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單細(xì)胞生物的起源范文第1篇

為了盡快找到外星人，半個多世紀(jì)以來，人類什么手段沒試過：我們研制的空間望遠(yuǎn)鏡功能越來越強(qiáng)大，可以把天空掃個遍；我們殫精竭慮地設(shè)計(jì)了各種信號，向外星人發(fā)去問候……但多少次我們從驚喜的巔峰摔到了失望的谷底。譬如1960年代，科學(xué)家就一度把脈沖星信號看作了空間小綠人給我們的回音。至于家門口的那個“火星叔叔馬丁”讓我們魂?duì)繅衾@了多少年，那就更別提啦！今年8月，“好奇”號火星車又在火星登陸了，看看這回能否找到一個火星細(xì)菌……

可是另一方面，隨著高性能望遠(yuǎn)鏡緊鑼密鼓的搜尋，越來越多類地行星進(jìn)入我們的視野。盡管迄今還沒有發(fā)現(xiàn)一顆跟地球完全一樣的行星，但種種跡象表明，宇宙中適宜生命棲居的行星并不罕見。

這就把我們帶回到了一個由來已久的謎團(tuán)：既然宇宙中有很多適宜生命居住的家園，那么為什么找不到外星人呢？

當(dāng)然也有人曾提出過種種開脫的理由：或許外星文明還沒有來得及到外星球殖民，就毀滅啦；或許即便萬事俱備，生命也很難產(chǎn)生――比如有人就提出，地球上的生命種子并非“土生土長”，而是來自太空……但這些觀點(diǎn)總是不能讓人信服。

既然不能通過外部來回答這個問題，那么能否通過審視地球生命，來找到一點(diǎn)線索呢？

上篇 生命誕生并不難

生命需要能量的支撐

誰都知道，要想活命，就要吃東西。我們所吃的食物最后都轉(zhuǎn)化為了給細(xì)胞提供動力的“燃料”。但對于現(xiàn)代細(xì)胞來說，這“燃料”的利用是極其復(fù)雜的，而且這一套復(fù)雜的機(jī)制，本身就是進(jìn)化的產(chǎn)物，對于原始生命來說，顯然并不具備。

那么地球上產(chǎn)生原始生命所需的能量來自何處？傳統(tǒng)觀點(diǎn)是：來自閃電或者紫外線的輻射。

這些觀點(diǎn)靠譜嗎？

先來看閃電。首先，閃電釋放能量的特點(diǎn)是時(shí)間短、能量大，但無法收集和儲存，我們至今還沒有發(fā)現(xiàn)任何一種細(xì)胞或動植物能獲得這種形式的能量。原始生命恐怕也無法獲得這種能量。

那么紫外線呢？的確，今天個別單細(xì)胞生物和大多數(shù)的植物都能通過光合作用從太陽獲得能量，但光合作用涉及的過程很復(fù)雜，最初的生命應(yīng)該也不會具有此項(xiàng)本領(lǐng)。

那么最早的生命又是如何獲得能量的呢？

對此，可供我們探索的有兩條線索：第一條線索來自對現(xiàn)代單細(xì)胞生物基因組的比較和研究。通過這種比較，我們可以為它們建立“族譜”，追溯它們共同的祖先。研究表明，最早的細(xì)胞很可能是從H2和CO2的反應(yīng)中獲得碳和能量的。這個反應(yīng)除了直接生產(chǎn)有機(jī)分子，還能利用釋放的能量，把小分子“串接”成有機(jī)高分子，而生命的物質(zhì)基礎(chǔ)正好是復(fù)雜的有機(jī)高分子。

第二條線索來自對細(xì)胞能量產(chǎn)生機(jī)制的研究。科學(xué)家通過研究認(rèn)為，細(xì)胞可以靠一種電活動來獲得能量。這個觀點(diǎn)是1961年由英國生化學(xué)家彼得?米切爾提出的，但因?yàn)樘鋈艘饬?，在爭論了?0年之后才被大家所接受。

生命離不開電活動

米切爾提出，在現(xiàn)代的多細(xì)胞生物中，細(xì)胞獲得能量靠的是一種電活動。具體說來，靠的是線粒體內(nèi)膜兩側(cè)因H+濃度不同而產(chǎn)生的電位差。因?yàn)镠+帶正電荷，在膜兩側(cè)由于濃度的不同就形成了大約150毫伏的電位差。這聽起來似乎不算多，但考慮到膜的厚度大概只有1毫米的500萬分之一，所以這個電場的強(qiáng)度是極其驚人的，能達(dá)到3千萬伏特/米，與閃電相當(dāng)。單細(xì)胞生物完全可以用它來驅(qū)動鞭毛運(yùn)動，或者用來提供其它動力。

至于單細(xì)胞生物，雖然它們體內(nèi)沒有線粒體，但上述能量產(chǎn)生機(jī)制依然存在，只是產(chǎn)生電位差的不是線粒體膜，而是細(xì)胞膜。

