(七)多分子体系的形成与原始生命的出现 生物大分子还不是原始生命.蛋白质及核酸都是比较容易被破坏的大分子.它们在海水中存在.在较高的温度下.都会被破坏.如果要使它们存在下来.除了环境条件合适以外.它们必须要结合起来形成多分子体系.并且这些生物大分子在单独存在的情况下也不表现出生命的现象.只有当它们形成多分子体系时.才显示出一些生命现象.这种多分子体系就是原始生命的萌芽. 多分子体系是如何形成的?第一步还是浓缩.生物大分子形成之后.在海水中继续由于蒸发作用而浓缩,它们也可以通过吸附于粘土表面而浓缩在一起.浓缩引起了第二步改变.这第二步改变目前有些不同的看法.主要是团聚体学说及微球体学说. 团聚体乃是胶粒的凝聚作用形成的.奥巴林首先提出了生物大分子形成团聚体乃是生命发展过程中一个主要阶段.他用实验方法获得了团聚体小滴.发现它有一定的生命现象. 奥巴林做了一系列试验.用白明胶的水溶液与阿拉伯胶的水溶液混在一起.混合之前.这两种溶液都是透明的.混合之后就变混浊了.在显微镜下观察就可以看到在均匀的溶液中出现了小滴.即团聚体.它们四周与溶液的水有明显的界限.用蛋白质.核酸.多糖.磷脂.多肽及多孩青酸等溶液也能形成这样的团聚体. 团聚体表现出一定的生命现象.例如.团聚体能从周围的水溶液中吸取各种不同的物质.这样.团聚体就可以长大.好像生长一样.长到一定程度时.团聚体还能“出芽 .形成小的团聚体.如同生殖一样.团聚体吸收外界物质似乎也有选择性.团聚体形成后内部具有一定的结构.团聚体如吸收了酶系.酶可以在团聚体内进行工作.如合成或分解某些物质.使团聚体相应地增加或减少某些物质.团聚体与周围环境有一个明显的界限.这是原始界膜形成的一种可能方式. 这许多特征使人想像.多核苷酸溶液与多肽溶液.或核酸溶液与蛋白质溶液.在浓缩后.在一定的温度与酸度的条件下.形成了团聚体这一多分子体系,这是原始生命形成过程中一个重要阶段.有人曾在数百米至数千米海水深处.发现有类似团聚体的东西.这是一个直接证明. 另一个学说就是微球体学说.这一学说认为类蛋白体形成的微球体乃是最初的多分子体系.把一个热的多肽溶液冷却时就会形成许多小球.这些小球也表现出很多生物学特性.例如.它们能吸收外界物质.也能“出芽 生殖.它们在高渗溶液中收缩.在低渗溶液中膨胀.它们具有一个双层膜.内部具有一定结构.并且表现出类似细胞质流动的活动.最后.它们可以聚集起来.像群集在一起的细菌一样. 这两个学说究竟哪一个正确有待进一步研究.但是不论是哪一种多分子体系.有三点是同样重要的. 第一.就是这个多分子体系内部具有一定的物理化学结构.这是生命起源的一个主要条件.有了一定的物理化学结构后.才有吸收物质及进行其他化学反应的能力.并且这些反应都能以一定方式进行.分子在空间的有规则的排列是造成这些特性的主要根据.同时这样的多分子体系才能完全脱离外界环境的影响而独立“生活 .也即有了结构就不容易被破坏. 第二.就是这个多分子体系必须同时具有蛋白质及核酸.假如是团聚体.这个团聚体必须是由核酸溶液与蛋白质溶液.或多肽溶液与多孩音酸溶液所组成.假如是微球体.那么它必须吸收入核酸或多核苷酸进入它的组成.可以想像.在早期团聚体有多种多样的.例如.白明胶溶液与阿拉伯胶溶液形成的团聚体.微球体也可能只是类蛋白球小体.其中没有核酸.它们都在自然选择中被淘汰了.只有同时具有核酸及蛋白质的多分子体系才被选择保留下来.因为单有一种是不够的.核酸不具有酶的催化作用.蛋白质一般不具有复制性能.只有二者配合在一起.才能形成一个完整的调节系统.至于核苷酸如何与氨基酸形成相应的关系.现在还不知道.可能也是长时期的偶然配合及选择的结果.总之.蛋白质与核酸结合在一起的多分子体系才是真正原始生命.因为生命的物质基础是核酸蛋白.其他大分子结合成的多分子体系不能发展成为原始的生命.但是其他的大分子及分子.如多糖.脂肪等也可以被吸收入原始生命的多分子体系中. 这里可以看出.自然选择远在真正生命起始之前已经开始了作用.各种多分子体系是经过自然选择之后才形成具有生命性能的多分子体系的. 第三.就是原始膜的形成.在原始生命的出现和演化为以后的细胞形态的生命过程中.膜的发生和发展是极为重要的,它使多分子体系与原始海洋隔离开来.形成一个独立的体系.只有内部一定的结构而没有原始膜是不能形成独立体系的. 原始膜生成之后.多分子体系就形成了一个独立系统.通过原始膜的控制.与周围环境发生物质交换.原始膜控制了某些物质的能进入与不能进入.也就控制了环境对于生物系统的作用.随着原始生命的不断进化.结构.功能不断完善和复杂化.逐步形成了现在的生物膜. 查看更多

