生命的進(jìn)化是一部永遠(yuǎn)也讀不懂的大書(shū)，生命的進(jìn)化史是一部最復(fù)雜、最浩瀚、最無(wú)法揭曉又誘惑著人類去孜孜不倦的探索發(fā)現(xiàn)的深邃奧秘。而這些無(wú)窮無(wú)盡的奧秘又滲透在刻寫(xiě)在生命結(jié)構(gòu)或生命過(guò)程的點(diǎn)點(diǎn)滴滴之中，俯拾皆是、不勝枚舉。我們只好概括說(shuō)這是自然力量的鬼斧神工，實(shí)際上這又是進(jìn)化力量的有意選擇。
我對(duì)自然有一種無(wú)形的敬畏之心，但同時(shí)又情不自禁的心懷一種急切想去窺探的心理，甚至想追究思考這里邊我力難及的原因。所謂“格物究理，其樂(lè)無(wú)窮。”我只能從高中生物層面上揣摩解讀生命的哪怕一點(diǎn)點(diǎn)奧妙，也算是我自己對(duì)自然對(duì)生命對(duì)生物科學(xué)的一個(gè)個(gè)人化解讀。
1．生物進(jìn)化的有序性
第一方面我想盡辦法力求概括出我要表達(dá)的意思，最后我稱之為“生命進(jìn)化的有序性”，水平所限，不知能否說(shuō)明此意，下面就從5個(gè)角度來(lái)詮釋之。
1．1 物質(zhì)分工的進(jìn)化
最為典型的當(dāng)為蛋白質(zhì)和核酸兩大生命物質(zhì)，一者為生命活動(dòng)的承擔(dān)者，令一個(gè)是遺傳信息的攜帶者。注意考查這兩大物質(zhì)的單位、結(jié)構(gòu)、組成、及其分布、功能等等，似乎生命的安排每一項(xiàng)都別有用意。
比 較
定 位
單位及種類
結(jié) 構(gòu)
功 能
特 點(diǎn)
分 布
蛋白質(zhì)
生命大分子
氨基酸
20種
形態(tài)各異
多種功能
多樣性
無(wú)處不在
生命承擔(dān)者
DNA
生命大分子
核苷酸
4種
雙螺旋
遺傳物質(zhì)
穩(wěn)定性
細(xì)胞核種
遺傳攜帶者
概括來(lái)說(shuō)，①都屬于生命大分子，相對(duì)分子質(zhì)量成萬(wàn)乃至十幾萬(wàn)甚至百萬(wàn)；②單位都是酸，前者是氨基酸，后者是核苷酸；③但種類上氨基酸達(dá)20種，而核苷酸僅4種；④結(jié)構(gòu)上，DNA是沉穩(wěn)規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)，而蛋白質(zhì)是形態(tài)各異的空間結(jié)構(gòu)，這就表現(xiàn)出一個(gè)是穩(wěn)定性有余，另一個(gè)是易變性明顯；一個(gè)規(guī)范性十足，另一個(gè)多樣性突出；⑤功能上，DNA就一大功能，控制性狀控制蛋白質(zhì)合成而決定遺傳，而蛋白質(zhì)卻是多面手，各項(xiàng)生命活動(dòng)全面承擔(dān)；⑥所以分布上，DNA主要是細(xì)胞核內(nèi)，而蛋白質(zhì)則無(wú)處不在。⑦以上區(qū)別和關(guān)系也就需要的DNA穩(wěn)定性和蛋白質(zhì)的多樣性，也就不難聯(lián)系上4種DNA單位決定20種核苷酸。
兩大主力，生命的左膀右臂，各顯其妙，各具特色，但都?xì)w納為一條，它們的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，這不正是進(jìn)化給與的物質(zhì)有序構(gòu)成的典型體現(xiàn)嗎？
1．2 生命結(jié)構(gòu)的精當(dāng)
生命結(jié)構(gòu)的精當(dāng)，從細(xì)胞器的角度就可以體現(xiàn)出來(lái)。
首先，最低等的原核生物都普遍也唯一具有的，核糖體無(wú)膜，頂多還有一個(gè)低等植物具有的中心體無(wú)膜。進(jìn)一步說(shuō)，溶酶體、液泡、高爾基體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等均由單層膜構(gòu)成，而更高等的就是線粒體與葉綠體。這正體現(xiàn)出膜在進(jìn)化上由無(wú)膜到有膜、由單膜到雙膜的順序。
我們就來(lái)單獨(dú)分項(xiàng)考查研究一下相似相對(duì)的線粒體和葉綠體。
比 較
膜的層數(shù)
內(nèi)膜面積