米切爾的這個理論后來得到了證實(shí)，他因此榮獲1978年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎。

雖然這套能量產(chǎn)生機(jī)制對于現(xiàn)代細(xì)胞來說也是極其復(fù)雜的，但既然它為單細(xì)胞和多細(xì)胞生物所共有，那么可以推測，最早的單細(xì)胞生物也完全可以利用這個機(jī)制產(chǎn)生能量，只是這套機(jī)制當(dāng)時(shí)還沒有變得像現(xiàn)在一樣復(fù)雜而已。這就好比一架機(jī)器，開始比較簡單，經(jīng)過世代的改進(jìn)，如今已變得精巧復(fù)雜，但其基本的工作原理卻從一而終，沒有太大的變化。

誕生生命的搖籃

那么，早期生命是如何完成今天需要很復(fù)雜的機(jī)制才能勝任的這一工作的？科學(xué)家想到了深海熱液。

提起“深海熱液”，許多人立馬會想起海底的黑煙囪，這種黑煙囪存在于海底火山口附近，這種熱液是酸性的。但我們這里指的是一種堿性的海底熱液，它靠海水滲進(jìn)地幔中的橄欖石礦而形成。

橄欖石和海水反應(yīng)，生成蛇紋石，這個過程叫“蛇紋石化”。這一過程會產(chǎn)生堿性溶液（也就是H+濃度較低的溶液）和氫氣。當(dāng)它們鉆出地殼，與寒冷的海水接觸，里面溶解的礦物就析出來，形成像塔一樣的白色煙囪。這樣的煙囪，為“孵化”生命提供了有利條件。

讓我們不妨穿越時(shí)空，回到40億年前生命曙光乍現(xiàn)的時(shí)候，考察一下當(dāng)時(shí)地球的環(huán)境。

那個時(shí)候，如果有氧氣，也一定非常稀薄，因?yàn)榇髿庵械难踔饕獊碜灾参锏墓夂献饔?，而那個時(shí)候還沒有植物。所以，在那種缺氧的條件下，鐵不易被氧化，海洋富含鐵。那時(shí)CO2或許比現(xiàn)在還多，更多的CO2溶于水，意味著海洋顯酸性，海水富含H+。

試想一下，在這樣的環(huán)境下會發(fā)生什么事情？在多孔的海底煙囪，有很多像細(xì)胞一樣的小室，里面彼此相通，其表面由一層礦物薄膜與海水隔開。這層薄膜富含鐵、鎳和硫化鉬等礦物，而這些礦物是著名的催化劑，至今依然被細(xì)胞利用（當(dāng)然，它們被包含在了蛋白質(zhì)之中）來催化把CO2轉(zhuǎn)變成有機(jī)分子的反應(yīng)。

橄欖石蛇紋石化的過程中產(chǎn)生的富含氫氣的熱液，自然會滲進(jìn)這些小室。這樣，在礦物薄膜的內(nèi)側(cè)，是H+濃度較低、呈堿性的熱液，在外側(cè)則是H+濃度較高、呈酸性的海水。內(nèi)外因H+濃度不等，形成了電位差。假如膜很薄，形成的電場可以非常強(qiáng)。

本來，一般來說，要讓CO2和H2發(fā)生反應(yīng)是很難的：即使用鐵等催化劑，也要在高溫下才能進(jìn)行。但科學(xué)家注意到，在活細(xì)胞中，一旦有生物膜形成的高壓電場參與，這個反應(yīng)的門檻就會大大地降低了。

生命誕生并不難

現(xiàn)在，再讓我們一起來盤點(diǎn)一下這些小室周圍究竟有些什么：首先，從反應(yīng)材料來說，海水富含CO2，熱液富含H2；其次，從反應(yīng)條件來看，小室的礦物薄膜富含鐵、鎳等催化劑，而且在膜兩側(cè)又可形成足堪與閃電相當(dāng)?shù)母邏弘妶觥７磻?yīng)材料和條件都已經(jīng)一一齊備！所以，把CO2和H2合成有機(jī)分子的反應(yīng)應(yīng)該很容易發(fā)生，反應(yīng)釋放的能量又用于把有機(jī)小分子“串接”成氨基酸、糖和核甘酸等有機(jī)高分子。

由此來看，生命誕生所需要的條件和過程并不復(fù)雜，遠(yuǎn)非什么破壞熱力學(xué)第二定律的神秘現(xiàn)象，而是星球上自然狀態(tài)的不平衡所導(dǎo)致的必然結(jié)果。這個不平衡主要表現(xiàn)在礦物薄膜兩側(cè)海水酸堿度的失衡上。

當(dāng)然，我們得承認(rèn)這幅圖景還有很多空白需要填補(bǔ)，許多細(xì)節(jié)還有待搞清楚。但不妨?xí)簳r(shí)先考慮大的方面。根據(jù)這幅圖景，生命起源所需的“采購單”其實(shí)很簡單：橄欖石、水和CO2。而水和橄欖石是宇宙中最豐富的物質(zhì)之一。在太陽系中，許多行星的大氣富含CO2，這說明，CO2在宇宙中也很普遍。所以這種自發(fā)的反應(yīng)，可以大規(guī)模地發(fā)生在任何有水有橄欖石的行星上。

