Современные представления о возникновении жизни кратко 9 класс
Обновлено: 30.06.2024
Если проанализировать все данные, которые удалось получить ученым в ходе различных исследований, становится очевидным, что жизнь на Земле — поразительно невероятный факт. Шансы на ее появление в нашей Вселенной ничтожно малы. Все этапы возникновения жизни содержали в себе возможность альтернативного развития событий, в результате которых мир так и остался бы холодной космической бездной без намека не то что на человеческий разум, а даже на мельчайшего микроба. Креационисты объясняют столь невероятное событие божественным вмешательством. Однако существование Бога невозможно доказать или опровергнуть, а современные представления о возникновении жизни, как и вся наука в целом, базируются на экспериментальных данных и теоретических разработках, которые можно поставить под сомнение или подтвердить.
Витализм
Человеческие познания переживают эволюцию, чем-то схожую в основных моментах с описанным Дарвином процессом. Теории проходят естественный отбор и выживают сильнейшие, сумевшие выдержать натиск контраргументов или приспособиться, видоизмениться под стать им. Гипотезы происхождения жизни также прошли длительный путь становления, завершение которого еще даже не обозначилось, поскольку ежедневно открываются новые факты, вынуждающие корректировать уже устоявшиеся взгляды.
Крупной вехой на этой дороге стал витализм — теория постоянного самозарождения жизни. Согласно ее положениям, мыши появлялись в старом тряпье, черви — в гниющих остатках пищи. Витализм довлел над наукой вплоть до опытов Луи Пастера в 1860 году, когда он доказал невозможность самозарождения живых организмов. Результаты вызвали парадоксальные события: они укрепили веру в божественное начало и заставили ученых искать доказательства того, что они недавно опровергли. Наука стремилась объяснить, что самостоятельное зарождение жизни имело место, но очень давно и происходило поэтапно, заняв миллионы лет.
Синтез углеродов
Ситуация казалась безнадежной до того момента, пока в 1864 году А.М. Бутлеров не сделал важное открытие.
Он сумел получить органическое вещество (углерод) из неорганического (в его эксперименте это был формальдегид). Полученные данные разрушили внушительную стену, разграничивавшую до сих пор живые организмы и мир мертвой материи. Спустя время ученые смогли получить и другие варианты органики из неорганических веществ. С этого момента стали формироваться современные представления о возникновении жизни. Они вобрали в себя данные не только биологии, но и космологии и физики.
Последствия Большого взрыва
Теории возникновения жизни охватывают огромный период: первые предпосылки для будущего формирования организмов ученые находят еще на ранних этапах зарождения Вселенной. Современная физика ведет отсчет существования мира от Большого взрыва, когда практически из ничего появилось все. В быстро расширяющейся и остывающей Вселенной образовались сначала атомы и молекулы, затем они стали объединяться, образуя звезды первого поколения. Они стали местом формирования большинства элементов, известных сегодня науке. Новые атомы заполняли космос после взрывов звезд и становились основой для следующего поколения объектов, в том числе и нашего Солнца. Современные данные позволяют предположить, что первые органические соединения могли появиться в протопланетных облаках, окружавших новые звезды. Из них вскоре сформировались и планеты. Получается, что первые этапы возникновения жизни на Земле проходили еще до ее образования.
Автокаталитические циклы
Сомнения
Современные представления о возникновении жизни долгое время содержали противоречивые мнения. Камень преткновения — проблема курицы и яйца. Что возникло сначала: белки, осуществляющие все процессы в клетке, или ДНК, определяющая строение этих белков, хранящая всю наследственную информацию. Первые необходимы для организма, так как способствуют самоподдержанию системы, без которого жизнь невозможна. ДНК содержит запись строения клетки, также определяющую жизнеспособность. Мнения ученых разделились и ответа на вопрос не было до того момента, когда стало известно, что в качестве хранилища наследственной информации у вирусов выступает не ДНК, а РНК, третий класс органических соединений, которому обычно отводилась в теории возникновения жизни лишь второстепенная роль.
РНК-мир
Коацерваты
Сегодня трудно представить себе жизнь того периода, поскольку она не имела одной важной особенности — оболочки или границы. По сути, это был раствор, содержащий автокаталитические циклы из РНК. Проблема отсутствия границ, необходимых для правильного протекания процессов, решалась подручными способами. Протоорганизмы находили приют вблизи минералов цеолитов, обладавших сетчатой структурой кристаллической решетки. Их поверхность была способна катализировать образование цепочек РНК и придавать им определенную конфигурацию.
Дальше — больше: на сцене появляются коацерваты или водно-липидные капли. Гипотезы происхождения жизни как недавнего времени, так и современности во многом опираются на теорию А.И. Опарина, изучавшего свойства подобных образований. Коацерваты — это капли раствора, заключенные в оболочку из жиров (липидов). Их мембраны характеризуются избирательной проницаемостью и способностью осуществлять обмен веществ. Часть из них, по-видимому, объединилась с цепочками самовоспроизводящихся РНК, в том числе и с теми, которые катализировали синтез самих липидов. Так возникли новые формы жизни, преодолевшие путь от доорганизменного уровня к собственно организменному. Возможность таких образований была подтверждена совсем недавно: ученые экспериментально подтвердили способность РНК в соединении с ионами кальция прикрепляться к липидным мембранам и регулировать их проницаемость.
