生命的起源

目 录

前言

第一章哲学、本原与动因 1

一、哲学、形而上学与辩证 法 2

1. 哲 学 2

2. 形而上 学 4

3. 辩证 法 4

二、哲学家关于万物本原的认识历 程 4

三、古希腊哲学家关于变化发展与普遍联系的世界 观 6

1. 泰勒斯——最早的西方哲学家，认为万物由水产生又复归于 水 6

2. 阿那克西美尼——气的稀散和凝聚引起物质性质的变 化 7

3. 赫拉克利 特 切皆流，无物常住 7

4. 恩培多克勒——四“根”学 说 7

5. 阿那克萨戈拉——“种子”学 说 9

6. 留基波和德谟克利特——原子学 说 10

7. 亚里士多德——变化的不同形 式 10

四、古希腊哲学家关于对立统一与万物动因的世界 观 11

1. 早期的毕达哥拉斯学派——数与事物的对立，辩证法的萌 芽 11

2. 赫拉克利特——相反者相成，对立面在斗争中转化与发 展 11

3. 恩培多克勒——外在的“爱”与“争”导致宇宙万物的离 合 12

4. 阿那克萨戈拉——“努斯”是万物的动因 14

5. 亚里士多德——同类物被同类物作用，相反面总在同类 中 15

五、莱布尼茨一“有活动能力的”单 子 15

六、黑格尔的客观唯心主义辩证 法 16

1. 黑格尔哲学的开端——“有”和“无” 16

2. 黑格尔辩证法的体 系 18

3. 黑格尔列举的对立统 一 20

七、唯物主义的辩证法一古希腊哲学与黑格尔哲学的统一 21

1. 唯物主义辩证法之根——古希腊的朴素辩证法与黑格尔的唯心主义辩证法 21

2. 万物皆 变 切产生出来的东西，都一定要灭亡 22

3. 物质不灭——任一物质的灭亡必将伴随另一物质的产 生 23

4. 恩格斯列举的对立统一 23

八、生命世界中的对立统一 24

1. 个性与共 性 24

2. 开放性与封闭 性 25

3. 生与 死 25

4. 遗传（稳定）与变 异 26

5. 种间的对立关系——捕（牧）食者与猎（食） 物 26

九、围绕辩证法之 争 27

1. 对事物中存在对立统一因素的否 定 27

2. 对“正题一反题一合题”或“否定之否定”的批 判 28

3. 将辩证法等同于一种万物有灵 论 29

4. 辩证法一一至少在具有灵魂的生命世界是有用的法 则 29

结语 30

第二章自然界之循环 32

一、循环的生成与消灭一一概念与逻 辑 32

1. 亚里士多德论生成、消灭与质 变 33

2. 亚里士多德论必然性一永恒性一无限性一循环 性 34

3. 黑格尔一一认识的无限循环过 程 34

4. 马克思一一具有历史性轨迹的循 环 35

二、非循环的世界观一走向上 帝 35

1. 阿维森 纳 35

2. 安瑟 伦 36

三、宇宙与地球地貌的循环生成与消 灭 36

1. 宇 宙 无始无终，循环往复 36

2. 地貌一一隆升与侵蚀的轮 回 36

四、自然界中元素的循环生成与消 灭 37

1. 哲学家思考的循 环 37

2. 现代案例一一碳的循 环 39

五、自然界中生命的循环生成与消 灭 41

1. 个体的生活史循环 41

2. 组织水平的循环一一血液循 环 41

3. 生化水平的循环一一艾根的超循 环 41

结语 43

第三章欧洲哲学家和科学家对生命本质的认识历程 44

一、早期希腊哲学中的物活论思想 44

1. 泰勒斯 灵魂是一种引起运动的能力，无生命的事物也有灵魂 45

2. 阿那克西美尼——灵魂是 气 45

3. 赫拉克利特——灵魂是火 45

4. 恩培多克勒——每种元素都是某一灵魂 46

5. 德谟克里特和留基波——球形的原子是灵 魂 46

6. 第欧根尼——气既是灵魂又是理 智 46

二、阿那克萨戈拉——植物也有心灵，灵魂就是心 灵 46

三、毕泰戈拉的灵魂观一灵魂不朽，且轮回转 世 47

四、亚里士多德的“系统”生命观——灵魂与躯体的结 合 48