遺傳物質(zhì)
特 性
內(nèi) 含
學(xué) 說(shuō)
功 能
物質(zhì)轉(zhuǎn)變
能量轉(zhuǎn)化
代謝類型
線粒體
雙層
嵴
少DNA/RNA
半自主
核糖體
內(nèi)共生
呼吸作用
分解
釋放
異養(yǎng)
葉綠體
雙層
基粒
少DNA/RNA
半自主
核糖體
內(nèi)共生
光合作用
合成
儲(chǔ)存
自養(yǎng)
生物進(jìn)化史上的這兩位細(xì)胞器真是用心良苦，各表一方有本質(zhì)相同，相對(duì)相左，細(xì)胞要留住兩位，只好在其外面包裹上一層膜，所以也就有了雙膜，也就是內(nèi)共生學(xué)說(shuō)。
1．3 生殖活動(dòng)的蓄謀
生殖活動(dòng)角度的選擇進(jìn)化，可謂進(jìn)化特征的突出展現(xiàn)。不是嗎？
1．31 最為美麗的芳香是花朵的芳香，最為精華的營(yíng)養(yǎng)是果實(shí)種子中的營(yíng)養(yǎng)；最漂亮的性征是第二性征。最楚楚動(dòng)人的時(shí)光是青春華年。而同時(shí)，動(dòng)物們最殘酷的殺戮，除了萬(wàn)物生靈的日常衛(wèi)生極為食物謀之外，也多是生殖時(shí)期的血腥爭(zhēng)斗，甚至有的動(dòng)物殺掉前任乳臭未干的子代。最威風(fēng)八面的氣勢(shì)也是猴王獸王們率領(lǐng)后宮佳麗萬(wàn)千無(wú)數(shù)子孫兒女滿堂。這一時(shí)期，他們用盡所有的招數(shù)，使出最高妙的手段，進(jìn)化出最多姿最華彩的樂(lè)章。你看孔雀開(kāi)屏、靈鳥(niǎo)鳴唱，還有羚牛抵角、飛鳳求凰，甚至螳螂獻(xiàn)身，真是熱鬧多姿！甚至連人類社會(huì)史進(jìn)程中的一大特點(diǎn)之一不也是皇宮選美皇帝三宮六院七十二嬪妃，也不可逃脫的映射出這一生物界主要方向的發(fā)展的痕跡。據(jù)說(shuō)康熙兒女達(dá)到一百之余，可否成為一個(gè)有意思的注解？
──這不是無(wú)序的散曲，而是有序的樂(lè)章；這不是為了個(gè)體小我的一時(shí)之快，而是為了完成種族繁衍的使命；這不是為了私己的眼前功利，而是為了傳承生物獨(dú)特的DNA信息！生殖活動(dòng)的蓄謀，是一番多么深刻的苦心��！這才使生物界得以生生不息，綿延而有序！
1．32 再聚焦減數(shù)分裂與受精作用。一次復(fù)制，兩次分裂；而且，最突出的特征集中在減數(shù)一次分裂，分裂前的聯(lián)會(huì)見(jiàn)面、驗(yàn)明正身，然后同源分離，染體減半；再后的受精作用，合二為一，恰好又保證維持了本物中生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定性。多么天衣無(wú)縫，而且減數(shù)不均等分裂而成的大卵細(xì)胞，保住了充足營(yíng)養(yǎng)和母體遺傳；那均等而分的無(wú)數(shù)小巧的精子，又保住了擇優(yōu)的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。另外，植物油別出心裁的弄出一個(gè)雙受精作用，極核受精成的胚乳發(fā)育在先，卵細(xì)胞受精成的胚的發(fā)育分化在后，進(jìn)化的多嚴(yán)謹(jǐn)周密的發(fā)育之旅�。「叩鹊镍B(niǎo)類、爬行類和哺乳類動(dòng)物，在胚胎發(fā)育的早期，母體還為子代早早準(zhǔn)備了一個(gè)“原始海洋”般的羊水，既防震保護(hù)又保證環(huán)境穩(wěn)定保證充足營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。
1．4 鎖鑰結(jié)合的統(tǒng)一
1894年Fischer提出酶作用的鎖鑰學(xué)說(shuō)，酶與底物的結(jié)合有很強(qiáng)的專一性，也就是對(duì)底物具有嚴(yán)格的選擇性，1958年Koshland提出誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)。這一學(xué)說(shuō)對(duì)我們領(lǐng)悟生物特征多有啟發(fā)。單是在高中生物學(xué)中，涉及到“鎖鑰式”特異性結(jié)合，明顯的就達(dá)六七項(xiàng)之多，實(shí)際上“鎖鑰學(xué)說(shuō)”是一個(gè)很有意思的學(xué)說(shuō)，是這種專一性的規(guī)律，才使得生命活動(dòng)更加有序而高效。