所以，從這一切我們可以預(yù)測，一旦星球的條件具備（譬如行星冷卻到合適溫度），單細(xì)胞生物的出現(xiàn)就不可避免。無怪乎，地球上的單細(xì)胞生命在地球誕生不到5億年之后就迫不及待地出世了。

下篇 復(fù)雜生命產(chǎn)生不易

巨大的鴻溝

那么此后發(fā)生了什么？人們通常認(rèn)為，一旦單細(xì)胞生物出現(xiàn)，只要給予合適的條件，它必然就會逐漸進(jìn)化成更復(fù)雜的多細(xì)胞生物。

但這件事在地球上有些蹊蹺。當(dāng)然，毫無疑問，地球上的多細(xì)胞生物是由單細(xì)胞生物進(jìn)化而來的，但其間經(jīng)歷了超乎尋常的延宕，大約過了相當(dāng)于地球年齡一半的時(shí)間，復(fù)雜的多細(xì)胞生物才開始出現(xiàn)。而且，單細(xì)胞生物進(jìn)化成多細(xì)胞在40億年的進(jìn)化歷史上僅發(fā)生了一次。這一切都暗示著，單細(xì)胞生物變成多細(xì)胞生物或許是進(jìn)化史上一次極為稀罕的偶然事件。

再者，如果說單細(xì)胞生物是通過數(shù)十億年的時(shí)間緩慢進(jìn)化成多細(xì)胞生物的，那么就應(yīng)該存在一系列中間狀態(tài)的細(xì)胞，甚至它們的后代有些至今還存在，但這種中間狀態(tài)的生命至今沒找到。

相反，在單細(xì)胞生物和多細(xì)胞生物之間，橫亙著一條巨大的鴻溝。一邊是細(xì)菌，不論體積還是基因組的規(guī)模而言都非常?。欢硪贿吺求w積龐大、行動笨拙的真核細(xì)胞，一個典型的真核細(xì)胞體積大約是一個細(xì)菌的1500倍，基因組也差不多是這個倍數(shù)。假如把細(xì)菌比作輕巧的戰(zhàn)斗機(jī)，那真核細(xì)胞就好比航空母艦。

地球上所有復(fù)雜的生命，動物也罷，植物和真菌也罷，都是真核生物，它們是由共同的祖先進(jìn)化而來的。所以，假如沒有發(fā)生一次性產(chǎn)生真核細(xì)胞祖先的事件，那就沒有植物，沒有魚，沒有恐龍和我們靈長類。

低級生命“升級”難

低級生命“升級”為高級生命很難，其實(shí)是因?yàn)榧?xì)菌本身就缺少能夠進(jìn)化成真核細(xì)胞生物的合適構(gòu)造，或者不妨說，它們先天不足。

如最近，一些科學(xué)家收集了各種細(xì)胞新陳代謝率和基因組的數(shù)據(jù)，并據(jù)此計(jì)算了一下，假如細(xì)菌要想“升級”――長得更大些，需要消耗多少能量。他們發(fā)現(xiàn)，倘若讓一個細(xì)菌的體積和基因組擴(kuò)大到一個真核細(xì)胞般大小，那么每個基因平均可以利用的能量只及真核細(xì)胞的數(shù)萬分之一。

我們知道，基因控制著蛋白質(zhì)的合成，細(xì)胞的絕大多數(shù)能量最后都用于制造蛋白質(zhì)，所以每個基因平均可以利用的能量是衡量蛋白質(zhì)種類和產(chǎn)量多寡的重要指標(biāo)。而蛋白質(zhì)又是維持細(xì)胞各項(xiàng)生理功能的最重要物質(zhì)，種類和產(chǎn)量越多，意味著生命活動越復(fù)雜。

所以，對于單細(xì)胞生物來說，它的每個基因可以利用的能量非常有限，哪怕有心，力也不足，根本無法指導(dǎo)合成大量參與復(fù)雜生命活動的蛋白質(zhì)，因此長得更大對它一點(diǎn)好處都沒有。

這就是單細(xì)胞所遇到的難以跨越的困難：它想“升級”變復(fù)雜，變成一條魚或者一棵樹，就不得不擴(kuò)充自己的基因組；可是，單靠它自身又不能為這些“擴(kuò)招”的基因提供適足的活動“經(jīng)費(fèi)”；于是，變復(fù)雜的“升級夢”也就永遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)不了。

