绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇单细胞生物起源范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
“在手表中存在的每一个加工的迹象,每一个设计的表现,在大自然的产物中也都存在着;并且,大自然的产物远胜手表,超出了一切人为的计算。”
既然手表一定有一个创造它的手表匠,大自然也就应该有一个设计它的万能的设计者,也就是上帝。
佩利的“手表类比”一经提出,怀疑论者休谟等人就在逻辑上给予反驳:手表匠要利用材料才能制造手表,而上帝却要从无中创造出自然界,二者不是一码事。机器有许多许多种,如果你在沙滩上见到一辆车,见到一台收音机,总不至于认为它们也都是由手表匠制造出来的吧?依此类比,自然界有各种各样的产物,也应该有各种各样的设计者,而不应该只有一个上帝。如果一块手表不是完美的,我们就可以推知它的制造者不是完美的;因为自然界并不是完美的,所以上帝也就不是完美、万能的了?
这个类比在逻辑上还有最致命的一点:它先假定大自然没有加工、设计的迹象,所以荒野中的手表才会显得突兀;但是它马上又假定大自然充满了加工、设计的迹象,所以才像手表一样需要有一个设计者。这样,这个类比就不是自洽的,在逻辑上也就不成立了。
然而,尽管“手表类比”在逻辑上被驳倒,但天地万物的由来问题却并不因此而得到解决。如果我们不能对自然界,特别是最为复杂的生物界的起源给出一个科学的解释,上帝的阴影就无法排除。到了19世纪中叶,现代生物学之父达尔文对生物界复杂性的起源交出了第一个科学答案:自然选择完全可以代替上帝作为生物界的设计者。在自然选择的作用下,复杂的生物体可以经由最简单的生物体一步一步进化而来。佩利曾经拿人眼跟望远镜做比较,推断只有上帝才能设计出构造远比望远镜复杂、完善的人眼。因此,达尔文在《物种起源》中专门用一节讨论了眼睛的进化,通过比较现存生物或简单或复杂的眼睛,证明人眼并非不可能从无到有,从简单(比如单细胞生物的眼点)到复杂逐渐进化而来。他非常自信地写道:
“如果有谁能够证明存在着任何一样不可能经由为数众多的、逐渐的、轻微的改动而形成的复杂器官,那么我的理论将绝对破产。”
这种假说认为生物可以随时由非生物产生,如中国古代的“肉腐出虫,鱼枯生蠹”;西方有关生命起源的实验是通过单细胞繁衍进化开始研究的,从单细胞的草履虫的滋生开始演变;然后是以细胞分裂为繁衍后代的方式到多细胞生物诞生变异逐步发展进化为动物的过程;证实了肉汤变腐里面存在微生物生命的一种进化,否定了肉汤变腐是自然发生说的论点。
二、生生论
生生论认为生物不能自然发生,只能由其亲代产生。此种看法没有回答“最早的生物从何而来”的问题。
三、宇宙胚种论(宇宙发生说)
这种假说认为地球上最初的生物来自别的星球或宇宙胚种,它们可以通过陨石或其他运载工具而到达我们生存的地球。我们可以通过物理现象证明宇宙胚种论只是一种原始的臆想。宇宙间存在着高能量的放射线、紫外线、含有各种波段的放射性物质。含有生命体征的微生物孢子不用考虑如何穿越高压大气层,只是单单这些射线的辐射强度足可以杀死任何带有生命迹象的微生物。地球上见到的碳质陨石中含有大量的氨基酸、蛋白质、有机分子,虽然有科学证明可以演变为原始生命,只能说明其陨石携带的是养分和可供生物繁衍的外界物质,和生命基本体征无关。地球上最早的胚种起源直接借助这些有机成分滋养,配合合适的温度气候才从单细胞到多细胞一步一步进化而来,并非直接胚胎进化那么简便单一。
四、化学进化论
在广袤的地球上,在空气、水的作用下,无机物经过大气、阳光、水的作用从无机物发展成有机物;有机物繁衍成单细胞生物、单细胞生物繁衍成多细胞生物、多细胞生物形成带有生命体征的胚胎;胚胎进化成高级生物。这种看法比较符合科学事实。化学进化论最初由苏联学者奥巴林(1924)和英国学者霍尔丹(1929)提出,已为越来越多的科学事实所证实。化学进化的基本过程如下:
1.由无机物生成有机小分子物质。原始地球的大气是无游离氧的还原性大气,包括H2、NH3、CH4、CO2、H2S、水蒸气等,它们在高温、紫外线、雷电、宇宙射线等原始地球条件的作用下,能合成氨基酸等组成生物体的有机小分子,这一过程已于1953年由美国学者米勒模拟原始地球的条件和原始大气成分,在实验室中合成了有机物。米勒认为,“原始地球上尽管不能形成生命,但能形成构成生物体的有机物”。原始地球上由无机物分子进化成有机物分子是一种化学生成的基本反映。
2.由有机物单排列分子分裂成复杂的有机物分子群。可以推想,有机物合成以后,被雨水冲淋,而后汇集到原始海洋中的有机小分子(单体),经海浪的撞击,浓缩、蒸发、聚合等,彼此的相互作用,可以形成蛋白质、核酸等有机大分子(聚合体)。1965年7月,我国生物学家合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素;1981年,我国生物化学工作者王德宝等合成了酵母丙氨酸转移核糖核酸。这些成果说明了,原始地球上的有机小分子物质,在原始海洋中,经过长期的生物化学变化形成有机物单排列分子分裂成复杂的有机物分子群。
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)17-259-01
