化學(xué)起源說，生命起源的化學(xué)起源過程

化學(xué)
2023-05-07

目錄
化學(xué)的起源簡介
生命起源的化學(xué)起源過程
化學(xué)起源說和海洋化學(xué)起源說
生命化學(xué)起源的四個(gè)階段
生物起源化學(xué)說

化學(xué)的起源簡介

化學(xué)起源說是人們普遍接受的生命起源假說，由奧巴林和霍爾丹提出，洞手巧這一假說認(rèn)為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長的薯臘時(shí)間內(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過極其復(fù)雜的化學(xué)過程，納鍵逐漸地演變而成的。最終，以生化和遺傳的建立為標(biāo)志的細(xì)胞得以誕生。

生命起源的化學(xué)起源過程

化學(xué)起源說將生命的起源分為四個(gè)階段。

第一個(gè)階段

從無機(jī)小分子生成有機(jī)小分子的階段，即生命起源的化學(xué)進(jìn)化過程是在原始的地球條件下進(jìn)行的。需要著重指出的是米勒的模擬實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)盛有水溶液的燒瓶代表原始的海洋，其上部球型空間里含卜搭寬有氫氣、氨氣、甲烷和水蒸汽等“還原性大氣”。米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環(huán)，接著他通過兩個(gè)電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而球型空間下部連通的冷凝管讓反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底枝配部的燒瓶，即模擬降雨的過程。經(jīng)過一周持續(xù)不斷的實(shí)驗(yàn)和循環(huán)之后。米勒分析其化學(xué)成分時(shí)發(fā)現(xiàn)，其中含有包括5種氨基酸和不同有機(jī)酸在內(nèi)的各種新的有機(jī)化合物，同時(shí)還形成了氰氫酸，而氰氫酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是組成核苷酸的基本單位。米勒的實(shí)驗(yàn)試圖向人們證實(shí)，生命起源的第一步，從無機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的。

第二個(gè)階段

從有機(jī)小分子物質(zhì)生成生物大分子物質(zhì)。這一過程是在原始海洋中發(fā)生的，即氨基酸、核苷酸等有機(jī)小分子物質(zhì)，經(jīng)過長期積累，相互作用，在適當(dāng)條件下（如黏土的吸附作用），通過縮合作用或聚合作用形成了原始的蛋白質(zhì)分子和核酸分子。

第三個(gè)階段

從生物大分子物質(zhì)組成多分子體系。型亮這一過程是怎樣形成的？前蘇聯(lián)學(xué)者奧巴林提出了團(tuán)聚體假說，他通過實(shí)驗(yàn)表明，將蛋白質(zhì)、多肽、核酸、明膠、阿拉伯膠和多糖等放在合適的溶液中，它們能自動(dòng)地濃縮聚集為分散的球狀小滴，這些小滴就是團(tuán)聚體。奧巴林等人認(rèn)為，團(tuán)聚體可以表現(xiàn)出合成、分解、生長、生殖等生命現(xiàn)象。例如，團(tuán)聚體具有類似于膜那樣的邊界，其內(nèi)部的化學(xué)特征顯著地區(qū)別于外部的溶液環(huán)境。團(tuán)聚體能從外部溶液中吸入某些分子作為反應(yīng)物，還能在酶的催化作用下發(fā)生特定的生化反應(yīng)，反應(yīng)的產(chǎn)物也能從團(tuán)聚體中釋放出去。另外，有的學(xué)者還提出了微球體和脂球體等其他一些假說，以解釋有機(jī)高分子物質(zhì)形成多分子體系的過程。

第四個(gè)階段

有機(jī)多分子體系演變?yōu)樵忌?，包括以生化和遺傳的建立為標(biāo)志的細(xì)胞的誕生。這一階段是在原始海洋中形成的，是生命起源過程中最復(fù)雜和最有決定意義的階段。目前，人們還不能在實(shí)驗(yàn)室里驗(yàn)證這一過程。

化學(xué)起源說和海洋化學(xué)起源說

為什么會有化學(xué)?