1. 亚里士多德的“生命”定 义 48

2. 亚里士多德论灵 魂 48

3. 亚里士多德的灵魂观——原始遗传思想的萌 芽 50

4. 躯体是灵魂的运载工 具 51

五、亚里士多德论动植物生存的动因——食物与繁 殖 51

1. 动物围绕食物与繁殖而辛 劳 51

2. 土地是植物之母，太阳是植物之父 52

3. 呼吸是动植物的共同特征吗？ 52

4. 植物无感觉，动物中只有人才有意 想 52

5. 为了食物的种内和种间争 斗 52

6. 动物为了生存而迁徙 53

六、卢克莱修的灵魂观——身体能死，灵魂也 然 53

1. 身体是灵魂的容 器 54

2. 任何生命离不开营 养 54

七、笛卡儿的“机械”生命观一身体似一台神造的自动 机 55

八、霍布斯的“运动”生命观一生理性运动、行为运动与意识运动 56

九、莱布尼茨的客观唯心主义生命观一灵魂与肉体不灭，机器套着

机器 57

十、梅特里的“系统”生命观一身体似一台由养料驱动的自动机系统

58

1. 人和动物都是一台台由普通物质构建、由养料驱动且寿命有限的自动机58

2. 人和动物都有心 智 种物质复杂化的产物 59

3. 人体是一个复杂的自动控制系 统 60

4. 有机物与无机物的本质区 别 运动始基 61

十一、霍尔巴赫的生命观 集合与隐藏式的自发运动 61

1. 生命是一种隐藏式的自发运动的集 合 61

2. 生命无时无刻不在获得或丢 失 62

3. 生命需要合适的原素比例 62

十二、康德的“目的论”生命观一整体性、内在目的性、自组织性与自 繁殖性 63

1. 生命具有内在目的性和自组织 性 63

2. 生命具有内禀的遗传本 性 64

3. 生命具有一种自传播的形成力 量 64

4. 生命的建造来自物质的同 化 64

5. 植物具有再生、适应与修复特 性 64

6. 生命是一个有机的整 体 65

十三、黑格尔的“辩证”生命观一对立面的统一 65

1. 生命是目的和手段、原因和结果的同 一 65

2. 植物的生命一一同化与异化的统一 66

3. 灵魂——肉体与精神的中 介 66

4. 动物依赖于植 物 66

十四、叔本华的生命观——求生、生殖、母爱和竞争 66

1. 个体的生死——种族脉搏的律 动 66

2. 为何生命如此仓促？ 67

3. 求生、生殖与母爱一一生命之物的内核与本 能 68

4. 竞争一一永不停息的战 争 68

十五、恩格斯的生命观一运动和静止的相对平衡 69

1. 死亡是生命的重要因素一一生就意味着 死 69

2. 生命一一运动和平衡的活的统一 69

十六、柏格森的生命观 生命就是延绵 69

1. 生命不是可逆-决定性的，而是不可逆-随机性 的 69

2. 生命延绵的基础一一记忆、智力、意识与生命之 流 70

3. 有机界并不和谐，和谐只是原则上存在于趋向而不是状态之 中 70

十七、物理学家薛定谔的生命观一生命通过汲取负熵建立有序 71

1. 从热力学看生命一一有机体就以负熵为 生 71

2. 从统计学看生命一一精确性需要巨大的结 构 72

3. 对薛定谔生命观的质 疑 72

十八、生命定义的演变 73

结语 75

第四章生物的生殖、发育与遗传 77

一、古希腊哲学家亚里士多德论动植物生殖 77

1. 雌、雄性的定 义 78

2. 动物的生殖类型一一胎生、卵生与蚴 生 78

3. 动物的两性交配与杂 交 79

4. 一些动物的本能行为——护幼 80

5. 繁殖的悲剧——产后死亡，或遭子代残 杀 80

6. 动物生殖调控的复杂 性 80

7. 植物中存在雌雄同株的现象吗？ 80

8. 植物繁殖的多样性与混合 性 81

二、古代至18世纪的发育观一渐成论与预成论之 争 82

1. 希波克拉底——最早的渐成论思想，鸟和人在胚胎发育上有相同之处82