实验是生物的灵魂。生物实验是学生掌握科学知识,培养观察能力和分析能力,创新精神和探究精神的重要方法。而在实际的教学中,学生对生物的兴趣往往也起源于实验的神奇。兴趣正是最好的老师,能够提供无穷的动力。在兴趣的引领下动手参与各项实验活动,观察实验现象,思考实验原理和结论,也能提高学习质量。
一、学生不是“看客”
根据新课改理念,鼓励学生动手探究,培养学生的探究意识和创新精神。苏教版教材也安排了许多探究活动。但是在实际的教学过程中,由于受到学校条件的约束、课时安排的限制、对于学生管理的担忧,很多探究活动都没有落实到实处。我觉得生物学习与获得预期效果相比,感受学习的过程、体验探究的乐趣更为重要。
课堂应以学生为主体,在教学过程中,凡是有条件给学生动手的实验,一定要放手让学生动起来。如探究实验:《影响鼠妇分布的环境因素》。鼠妇很容易寻找到,实验操作学生也完全能够胜任。因此我请同学分组后,自备实验材料,在课堂上进行探究。有些小组采用纸板遮光、有些采用电筒照射、有些拿课本遮挡、有些就拿张白纸等等,最后获得的实验效果截然不同。于是我乘胜追击请同学们谈论分析失败和成功的原因,得出会影响鼠妇分布的环境因素。这节课不止气氛热烈,学生也感受到了探究的快乐、集体的力量、成功时的自豪感。
通过请学生动手操作实验、观察实验现象、分析实验结论,将学生从“看客”的站台引领到课堂的主体地位上,真正做到学习的主人,化被动为主动。
二、走进实验室
有一些探究实验的操作要求较高,在教室中分组完成可能难以进行。但只有学生的主动参与、动手体验,才能感受生物实验的魅力,并在实际操作中将相应的知识真正理解。
老师不应该只是把这些活动流于形式,应在有限的课堂教学中尽可能地开展探究活动。在学校条件允许的前提下,可以带学生走进实验室,分组尝试探究实验,真正感受生物的魅力。如《观察洋葱鳞片叶表皮细胞》的实验。在这个实验操作中,有些同学取的是紫色面、有的取了透明的鳞片叶,在显微镜下的实验效果差异很明显。通过这两组同学交换观察的方法,使他们在实践中认识到染色的原因。而取材料的方法,不同小组也存在差异:有些小组直接切下了厚厚的一块皮、有些轻轻地撕下了一层,还有同学切下一片后用刀片背面刮去叶肉。当看到不同的操作时,我并没有制止和规范,而是在观察实验现象时,请不同小组的同学介绍自己的操作方法和相应的实验现象,再请同学们分析哪种操作更简便、效果更好。
通过实际操作,能够更好的发现问题,只要及时地联系理论知识引导学生进行分析,就能获得比在课堂多讲几遍更好的学习效果。也能极大地唤起学生的学习热情。
三、对教材实验进行“二次开发”
现行教材强调培养学生的探究意识,安排了许多探究观察活动。但有一些理论性强的常规课,也有挖掘出探究活动的价值。让学生在“探究”过程中获得学习的方法、感悟学习的乐趣、体验探索与创造的艰辛和成功时的幸福。
在实践教学和前辈的指导下,我将《单细胞生物》设计为一节完整的探究课,分为两个板块进行。围绕单细胞生物这个主题,探究一:探究草履虫是不是单细胞结构。引导学生采用观察模型、收集信息的探究方法,认识草履虫的结构组成。对比细胞的基本结构,得出结论:草履虫是单细胞生物。探究二:探究草履虫是不是生物。联系判断生物的标准:是否具有生命特征,逐一进行探究。生物体对外界刺激能够做出反应:引导学生拿出盐、糖等实验材料,分组进行探究,通过热烈的探究活动,得出草履虫能够趋利避害的结论。
以这样的完整探究模式能够创造出民主的学习氛围,更好的培养学生的创新能力和思维能力。
四、体验家庭小实验
学校的教学时间有限,学生对于生物实验的兴趣不只停留在课堂上。因此可以开辟出更广阔的学习空间,增加学生的动手机会。根据苏教版生物的教材安排和学生的实际情况,我补充了几个家庭实验,但不规定实验方案。鼓励学生分实验小组在已掌握的理论知识基础上大胆假设和思考。培养学生良好的思维习惯、探究意识和创新能力,并在合作探究的过程中体会集体的力量,学会合作学习。如:
《绿叶在光下制造淀粉》,这个实验由于需要的实验时间较长,如果在课堂上进行没有足够的课时安排,而且也会限制参与动手的人数。因此我将这个实验扩展到了家庭中,请同学就拿自己家中的盆栽作为实验对象,在课堂上把叶子带来,我们挑一部分进行检验。虽然有些同学选的植物叶子含淀粉量少,效果不明显,有些同学操作马虎也没有获得预期的现象,但是看到自己的实验结果在课堂上展示出来,同学们获得了很大的满足感。课堂上更愿意动脑思考了。
再如《观察鳌虾》的实验,我请同学们和父母做一个亲子互动。在家中一起对鳌虾进行解剖,并请同学们做小老师向父母介绍鳌虾的各个结构。然后用鳌虾的各部分设计一个粘贴画,选出优秀的作品进行展示。这样的探究活动促进了孩子和父母的情感交流,也使学生有了学习生物的自豪感。
这些有趣的实验与实际生活紧密相连,大大提高了学生的学习热情,也给了学生在父母面前展示才能的机会。在“玩”实验中对生物知识进行应用和迁移,真正做到寓教于乐。
动手实验是学生获取知识和进行创新活动的重要途径,也是提高学生的学习兴趣和学习效果的重要手段。通过各种形式的动手实验,使学生真正感受到生物的魅力,将为考试而学,转化为为兴趣而学;将被动接受转化为主动获取。
我们又该怎么看待这一全新的事物?