高級生命，拜天所賜

那么真核細(xì)胞是如何突破這個困境的呢？答曰：通過獲得線粒體。

大約在距今20億年前，一個單細(xì)胞里不知怎么回事鉆進(jìn)了一個細(xì)菌。并且這個細(xì)菌沒被它吃掉，竟然在它體內(nèi)繁殖起來。當(dāng)這個細(xì)胞一分為二，寄宿在其體內(nèi)的這些細(xì)菌也分成兩半，所以細(xì)菌的后代依然寄宿在細(xì)胞的后代身上，形成一種共生的關(guān)系。沒想到這些細(xì)胞因禍得福，比起別的細(xì)胞來，更具生存優(yōu)勢，所以在弱肉強(qiáng)食的世界上逐漸壯大起來。

這樣，一代又一代，這些共生的細(xì)菌逐漸進(jìn)化成了細(xì)胞里微小的能量產(chǎn)生器――線粒體。線粒體既包含有制造能量所需的膜。而且，它們還沿著這一既定角色越變越小，任何多余的東西都被統(tǒng)統(tǒng)拋棄，最初大約有3000個基因，最后只剩下40個。

對于宿主細(xì)胞，那又是另一回事。當(dāng)線粒體的基因組縮小的時(shí)候，每個宿主基因分配到的可以利用的能量卻在不斷增加。受益于一群線粒體的“服侍”，它得以自由地?cái)U(kuò)充自己的基因組和長得更大。

基因組的擴(kuò)大為復(fù)雜生命的進(jìn)化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，使細(xì)胞變復(fù)雜成了可能。

這樣看來，復(fù)雜生命的出現(xiàn)，完全維系于一個非常偶然的事件――一個單細(xì)胞獲得了另一個單細(xì)胞！這意味著單細(xì)胞生物并非必定能進(jìn)化成復(fù)雜的多細(xì)胞生命。永不停歇的自然選擇，在過去的數(shù)十億年里，作用于無以數(shù)計(jì)的細(xì)菌，但這并沒有導(dǎo)致復(fù)雜生命從它們中涌現(xiàn)。細(xì)菌或許僅僅因?yàn)轶w內(nèi)缺少一個線粒體，于是它們好像陷入了進(jìn)化的陷阱，左沖右突也出不來，而多細(xì)胞生物則全靠偶然和僥幸才逃離這口陷阱。

人類，是宇宙唯一的精靈

經(jīng)過這樣一番探索，現(xiàn)在，我們可以對許多問題做出回答了。

宇宙中低級生命出現(xiàn)的概率有多大？由于構(gòu)建單細(xì)胞的材料――水、橄欖石和CO2――在宇宙中的存在是如此普遍，所以我們有理由相信，生命在宇宙中并不是地球的“專利”，在外星發(fā)現(xiàn)低級生命，應(yīng)該是意料之中和情理之中的事情。

單細(xì)胞生物的起源范文第2篇

小尖吻浣熊

2013年8月15日，美國史密森學(xué)會的科學(xué)家宣布，發(fā)現(xiàn)一種“半貓半熊”的新物種，這是西半球35年來首次發(fā)現(xiàn)食肉動物新物種。這種動物長得十分可愛，外表既像家貓又像泰迪熊，屬浣熊家族的一員，被命名為“小尖吻浣熊”。它們擁有褐色皮毛，大大的眼睛，體重約1千克。由于它們在夜間最活躍，且生活在人跡罕至的哥倫比亞和厄瓜多爾云霧森林中，所以人們對它們了解較少。它們雖是食肉動物，但也吃無花果、植物花粉等，通常都待在樹上。

“南極鉆探計(jì)劃”

海葵

這種白色小?？潜弧澳蠘O鉆探計(jì)劃”研究小組發(fā)現(xiàn)的，因此得名?？茖W(xué)家讓裝有攝像頭的機(jī)器人潛入南極羅斯冰架的一座冰川下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了數(shù)以萬計(jì)的白色小?？＿@是一種與眾不同的?？鼈兠苊茉言训氐箳煸谀蠘O冰層下方，而其他?？麆t生活在海底。處于收縮狀態(tài)的小?？w長不到2.5厘米，如果它們完全放松，體長可以達(dá)到3～4倍。科學(xué)家表示，能在溫度極低的冰川下發(fā)現(xiàn)?？?，說明生命能在極端環(huán)境下生存，這為尋找外星生命提供了新的依據(jù)。

“小仙女”柄翅卵蜂

這是在哥斯達(dá)黎加新發(fā)現(xiàn)的一種柄翅卵蜂。柄翅卵蜂是一類微小的寄生蜂，幾乎全部都寄生在其他昆蟲的卵和幼蟲上。它們生活在除南極洲之外的全球各地，身體非常微小，很容易被人們忽視，因而得名“小仙女”?！靶∠膳斌w長不超過0.25毫米，肉眼難見。但在顯微鏡下，“小仙女”身上的長而纖細(xì)的翅膀清晰可見，每個翅膀都具有類似毛發(fā)的剛毛。這種翅膀形狀可以幫助這種極小的昆蟲在飛行過程中減少湍流和阻力，而且它們在飛行過程中每秒需要拍打數(shù)百次翅膀。