2. 亚里士多德——提出生物发育的预成或渐成论，但更倾向于后 者 82

3. 塞涅卡——主张精源论和预成 论 83

4. 哈维——鸡卵的发育支持渐成 论 83

5.17?18世纪上半叶的预成论 83

6. 莫泊丢——用双亲在子代中的混合特征驳斥预成 论 84

7. 沃尔费和E.达尔文——个体发育是一个由简单到复杂的演化过 程 84

三、19世纪以来的发育观一生物发生律、机械论与活力 论 85

1. 贝尔——提出胚胎发育渐成性的“贝尔法则” 85

2. 施莱登等的细胞学说——发育是一个细胞分裂过 程 86

3. 魏斯曼——核决定子假 说 88

4. 鲁——发生机械论学 说 89

5. 德里施——反对发生机械论，提出“活力论” 90

6. 施佩曼和曼戈尔德——胚胎诱导作 用 91

7. 薛定谔、沃森和克里克——生命的发育进程遵循于染色体中的遗传密码92

8. 分化——稳定性与变异性的统一 93

四、古代（古希腊-古罗马）哲学家的朴素遗传 观 93

1. 恩培多克勒——最早的遗传思想萌芽，子代形貌由父母因素共同决定94

2. 亚里士多德——种子是潜能意义上的存在，精子比卵子更重 要 94

3. 卢克莱修——种子或种族具有遗传稳定 性 96

4. 盖伦——精子和卵子混合之后才有胚胎发 育 96

5. 奥古斯丁——种质是事物的胚 芽 96

五、近代的动物遗传 观 97

1. 列文虎克——提出“精液中小动物”的观 点 97

2. 莫泊丢——身体的每一部分都提供胚 芽 97

3. 布丰——子代源自精子和卵 子 97

4. 拉?梅特里——父母对子代特征的遗传贡 献 98

5. 邦尼特——主张雌体内存在“胚芽” 98

6. 赫尔德——雌、雄两性决定子代的形态多样性和定型 性 98

六、拉马克的遗传理论一获得性遗 传 98

七、科学遗传学的起航一植物杂交与孟德尔遗传定 律 99

1. 科尔罗伊德——用植物杂交揭示植物的有性生殖行 为 99

2. 诺丁——发现植物在有性生殖过程中性状分离的现 象 100

3. 孟德尔——“性状分离定律”和“自由组合定律” 100

八、达尔文的泛生论——微 芽 101

1. 达尔文的微芽理 论 102

2. 对泛生论的批判与否 定 102

九、孟德尔遗传定律的补充与发 展 103

1. 授精与细胞分裂的显微观察——细胞核融合与染色体行 为 103

2. 魏斯曼的种质连续性理论——遗传物质的化学 化 104

3. “萨顿-鲍维里假说”——遗传因子位于染色体上 105

4. 摩尔根的遗传定律——基因的连锁与互 换 106

十、遗传物质的化学 密码之解密 107

1. 米歇尔——第一个制备“核素”的 人 107

2. 科赛尔——证明存在两种核酸，脱氧核糖核酸和核糖核 酸 107

3. 查伽夫——发现腺嘌呤/胸腺嘧啶和鸟嘌呤/胞嘧啶之比约为1 107

4. 薛定谔——预见了遗传密码本的存 在 107

5. 沃森和克里克——揭示了 DNA双螺旋结构 109

6. 沃森的中心法则——“DNA—RNA—蛋白质” 109

结语 110

第五章生物进化论简史 112

一、古希腊哲学家的生命进化 观 112

1. 阿那克西曼德——人是从鱼而 来 112

2. 恩培多克勒——“适者生存，自然选择”思想的萌 芽 113

3. 亚里士多德——积微渐进、永不停息的生命创造，“伟大的存在之链”113

二、近代分类学创始人林奈一信奉物种神创论，从不变到可 变 114

1. 林奈的生命科学观——分类是基 础 114

2. 林奈初期的生命观——信奉物种神创 论 115

3. 林奈后期的生命观——部分承认物种可 变 115

4. 恩格斯对林奈思想的评价——绝对不变性世界观的时代缩 影 115

三、解剖学与古生物学家居维叶——器官相关法则，不变与灾 变 116

