生物專業(yè)英語第六章生命的起源

Unit6

TheoriginanddiversityoflifeRomeoBackgroundWordsandphrasesTextAnalysisContentsHometomillionsofspecies,includinghumansNow,Earthistheonlyplaceintheuniversewherelifeisknowntoexist.TheearthisFullofcharmSuchColorfullife

ontheearth--?Aquestionalsoimmediatelywefaced--Wheredoeslifeonearthcomefrom--whereistheoriginoflife2500yearsago,SpringandAutumnPeriod(春秋時代)，老子在《道德經(jīng)》"TaoTeChing"written:The

Tao

produced

One;

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Two;

Two

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Three;

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All

things.道生一，一生二，二生三，三生萬物理解：就是地球上的生命是由少到多，慢慢演化而來。它們有一個共同的祖先，這個祖先就是一，而這個一是由天地而生，今天來說，可能就是由無機界所形成。應(yīng)當追溯到與生命有關(guān)的元素及化學分子的起源--這個過程應(yīng)當從宇宙形成之初、通過所謂的“大爆炸”BigBang產(chǎn)生了碳、氫、氧、氮、磷、硫等構(gòu)成生命的主要元素談起。生命的起源與演化VS宇宙的起源與演化密切相關(guān)--構(gòu)成生命元素如碳、氫、氧、氮、磷、硫等是來自“大爆炸”后元素的演化。資料表明前生物階段的化學演化并不局限于地球，在宇宙空間中廣泛地存在著化學演化的產(chǎn)物。在星際演化中，某些生物單分子，如氨基酸、嘌呤、嘧啶等可能形成于星際塵埃或凝聚的星云中，接著在行星表面的一定條件下產(chǎn)生了像多肽、多聚核苷酸等生物高分子。通過若干前生物演化的過渡形式最終在地球上形成了最原始的生物系統(tǒng)，即具有原始細胞結(jié)構(gòu)的生命。至此，生物學的演化開始，直到今天地球上產(chǎn)生了無數(shù)復雜的生命形式。生命的起源起源的時間科學回答生命起源的時間---化石迄今為止，我們發(fā)現(xiàn)了最古老的生物化石是來自澳大利亞西部，距今約三十五億年前的巖石，這些化石類似于現(xiàn)在的藍藻，它們是一些原始的生命，是肉眼看不見的。它的大小只有幾個微米，到幾十個微米。同時我們知道地球的形成年齡大約在46億年前，這兩個數(shù)據(jù)我們就可以看到生命起源的年齡，大致可以界定在46億年到35億年之間。生命起源的幾種假說創(chuàng)世說--《圣經(jīng)》上說，"起初，神創(chuàng)造天地"。自生論--生命是從無生命物質(zhì)自然發(fā)生的。如希臘人認為，昆蟲生于土壤，春天萬象更新，種子從泥土里萌發(fā)，昆蟲從去年留下的卵殼中破殼而出。還有比如說埃及人認為生命來自于尼羅河，在中國古代也有腐草生螢之說。宇宙生命論--提倡“一切生命來自宇宙”觀點，認為地球上最初的生命來自宇宙間的其他星球，即“地上生命，天外飛來”。這一假說認為，宇宙太空中的“生命胚種”可以隨著隕石或其他途徑跌落在地球表面，即成為最初的生命起點?；瘜W起源說--地球上的生命是在地球溫度逐步下降以后，在極其漫長的時間內(nèi)，由非生命物質(zhì)經(jīng)過極其復雜的化學過程，一步一步地演變而成的。標志：1859年，達爾文《物種起源》--告訴我們今天地球上，色彩繽紛，種類繁多的生命是經(jīng)過長期的演化由過去稀少的物種逐漸發(fā)展而來的進化論--為生物科學帶來前所未有的大變革，同時也為人類揭示生命起源千古之謎帶來了一絲曙光，這也就是現(xiàn)代的化學進化論。生命起源的化學進化論首先在1953年首先得到了一位美國的學者米勒的證實--米勒實驗BigBangn.大爆炸Wordsandphrases

宇宙大爆炸(BigBang)

大約在150億年前，宇宙所有的物質(zhì)都高度密集在一點，有著極高的溫度，因而發(fā)生了巨大的爆炸。大爆炸以后，物質(zhì)開始向外大膨脹，就形成了今天我們看到的宇宙。在這150億年中先后誕生了星系團、星系、我們的銀河系、恒星、太陽系、行星、衛(wèi)星等。人類就是在這一宇宙演變中誕生的。

2.Binomialsystemofnomenclaturen.雙名法[bai'n?umi?l]

[n?u'menkl?t??]