骷髏蝦

這種動物因像皮包骨頭的骷髏而得名。它們雖然名為骷髏蝦，外形也有些像蝦，其實(shí)并不是蝦，而是一種海生的麥稈蟲類甲殼動物。它們的體長只有幾毫米，以浮游生物為食，也吃漂浮的生物尸體碎屑。它們分布于大西洋的一些淺水礁石洞穴中，常常附著在各種海藻上?？茖W(xué)家采集到一雄一雌兩只骷髏蝦，它們被分開裝在兩個瓶子中，目前被安置在加拿大渥太華自然博物館里。

橙青霉菌

青霉菌是一類真菌，因可以生成救命良藥青霉素而聞名于世。然而，很多人并不知道青霉菌并非只有一種，而是有200多種。一般來說，青霉菌的常見顏色是藍(lán)色和綠色，但新發(fā)現(xiàn)的橙青霉菌的顏色更加鮮亮，為橙黃色。橙青霉菌發(fā)現(xiàn)于突尼斯的一片土壤中?？茖W(xué)家取得菌種后，在實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿中小心翼翼地培養(yǎng)，結(jié)果長出一大片橙黃色的青霉菌。橙青霉菌擁有奇特的外殼，可以抵御干旱。

透明洞穴蝸牛

這種生活在完全黑暗的地下環(huán)境的蝸牛新物種，發(fā)現(xiàn)于克羅地亞西部地下980米深的一處洞穴中。它們沒有眼睛，也沒有外殼色素沉積，外殼呈透明狀。它們的身體很小，體長只有2毫米，行動非常緩慢，一星期的行程不會超過2.5厘米。科學(xué)家認(rèn)為，這種蝸牛主要不是通過爬行，而是利用水流或固定在較大哺乳動物身上以搭便車的方式四處移動。

清潔室細(xì)菌

通常航天飛行器在起飛前，所有艙室都要經(jīng)過嚴(yán)格的消毒和滅菌。然而，微生物學(xué)家在對航天器進(jìn)行消毒的清潔室里發(fā)現(xiàn)了稀有的清潔室細(xì)菌。它們僅靠空氣中十分微量的有機(jī)質(zhì)即可存活，而且還能耐受干燥、化學(xué)清潔、紫外線殺菌等極端苛刻的條件。由于在即將發(fā)射的火星車上也發(fā)現(xiàn)了這種細(xì)菌，微生物學(xué)家認(rèn)為，已經(jīng)有不少清潔室細(xì)菌隨著航天器飛到了其他星球上，它們可能成為未來外星生命起源的“種子”。

膠結(jié)質(zhì)有孔蟲

這是一種奇特的單細(xì)胞生物，發(fā)現(xiàn)于西班牙海底洞穴中。它們使用海綿骨針建立其外殼，具有模擬海綿進(jìn)食的能力。一般單細(xì)胞生物肉眼難見，而膠結(jié)質(zhì)有孔蟲體長為3.8～5厘米，堪稱單細(xì)胞生物世界的巨人。為了模擬肉食性海綿，它們采集海綿殘片，然后像搭積木一樣搭建自己的外殼。

麥維爾角葉尾壁虎

2013年3月，澳大利亞詹姆士庫克大學(xué)的研究研究人員在麥維爾角地區(qū)進(jìn)行調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)了這種獨(dú)特的壁虎。它們有一條像葉片一樣寬大的尾巴，斑駁的體色像巖石或樹干，這些特征便于它們在叢林中活動時(shí)進(jìn)行偽裝。它們晝伏夜出，白天躲在巖縫中，晚上才爬到巖石或樹上覓食。它們主要以小蟲子為食。它們具有修長的體形和四肢，配上巨大的雙眼，能很好地適應(yīng)當(dāng)?shù)氐膮擦汁h(huán)境。

單細(xì)胞生物的起源范文第3篇

原始的海洋是酸性的熱洋。海洋是怎么形成的？在地球演化早期，由星云凝聚而成的原始地球，氣體與固體粒子逐漸分開，形成原始的大氣圈。原始大氣不斷向星際空間逸散，所以原始大氣圈對于地球水圈的形成并無貢獻(xiàn)。在原始大氣逸散的過程中，來自地球內(nèi)部的揮發(fā)物質(zhì)不斷替補(bǔ)著原始的大氣，逐漸演變成一個次生的大氣圈。水圈的形成起初便有賴于這個次生的大氣圈。次生大氣圈的發(fā)育主要來自像火山噴發(fā)這樣的釋氣作用。當(dāng)時(shí)它是還原性質(zhì)的，而不是氧化性質(zhì)的（氧化是現(xiàn)代大氣圈的特征）。次生大氣圈生成之初，地球溫度還較高，幾乎所有的揮發(fā)氣體，包括 H2O都在大氣之中。但當(dāng)?shù)乇頊囟冉档椒悬c(diǎn)以下，H2O便冷凝為水，形成原始海洋。由于大氣中含有HCl和CO2等氣體，故早期冷凝出來的水必定是酸性的，溫度也較高。