在書上所說?；瘜W(xué)方法最早應(yīng)用于金屬的提煉和加工，以及陶器的制造。從這一點(diǎn)可以看談模出化學(xué)最早是用在工業(yè)方面。以及為了人們的生活和建筑。而這些化學(xué)公益實(shí)踐并沒有什么理論基礎(chǔ)。就只是人們在長期的實(shí)踐中對物質(zhì)的理解而產(chǎn)生出的文化。

在最早的四大文明古國中。有古埃及淘洗，黃金。以及蘇美爾的彎刀。這些都是人們在偶然中發(fā)現(xiàn)的。從而延伸中了一種。以及這些象征著一些文明。

而在用于化學(xué)中，玻璃就是最好的代表。古代時(shí)的人們。人早就應(yīng)用還有酮化合物的，不透明的藍(lán)色和綠色的釉去制作玻璃。并且制造玻璃過程中還顯示的方法需要鈉堿和壺中的碳酸鈉。

埃及人曾海把石英，孔雀石，石灰一起加熱到830度到900度。制成了一種深藍(lán)色組成確定的化合物cao.cuo.4sio2稱為埃及藍(lán)。他和堿鈉一起使用。就會使物體帶上顏色。慢慢的也就產(chǎn)生了染料。

埃及人從靛藍(lán)植物中制取藍(lán)色染料靛藍(lán)。而把一塊兒植物染成不同顏色的方法。就用煤染劑。而古時(shí)腥紅色的染料由胭脂蟲制取的。

從古時(shí)的化學(xué)可以看出。悶的化學(xué)往往大多都來自于生活。以及昆蟲植物等等。從而可以看出在那時(shí)的化學(xué)是沒有理論去支柱的。是人們從生活中提取的。對一個(gè)物體的理解和見解。

慢慢的，隨著人們的智慧逐漸顯現(xiàn)出來。元素和化合物的定義所依據(jù)的概念才是差不多顯現(xiàn)的。但這卻是經(jīng)過許多世紀(jì)的努力才得到。最早的元素是在希臘哲學(xué)家中泰勒斯。認(rèn)為萬物由水生成。阿那克西妮。認(rèn)為昌侍蔽萬物由空氣生成。他和拉克利特認(rèn)為萬物由火生成。而恩培多克勒認(rèn)為事物有四根的觀念，火空氣，水和土。以及兩種力量吸引和排斥。便是最早的四元素學(xué)說。最早時(shí)的科學(xué)家。我拉圖他假定是無憂無形式的原質(zhì)物質(zhì)。取得形式后產(chǎn)生的每個(gè)元素都有其獨(dú)特的形狀。我為四面體，空氣為八面，體水為20面體圖為立方體，它們都是用兩種直角三角形從空間中截取出來的。他們可以按一定的比例互相轉(zhuǎn)變。而亞力士多德則認(rèn)為物質(zhì)的基本性質(zhì)是熱冷濕，干，把它們對地組合說所謂的四元素，火，空氣，土，水。

而這四物質(zhì)元素學(xué)說一直到18世紀(jì)末期都被認(rèn)為是正確的，一直到19世紀(jì)末。

在古典時(shí)期，人們就已經(jīng)知道耐州了一些化學(xué)物質(zhì)像銅，鐵，鋅，的氧化物。并用這些物質(zhì)和一些化學(xué)操作反向金屬和合金的加工。這些方法引起了學(xué)者的興趣，他們建立理論時(shí)也提出了實(shí)際操作，但很少人去做實(shí)驗(yàn)。不過有一些被森旅或者寺院中專門的工匠培植起來，而實(shí)踐的傳統(tǒng)也是一代一代的傳了下去。

在之前最重要的化學(xué)就用于了有名的萊頓紙草。而這種秘方主要的內(nèi)容是仿照金和銀的合金。就這樣一代一代的傳了下去。

到這里就可以看出。古時(shí)的化學(xué)是沒有依據(jù)的。都只是從生活和實(shí)踐中提取出來的。慢慢的才有了學(xué)者去提出一種概念。從而創(chuàng)造一種學(xué)說成為了化學(xué)。