UsestwoLatinnames,genusandspecies,foreachtypeoforganism.雙名法以拉丁文表示，通常以斜體字或下劃雙線表示。雙名法是為生物命名的標準。為每個物種命名的名字有兩部分構(gòu)成：屬名和種加詞。屬名須大寫，種加詞則不能。

卡爾·林奈3.claden.進化枝，分化單位[kleid]Inacladisticclassification,organismsareplacedintotaxonomicgroupscalledcladeswhentheysharecharacteristicsthatarethoughttoindicatecommonancestry.cladistic：[kl?'distiks]

遺傳分類學

taxonomic：[,t?ks?'n?mik]分類的4.kingdom['ki?d?m]n.界5.phylumn.門(動物）['fail?m]7.classn.綱6.divisionn.門（植物）8.ordern.目9.familyn.科10.genusn.屬11.speciesn.物種，種

界--Animalia動物界門--Chordata脊索動物門綱--Mammalia哺乳綱目--Carnivora食肉目科--Felidae貓科屬--Felis貓種--Felisdomesticus家貓

12.coacervate[k?u'?s?veit]n.團聚體，凝聚層Acollectionoforganicmacromoleculessurroundedbywatermoleculesthatarealignedtoformasphere.13.continentaldriftn.大陸漂移[,k?nti'nentl][drift]

Thetheorythatthepresentcontinentsresultfromthebreak-upofalargercontinentandhavemovedindependentlytotheirpresentpositions.大陸漂移學說是德國科學家阿爾弗雷德·魏格納提出的一個假說，主要內(nèi)容為遠古時代的地球只有一塊“泛大陸”的龐大陸地，被稱為“泛海洋”的水域包圍，大約于2億年以前“泛大陸”開始破裂，在到距今約二三百萬年以前，漂移的大陸形成現(xiàn)在的七大洲和四大洋的基本地貌。14.core[k?:]n.核心ThecoreoftheEarthisthatpartlyingbelowthemantle.15.crustn.地殼[kr?st]

ThecrustoftheEarthistheoutershelloftheEarth,definedbyitscompositionandthepropertiesofsomeseismicwaves.地殼是指有巖石組成的固體外殼，地球固體圈層的最外層，巖石圈的重要組成部分n.地幔，外套部16.mantle['m?ntl]

ThepartoftheinterioroftheEarthbetweenthecrustandthecore.17.liposomen.脂質(zhì)體['lip?s??m,'lai-]

Avesicleformedbythehomogenization(emulsification)ofphospholipidsindilutesaltsolutions.Liposomesaretheprototypesofmembrane-boundbiologicstructures.phospholipid：[f?sf?‘lipid]磷脂

生物學定義：當兩性分子如磷脂和鞘脂分散于水相時，分子的疏水尾部傾向于聚集在一起，避開水相，而親水頭部暴露在水相，形成具有雙分子層結(jié)構(gòu)的的封閉囊泡，稱為脂質(zhì)體。18.ozonelayern.臭氧層['?uz?un,?u'z-]Alayeroftheatmosphere,about20to50kmabovethesurface,whichcontainsozoneproducedbyultravioletradiation.

19.proteinoidn.類蛋白[pr?uti'n?id]Aproteinlikestructureofbranchedaminoacidchainsthatisthebasicstructureofamicrosphere.