原始的海洋不太咸。海洋剛形成時(shí)，海水和江河湖水一樣，是淡的。后來，雨水不斷地沖刷巖石和土壤，并把巖石和土壤中的鹽類物質(zhì)沖入江河，而江河的水流到大海，使海洋中的鹽分不斷增加。與此同時(shí)，海中水分不斷蒸發(fā)（鹽幾乎不會蒸發(fā)），這就使鹽的濃度越來越大。當(dāng)然，這個過程是很漫長的。 水分不斷蒸發(fā)，反復(fù)地興云致雨，重又落回地面，把陸地和海底巖石中的鹽分溶解，不斷地匯集于海水中。經(jīng)過億萬年的積累融合，才變成了大體積的咸水。

原始的海洋是有毒的。近日科學(xué)家的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，早期時(shí)候地球上的海洋就像毒液一樣，所有生物都難以生存。這是來自丹麥南方大學(xué)的研究員發(fā)現(xiàn)的，他們稱地球早期存在大片的海洋，但是當(dāng)時(shí)海中存在著大量的硫化物?？茖W(xué)家是在大峽谷考察時(shí)發(fā)現(xiàn)的這樣的結(jié)果，他們探測了巖石中的微量元素，從而發(fā)現(xiàn)古代時(shí)期海洋中存在高容量的硫酸鹽。當(dāng)時(shí)海水中的鉬要比如今海水中鉬的含量高出許多，這些巖石也更容易融化于含氧的水中。

負(fù)責(zé)本次研究的馬修博士稱：“這是驚人的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)的海水與現(xiàn)在存在很大的差距，不過我們還不知道它們是怎么變化成現(xiàn)在這樣的，這還需要慢慢地研究?！备鶕?jù)科學(xué)家介紹，當(dāng)時(shí)海洋硫化物豐富，特別是淺海，而它們的覆蓋率是當(dāng)今的400至800倍。

原始的海洋是缺氧的。由于大氣中當(dāng)時(shí)沒有氧氣，也沒有臭氧層，紫外線可以直達(dá)地面，靠海水的保護(hù)，生物首先在海洋里誕生。大約在30多億年前，即在海洋里產(chǎn)生了有機(jī)物，先有低等的單細(xì)胞生物。在6億年前的古生代，有了海藻類，在陽光下進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生了氧氣，慢慢積累的結(jié)果，形成了臭氧層。此時(shí)，生物才開始登上陸地。

總之，經(jīng)過水量和鹽分的逐漸增加，及地質(zhì)歷史上的滄桑巨變，原始海洋逐漸演變成今天的海洋。

單細(xì)胞生物的起源范文第4篇

嚴(yán)格地說，基因突變也并非是完全隨機(jī)的，基因組的某些區(qū)域要比其他區(qū)域更容易發(fā)生突變。在物理、化學(xué)因素的作用下，基因組也會自發(fā)形成某種有序的結(jié)構(gòu)。這種所謂“自組織”現(xiàn)象，更大大降低了生命的產(chǎn)生和進(jìn)化的偶然性，有的學(xué)者甚至認(rèn)為自組織對生物進(jìn)化的作用，并不亞于自然選擇。事實(shí)上，自組織是在生物界和非生物界都普遍存在的現(xiàn)象。如果不考慮自組織因素而單純做概率計(jì)算，我們會發(fā)現(xiàn)水結(jié)成冰也是一個概率幾乎為零的不可能事件。以概率計(jì)算攻擊進(jìn)化之荒謬，由此可見。

比利時(shí)生物學(xué)家克里斯蒂安?德迪夫所著《活力之塵》，更試圖說明生命起源和進(jìn)化乃是生物化學(xué)作用的必然結(jié)果，它的新版副標(biāo)題“生命作為宇宙之必然”即是對這一觀點(diǎn)的歸納。德迪夫是現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)的主要創(chuàng)建者之一，因發(fā)現(xiàn)溶酶體和過氧化物酶體在1974年獲得諾貝爾生理學(xué)獎。晚年致力于研究生命起源和科普創(chuàng)作，在此之前已出版過兩本很受歡迎的科普著作《活細(xì)胞導(dǎo)游》和《細(xì)胞藍(lán)圖》。

