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第一节 研究生命起源的意义1

一、生命起源的理论1

1.特殊创造论1

2.泛孢子理论1

第一章 绪论1

第一节 生命与光学活性的关系2

3.自然发生论2

4.生源论2

5.化学进化学说2

二、人类对生命的辩证认识2

1.恩格斯首次科学地定义生命2

2.人类对生命的新认识3

3.关于生命的定义3

三、辩证自然观与化学进化4

1.物质世界进化链的层次结构4

2.化学进化的四个阶段6

四、化学进化和化学退化8

五、熵和生命10

第二节 宇宙化学研究的进展11

一、碳质球粒陨石的分析12

1.陨石中元素的同位素组成异常13

2.陨石中有机物的测定14

3.氨基酸分子的光学活性是否在太空中已产生14

二、彗星中复杂分子的出现——地球上生命来自彗星吗15

三、星际分子的发现16

四、火星上有无生命的探索19

参考文献20

第二章 光学活性22

一、光学活性是生命有序性和组织化的基础22

二、生物大分子手性是识别生命与非生命的探针23

第二节 生命中的螺旋现象23

二、螺旋与生物进化24

一、非生命中的螺旋现象24

三、螺旋现象对蛋白质均由L氨基酸构成的解释25

四、蛋白质的α螺旋结构26

第三节 光学活性的起源26

一、光学活性起源的时间27

二、光学活性分子的发现及性能27

三、光学活性研究的意义31

第四节 光学活性起源的假说32

一、宇称不守恒导致光学活性33

1.不对称性在进化的各阶段中转变33

2.Vester-Ulbricht机理33

3.Yamagata机理34

4.V-U机理的实验34

5.Y机理的实验39

6.理论计算46

1.基本思想49

二、圆偏振光引起光学活性49

2.实验事实50

三、液固相化学反应导致光学活性52

1.泥土表面理论52

2.不对称晶体——石英55

3.立体选择结晶57

四、统计起源论57

五、活力论58

七、光学活性研究的最新进展59

六、地磁场论59

参考文献64

第三章 地球上生命的起源68

第一节 太阳系中的生命68

一、行星的分类68

二、行星上生命的探测69

三、星际介质70

一、地球物质的原始组成72

四、宇宙中生命存在的条件72

第二节 原始地球的形成72

二、地球温度73

三、地球年龄75

1.钾-氩法75

2.铷-锶法76

3.铀-钍-铅法76

第三节 原始大气77

一、现代大气77

二、原始大气78

三、原始大气的成分78

四、大气的演变80

第四节 原始海洋82

一、原始海水的演化82

二、原始大气和海洋的相互作用84

一、热能86

第五节 能量的来源86

二、太阳辐射88

三、放电90

四、放射性90

五、宇宙射线91

六、陨石的动能91

七、冲击波92

第六节 生物元素93

一、生物圈和生物元素93

二、海水中的微量元素95

三、微量元素的催化作用95

四、生命发生的条件96

第七节 地球上生命的起源97

一、生命起源的时间97

二、地球史的三个阶段97

1.Oparin学说99

三、生命起源的假说99

2.Fox学说104

3.江上的海洋粒子模型107

四、地球上生命起源的环境107

五、生命起源物质组成的争论108

第八节 生命起源研究现状111

一、中心法则的修正——反转录112

二、生命起源的新理论112

三、核酸RNA最先发生113

参考文献115

第四章 生物有机小分子的前生物合成117

第一节 氨基酸的前生物合成118

一、气相反应产生氨基酸118

1.放电118

2.紫外光127

3.电离辐射128

4.热能130

二、合成氨基酸机理的研究132

1.Styecker合成机理132

2.氰化氢合成机理137

3.醛类和聚甘氨酸结合142

4.烯烃和聚甘氨酸结合142

5.吲哚与脱氢丙氨酸衍生物的加合143

三、氨基酸的稳定性143

1.脱羧作用143

2.水解作用143

3.环化后脱羧作用144

4.脱氨基作用144

5.热分解145

6.酸解145

第二节 嘌呤、嘧啶的前生物合成147

一、腺嘌呤148

二、鸟嘌呤156

三、嘧啶158

第三节 糖的合成160

第四节 核苷的合成163

第五节 核苷酸的合成167

第六节 卟啉的合成172

参考文献174

第五章 大分子生物有机化合物178

第一节 蛋白质和核酸的结构与功能178

一、蛋白质的结构及功能178