看点一:是否属于“人造生命”
“人造生命”诞生后,在医学网络上,就其是否属于真正的“人造”,科研人员持不同的意见。
一位网友在某著名生命科学论坛上指出,如果只有基因组是人工合成的,其他部分是从自然界借来的,不能称为人造生命。如果完全由无机物质(原子)开始建构,最后成为有生命的生物体,才能真正称为人造生命。
支持这位网友观点的学者指出,在人造生命中,各种细胞器(例如核糖体、高尔基体等)、细胞膜(如核膜)等,以及细胞整个复杂的膜D质D核系统,是否都能人造出来?即使造出了上述各种细胞器、细胞膜与膜D质D核系统,还有复杂的整个细胞系统组装工程问题,而文特尔只解决了细胞核内“建构染色体的基因”的一部分问题,有点像借了别人的房子重新装修,但要说“整个房子都是新建的”就有点勉强。
中山大学附属二院黄绍良教授曾于2002年成功建立中国人胚胎干细胞系。他认为,在某种程度上,人造生命技术与克隆技术有着相似的地方,只不过前者把遗传物质转入另一个剔除遗传物质的“载体”中,但是人造生命的这个遗传物质是人工合成的,载体是细菌。从这点来看,质疑“人造”可以理解。但文特尔的研究重塑了丝状支原体的脱氧核糖核酸(DNA),从构成生命最核心的DNA来说,可以在这种新的单细胞细菌体内进行自我复制,可以将遗传信息传递下去。所以,说这个生物体是人造生命并不为过。
对于这样的质疑,文特尔回应说,将它界定为“人工合成生命”,是因为它完全被人工合成染色体控制。这是第一次有人造出了完整的108万对碱基染色体,将这一染色体移植到受体细胞并控制受体细胞,有效地将其转化为另一个新的物种,所以这是一个全新的模式。
看点二:打破了“修补”基因的旧框架
“人造生命”的真正意义在哪里?国家干细胞工程技术研究中心主任韩忠朝指出,人造生命不仅要看作是生命科学技术的进步,更要看作是科学理念的进步。
韩忠朝说,现在科学界做的都是“改造”和“修补”基因工作,而不是“取代”基因。无论是基因组工程、克隆技术、干细胞技术,都是在这个概念里打转转。而文特尔经过十多年的研究,“重起炉灶”新建了一个人工基因组,打破了以前的概念。虽然合成DNA从技术上来看并不是很难,但是没有人想过将DNA扩大到基因组水平。
中国科学院北京基因组研究所研究员胡松年参与过“人类基因组1%计划”。他指出,随着生命科学领域各项技术的发展,一些技术瓶颈已被科学界突破。文特尔坚持自己的理念,用十多年时间完成一个设想,这一研究挑战了大家固有的理念,所以对科学界产生了巨大的震动。
韩忠朝指出,文特尔的研究提醒我们,美国在涉及生命科学等重大战略领域研究上,再次走在国际的前沿,这点值得我们关注,而研究中的创新性思维更值得科学界关注。
看点三:人造复杂生命还有多远
人造生命诞生后,引发不少公众担心:会不会有一天从实验室里跑出来一个具有高等智慧的“怪物”?人造生命是不是打_了“潘多拉魔盒”?对此,韩忠朝说,单细胞生物体到高等生物之间还有漫长的路要走,到智慧生命就更远了,公众的恐慌还没有必要。但是,对生命科学领域的研究必须严格监督。
胡松年说,文特尔所使用的DN段,仅仅包含约850个基因,而人类自身已发现数万个基因,约有30亿个碱基。相比之下,新的生命体结构还非常简短。
韩忠朝说,DNA可组成遗传指令,以引导生物发育与生命机能运作。这次创造出的单细胞生物体,是构成生命最小的单位,可以看作所有生命的起源。更重要的是,细胞具有独立的功能。
黄绍良说,实验室制造的生命,有点像温室里的花朵,并不是自然选择的结果,没有经过自然界“物竞天择”的过程,有可能非常脆弱,是否像克隆羊多利一样“弱不禁风”,还有待观察。
看点四:是否挑战伦理的底线
人造生命是天使还是魔鬼?支持者和反对者泾渭分明。反对者认为人类不能挑战自然规则,更不能随意改变自然规则;而支持者则将其看作人类战胜自然规则的巨大科学进步。
影片中说,自从人类发现了基因的结构,就可以相信哪怕是尘埃,只要经过特别精致的编排,就能缔造出生命这样的高级物质形态,而且只要给它足够的时间和空间,它就能演化出智能。
我觉得这段话说得很好,它用现代的科学文化知识向我们诠释了世界是物质的,生物起源于物质,物质是人类起源的基石。
在中学课本里,我们学习了生物的起源,明白了单细胞生物到智能的人类是如何一步步进化的。孰不知地球源于太阳,太阳才是真正的生命的缔造者。宇宙是那么地神奇,在众多星球中,它选择了地球,给了它生命,这更是奇迹。看了影片,我们明白了,这种奇迹其实也是有它一定的必然性,因为地球特殊的构造为生命的出现提供了机遇。
自然界中,四种相互作用力的存在维系着整个宇宙。太阳为地球创造了生命,但由于力的存在,或许曾经地球也被这种力毁灭过,又诞生生命。科学家们的不断研究,向我们揭示着那些奥秘。宇宙创造了人类,人类发展了,又去研究宇宙,或许这就是哲学吧!