指氨基酸在干燥狀態(tài)下加熱聚合而成的類似蛋白質(zhì)的聚合物。

20.taxonn.分類單位，分類群['t?ks?n]21.taxonomyn.分類學[t?k's?n?mi]WordsandPhrases:BigBangn.大爆炸2.Binomialsystemofnomenclaturen.雙名法3.claden.進化枝，分化單位4.classn.綱5.coacervaten.團聚體，凝聚層6.continentaldriftn.大陸漂移7.Coren.核心8.crustn.地殼9.Divisionn.門10.Familyn.科11.Genusn.屬12.Kingdomn.界WordsandPhrases:13.Liposomen.脂質(zhì)體14.Mantlen.地幔，外套部15.Ordern.目16.ozonelayern.臭氧層17.Phylumn.門18.Proteinoidn.類蛋白19.Speciesn.物種，種20.Taxonn.分類單位，分類群21.Taxonomyn.分類學TextAnalysis1.AHomeforLife:FormationoftheSolarSystemandPlanetEarthThestoryoflife'soriginsbeginswiththeformationoftheearth.Thesequenceofeventsthatgaverisetoourplanetbegan,inturn,withthecosmicexplosionphysicistscalltheBigBang.生命起源于地球的形成。相對應(yīng)地，我們行星的形成源于一連串的事件，其始作俑者便是宇宙爆炸論物理學家所說的大爆炸。

Thesunatthecenterofoursolarsystemcondensedfromacloudofprimordialmatterroughly5billionyearsago;theplanets,includingtheearth,condensedabout4.6billionyearsago.太陽位于太陽系的中心，在約50億年前由一團原始物質(zhì)生成；各大行星，包括地球，在約46億年前生成。

primordial[英][pra??m?:di?l]

原始的，初生的Theearthiscomposedofanumberoflayers:asolidcrust,asemisolidmantle,andalargelymolten(liquid)corethathasasolidcenter.BasicphysicalfeaturesofEarththatmayhavemadetheemergenceoflifepossibleincludetheplanet'ssize,temperature,composition,anddistancefromthesun.地球由多層組成：堅硬的地殼、半固體的地幔、大且堅實的熔融地核。地球的基本特征使生命的出現(xiàn)成為可能，這些特征包括行星的大小、溫度、組成以及與太陽的距離。Themajorcurrenthypothesisholdsthatlifearosespontaneouslyontheearlyearthbymeansofchemicalevolutionfromnonlivingsubstances.當前主要的假說認為，在地球形成早期由非生命物質(zhì)的化學進化自發(fā)產(chǎn)生了生命。hypothesis[英][hai?p?θisis]n.假設(shè)，假說；[邏]前提spontaneously[英][sp?n'te?n??sl?]adv.自然地，自發(fā)地，不由自主地；不禁；油然