1.氢键182

2.硫-硫键184

3.氨基酸侧链（R基）184

4.肽链间相互作用186

二、核酸的结构及功能187

1.核酸的组分和结构187

2.核酸的功能190

第二节 生物分子单体的脱水缩合191

一、聚甘氨酸理论194

第三节 肽及类蛋白的非生物合成194

二、利用脱水缩合剂合成肽202

1.原始地球上可能存在的脱水缩合剂202

2.脱水缩合剂和肽键形成203

三、氨基酸热聚缩合215

1.氨基酸热聚215

2.热聚氨基酸（或类蛋白质）的特性220

四、其他合成途径225

第四节 核酸和多糖的合成226

一、核苷酸聚合物226

1.核苷酸单体热聚缩合227

2.利用脱水缩合剂在水溶液中合成聚核苷酸228

3.模板指导合成聚核苷酸230

二、单糖聚合物232

参考文献233

第一节 细胞的构造与功能238

第六章 原始细胞的起源238

第二节 关于细胞起源的几种见解241

第三节 细胞起源的团聚体模型242

第四节 类蛋白微球体模型247

一、类蛋白微球体的制备248

二、类蛋白微球体的大小及控制因素249

三、微球体结构的特性250

四、微球体的化学行为251

五、微球体的形态动态性质253

第五节 其他的类蛋白微球体256

第六节 生物进化中最早出现的RNA“基因组”257

第七节 非细胞体系核重构262

第八节 最古老的原始生命264

一、原始生命的代谢方式265

二、原始生命的化石证据267

参考文献268

第一节 遗传与基因271

第七章 遗传密码的起源271

第二节 遗传信息的贮存和传递272

一、遗传信息的贮存272

二、遗传信息的复制274

三、遗传信息的转录274

四、遗传信息的翻译275

第三节 遗传密码277

一、密码单位278

二、遗传密码的主要性质279

三、密码子与反密码子的相互作用285

四、密码子的使用286

五、密码与变异287

第四节 遗传密码起源的假说290

一、偶然凝结理论290

二、立体化学理论291

三、原始地球条件下密码进化的假设293

第五节 研究遗传密码起源的方法294

一、生物化学方法294

二、物理化学方法297

三、构建模型和理论计算方法303

第六节 遗传物质的前沿研究314

一、遗传密码起源研究的新成就314

二、遗传机制和光学活性的进化317

三、遗传物质的化学前沿317

参考文献321

第八章 量子化学在生命起源研究中的应用324

第一节 引言324

第二节 量子化学基本原理324

一、分子轨道理论324

1.Slater行列式波函数324

2.总电子能量表达式325

3.Hartree-Fock方程327

1.原子轨道线性组合（LCAO）328

二、Roothaan方程328

2.Roothaan方程329

3.密度矩阵？的物理意义329

三、基函数331

1.Slater型原子轨道331

2.Gauss型轨道332

3.用Gauss函数拟合Slater轨道332

4.收缩Gauss函数333

5.双ξ基333

6.N-31G单、双ξ混合基组333

7.极化函数333

四、一个具体实例——氨的自洽场从头计算334

1.？分子的物理参数334

2.基函数335

3.重叠矩阵[？]335

5.电子排斥积分（μνλσ）336

4.Hamilton矩阵[？]336

7.达到自洽标准后的Fock矩阵[？]339

6.达到自洽标准后的密度矩阵[？]339

8.本征值（分子轨道能级）ει340

9.本征矢（分子轨道系数）矩阵[？]340

10.迭代过程中电子总能量的变化341

11.计算出来的一些物理量341

五、CNDO近似方法342

1.对双电子积分的近似处理342

2.对？的近似处理342

3.对？的近似处理343

4.CNDO的参量化344

六、EHMO近似方法345

七、各种近似方法综述346

第三节 基本物理量和化学量的计算348

一、平衡几何构型的键长和键角348

三、分子内旋转势垒351

二、分子偶极矩351

四、分子的原子化热（结合能）352

五、势能面354

六、氢键355

七、力常数356

第四节 化学进化中的共轭体系356

一、热力学稳定性357

二、抗辐射和抗光性358

三、功能的优越性360

第五节 氰化氢二聚体的量子化学研究361

第六节 氨基酰基腺苷酸的构象分析365

第七节 肽键形成模型371

第八节 星际分子377

第九节 遗传密码起源的量子化学研究381

参考文献388