1. 器官相关法则与器官不变 论 116

2. 灾变——地史上的物种大灭绝 117

四、18世纪的物种进化 观 117

1. 外交官和旅行家马耶——物种总在变化，新获得的性状可以遗传 117

2. 博物学家布丰——进化论的真正先 驱 117

3. 哲学家霍尔巴赫——人类也是自然的产 物 119

4. 哲学家康 德 个世界存在的最后目的就是创造本身 119

5. 医生E.达尔文（达尔文的祖父）——拉马克和达尔文进化论的前身121

五、19世纪达尔文之前的进化 论 122

1. 博物学家拉马克——内在复杂化趋势、用进废退与获得性遗 传 122

2. 诗人歌德——生物从低级到高级地发展的“持续法则” 124

3. 哲学家黑格尔——生命是从机械性经化学性到内在目的性的演 进 124

4. 地质学家布赫——从化石看，环境改变导致新种从较旧的形态中形成125

5. 业余博物学家钱伯斯——进化既有进步，也有退 化 125

6. 博物学家奥肯——放弃独立性的多细胞起源，物种可以缓慢演 变 126

7. 博物学家华莱士——自然选择理论的共同发现 者 127

六、博物学家达尔文的进化论一随机变异、生存斗争与自然选择127

1. 达尔文进化论的核心——个体变异、生存斗争与自然选 择 127

2. 新物种如何得以形成？ 129

3. 大灭绝——旧类型被新类型排挤的结 果 131

4. 共同由来理论 132

5. 近亲交配导致衰 退 132

七、达尔文之后的进化 论 133

1. 杜林——从无机界向有机界的过渡，是一个没有质变的平滑过 程 133

2. 海克尔——“生物发生律” 133

3. 恩格斯——从第一个细胞到人的进化，进化亦退 化 133

4. 德弗里斯——生物进化的“突变论” 134

5. 柏格森——进化是一种延 绵 134

6. 德日进——达尔文主义和拉马克主义的“共生” 135

7. 新达尔文主义和综合进化 论 136

八、物种概念的演 变 136

1. 雷 个物种可通过种子繁殖而永远延续 136

2. 布丰——生殖隔离是鉴别物种的重要标 准 137

3. 居维叶——物种在一定限度内永远存在下去，变种是物种偶然的再细分 137

4. 达尔文——物种是一个在极长的时期内一面改变、一面分化的产 物 137

5. 迈尔——生物学物种概 念 138

结语 138

第六章进化论——超越达尔文 140

一、达尔文进化论的核心与所谓的“哲学贡献” 141

二、对达尔文的物种形成观之解 读 142

1. 成种的内在条件——连续变异的累 积 142

2. 成种的外在条件——没有空缺的位置就没有自然选 择 143

3. 成种的过程——新旧变种更 替 143

4. 地球上物种的分化趋势——不可能无限增 加 144

三、围绕达尔文进化论之 争 145

1. 变异从何而来？ 145

2. 自然选择和适者生 存 种定义的循环？ 148

3. 来自恩格斯的批评——马尔萨斯的“斗争”是自然选择的唯一手段吗？ 151

4. 达尔文理论能解释在进化的独立路线中出现相同器官的现象吗？ 151

5. 达尔文理论能解释“不可降低的复杂性”吗？ 152

6. 进化论——以辩护代替求证的理论？ 153

四、谁是谁非之我 见 154

1. 渐变与突变，孰对孰错？ 154

2. 生命界不存在目的性吗？ 154

3. 什么才应该是自然选择的真正含义？ 155

4. 马尔萨斯的“斗争”对物种分化真的是如此重要吗？ 156

五、关于生物界目的性之我见一既有也没 有 157

1. 生命内禀的原始目的性——获取阳光（或食料）、求生与繁 殖 158

2. 物种“嗜好”无目的性的创 造 158

六、为何地球上演化出数以百万计的生物物种？ 159

1. 地球上的物种——已知约有175万种，以昆虫最 多 160

2. 关于物种创造的先人之 见 160