科学家们研究太阳系的行星,只想发现有没有生命存在。然而,研究结果表明,即使是和地球最相似的金星,也未成为另一个生命的摇篮。太阳创造了生命,但它也可以毁灭生命,它的强光、强磁场及射线等都是非常可怕的,都是可以将生命彻底毁灭的。
地球上生命的诞生也是经过无数日日夜夜的进化得来的,地球的演变最终产生了生命。地球上环境的完善也是众多因素影响的结果。月球作为地球的天然卫星,它留给我们了足够做美梦的温馨长夜,然而它却由于质量太小而只能成为一颗死行星,或许这就是宇宙的选择。
从单细胞生物开始,到宇宙的支配者。围绕着整个生命和文化的进化,堪称野心之作《孢子》终于于9月5日正式发行。经过长时间期待,发行日当天,各地的游戏销售点便聚集了大量为了能尽快买到游戏而跃跃欲试的人,玩家最关心的是“会是个怎么样的游戏呢?”。本文将带大家浏览下该游戏的庞大世界。
关子EA《美国艺电》
美国艺电总部设在美国加利福尼亚州红木城,是全球著名的互动娱乐软件公司。由1982年创立至今,公司在全球为视频游戏、个人计算机、手机及互联网开发、、销售各种互动软件。EA旗下拥有EA Sports、EA、EASPORTS Freesty[e及POGO四大品牌,并且拥有27项产品的全球销售量分别超过百万套。
EA风靡全球的经典游戏包括EA Sports的《FIFASoccer》、《NBA Llye》,EA的《模拟人生》、《极品飞车》等。EA综合运用多种媒体技术,并结合了小说家、电影导演和音乐家的创造,使EA的产品一直能引领互动娱乐的时代潮流。该公司下属有著名的EA Sports、POGO、The Sims、Maxis、英国牛蛙公司、擅长飞行模拟游戏的Orngin、擅长战争模拟游戏的简氏公司和开创即时战略游戏的Westwood(现已解散重组为EA洛杉矶分部EALA)。
单细胞生物进化文明形成量终成为宇宙的支配者
制作了《虚拟人生》和《虚拟城市》等系列的,世界著名的游戏创造者威尔。怀特用了长达8年的时间,全力打造的《孢子》备受关注。Will Wright通过模拟城市和人们形态制作的《孢子》会是什么样的呢’让我们一起来看一下吧。
《孢子》是讲述生命起源,文明发展到巡游宇宙大冒险,一次大胆尝试的游戏。最初的模拟的场景是从孕育生命的海洋的”细胞阶段”开始,逐渐向陆地进化的“生物阶段”,拥有智慧后的不断通过争斗来扩大领地的“部落阶段”,随之变迁成在星球上穿梭战争的“文明阶段”。随后生命挣脱了星球,以遨游在浩瀚宇宙中的“宇宙阶段”为结尾。真是庞大的背景设定啊。
构成本作的5个阶段,是完全不同的设定。只听概要的话,会有很多人有“这游戏要怎么玩呢”的疑惑。那么,让我们首先从实际玩家的角度来体验,具体是个怎么样的游戏吧。
从小到几乎看不到的单细胞生物开始挑战漫长的进化路程
万物起源于“细胞阶段”。玩家成为在原始星球上的一个初始生命体。在原始海洋中被“潮汐”所推动。游戏刚开始时,可以选择初期的生命体是“食肉”还是“食草”的。这个决定,将会成为之后生存战略的一大要素。
很快,最初的生命体诞生了。“细胞阶段”是第一人视角动作类的。玩家用鼠标引导生物,在海潮中为了获得植物或者动物的食而活动着。在这海潮中,同时还存在着很多其他种类的生物,弱肉强食,适者生存,30亿年反复进化着。
这个阶段的玩点在于,生命的形态、捕食和攻防。玩家每吃掉一个食物就可以得到一个“DNA元素”,必须要通过”求爱”才能增加生命的组成部件。同时,生命成长为什么样的形态取决于食物的争夺。而且还会出现为了适应环境的变化而进化出不同形态的情况,实在是变化很多,很让人期待。
接着,在获得很多食物之后,渐渐长大,终于拥有了生命体最初的“脑”,便也到达了“细胞阶段”的终点,迈出了向智慧生物的第一步,也意味着告别海洋的时刻来到了。为了在陆地上生存,长出了脚,“生物阶段”继续发展着。到该阶段为止,即使悠闲地玩,也不过30分钟,但是游戏中却已过了30亿年。
各种各样的生命在海潮中涌动,仿佛是个小宇宙。为了吃食而活动,渐渐变大,渐渐复杂。生命移动到陆地上,开始群居生活。在这个“生物阶段”的地图上散布着各种生物的巢穴,不断扩大生存间的竞争。玩家在这个阶段需要做的是攻击其它种类的生物,抢夺食物,使之灭绝,或者发挥社交能力,使之成为同伴。
移动到陆地上后备种各样的生物在肥沃的大地上展开激烈的竞争
“细胞阶段”选择食肉性进化而来的话,最初分散在玩家“巢”周围的是和其等级差不多的生物。食肉性生物的嘴、角用于攻击、磨练战斗技巧、争夺食物。
选择食草性的玩家,因为即使使用攻击技巧将其他生物杀死了也不能得到食物,所以取而代之应用“歌唱”、 跳舞”等社交技巧,使之成为同伴。不论使用什么方法,打倒一定数量巢穴中的生物,或者用魅力,在巢穴中制霸的话,便可以得到“DNA元素”和生物的组件等。回到自己的巢穴中,进行“求爱”的话,便进入生物编辑画面。在这个界面里,可以装备新的组件,攻击和社交的新技能。顺便一提,如果加载翅膀在空中飞行的话,移动会更便捷。
随着生存竞争的不断扩大,获得更多的“DNA元素”,生命的智慧不断提高,之后便可组成“团队”。每个进化阶段,团队的数量会从1匹、2匹、3匹、4匹逐渐壮大,直到比任何生物都强大时,拥有大脑的生命体就完成了。历经数亿年动物间争斗的历史拉上帷幕,挺进了“部落阶段”,迈出了走向行星支配者的第一步。
“生物阶段”是决定玩家培育的生物今后的发展的方向。首先力压群雄,占据食物链的顶端,征战于巢穴与巢穴之间。
成为拥有智慧的生命体后,这个阶段将在以部落种族为单位,进行抗争。在这里玩家以外的生物也从”生物阶段”发展而来,逐渐集成部落。是对抗还是通过社交使之臣服,通过各种手段,成为行星上地位最高的生命体。