生命化學(xué)起源的四個(gè)階段

時(shí)至今日，在關(guān)于生拍雹芹命起源的問題上，研究取得的最重大的進(jìn)展，就是用實(shí)驗(yàn)支持、證實(shí)了生命的“化學(xué)起源說”。

1953年，美國芝加哥大學(xué)年輕的畢業(yè)生米勒，在龍瑞教授指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)和研制出一個(gè)模擬原始地球情況的實(shí)驗(yàn)裝置。他把甲烷、氨、水蒸氣、氫氣的混合體裝在這個(gè)封閉的裝置內(nèi)，經(jīng)過連續(xù)一周的火花放電，得到11種氨基酸和其他有機(jī)物，即合成了生物小分子。

生物小分子一般是指分子量在1000以下的氨基酸、脂肪、單糖等。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是生命起源研究史上一個(gè)關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)。正是這個(gè)實(shí)驗(yàn)，提供了幾十億年前，原始地球上合成有機(jī)物的生動(dòng)圖景。關(guān)于生命的“化學(xué)起源說”，是在100多年前恩格斯提出來的。他總結(jié)當(dāng)時(shí)自然科學(xué)的成就，提出了三個(gè)極為重要的論點(diǎn)：

①生命起源是一個(gè)十分漫長的過程，地球上的生命不可能從非生命物質(zhì)中突然產(chǎn)生。

②生命的起源必然是經(jīng)過化學(xué)途徑實(shí)現(xiàn)的。

③生命是蛋白體的存在方式。如果有一天用化學(xué)方法制造蛋白體成功了，那么它們一定會顯示生命現(xiàn)象，進(jìn)行新陳代謝，雖然可能是很微弱的和短暫的。

“化學(xué)起源說”是對當(dāng)時(shí)人類認(rèn)識生命起源的科學(xué)總結(jié)，米勒的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了它的基本思想，也深化了它的基本思想。

米勒和奧吉爾在《地球上生命的起源》一書中，以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，明確地指出生命是在地球上發(fā)生的，所有生命都具有共同的基本成分和性質(zhì)，都有共同的生物合成途徑。

米勒的發(fā)現(xiàn)打開了生命之謎的大門，成為20世紀(jì)最重大的發(fā)現(xiàn)之一。

在米勒之后的1959年，德國兩位科學(xué)家也做了類似的實(shí)驗(yàn)，所不同的是，他們是用紫外線來模擬地球誕生之初的太陽輻射，結(jié)果也得到了氨基酸。這個(gè)實(shí)驗(yàn)又證明，只要有能量輻射，就能使宇宙中的肆兆一些構(gòu)成有機(jī)分子的原子靠攏，并合成氨基酸。

在米勒實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)下，到1970年為止，世界各國已先后在實(shí)驗(yàn)室人工合成了21種氨基酸。

實(shí)驗(yàn)的成功，又促使科學(xué)家進(jìn)一步思考：能否人工合成比氨基酸更高級的生命物質(zhì)?

1961年，美國生化學(xué)家奧羅捷襲畢足先登，用無機(jī)物首次合成了嘌呤和核糖，把生命物質(zhì)的合成向前推進(jìn)了一大步；中國科學(xué)家后來居上，在人工合成生命物質(zhì)方面，從1961年開始走在世界前列。這一年，中國科學(xué)家開始了那時(shí)惟一知道其結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)——牛胰島素的人工合成。經(jīng)過4年探索，1965年合成了牛胰島素，也就是人工合成了一種含有51種氨基酸的、具有生物學(xué)活性的蛋白質(zhì)。1981年，中國科學(xué)家又取得震驚世界的重大研究成果，即人工合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。這是世界上最早人工合成與天然分子相同的核糖核酸。將這種核糖核酸摻到蛋白質(zhì)中，它立即顯示出生物活性，進(jìn)一步證實(shí)了生命起源于地球的化學(xué)演化過程。

人類認(rèn)識到并證實(shí)地球上的生命來源于無機(jī)界，無機(jī)物完全可以通過化學(xué)演化，演化出有機(jī)物來。然而，這個(gè)認(rèn)識并不是輕而易舉和一帆風(fēng)順得來的，它經(jīng)歷了非常漫長的探索過程，也走過非常曲折的道路。