3. 物种创造的遗传学机制——源自有性生殖物种基因库的反复分 裂 161

4. 物种创造的生理学机制——氧化环境对物种分化的巨大贡 献 163

5. 物种创造的生态学机制——生态位的不断创造与细 分 164

七、自然选择的方向性一依赖于物种的生态功能与生存环 境 165

1. “进步”一“高等”一“更好” 165

2. 为何自然界不同等级生物能够共存？ 166

3. 自然选择的方向性——受制于生态功能与生存环境两大生态因 素 166

4. 分解者之选择方向性——快速的分解代谢，因此细菌独霸天 下 167

5. 陆生植物之选择方向性——最大的光能利用，因此群落结构立体 化 167

6. 海洋藻类之选择方向性——漂浮于表层获得阳光，进化停留于原始微藻 168

7. 动物之选择方向性——捕食与被捕食的军备竞赛，虫与花的互惠进化168

八、进化论之个 性 169

1. 月见草与果蝇的随机变异——突变 论 169

2. 拟态物种的微小变异的连续累积——渐变 论 170

3. 长颈鹿的脖子与洞穴动物的眼睛——用进废退，获得性遗 传 171

4. “爱尔兰麋鹿”的过度发育——直生论 173

5. “完美”适应或自然选择的代价与命运 174

九、物种分化速率依赖于体制的可塑 性 176

1. 有性生殖物种的分化速率随体积增大而降 低 176

2. 无性生殖微生物的种类稀少，从公共基因库中组合物种实现快速适应177

3. 体制越简单，可塑性越大，成种速率越 快 178

十、拉马克主义之还魂——进化依赖于遗传，但也不能缺少适应 180

1. 分子遗传学家对博物学家的清算——基于适应的获得性遗传被彻底否定180

2. 动态特征偶联“用进废退”，而静态特征偶联随机变 异 181

3. 围绕拉马克进化论之争的核心——什么决定了遗传系统？ 182

4. “没有东西是无用的，是没有目的的” 183

5. 人类思维的发展为获得性遗传提供铁 证 184

6. 生命=种族的记忆+个体的学 习 184

结语 186

第七章生命起源论简史 188

一、古希腊哲学家的生命起源 观 188

1. 阿那克西曼德——生命源自海 洋 189

2. 恩培多克勒——生命是宇宙演化的产物，“爱”的冲力使元素混合而产生

生命 189

3. 阿那克萨戈拉——生命早已在“种子”中亘古存 在 190

4. 伊壁鸠鲁——生命由原子碰撞而 成 190

二、近代以来的生命起源 观 190

1. 活物出自大地之初的混 沌 190

2. 生命起源于原始海洋胶状 物 191

3. 生生相生的生源 论 191

4. 生命的起源是通过化学途径实现的——化学进化 论 191

5. 宇宙胚种论（或泛种论 ） 193

三、从天体与地球化学看生命的起 源 194

1. 生命不过是浩瀚宇宙之一 粟 194

2. 宇宙-地球-生命的元素既相似又不完全相 似 194

3. 地球上的水圈——生命演化的必要条 件 197

4. 地球表面的平均能量——支撑最大的分子复杂 性 198

5. 地球上的大气圈——“天文学上的荒唐” 198

四、从无机物通向简单有机物之路一实验证 据 199

1. 构成蛋白质的氨基酸几乎都能在人工条件下产 生 199

2. 其他低分子有机化合物的生 成 207

3. 对米勒实验的批 评 210

五、简单有机物的聚合一实验证 据 211

1. 氨基酸的聚合 211

2. 糖的聚 合 214

3. 核苷酸的聚 合 214

六、有机物起源的太空生物学证 据 215

1. 土星的卫星 216

2. 彗 星 216

3. 陨 星 217

七、原始地球上的“化学进化” 220

1. 高能——推动低分子有机化合物合成与聚合之必 需 220

2. 低分子有机化合物的聚合——并不完全随 机 221