从这个阶段开始,玩家操作的不再是一个对象,而是多个,感觉比较像即时战略型游戏。操作标准也类似于即时战略型游戏,所以有经验的玩家很容易上手。实际上这个阶段主要是”收集食物”,“扩建部落”和“征服其他部落”。
生物开始建设 原始社会形态作为人类而开始活动
对于食肉性的,食物是通过猎捕生活在附近的野生动物获得的。食草性的是摘取野生植物的果实。食物收集是指把找到的食物自动收集到部落指定的仓库中,感觉很像帝国时代。收集到一定数量的粮食后,部落里会增加孩子,可以建造各种各样的建筑物,随之部落会不断庞大。接着是通过武装攻击竞争对手的部落,或者带着乐器通过唱歌跳舞来拉拢同伴。
如果发展得慢的话,就会被竞争对手攻击,从这个阶段开始,就是对战模式了。为了不被他人先得手,需要快速筹集粮食和增加成员,建造制作石斧的小屋,制作乐器的小屋之类的。攻击性的需要把竞争部落的所有成员杀死,所有小屋破坏掉,才能对其统治。统治的部落到达一定数量后,玩家所控制的生物将成为行星上最强的生命体,从而步入“文明阶段”。
部落阶段,如即时战略游戏般,玩家收集食,扩张部落技能,制作不输于竞争对手的强大部落。
玩家在星球上开始创造最初的文明。但是星球上不是所有的生物都说一种语言,存在着与其他文明间的竞争。从这里起,游戏的内容渐渐变得更大规模。玩家作为文明城市的支配者,制造各种交通工具在星球上探险,不论是与其他文明的斗争还是采取友好的外交,目的在于成为星球的统治者。
在这个世界里,文明的基本资源就是”香料”,如同金钱,而且可用于城市里造建筑物和大楼,或者作为给竞争文明的礼物以建立友好关系。用运输器,在星球的“香间歇泉”边建造采集基地的话,城市可以快速富足的发展。
玩家所控制的生物建立起文明的建筑物,文明阶段开始。同其他文明结成同盟。用尽一切手段,成为星球的王者。
中图分类号:R378 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)24-0225-01
前言
抗菌肽是阳由7-100个氨基酸(AA)组成,形成先天免疫应答系统的一部分为生命系统所共享。抗菌肽对细菌, 真菌 ,病毒以及癌细胞都有抑制作用。目前这些化合物被用来研究作为替代抗生素的潜在的药物。至少可以和抗生素互补作用来抵抗各种病菌。现在已经被报道的抗菌肽已经有3000多种,包括已经合成的和在生物体中天然产生的。大多数的抗菌肽至少含有10个氨基酸残基,净电荷范围从-3到+20,疏水性<60%,这些特性奠定了抗菌肽的抗菌活性,使它们能够与革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的细胞膜结合,并破坏细菌细胞膜形成孔洞,引起细菌细胞内容物泄露。与常规抗生素相比,抗菌肽可以增强细菌细胞膜的通透性或者通过抑制细菌细胞内的基因表达,从而达到杀死细菌的效果。
1.抗菌肽功能的概述
不管抗菌起源与哪里,他们都有共同的特点。比如具有较小的相对分子质量和螺旋结构。抗菌肽的经典作用机制涉及细胞膜损伤。虽然阳离子抗菌肽可以与带负电荷的细菌细胞膜表面通过静电相互作用,但是,有些抗菌肽破坏细胞膜通过抗菌肽与细胞膜表面特异性识别作用。抗菌肽对细菌表现出广谱的抗菌活性,因为抗菌肽不能与特异性受体相互作用,他们的微生物靶标很少发展为抗性表型。例如短杆菌素是第一个应用于临床的抗菌肽,该化合物是直连和环状D型氨基酸的混合物。非常令人鼓舞的是,在临床使用超过60年后,并没有发现病原微生物对其产生抗性,除了抗菌作用外,由于它们作为特定细胞功能调节剂的推定作用,一些抗菌肽还显示出了意想不到的功能。例如,导管素是抗菌肽中除了具有抗菌活性还具有其他活性的良好实例。 通过蛋白酶的作用对化合物进行酶处理,已产生凯瑟琳家族抗菌肽以及IL-37抗菌肽。尽管这两种抗菌肽都具有抗菌活性,但是凯瑟琳家族抗菌肽也可以作为蛋白酶抑制剂,从而参与细胞内的各种生命过程。
2.抗菌肽作用机制的研究
抗菌肽的作用机制已经通过选定一些抗菌肽进行了简单的研究,这些肽的功能不同,一些抗菌肽可能是通过破坏细胞膜从而杀死细菌,一些抗菌肽是使细胞膜相互作用,使细胞膜形成瞬时孔洞,使抗菌肽进入细胞并且与细胞内的靶标接触,从而达到杀死细菌的作用。
2.1 抗菌肽与细菌细胞膜的相互作用
抗菌肽的经典作用方式就是和细菌细胞膜的相互作用,其特点就是膜通透性。抗菌肽的表面带有正电荷,与带有负电荷的微生物表面相互作用,导致导致细胞膜的双层磷脂的头基团渗透。 因此,跨膜电位和pH梯度被破坏,渗透调节受到影响并且呼吸被抑制。从而达到杀死细菌的效果。目前提出抗菌机制的模型有桶板模型,毯式模型和环孔模型。
2.2 抗菌肽能够抑制并破坏细胞内的靶标
抗菌肽除了能和细菌细胞膜相互作用之外,一些实验证据还表明抗菌肽可以消除细胞内的靶标它们可以具有多个细胞内靶并且可以结合细菌细胞内的DNA,RNA和蛋白质,抑制细菌细胞壁合成,以及DNA,RNA或蛋白质合成。 此外,抗菌肽还可以干扰细菌细胞的分裂。 所以说抗菌肽可以通过抑制细菌细胞壁的形成以及抑制核酸合成,还可以通过抑制蛋白质的合成从而抑制细菌细胞内膜的活性,从而达到杀死细菌的效果。
结论
抗菌肽作为一种新型化合物具有广谱的杀菌活性,低细胞毒性和独特的作用机制被认为可能作为抗菌新药代替原有的抗生素 , NDM-1超级细菌的出现提示我们需要找到或生产更多种类的抗菌肽来抵抗他们,抗菌肽一方面可以通过破坏细胞膜杀死细菌,另一方面可以通过抑制细菌细胞内基因表达,从而达到杀死细菌的效果。所以说抗菌肽具有广阔的发展前景
参考文献:
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一、太阳引力对地球的作用