Умелые помощники
Зарождение жизни на следующем этапе проходило процесс усовершенствования функций образовавшихся организмов. РНК приобрела способность катализировать синтез аминокислотных полимеров, первоначально довольно простых. Венцом настройки нового механизма стала возможность синтезировать белки. Появившиеся образования в несколько раз эффективнее справлялись с биологическими процессами, чем рибозимы.
Совершенствование
Усложнение организмов далее шло по пути усовершенствования способов хранения информации. Предполагают, что первоначально ДНК была одной из фаз жизненного цикла колоний РНК. Она обладала более устойчивой структурой. Ее степень защиты информации была на порядок выше, поэтому спустя какое-то, довольно продолжительное, время ДНК стала главным хранилищем генетического кода.
Симбиоз
Современные представления о возникновении жизни не выводят в качестве предка замкнутый и отгороженный от остальных организм. Ученые больше склоняются в пользу предположения, что на первых этапах существовали сообщества микроскопических подобий клеток, выполнявших разные функции. Подобный симбиоз нетрудно встретить в природе и сегодня. Простейший пример — циано-бактериальные маты, являющиеся одновременно содружеством микроорганизмов и единым целым живым существом.
Возникновение жизни на Земле биология на современном этапе своего развития видит процессом, характеризующимся не постоянной борьбой и конкуренцией, а скорее всевозрастающим сплочением определенных разноплановых структур, в итоге приведшим к появлению живой клетки, как мы ее сегодня представляем.
Обобщение
Подводя итоги, можно кратко перечислить все этапы формирования жизни, представляющиеся в рамках современных теорий наиболее вероятной версией появления и развития организмов на Земле:
Образование первичных органических соединений в протопланетных облаках.
Постепенный выход на первый план реакций, обладающих способностью к самоускорению, и автокаталитических циклов.
Появление автокаталитических циклов, состоящих из РНК.
Союз РНК и липидных оболочек.
Приобретение РНК способности синтезировать белок.
Появление ДНК и ее утверждение в качестве главного хранилища информации.
Образование первых одноклеточных организмов на основе симбиоза.
Понимание процессов, приведших к появлению жизни, еще несовершенно. У ученых остается масса вопросов. Не известно точно, как зародилась РНК, многие промежуточные фазы остаются только теоретическими. Однако каждый день ставятся новые эксперименты, проверяются факты и гипотезы. Можно с уверенностью говорить, что наш век подарит миру еще массу открытий, связанных с доисторической эпохой.
1. Охарактеризуйте химический состав первичной атмосферы Земли.
Температура на поверхности Земли была очень высока. Более тяжелые соединения перемещались к центру, а более легкие (СО2, Н2) шли на поверхность. Металлы соединялись с кислородом, поэтому свободного кислорода в атмосфере не было. Она состояла из водорода и различных газов: метана, водяного пара, аммиака и некоторых других.
2. Перечислите основные источники энергии, под действием которых в первичной атмосфере протекали химические взаимодействиями между ее компонентами.
Компоненты газовой оболочки атмосферы подвергались воздействию различных видов энергии: жесткого ультрафиолетового излучения Солнца, высокой температуры в области грозовых разрядов, в районах вулканической активности и других. В результате этого компоненты вступали между собой в реакции, изменяясь и усложняясь. Возникали более крупные молекулы.
3. Закончите предложение.
Обнаружение в космических объектах органических соединений свидетельствует о возможности их небиологического синтеза.
5. Подчеркните правильный ответ на вопрос.
Как называются дискретные частицы, самопроизвольно образующиеся в растворах высокомолекулярных органических веществ?
Ответ: прокариоты, коацерваты, жидкие кристаллы, вирусы.
6. Закончите предложение.
Веществами, составившими основу (матрицу) первичных биомембран, явились жиры (липиды).
7. Ответьте, какие преимущества получили предшественники клеток в связи с возникновением биологических мембран.
Появление мембраны позволило отделить содержимое коацервата от внешней среды, свойство избирательной проницаемости у мембраны вместе с этим предопределило дальнейшее развитие химической эволюции по пути развития все более совершенных и саморегулирующихся структур, вплоть до появления первых клеток.
8. Допишите предложение.
Приблизительный возраст первых клеточных организмов составляет около 3 млрд. лет.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Д/З: стр.185-193, вопросы к параграфам.
Как возникла жизнь на Земле? Как она развивалась? Эти вопросы интересовали человечество на протяжении многих тысячелетий…
Солнечная система образовалась из газово-пылевого облака 4,5 млрд. лет назад. Сформировались планеты, в т.ч. Земля.