3. 材料虽有，但如何“自动地”组装成细胞呢？ 221

八、关于细胞起源的若干重大疑 问 222

1. 研究细胞起源面临的困 难 222

2. 对生物大分子与细胞随机形成的质 疑 222

3. 分子能自组织成细胞吗？ 223

4. “细胞重建”学说能揭示细胞的起源吗？ 225

5. 为何生命只有一套遗传密码？ 227

6. 先有核酸（信息）还是先有蛋白质（结构）？ 227

7. 先有复制（基因）还是先有代谢？ 229

8. 第一个细胞的形成——3个独立进化原件（膜、代谢和复制）的机缘整合 229

九、RNA世界假说——生命起源之RNA在先 论 230

1. 现代RNA和DNA特性之比 较 230

2. 何为RNA世界假说？ 230

3. 对RNA学说的质 疑 233

十、关于生命起源的其他各种学说 234

1. “原始汤”假说（“soup” hypothesis) 234

2. 黏土假说（clAy hypothesis) 235

3. 脂质世界假说（lipid world hypothesis) 236

4. 多憐酸盐假说（polyphosphAte hypothesis) 237

5. 辅酶世界假说（coenzyme world hypothesis) 237

6. 铁-硫世界假说（iron_sulfur world hypothesis) 238

7. 锌世界假说（Zn-world hypothesis) 238

8. 多环芳烃世界假说（PAH world hypothesis) 239

9. 代谢在先模型（“metAbolism first”model) 239

10. 自催化假说（AutocAtAlysis hypothesis) 240

11. 自组织和自复制假说（self-orgAnizAtion And replicAtion hypothesis) 240

12. 深部热液生物圈模型（“deep-hot biosphere” model) 241

13. 深海喷口假说（deep seA vent hypothesis) 241

14. 热合成世界假说（thermosynthesis world hypothesis) 242

15. 放射性海滩假说（rAdioActive beAch hypothesis) 243

16. 紫外线和温度辅助的复制模型（ultrAviolet And temperAture-Assisted replicAtion model) 243

17. 水泡假设（bubble hypothesis) 244

18. 多起源假说（multiple genesis) 244

结语 245

第八章原核微生物的代谢 247

一、生命的本质——电子(质子）驱动的元素组合游 戏 248

1. 细胞内能量转换的基础——氧化还原反应的耦 联 248

2. 细胞内能量转换的核心过程——电子传递 链 249

3. 微生物的能源和碳源——多样而复 杂 251

二、化能细菌的电子传递 链 252

1. 氨和亚硝酸盐氧化细 菌 253

2. 铁氧化 菌 254

3. 无色硫细 菌 256

4. 氢氧化细菌 256

三、不产氧光合菌的电子传递 链 257

1. 光合细菌特性的比 较 257

2. 不产氧光合菌的电子传递 链 258

四、一种特殊的“光合作用” 259

1. 视紫红质——特殊的光感受 体 259

2. 感光分子——视黄醛的工作原 理 260

3. 同样的感光物质服务于完全不同的生存目 的 261

五、细菌特殊的C02固定方 式 261

1. 逆向TCA循 环 261

2. 厌氧的乙酰辅酶A途 径 262

3. 其他途径 264

结语 264

第九章光合作用概述 266

一、光合作用概 述 266

1. 光合作用的基本原 理 266

2. 光合作用的主要器 官 267