太阳是维持太阳系稳定的主要星球,地球等行星绕着太阳公转。太阳以及月球的引力不仅给地球的海洋带来永恒的潮汐,更重要的是让地球获得了一个恰到好处的自转速度。这个自转速度让地球产生合理的地磁场,地磁场对地球形成了一个巨大的“保护盾”,可以抵挡大部分致地球生物于死地的“太阳风”(当太阳内部活动剧烈,发生大爆炸时,太阳表面黑子群数量增多,太阳喷发出大量的高能量带电粒子,这些粒子形成了“太阳风”),减少来自太空宇宙射线的侵袭,使地球上的生物得以生存。如果没有了这个“保护盾”,外来的宇宙射线,会将最初出现在地球上的生命形态杀死,生命根本无法在地球上存活。
二、太阳是生命的起源
1.太阳能作为最原始的能量创造着生命
在地球早期,强烈的地壳、火山活动使禁锢在地球内部的挥发性物质不断地喷发出来,形成了地球的原始大气。其中含有氨、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氢气、水等无机小分子,这些成分在太阳产生的紫外线、闪电、高温和宇宙射线的共同作用下,合成氨基酸、脂肪酸、核苷酸、单糖等小分子有机化合物。这些小分子有机化合物随着雨水汇集而形成原始的海洋,这就是霍尔丹所谓的“原始汤”,为生命的诞生提供了必要的条件。在适当的条件下,有机小分子逐渐结合成为更复杂的蛋白质、核酸、多糖、类脂等大分子有机化合物。有机大分子在原始海洋中越积越多,并相互作用,聚集构成了各种独立的多分子体系,经过进一步演化,多分子体系结构、机能的日益复杂和完善,能够不断地进行自我更新,与外界进行物质交换。由此产生了原始生命。
澳大利亚发现的距今35亿年的瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石,是最早具细胞结构的化石,这是地球演化史上的一次飞跃,使得地球历史从化学演化阶段推向生物演化阶段。
2.太阳能在生物起源和进化过程中扮演着重要角色
原始大气是没有氧气的,从非细胞形态的原始生命出现开始,到具有细胞结构生物的产生,大气中仍然缺少氧气。因此,它们只能在无氧条件下进行异养生活,以原始海洋中的有机物为养料,依靠发酵的方式获取能量。直到约27亿年前,出现了含有叶绿素的原始藻类,如燧石藻、蓝绿藻等,一种新的生命演进过程――光合作用发生了。这些藻类能利用太阳辐射出的光能进行光合作用,成了最早的自养型生物,并且它们能通过进行光合作用释放氧气,改变了大气的成分。当大气中游离氧的浓度不断增加并达到一定浓度比例时,生物的代谢方式开始发生根本性的改变,从厌氧生活发展到有氧生活,使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展,大大促进了生物的进化。
从最原始的单细胞生物分裂并发展成为复杂的生命形态都是阳光的杰作。生命的本质含义就是把太阳的光能变成物质的新陈代谢。
三、太阳对生物的作用
1.对绝大多数生物来说,活细胞所需能量的最终源头都是来自太阳的光能
细胞作为一个基本的生命系统,只有不断输入能量,才能维持生命活动的有序性。几乎所有的绿色植物和一些体内有光合色素的原始单细胞藻类、细菌类都要依靠阳光进行光合作用来获得自身进行生命活动所需的能量(即把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物),他们被称为光能自养型生物。所有的动物和其他不能进行光合作用的异养型生物,他们则要直接或间接的依靠能进行光合作用的绿色植物来获取能量和营养物质以进行生命活动。
2.万物的生长,生物的进化,都离不开阳光
太阳除了提供生物生命活动所必需的能量外,它还影响着植物的分布,影响着动物的体色、习性,影响着生物的生长发育繁殖等各项生命活动。
从最早的藻类植物开始,到相继出现的各种绿色植物,不仅能将光能转换利用,还能通过吸收阳光,释放需养型生物赖以生存的氧气。几亿年下来,它们通过阳光制造的氧气为这个世界锦上添花,为更多生命形式提供了可能性。而太阳光照地面的角度,还影响着地球的气候和环境,这些都给生物产生多样性带来影响,让生物得到进化。
四、太阳对地球的影响
罪恶的沉淀是地狱,因此孩子长大之后又会去犯罪,导致如此的恶性循环。一个孩子生命的开端,就已有正邪两条道路供他选择,这次选择对于他生命的征程起着决定性的作用。虽然在往后的人生道路上,或许还会有一个交汇点,改变他的命运,然而谁也不能预测命运之神是否会给你这样一次机会?谁又能百分之百地把握住这次机会呢?这一切都是未知数。最好的方法是在生命的起始处,做出一个正确的决定,才不会遗憾终生。
开端,又不是单独意义上的生命开端,那样一去而不复返,心灵、思想上的开端同样可以改变命运。有一首《从头开始》的歌唱得很有意思。是啊,当你的人生出现缺口时,父母亡故,商场失意,都需要你的心灵来重新确定一个开端,使你的人生再次焕发出光彩,使你重振旗鼓,轻装上阵,迎战新的挑战。
15世纪,欧洲的大航海拉开了地理大发现的序幕,航海家和随船的博物学家们到达了一个又一个地方,在那里,他们发现了与欧亚非大陆相当不同的世界。
在北美,人们见到了高达近百米、体态宏伟的巨杉,它是世界上最大的生物,比蓝鲸还要巨大;在南美,他们见到了体态和行为都很怪异的大食蚁兽、犰狳;在澳洲,他们见到了大量的有袋类动物以及会下蛋的哺乳动物,比如鸭嘴兽――当严肃的科学家第一次看到寄来的鸭嘴兽绘图时,他们以为这是哪位哥们在搞笑……这些新大陆上生活着大量与旧大陆完全不同的生物。