 

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科学家培养出“器官种子”

  皮肤烧伤了,在烧伤部位注射一些皮肤干细胞,烧伤的皮肤即进行自我修复,不留任何疤痕。……将人的胚胎干细胞定向诱导成各种组织干细胞,临床上用来治病,这已不算是遥不可及的梦想。

  2001年7月,某科研小组利用试管婴儿父母捐赠的受精卵,开始了人的胚胎干细胞建系。他们把受精卵放在培养液中,七天后,部分受精卵发育成囊胚。去除囊胚透明带,用一个很细的器械插进囊胚,共得到5个内细胞团,分散接种在小鼠胚胎做成的纤维细胞饲养层上,培养层的表面看起来像麻袋一样凹凸不平。在培养层上养5天后,有3个内细胞团存活,它们开始克隆性生长,克隆细胞团像蘑菇一样,呈椭圆形。研究人员不断地取出克隆细胞,再放在新饲养层上,一代一代地接着往下培养。他们将3个细胞系分别命名为CHE1、CHE2、CHE3,截至目前CHE3已传了近40代,CHE1传了36代,CHE2传了32代,细胞克隆性增长很活跃,并连续传代7个月。

  怎么确定这三组克隆细胞系就是具有分化成任何类型组织的胚胎干细胞呢?研究者对这些胚胎克隆细胞进行了功能鉴定。他们用注射器分别将三组克隆细胞注射进有免疫缺陷的小老鼠的皮下,10天后,老鼠注射部位的皮肤开始隆起,长出黄豆大小的包块,包块软软的,越长越大。又过了32天,切开包块发现,里面是一个个畸胎瘤,约有一般的土豆大,里面全是人的软骨、神经管、横纹肌和骨骼等,它们毫无规则地生长在一起……

  胚胎干细胞建系成功,可以作为组织工程的“种子细胞”,构建人的皮肤、角膜、肝脏;在生物制药方面,可以把特异的基因转到胚胎干细胞,跟正常的胚胎融合,嵌到正常胚胎个体中,如生产出含有特殊基因的牛奶治病。

(1)

3个细胞系CHE1、CHE2、CHE3的遗传特性________(相同或不同),理由是________。

(2)

材料中提到在对胚胎克隆细胞进行功能鉴定时,利用有免疫缺陷的小老鼠作为实验对象,你认为如何才能获得这种老鼠?

(3)

材料中所指的“器官种子”是指________。

(4)

利用人胚胎干细胞构建人的皮肤等组织、器官的技术属于________工程。

(5)

在人体等高等动物胚胎的发育过程中,不能作为胚胎干细胞来源的是哪个时期的细胞?

[  ]

A.

卵裂期

B.

囊胚期

C.

原肠胚早期

D.

原肠胚后期

(6)

利用胚胎干细胞诱导产生的胰岛组织细胞与原胚胎干细胞相比,细胞核中的DNA和RNA种类

[  ]

A.

两者均相同

B.

DNA相同,RNA不同

C.

DNA不同,RNA相同

D.

两者均不同

(7)

根据分裂潜能,干细胞可分为全能干细胞(可发育成完整的个体)、多能干细胞(可发育成多种组织和器官)和专能干细胞(发育成专门的组织和器官)。则这些细胞在个体发育中的分化顺序是

[  ]

A.

全能→专能→多能

B.

全能→多能→专能

C.

多能→全能→专能

D.

专能→全能→多能

(8)

科学家在早期胚胎中发现了干细胞,它能在体外形成不同的组织器官,这些干细胞能在一定条件下通过________和________形成不同的组织和器官。除胚胎外,在脐血、骨髓、脑组织中也发现了干细胞,通过进一步的研究,有希望用于患者的组织修复或器官移植。但在进行器官移植时,如果患者细胞表面的蛋白质类物质与移植器官的不相同,则会引起排斥反应。所以最好选用________(患者本人、父母、子女、配偶)的干细胞培育的器官。

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