二、光合作用的核心机构——光化学反应中 心 269

1. 光化学反应的平台——PSII和PSI 269

2. 光化学反应的核心——电子传递 链 271

三、光能吸收与传递的主角一光合色 素 273

1. 主要的光合色素及结 构 273

2. 光合色素对光的吸收特 征 275

3. 色素在不同光合生物中的分 布 276

4. 细胞中光合色素的合成途 径 277

5. 太阳光能的吸收与传 递 281

四、光合作用的搬运工一电子/质子载 体 283

1. 质 醌 283

2. 细胞色 素 284

3. 质体蓝素 284

4. 铁氧还蛋 白 285

5. 铁氧还蛋白-NADP+还原 酶 286

五、电子流形成的基础一水的裂解机 制 287

1. 水的裂解机构——PS II的精细结构 287

2. 水的裂解过程 290

3. 水裂解的重要意 义 291

4. 产氧蓝藻中的不产氧光合作用 293

六、光合碳同化与呼 吸 293

1. 光合碳同化——光合作用的第二 步 293

2. 卡尔文循环——碳同化的核心过 程 294

3. 糖酵解——最古老的呼吸产能方 式 296

4. 三羧酸循环——有氧呼吸的核心过 程 297

5. 代谢的特点——氧化的高效性与循环的交织 性 297

结语 299

第十章蛋白质、RNA与DNA 300

一、蛋白质一多样的氨基酸、侧链与结合力是结构多样性的基础300

1. 肽键——氨基酸通过缩合形成多肽链 300

2. 键能——共价键远高于非共价 键 301

3. 蛋白质结构的多样性——形成复杂的三级、四级结 构 302

二、核苷酸一信息单元与能量“货币” 304

1. 作为核酸基本单元的核苷酸——遗传信息的载 体 304

2. 作为辅酶的核苷 酸 合成与分解代谢的参与者 304

3. 作为高能化合物的核苷酸——生物体内的能量货 币 307

4. 生物体内的高能化合 物 308

三、脱氧核糖核酸一遗传信息的载 体 310

1. 脱氧核糖核酸的结 构 种通过氢键维系的双螺旋 310

2. DNA的复制——半保留式 312

四、核糖核酸（RNA)——蛋白质与DNA之间的桥 梁 314

1. mRNA 合成蛋白质的蓝图 315

2. tRNA——mRNA上遗传密码的识别者和氨基酸的转运者 316

3. rRNA——合成蛋白质的工厂 317

4. RNA的合成——在细菌中只由一种RNA聚合酶就能完成 317

五、蛋白质、RNA和DNA合成之比 较 318

1. 核酸的合成——以固有的DNA为模板，由蛋白质完 成 318

2. 蛋白质的合成——以mRNA为模板，由tRNA、rRNA和蛋白质联合完成 321

3. 核酸和蛋白质的合成都需要能 量 321

4. 生命工厂——图纸（DNA)、装配者（RNA)和产品（蛋白质 ） 323

六、生物大分子中的芳香族化合物与杂环化合 物 323

结语 324

第十一章生命之根——追寻共同祖先之梦 325

一、共同祖 先 325

1. 共同祖先的思想从何而来？ 325

2. 如何探寻共同祖先？ 326

二、朦胧的曙光——来自“神奇”的rRNA分 子 327

1. 分子钟的概念 327

2. 基于16S rRNA或18S rRNA的系统进化树 328

3. 新分类体系的提出——古菌作为一个独立的 域 329

4. 与古菌地位相关的其他特 征 329

三、对Woese的系统进化树之疑 问 333

1. 进化树的基部结构看似迎合了 “常识” 333

2. 结构与时间的关系未必就那么完 美 334

3. 基因转移与丢失的捣 乱 335

4. Woese对共同祖先假说的修正 335

5. 无法验证的逻辑假定或前提条 件 336

6. 共同祖先或许只是一个已经逝去的影 子 336

结语 337