事实上,这是海洋的地理隔离造成的效果――自古生代开始,地球上的联合古陆开始解体,飘向不同的方位,每一块大陆都成了一个生态孤岛,各自独立演化了至少数千万年,形成了各自独特的生态系统,也呈现了一个个生物演化史的缩影。由于现在的欧亚非大陆面积最大,生物之间的交互、竞争最激烈,经过了更多的洗礼,旧大陆的生物往往对新大陆的生物具有优势,那些跟随着船员们偷渡到新大陆的生物迅速站稳了脚跟,成为了无往不利的入侵物种。这种危害在海岛中更加明显,后者是一个个独立演化的更小的小世界。如达尔文在加拉帕戈斯群岛发现了十多种地雀,这些地雀在群岛不同的岛屿上演化出了各自独立的行为和特征,这一演化系统后来成为了进化论重要的基石。海岛上演化出的生物受到岛屿面积的限制,数量较少,而且往往为了适应岛屿环境而自我,比如一些昆虫和鸟类放弃飞行能力。它们往往具有一两项独特的本领,但在其他方面就相当孱弱,即使随船来几只猫,都有可能让它们濒临灭绝。
当把世界放大
17世纪,列文虎克(Antoni Van Leeuwenhoek)造出了成像清晰的显微镜,他观察了水,并在里面发现了很多小动物,他兴奋地写道:“我发现了自然界最惊奇的一面”。一个丰富的微观世界从此被展示在了世人眼前。
在这个世界上,生存着大量的单细胞生物――细菌、真菌、色藻、蓝藻、原生动物等等。它们中的一些看起来非常死板,只是会长大,然后分裂;有些则相当活跃,就像小虫一样,知道捕食也会逃避,它们几乎一刻不停,很快就能游出显微镜的视野。微生物无处不在,分布几乎超出我们的想象,形成了一个个我们过去不曾了解的微观生态系统。
它们就在我们的身体里,我们身体里只有10%的细胞属于我们自己,另外的90%则属于微生物,多达上万种。我们身体的很多疾病都是由于体内的菌群失衡,或者外界的微生物入侵造成的。但因为作为微生物主体的细菌细胞的体积要比人体细胞小得多、轻得多,它们庞大的数量也只占到了你体重的 1%~3%,得益于此,我们才能有个“人模人样儿”……
微生物学的出现,使得我们在医药卫生方面取得了里程碑式的突破,加深了我们对世界的理解,也颠覆着我们对世界的认知――以往我们认为动物和植物之间是有着严格界限的,但是在这里我们往往找不到这种界限。比如眼虫,这类形状有点像眯眯眼的单细胞生物,它具有鞭毛,能够游动,也具有可以感光的眼点,可以从环境中摄取有机物,似乎是个动物;但是,它又具有叶绿体,能够进行光合作用,还在合成淀粉,这又是十足的植物特征……
后来,我们又发现了古菌,它们与细菌在外观上看起来有几分相似,但是成分又有所不同,繁殖速度较慢。古菌在与细菌的生存竞争中落了下风,现在主要生存在一些别的微生物很少占领的地方,比如高温、缺氧等极端环境,被认为是最古老的细胞类型之一。
在黑暗中游荡
白天,地球的表面沐浴在阳光下,植物利用光合作用合成有机物,支撑起了地表的生态系统,我们生活在这个环境里,并且熟悉这个环境。然而,还有那些不曾有过阳光的黑暗之地,在那里,我们发现了与众不同的生态体系。
首先是被探险家发现的岩洞深处的生物,包括熔岩流过后形成的深邃管道,也包括水流溶解岩石形成的溶洞。在这里,视力和体色成为了摆设,因为没有光,很多动物都抛弃了这些特征,同样因为没有光,这里没有植物。溶洞的营养来自水流的携带,而熔岩洞则来自上层植物穿透进来的根系。贫乏的有机质使得这里动物的数量稀少,它们不仅生长缓慢,而且都练就了忍饥挨饿的超级本事,比如洞螈 (Proteus anguinus)能一口气饿上10年……它们有的会具有与我们完全不同的生物节律――比如安氏坑鱼(Phreatichthys andruzzii)47小时当一天过,反正也没有阳光,日子就随便算啦。而一些在别处灭绝的生物,也能在这样的环境下苟延残喘下来,比如奥氏洞迷虾(Speleonectes ondinae)是数亿年前动物的孑遗。
深海,则是另一处没有阳光的地方,在那里也没有植物,强大的压力可以把多数潜水设备压瘪,世界上只有少数深潜器能够到达,这是最近几十年我们才开始详细了解的世界。在这里,所有的营养都来自大洋表层的掉落物。为了接住来之不易的食物,很多动物都长了一张大嘴巴和大胃口,比如深海安康鱼(Melanocetus johnsonii)能一口吃下自己体型两倍大的食物。而地广鱼稀的深海,找到异性也非常不容易,雄鱼进化的体型极小,只有小指头大小,一旦遇到雌鱼,它将用牙齿终生吸附在雌鱼身体上。雌雄鱼的血管合二为一,雄鱼的消化系统随之退化,依靠雌鱼的营养生存。这样,深海安康鱼可在任何合适的时间为卵受精,而不用担心雌鱼到了排卵期却找不到后代的父亲……
当然,落下去的最大块的肉是鲸鱼的尸体,没有动物能一口吃得下,这些重达8~160吨的巨大尸体最终会落到大洋底部,形成鲸落(Whale-fall)。之后,吃肉的鱼来了,刮骨的贝类来了,即使是骨架也会被覆盖上白白的菌席,硫氧化细菌或古菌会成为这个生态系统新的生产者――它们将骨架上散逸出来的硫化物氧化,获得化学能,将无机物合成有机物,产生新的营养。长相怪异的管虫会和这些微生物共生,帮助它们获取硫化物和氧,并分享它们合成的有机物。整个生态系统可以维持数十到上百年。在海底,鲸落可能像岛屿般星罗棋布,构成了一个独特的生物传播和转移网络。这些生物传播网络可能和海底火山口、渗液口周围聚集的那些生物联网,因为在那里,同样有硫氧化细菌和管虫。如果真是如此,在全球范围的那些底部,就形成了一个和地表完全不同的生态系统,那里的生物利用化学物质的氧化获取能量和营养,是一个深部生物圈。而它的范围,也许更大,能够延伸到岩层之中。
宇宙会有惊喜?
今天,我们的眼睛已经不只盯着地球,我们探索宇宙的序幕已经拉开。那在宇宙中,我们会不会找到其他的生命?
至少,相当多的科学家相信,地球不是宇宙中的唯一。截至2013年,加州大学伯克利分校的科学家对15万颗恒星的卫星进行了分析,他们认为22%的恒星都存在一颗体积与地球相似的行星,且这颗行星正处在可能有液态水的距离上。若是如此,光银河系就应该有90亿颗行星符合要求,地球应该有不少相似的朋友……那离我们最近的恒星系,比邻星会不会有个地球?答案果然是肯定的。就在前不久,在那找到了宜居星球的踪迹,科学家管它叫比邻星b(Proxima b),质量是地球的1.3倍,可能有水存在,也许会有生命吧?