1．41 酶的鎖鑰學(xué)說(shuō)
每一種酶只能催化一種或一類化合物或化學(xué)反應(yīng)，如淀粉酶只能催化淀粉水解為麥芽糖，而不能將麥芽糖水解為葡萄糖；這類考題很是常見(jiàn)。而在基因工程中的限制性內(nèi)切酶也是專門(mén)地識(shí)別切割特定的核苷酸序列，并且只能在特定的切點(diǎn)處揮刀剪切，目前已發(fā)現(xiàn)200多種限制性內(nèi)切酶，切點(diǎn)各異，高度專一。
1．42 載體的專一性
各種物質(zhì)出入細(xì)胞膜有選擇透過(guò)性，就是由于膜上載體的不同，這種鎖鑰結(jié)合適度物質(zhì)不至于渾水摸魚(yú)，隨便出入，而具有選擇透過(guò)性，無(wú)論何種類乃至數(shù)量都高度專一，選擇性的滿足了細(xì)胞的需求。如小腸絨毛上皮細(xì)胞運(yùn)輸吸收氨基酸和葡萄糖各有不同載體。根細(xì)胞膜上的載體決定了根吸收礦質(zhì)元素的種類與數(shù)量。
1．43 激素的鎖鑰結(jié)合
動(dòng)物激素隨血液流動(dòng)到全身各處，與體內(nèi)各種組織細(xì)胞廣泛接觸，但是激素作用卻有特異性，即選擇透過(guò)性地作用于特定的靶器官、靶腺體或靶細(xì)胞。其特性是因?yàn)榘屑?xì)胞的膜表面或胞漿內(nèi)，存在著能夠與該激素特異性結(jié)合的受體。
例如，下丘腦分泌促性腺激素釋放激素只作用于腦垂體，垂體再釋放促性腺激素作用于性腺，使之產(chǎn)生相應(yīng)效應(yīng)。再如胰島素甲狀腺激素幾乎對(duì)全身都起作用，似乎沒(méi)有靶細(xì)胞，但這些激素也是仍只和細(xì)胞膜上或胞漿內(nèi)的特異性受體結(jié)合后，才能激發(fā)細(xì)胞內(nèi)的一系列生理活動(dòng)，所以從分子水平說(shuō)仍屬于特異性。
1．44 抗原抗體的特異性結(jié)合
一種抗原只能與相應(yīng)的抗體或效應(yīng)T細(xì)胞發(fā)生特異性結(jié)合，這種特異性取決于抗原決定簇。一種抗體也只能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性免疫反應(yīng)。甚至這種特異性反應(yīng)的極限出現(xiàn)了過(guò)敏，我們有的人獨(dú)特地對(duì)花粉、或海鮮、或蛋白質(zhì)、或塵埃過(guò)敏等等。
而單克隆抗體就是這種特異性強(qiáng)、靈敏度高，在單克隆抗體上連接上抗癌藥物，制成了生物導(dǎo)彈，達(dá)到鎖鑰式的專一結(jié)合攻擊嗎？
1．45 tRNA的鎖鑰結(jié)合
每種tRNA只能識(shí)別并轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸，這是由于其一端與tRNA的堿基專一的互補(bǔ)、特異的配對(duì)，因此氨基酸也就特定的對(duì)應(yīng)了使得遺傳信息得以穩(wěn)定有序的表達(dá)。
1．46 另外，生物之間的共生結(jié)合，不也是一種特異的鎖鑰結(jié)合嗎？地衣真菌共生，犀牛小鳥(niǎo)相伴。甚至根瘤菌與豆科植物之間的專門(mén)共生，大豆根瘤菌只能共生于大豆的根上，蠶豆根瘤菌只能侵入蠶豆、菜豆豇豆的根內(nèi)。
總之，生命進(jìn)化的有序性，無(wú)處不在，正是生命的高度復(fù)雜，才需要高度的有序，才能高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，有條不紊井然有序。生命的進(jìn)化令我們折服！
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://portlandfoamroofing.com/gaozhong/127439.html
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