2.TheEmergenceoflife:OrganicandBiologicalMoleculesonaPrimitivePlanetEvidenceforprelifestagesofchemicalorganizationcomesfromlaboratoryexperimentsthattrytoduplicatethephysicalenvironmentandchemicalresourcesoftheearlyearth.通過模擬地球早期的自然環(huán)境和化學條件，科學家在實驗室中獲得了化學有機體生命前階段的證據(jù)。Theseexperiments,includingthepioneeringworkofMillerandUrey,havesuccessfullyproducedorganicmonomersincludingaminoacids,simplesugars,andnucleicacidbases.這些開創(chuàng)性的實驗由米勒和尤利完成，實驗成功地獲取了有機單體，包括氨基酸、單糖、核酸堿基。1953年由美國芝加哥大學研究生米勒（S.L.Miller）在其導師尤利（H.C.Urey）指導下完成。米勒模擬實驗一種模擬在原始地球大氣中進行雷鳴閃電能產(chǎn)生有機物（特別是氨基酸），以論證生命起源的化學進化過程的實驗。ExperimentsbyMiller(Univ.ofChicago):BathusInareducingenvironment,aminoacidsandbasesareeasytosynthesizefromnaturallyoccurringmolecules.Theexperimentsfailinaneutraloroxygen-richatmosphere.ChemicalstagetovacuumpumpboilingwatersparkdischargeliquidwaterintrapwatercontainingorganiccompoundswaterdropletswaterincondenserelectrodeswateroutCH4NH3H2OH2gases1953:Urey-Millerexperiment1938:AleksandrOparinBalthusBalthusTheprobablenextsteptowardlifewasthespontaneouslinkingofsuchmonomersintopolymerssuchasproteinoidsandnucleiacids.Currentresearchsuggeststhatlikelysitesforthispolymerizationwereclayorrocksurfaces.這些單體自發(fā)的連接成多聚體，如類蛋白和核酸，使進入生命狀態(tài)成為可能。最近的研究表明這些聚合作用可能發(fā)生在泥土或巖石表面。Researchershavefoundthat,whenenergyisavailabletoasystem,theycangeneratethreekindsoforganicmolecularaggregates.TheRussianAleksandrOparinobtainedpolymer-richdroplets,calledcoacervatesfromsolutionsofpolymers.研究者們發(fā)現(xiàn)當一個系統(tǒng)獲得能量時，可能產(chǎn)生3種有機分子的聚集體。俄國科學家AleksandrOparin從多聚物的溶液中得了富含多聚物的小液滴，即凝聚物；AlexanderI.Oparin他認為原始地球上無游離氧的還原性大氣在短波紫外線等能源作用下能生成簡單有機物(生物小分子)，簡單有機物可生成復雜有機物(生物大分子)并且在原始海洋中形成多分子體系的團聚體，后者經(jīng)過長期的演變和“自然選擇”，終于出現(xiàn)了原始生命即原生體?；瘜W進化論的實驗證據(jù)越來越多己為絕大多數(shù)科學家所接受。Proteinoidscoacervatescompartmentalization

proto-cellsmetabolism類蛋白-凝聚物-區(qū)分-細胞前體-代謝作用BalthusCoacervation=electrostatically-drivenliquid-liquidphaseseparation,resultingfromassociationofoppositelychargedmacro-ions團聚體=靜電驅(qū)動的液-液相分離，由帶相反電荷的大離子產(chǎn)生關(guān)聯(lián)

Theterm"coacervate"issometimesusedtorefertosphericalaggregatesofcolloidaldropletsheldtogetherbyhydrophobicforces團聚體有時可以指由疏水力聚集在一起的膠體液滴的球型聚集體。BalthusSidneyFoxgeneratedproteinoidmicrospheresfrommixturesofaminoacidsandwater.Athirdlaboratorystructureistheliposome,asphericallipidbilayerthatformsfromphospholipids.Astructuresimilartooneormoreoftheseaggregatesmayhavebeentheprecursoroftruecells.SidneyFox從氨基酸和水的混合液獲得了類蛋白微球體；實驗室得到的第三種結(jié)構(gòu)物質(zhì)是脂質(zhì)體，即由磷脂形成的球形脂雙層結(jié)構(gòu)。這三種聚集體中的一種或多種結(jié)構(gòu)類似物可能是真細胞的前體。FurtherstepsintheappearanceofcellsontheearthincludedthedevelopmentofRNAandDNAasbiologicalinformationmolecules.關(guān)于地球上細胞出現(xiàn)的進一步的研究包括RNA和DNA作為生物信息分子的研究進展。EvidencesuggeststhatRNA,whichcanformspontaneouslyunderconditionsmimickingthoseoftheearlyearth,wasthefirstinformationalmolecule.有證據(jù)表明在實驗室模擬早期地球自然條件下RNA可自發(fā)形成，這可能是地球早期形成的第一個貯藏信息的分子。ThediscoveryofRNAribozymes-RNAthatcanactasanenzymelikecatalystsuggeststhatsuchcatalyticRNAalsocouldhaveassemblednewRNAsfromearlynucleotides.CertaincatalyticRNAscanalsocarryoutsexlikeexchangesofpiecesofRNA.核酶的發(fā)現(xiàn)說明RNA具有類似酶的活性，可以催化早期核酸形成新的RNA。對于RNA物種而言，某些催化RNA具備類似于性交換的功能。Followingthedevelopmentofalipid-proteinsurfacelayerandreplicatingRNAandDNAinformationalmolecules,theeventsleadingtotheemergenceoflivingcellswouldhaveincludedtheoriginofthegeneticcode;thesequesteringofRNAorDNAintocell-likestructures;andthedevelopmentofmetabolicpathways.接下來脂蛋白表層的形成、RNA和DNA信息分子的復制，最終導致活細胞的出現(xiàn)。包括最初的遺傳密碼，RNA或DNA被包裹進細胞樣的結(jié)構(gòu)中，及代謝途徑的建立。3.TheEarliestCellsTheoldestfossilsthatmayrepresentlivingcellsarefoundinrocksthatareabout3.5billionyearsold.Thecellswereprobablyanaerobicheterotrophs,withautotrophsarisingmuchlater.能說明活細胞存在的最古老的化石大約有35億年了。最早出現(xiàn)的細胞可能是厭氧異養(yǎng)生物，自養(yǎng)生物很久后才出現(xiàn)。anaerobic：[?n,ei?‘r?ubik]