生命世界可以截然地分成两个互不重叠的类群:原核生物和真核生物。尽管卡尔·沃斯曾经根据16srRNA提出了广被接受的“三域”分类体系,但地球上只存在两类最基本的生命形式。没有任何化石记录或者现存生物的证据偏离“原核一真核”法则(即真核生物由原核生物演化而来),也没有任何证据证明这两个类群存在一个原始祖先。原核生物和真核生物间的分歧是生命世界最大的鸿沟。查顿最早认识到,并由代尔夫特微生物学院最早分析列出了古细菌、真细菌及真核生物间的差异。清楚地显示这两个原核类群间的关系比其各自与任何真核生物的关系都要近。无论是细菌细胞(其染色体组为染色丝且无生物膜包被)或是营有丝分裂的细胞(具有由脂蛋白生物膜包被的蛋白化染色体的核),都是所有生命的基本单位。
没有任何物质和能流体系比一个活细胞更为复杂,细胞核是唯一区分真核生物和细菌的特征。细菌细胞的起源等同于生命自身的起源,而连续内共生理论则阐述了随后真核生物通过共生方式的起源。
在进一步讨论前,我们有必要区分生态学中的“共生”和进化生物学中“共生起源”的概念。
共生指的是不同的物种生活在一起;而内共生作为一种拓扑条件,指的是一类由一个成员生活在另一成员内部而形成的共生关系。共生通常是,但并非总是环境趋同的结果。共生并不是一个进化的过程,而是由环境导致的生物间在生理上暂时的或拓扑的关系;共生起源则意味着由于长期的共生关系而产生了新组织、器官、生理过程以及其他新特征。真核生物的两大细胞器一质体和线粒体,即由共生起源演化而来。
异养需氧的α-变形杆菌可能被具运动能力的厌氧原生生物(如现生的变形鞭毛虫类)所吞噬。在选择的作用下,遗传和代谢发生退化,使得曾经自由生活的真细菌演化成我们今天所见到的线粒体。此次共生所产生的后裔包括绝大多数的异养原生生物,如变形虫、隐藻、唇滴虫以及壶菌、卵菌(如马铃薯晚疫病菌)等。同样,一些运动型的原生生物将蓝藻细胞作为食物摄入,但未能成功消化,它们最终也成了共生体。在光线充足的水域,自然选择又一次减少了遗传和代谢冗余,将不能消化的蓝藻与吞食的原生生物进行了永久的联合。以这种方式,细胞质中含有能进行光合作用的细胞器的藻类产生了,经过演化,一部分类群最终成为陆生植物的祖先。顶复门(一个包含了导致疟疾发生的疟原虫属的门)显然是从这种藻类的一个谱系演化而来的。包括弓形虫在内的本门成员,保留了一个DNA的质体残体,但它们不再具有光合作用的能力,由此也可以看到“用进废退”的原理。自然选择并无先见之明,早先为蓝藻的质体因无用而在演化过程中逐渐退化。一些自由生活的细菌(如蓝藻)和某些细胞器(如绿藻的叶绿体)非常相似,这支持了这种观点:某些细菌已经在其他细胞中滞留了千百万年。
由于从自由生活的α-变形杆菌得到了线粒体,并且从自由生活的蓝藻得到了质体,所以没有人再去质疑有氧呼吸和光合作用细胞器是共生起源的。
我们可以对现代共生关系进行实验分析,无论是内共生还是外共生,都对理解进化过程具有非比寻常的重要意义。细胞是如何发生合并的、如何减少冗余的,这些问题都与第一个真核生物(显然即是第一个原生生物)的出现密切相关。具有讽刺意味的是,虽然大多数疾病的条件由于循环共生而变化多端,却没有几个原生生物学家和微生物学家熟悉那些具有洞察力的、蓬勃发展的、分析这种几乎无所不在的关系的文献。
在我们假定的复杂真核生物个体起源的历程中不存在任何“缺失环节”,每个假定的事件都可以在再生的微生物中观察到。有关基因组学和蛋白质组学的研究,将证实或证伪这种主要以现生生物为依据构建的演化历史。个体生物学加上化石记录的直接知识对重建进化历程必不可少。分子生物学技术和序列分析自身不足以创造可测试的进化假说。
复杂的个体和栓核
与众不同的细胞核是如何演化的?谁是第一个真核生物?在过去的时间中,我们深入地发展了连续内共生学说。三个不同来源的新数据,使得我们能够对细胞核起源的关键步骤有新的认识。
我们重建了从生活于太古代(35亿~25亿年前)的最早的原核生物到第一个复杂的真核生物个体的转变过程。元古代(25亿~5.41亿年前)是原生生物层次上细胞出现的大背景。在连续内共生学说中,所有的真核生物都是共生起源的产物,然而没有任何原核细胞是由完整的细胞合并而成。
我们推测,基于硫的初级合作,在游泳型原生生物的核鞭毛细胞器系统演化过程中,联合了热原体古菌和类似于螺旋体属的运动型真细菌。最早的真核生物的栓核(细胞核连接器或根丝体、基体轴丝)内至少具有两个完整的细菌染色丝组。原生生物学家已经知道,这种被称为“核鞭毛”的细胞器系统,最早是由杰尼基在20世纪30年代进行了描述,他把核鞭毛系统看成是波动足的原基体通过纤维连接到细胞核。对细菌一无所知的人通常会这么说:“细胞核连接到毛基体和它们的鞭毛上,通常是两个或四个。”我们将这种细胞器系统(鞭毛虫的核鞭毛、水霉和黏菌的游动孢子以及许多运动型的藻类细胞等)解释为这些细菌第一次染色丝组整合的产物。有丝分裂的演化伴随着具有组蛋白包被、核小体铆钉的染色质的形成,发生在缺氧、酸性、富含有机质、可能是泥质的环境中,并且早于与后来成为线粒体的需氧α-变形杆菌发生的共生事件。
新的关于硫氧化还原过程在有核细胞和自由生活的硫共生体中所扮演角色的生化数据,以及元古代水体主要环境的地质信息,显示我们所构建的演化历程似乎是正确的。我们认为,现生的古原生生物(往往为多核的单细胞生物)是最早运动型真核生物演化阶段的遗留产物,我们应该继续对其进行研究。