宇宙具有結(jié)構(gòu)，這是科學(xué)已發(fā)現(xiàn)的，事實(shí)上也是科學(xué)研究能夠成立的前提。但是宇宙是否真的有意義?這是一個哲學(xué)問題，而不是科學(xué)問題。德迪夫認(rèn)為，宇宙的結(jié)構(gòu)必然能夠產(chǎn)生生命和思維，再由思維發(fā)現(xiàn)宇宙的結(jié)構(gòu)和理解真善美愛，就是宇宙的意義。這是一種改頭換面的目的論，只不過導(dǎo)向目的的神秘力量由生物化學(xué)力量所取代。宇宙學(xué)認(rèn)為我們的宇宙的確令人驚訝地適宜生命的生存，如果在宇宙大爆炸的最初時(shí)刻，物理常數(shù)略有不同，就很可能不會有生命。但是我認(rèn)為這并不意味著宇宙有什么既定目的或意義。對此最簡單的也是最好的解釋是人屬原理(AnthropicPrinciple，常被不恰當(dāng)?shù)刈g為“人擇原理”)：因?yàn)檫@是我們所從屬的宇宙，如果沒有這樣的宇宙，就不會有我們?nèi)祟?。可能還有許許多多不同的宇宙有著不同的生存條件，只是我們無法知道而已。我們很容易把一個僅知(未必是僅有)的偶然結(jié)果誤解為必然結(jié)果。根據(jù)現(xiàn)狀去推想起始條件的必然意義，乃是沒有意義的事后諸葛亮，就像一位在混戰(zhàn)中奪得皇位的人自稱是真龍?zhí)熳印?/p>

單細(xì)胞生物的起源范文第5篇

【關(guān)鍵詞】新課改初中生物

一、明確目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣產(chǎn)生于認(rèn)識和需要，是人們力求認(rèn)識某種事物的心理傾向，也是參與學(xué)習(xí)的強(qiáng)大力量?？涿兰~斯曾說：“不了解其用途的知識，對學(xué)生來說無異于來自其他世界的怪物，學(xué)生會毫不關(guān)心它的存在，更不會產(chǎn)生掌握它的需求”。對中學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)大理想的教育，引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)習(xí)生物學(xué)知識與祖國建設(shè)的需要、人類生存的需要聯(lián)系起來，并使之轉(zhuǎn)化為學(xué)生自身的需要，上好緒論課是激發(fā)興趣的關(guān)鍵步驟。緒論課上得好壞在很大程度上將影響學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，產(chǎn)生先人為主的效果。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以新穎、生動、活潑的例子導(dǎo)入緒論課。導(dǎo)入的方法有多種，如提問、討論、設(shè)疑質(zhì)問、選講故事等。例如，在講初中植物學(xué)緒論課時(shí)提問學(xué)生：自然界的植物為什么這么多？人怕太陽曬而植物為什么不怕？通過講虎克發(fā)明顯微鏡的故事，使學(xué)生了解細(xì)胞是怎樣發(fā)現(xiàn)的，對細(xì)胞產(chǎn)生濃厚的興趣。通過講述孟德爾種豌豆，摩爾根養(yǎng)果蠅發(fā)現(xiàn)遺傳三大規(guī)律的故事，激起學(xué)生急于了解三大規(guī)律的欲望，激起他們對生物世界的極大興趣，自然會把注意力集中起來。隨著年齡的增長，學(xué)生往往對問題的實(shí)質(zhì)和更深的理論感興趣。例如，生命是如何起源的？一片小小的綠葉為什么能把無機(jī)物變成有機(jī)物？遺傳和變異的本質(zhì)是什么？……在上課時(shí)，經(jīng)常介紹一些生命科學(xué)與解決人類及全球性問題密切相關(guān)的事例給學(xué)生，如介紹生物學(xué)在攻克癌癥、艾滋病等方面的重要作用以及人體器官的修補(bǔ)、移植與人類健康等研究進(jìn)展，通過這些事實(shí)使學(xué)生對生物學(xué)的興趣由此而生，學(xué)習(xí)才有動力。

二、開展探究性教學(xué)

探究性教學(xué)是目前最為矚目的教學(xué)形式，因?yàn)樾抡n改要求我們的教學(xué)重視學(xué)生創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，主要對學(xué)生進(jìn)行知識與技能的傳授，盡管某些學(xué)生能掌握很多的知識，但缺乏實(shí)踐能力，變成高分低能兒。開展探究性教學(xué)活動，能讓學(xué)生學(xué)會探知的方法，體驗(yàn)到科學(xué)研究的過程，并有利于科學(xué)知識解決實(shí)際問題，從而使學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到了全面的提升。在生物教學(xué)中所開展的探究性教學(xué)，大體可以分兩種類型。

實(shí)驗(yàn)型。該探究模式以實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生通過生物實(shí)驗(yàn)，探索生物知識與原理，就屬于實(shí)驗(yàn)型探究模式。初中生物新課程上安排了很多實(shí)驗(yàn)，這是開展探究教學(xué)的便利素材，我們在具體教學(xué)的時(shí)候，要好好的利用。比如，人體的呼吸，可以采用探究式進(jìn)行教學(xué)。有些人認(rèn)為，這不好開展探究教學(xué)吧，因?yàn)槊總€學(xué)生看不見自己的胸腔。事實(shí)上，我們可以發(fā)動學(xué)生自制一個胸腔模型：用塑料瓶代替胸廓，小的橡皮泡代替肺，將這個“肺”放在塑料瓶內(nèi)，再用我們手的力，使胸廓產(chǎn)生呼氣與吸氣的作用。這樣就能使學(xué)生完成探究肺的容積在呼吸中的變化，從而使學(xué)生理解人體的呼吸動作，加深對呼吸系統(tǒng)知識的理解與掌握。