厭氧的ThefirstautotrophsproducedtheirownnutrientsandreleasedO2-ametabolicby-productthathadacrucialimpactonlaterlifeforms.Theresultingozonelayerintheearth'satmospherereducedthepenetrationofultravioletlight.最早的自養(yǎng)生物自己生產(chǎn)營養(yǎng)物質(zhì)并釋放氧氣，這個新陳代謝副產(chǎn)物對后期生命的形成有一個深遠的影響。地球上大氣中臭氧層的出現(xiàn)減少了紫外線的穿透力。Asaresult,cellswouldsurviveinshallowwaterandonthelandsurface.Theincreasingquantityofatmosphericoxygenalsopermittedtheevolutionofaerobiccellsandcellularrespiration,whichinturn

signaledthebeginningoftheglobalcarboncycle.結(jié)果，細胞就能夠在淺水區(qū)和陸地上生存了。大氣中氧氣含量的增加使得需氧細胞進化并產(chǎn)生細胞呼吸，這標志著全球碳循環(huán)的開始。Althoughtheearliestcellswereallprokaryotes,byabout1.5billionyearsagoeukaryotesappeared.最早期的細胞都是原核細胞，直到大約15億年前，真核細胞才出現(xiàn)。prokaryote：[,pr?u‘k?ri?t]原核生物

4.TheChangingFaceofplanetEarthChangesinlandmasses,theseas,andclimatehavegreatlyaffectedtheevolutionoflifeontheearth.Thebasicpartsoftheplanetincludealight,solidcrustoverahot,semisolidmantleandaninner,partiallymoltencore.大陸板快、海洋、氣候的改變對地球上生命的進化有著巨大的影響。行星的基本組成包括輕且硬的地殼、熾熱的半固體地幔和局部熔融的地核。Massivesegmentsorplatesofthecrustmoveoverthemantleintheprocessofcontinentaldrift.Overthepast500millionyears,continentaldrifthassculptedtheearth'scruststoproducetheformanddistributionofpresent-daycontinents.地幔上大板塊地殼的擠壓形成大陸漂移。在過去的五億年大陸漂移塑造了地殼的外觀，使現(xiàn)在大陸的分散存在。Climaticchangesthatgreatlyaffectedlivingorganismsaccompaniedtheseplatemovements;theperiodwasmarkedbyoccasionalwavesofmassextinctionsoflivingcreatures.伴隨板塊運動，氣候改變對活有機體有著巨大的影響。生物大規(guī)模滅絕高峰的偶然性事件的涌現(xiàn)是這個時期的標志。Organismswerealsoaffectedbyperiodsofglaciationthatfollowedvariationsintheearth'sorbitandintheoutputofenergybythesun.生物也受冰河期影響，在冰河期，地球軌道和太陽能的供應(yīng)都發(fā)生了很大變化。5.Taxonomy:CategorizingtheVarietyoflivingThingsBiologistsusethebinomialsystemofnomenclaturedevelopedbyLin