物质；②多分子体系的结构特点是具有最原始的界膜，已经与周围的原始海洋环境分离开了；③多分子体系与外界环境的关系是能够进行原始的物质交换活动。但是同学们要明确，原始的物质交换还不是新陈代谢作用。

（4）化学进化的第四阶段，要强调①此阶段的复杂性、重要性和长期性；②原始生命的两项最重要的特征（原始的新陈代谢、原始的繁殖作用）；③原始生命的产生既是化学进化的结束，又是生物进化的开始。

请同学注意：

①从无机物质生成有机物质；

②从小分子物质形成大分子物质；

③从无生命物质演变为有生命物质。“生成”有从无到有的含义，即原来没有有机物，而现在新生出了有机物。“形成”有从小到大的含义，即有机物从小分子形成高分子。“组成”有从部分构成系统整体的含义，即有机高分子物质组成了多分子体系。“演变”有变化繁多、时间漫长的含义，即演变的过程极其复杂、漫长。通过指导学生分析清楚四个动词的含义，再结合物质变化的规律，识记四个阶段就很容易了。

4、原始生命的新陈代谢类型可能属于哪一种类型？

由于原始生命刚刚诞生，还不可能像绿色植物那样进行光合作用，也不能像硝化细菌那样进行化能合成作用，它只能直接从原始海洋中吸收现成的有机物，因此，从同化作用看，其代谢类型可能是异养型的。由于原始生命所处的原始地球大气是第二代大气，属还原性大气，大气层中没有氧，因此，从异化作用看，其代谢类型可能是厌氧型的。

《典型例题解析》

1、在生命起源的化学进化过程中，第二阶段形成的物质是：

A、NH3、CH4

B、核苷酸、单糖

C、原始蛋白质、核酸

D、嘌呤、嘧啶

[解析]本题考查的是生命起源的化学进化过程的有关知识，属于识记、理解水平的题目，难度不大。生命起源的第二阶段是指从有机小分子形成有机高分子，如原始蛋白质、核酸，故应选C。

2、与现代海洋、大气相比较，原始海洋、大气之所以有利于生命诞生，是因为原始海洋：

A、含丰富的有机物和含游离氧

B、含丰富的无机盐和含游离氧

C、不含丰富的有机物和不含游离氧

D、含丰富的有机物和不含游离氧

[解析]本题侧重于考查生命起源的化学进化过程的第一、二段。考查的能力是根据已有知识进行分析的能力，具有一定的难度。解题思路是：在原始大气中生成的有机小分子物质聚集在原始海洋中，经相互作用形成有机高分子物质，进而形成多分子体系，以至原始生命。所以，在原始海洋中含有丰富的有机物质。大气中的游离氧是在蓝藻和绿藻出现后才现出并逐渐多起来的。所以，原始海洋在生命出现前是不含游离氧的。此外，本题还可以采用分步“淘汰法”求解：（1）由于生命诞生于原始海洋，首先肯定原始海洋含有丰富有机物，可淘汰B、C选项；（2）因原始大气属还原性气体，不含游离氧，则原始海洋也不存在游离氧，从而淘汰选项A，故正确答案为D。

3、结晶牛胰岛素的人工合成是生命科学上的重要成果，它对生命起源问题的哪个阶段提供了有力的证据：

A、从无机小分子生成有机小分子物质

B、从有机小分子形成有机高分子物质

C、从有机高分子物质组成多分子体系

D、从多分子体系演变为原始生命

[解析]此题涉及有关人类在探索生命起源问题上的实验研究证据，解答此题必须明确结晶牛胰岛素是何种物质，继而结合生命起源过程进行判别，具有一定的综合性。结晶牛胰岛素是一种含有51个氨基酸的蛋白质，它属于高分子化合物，因此这一过程与生命起源的第二阶段类似，故应选B。

《单元练习》

1、原始地球上的非生命物质，逐渐演变为原始生命物质的过程，通常称为

A、生物进化Ｂ、物理进化Ｃ、核酸进化Ｄ、化学进化

［答案］Ｄ。

２、作为原始地球上生命起源的原料，原始大气的成分中没有

Ａ、游离态氧Ｂ、游离态氢Ｃ、化合态碳Ｄ、化合态硫

［答案］A。

３、地球上生命起源的最关键阶段是

Ａ、合成氨基酸和核苷酸等有机小分子

Ｂ、生成原始蛋白质和核酸等生物大分子

Ｃ、有原始界膜的多分子体系的形成