第十二章生命起源在光合系统的进化中启程 339

一■、关于原始生命创造的动因 340

1. 业已消失的证 据 340

2. 生命的冲动 341

3. 用达尔文的理论来解释化学进化的动 因 341

4. 自组织 论 342

5. 套盒理 论 342

6. 智能设计 论 344

7. 神创 论 346

二、关于第一个细胞诞生的猜 测 346

1. 第一个细胞——生命起源最大的难 关 346

2. 来自神创论者的批 判 347

3. 现代生物的细胞膜结 构 347

4. 曾经的主要学说——团聚体学说和微球体学 说 348

5. 囊泡学 说 349

6. 脂双层为脱水的大分子聚合过程提供微化学环 境 350

三、太阳光能是生命起源与扩展的根本动 因 351

1. 生命开始的缘由——光能驱动下基础化学构件的耦合与演 化 351

2. 光合系统的基本构件——在生命前夜的“有机汤”中可能存在吗？ 352

3. 水成为电子供体才是生命得以扩展与蔓延的根 本 355

四、光合作用起源之素 描 356

1. 从感光分子到光合色 素 356

2. 细胞被膜与光系统的协同演 化 356

3. 高效光合作用的选择——通向酶的诞生之 旅 358

五、神奇的卟啉环——点亮了生命之 光 359

1. 血红素与叶绿素之间在结构上的同源 性 360

2. 为何化能营养菌也存在如此复杂的电子传递体？ 360

3. 嗜热产甲烷古菌可能是LUCA吗？ 362

4. 甲烷古菌的辅酶F4M在结构上与叶绿素和细胞色素同 源 362

5. 古老的卟啉环——生命起源自光合作用的可能证 据 363

六、逆中心法则的生命演化——从蛋白质—RNA—DNA 364

1. 在化学结构上，蛋白质配作催化剂，而核酸配作遗传信息载体 364

3. 从RNA到DNA的演化之路 366

4. 用mRNA拼接DNA的证 据 367

七、细胞分裂机制是如何产生的？ 368

八、如何解释细胞遗传机制的产生及密码的通用性？ 369

九、细胞演化之旅一结构个性化、物质功能化、反应次序化和过程程序 化 371

1. 结构个性化（细胞膜、内膜 ） 371

2. 物质功能化（脂质、蛋白质、RNA、DNA、糖类 ） 371

3. 反应次序化（反应循环及其连接 ） 372

4. 过程程序化（遗传信息体系及传递 ） 372

十、生命感觉之心灵化一从化学性—感觉—知觉—精神性的扬升373 结语 374

主要参考文献 375

进化论早在古希腊哲学的思辨中就已破土萌芽? 但直到19世纪才在博物学的春风中争妍斗艳。 博物学催生了两个代表性的科学进化理论—拉马克的内在复杂化趋势、用进废退和获得性遗传以及达尔文的随机变异、生存斗争与自然选择，后者被誉为19世纪三个最伟大的科学成就之一，成为人们膜拜的圣典， 而前者却长期遭受封杀。现代遗传学最终选择了向达尔文主义的妥协，并用所谓的“中心法则” 将获得性遗传彻底诋毁。达尔文主义并非完美无瑕: “自然” 究竟意指何物? 为何地球上的生命热衷于不停地创造新物种? 自然界若无目的性，那么一个没有目的的选择会是什么? 若无拉马克主义，人的心智何以能如此伟大，动物的本能和
习性又从何而来? 哲学家对生命起源的兴趣要逊色许多， 或许因为太过遥远，而可供辨识的痕迹也几乎消失殆尽，虽擅长冥想，也只得束手坐视。科学家挣扎于灰雾蒙蒙之中，但提出了各种妙想天开的假说。试问: 为什么要生? 何为生命之本质? 何为原始生命创造之动因? 生命通过何种机制实现了从单纯的(光) 化学性向原始生命性再到肉体与精神之统一性(人性) 的扬升? 本书勾画了一种生命起源的新途径，包括第一个细胞如何诞生、光合作用如何起源、生命如何逆中心法则演化、细胞如何开始分裂、细胞遗传机制
(密码的通用性) 如何形成等。其实，光能才是生命起源与扩展的根本动因。生命正是在光合系统的演化中开启了梦幻之旅!