調(diào)查型探究。組織學(xué)生走向社會，對某一個課題進(jìn)行調(diào)查活動，是探究學(xué)習(xí)的另一種形式。新課強(qiáng)調(diào)生物與社會、生活的聯(lián)系，要求生物走向社會，因此，開展社會調(diào)查活動是探究教學(xué)的重要形式。比如，生物的多樣性，我們怎么讓學(xué)生真正的認(rèn)識當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)是一個平衡的、完整的系統(tǒng)昵？老師在課堂上講千萬遍，也不如學(xué)生親眼見一遍。如果我們老師能組織學(xué)生到野外的池塘或水稻地等地方進(jìn)行調(diào)查，就能使學(xué)生很方便的得出這些具體生態(tài)系統(tǒng)的組成，從而加深了學(xué)生對生態(tài)知識的理解。初中生物上有很多適合學(xué)生開展調(diào)查探究的課題，學(xué)生對這些課題的探究，能產(chǎn)生親近大然的情感，增加學(xué)習(xí)生物的興趣。同時(shí)，學(xué)生在分組活動中，掌握與同學(xué)合作的技巧，這對于他們將來適應(yīng)社會的發(fā)展，有很大的促進(jìn)作用。

三、落實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

俗話說：“自己動手，豐衣足食”。只有自己親身經(jīng)歷過，才能深刻明白其中的道理。如教學(xué)《觀察植物細(xì)胞》，單憑空講解，學(xué)生根本弄不清細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)、液泡在形狀和結(jié)構(gòu)層次上有什么區(qū)別，除非死記硬背。我們想讓學(xué)生輕松自主的學(xué)好知識，最簡單的就是把學(xué)生帶到實(shí)驗(yàn)室，用顯微鏡觀察洋蔥鱗片的永久裝片，有條件的讓學(xué)生自己制造臨時(shí)裝片。這樣做既鞏固了對顯微鏡的操作方法，又讓學(xué)生一目了然的看清植物細(xì)胞的各個組成部分以及形狀特點(diǎn)，在腦子里留下的印象也極為深刻，不用浪費(fèi)時(shí)間去死記硬背了。

四、提高作業(yè)質(zhì)量

一項(xiàng)設(shè)計(jì)精巧的作業(yè)，不但可以與課堂教學(xué)緊密配合，促進(jìn)學(xué)生思維、智力、興趣、意志等方面的健康發(fā)展，還能對課堂上所學(xué)的知識查缺補(bǔ)漏，是教師了解學(xué)生和檢查教學(xué)效果的一個窗口。作業(yè)形式要多樣化，且精而簡。如教學(xué)《單細(xì)胞生物》的作業(yè)：“繪畫草履蟲的結(jié)構(gòu)示意圖，并指出各部分的功能”。這一畫，不僅使學(xué)生記住草履蟲的形態(tài)，同時(shí)也貫穿了整節(jié)課的知識點(diǎn)。

五、做學(xué)生心靈的朋友

在現(xiàn)代教育飛速發(fā)展的今天，如何搞好中學(xué)教育教學(xué)管理工作是我們培養(yǎng)具有知識創(chuàng)新能力人才的關(guān)鍵，在工作實(shí)踐中，我深刻的體會到在實(shí)施各項(xiàng)管理措施之前最主要的是要求我們每一個管理者首先要自己有熱愛學(xué)生、熱愛工作的深厚感情，只有帶著這樣的情感去做我們的工作才能真正的了解學(xué)生的思想、情感和心聲，才能深刻體會學(xué)生的所需所求，才能達(dá)到師生的情感交流，心靈的相通。經(jīng)常與學(xué)生接觸，盡快了解他們的學(xué)習(xí)情況、個性特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)以及家庭情況。同時(shí)也讓學(xué)生盡快了解你、熟悉你、敢與你接近，感受到你的平易近人，感受到你的愛，和你打成一片，就像兄弟姐妹一樣。特別是后進(jìn)生，要用心去呵護(hù)他們強(qiáng)烈的自尊心和榮譽(yù)感，不能在大庭廣眾之下點(diǎn)缺點(diǎn)，也不能用諷刺、挖苦、侮辱、謾罵、體罰等方法，這樣會使那種要求得到尊重而又得不到尊重的矛盾表現(xiàn)更加尖銳，甚至形成師生對立，那時(shí)再采取什么措施都難以奏效了。我們要選擇與學(xué)生融為一體，讓學(xué)生從內(nèi)心深處感受到你是處處關(guān)心他、愛護(hù)他、時(shí)時(shí)為他著想的朋友。只有架好這座默契的橋梁，一切才會順理成章。

筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和對新課改內(nèi)容的學(xué)結(jié)了以上部分體會。作為初中生物教師，在實(shí)際生物教學(xué)中還存在需要完善的地方裁會不斷摸索多種教學(xué)方式，希望為打造更加有效的生物課堂做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)