На первых этапах формирования Земли температура была очень высокая. Земля остывала, тяжёлые соединения перемещались к центру планеты, лёгкие – оставались на поверхности. Химические элементы соединялись с кислородом (окислялись), свободного кислорода не было! Атмосфера Земли состояла из свободного водорода и его соединений.
Начальные этапы развития жизни. Первые одноклеточные организмы были: Прокариотами Гетеротрофами Анаэробами Огромное количество появившихся гетеротрофов истощили бульон первичного океана! Возникает фотосинтез и автотрофы. Первые автотрофы были анаэробами!
Как только автотрофы стали получать водород из воды (вспомните фотолиз!) начал выделяться свободный кислород. Цианобактерии.
1.Свободный кислород под действием ультрафиолета в верхних слоях атмосферы превращается в озон. 2. При наличии свободного кислорода появляются аэробные организмы (кислородный тип обмена веществ более выгодный!).
В результате симбиоза прокариот возникают эукариоты, формируются органоиды, появляется диплоидный набор хромосом, на рубеже архейской и протерозойской эр возникает половой процесс – увеличивается генетическое разнообразие потомков. Задание: проанализируйте рисунок:
2,6 млрд. лет назад появляются первые многоклеточные организмы. Как же они образовались? Гипотезы образования первых многоклеточных организмов Гипотеза Мечникова Гипотеза Геккеля
Единицей строения всех организмов является клетка.
Д/З: стр.185-193, вопросы к параграфам.
- подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
- по всем предметам 1-11 классов
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
- Сейчас обучается 933 человека из 80 регионов
Курс повышения квалификации
Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam
- Курс добавлен 31.01.2022
- Сейчас обучается 24 человека из 17 регионов
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
- ЗП до 91 000 руб.
- Гибкий график
- Удаленная работа
Дистанционные курсы для педагогов
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
5 611 076 материалов в базе
Материал подходит для УМК
39. Современные представления о возникновении жизни
Самые массовые международные дистанционные
Школьные Инфоконкурсы 2022
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Другие материалы
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
- 04.11.2020 1241
- PPTX 2.2 мбайт
- 192 скачивания
- Рейтинг: 1 из 5
- Оцените материал:
Настоящий материал опубликован пользователем Шаталова Анна Ивановна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Автор материала
40%
- Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
- Для учеников 1-11 классов
Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов
Дистанционные курсы
для педагогов
663 курса от 690 рублей
Выбрать курс со скидкой
Выдаём документы
установленного образца!
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Время чтения: 2 минуты
Новые курсы: функциональная грамотность, ФГОС НОО, инклюзивное обучение и другие
Время чтения: 15 минут
Академическая стипендия для вузов в 2023 году вырастет до 1 825 рублей
Время чтения: 1 минута
Школы граничащих с Украиной районов Крыма досрочно уйдут на каникулы
Время чтения: 0 минут
Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России
Время чтения: 1 минута
Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Краткий конспект "Происхождение жизни на Земле" содержит основные теоретические сведения по изучаемой теме.
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Теории возникновения жизни на Земле
Наиболее распространенными теориями возникновения жизни на Земле являются следующие:
Теория креационизма – жизнь была создана богом в определенное время;
Теория самопроизвольного зарождения – жизнь возникала неоднократно из неживого вещества; Эта теория была опровергнута опытами Франческо Реди
Теория стационарного состояния – жизнь существовала;
Теория панспермии – жизнь занесена на нашу планету извне; Была выдвинута немецким учёным Германом Рихтером в 1865 году. Согласно панспермии, рассеянные в мировом пространстве споры микроорганизмов, переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами.
Теория биохимической эволюции (теория абиогенного синтеза А. И. Опарина 1923 г.) – жизнь возникла на Земле в результате биохимических процессов в условиях молодой планеты. Сущность теории: биохимическая эволюция в условиях первичной Земли закономерно привела к абиогенному образованию органических молекул, которые через стадию коацерватов привели к появлению матричного синтеза и появлению первых живых организмов.
Теория биохимической эволюции (теория абиогенного синтеза)
Условия на Земле 4,5 млрд. лет назад:
- безжизненная Земля с атмосферой лишенной кислорода. Первичная атмосфера Земли носила восстановительный характер (отсутствовал свободный кислород);
- жесткое ультрафиолетовое излучение.
Этапы возникновения и развития жизни на Земле
I этап: Абиогенный (без участия живых организмов) синтез органических веществ – мономеров и биополимеров (за счет энергии электрических разрядов, ультрафиолетовых лучей и радиоактивного излучения)
II этап: Полимеризация мономеров с образованием нуклеиновых кислот, белков др. полимеров (слияние органических комплексов и образование коллоидных растворов – коацерватов). В коацерватах началась эволюция молекул РНК, которые были первыми самореплицирующимися катализаторами. Наиболее важным этапом в происхождении жизни было возникновение механизма воспроизведение себе подобных.
Предполагают, что молекулы РНК были первыми полимерами , способные к самовоспроизведению.
Эксперимент Миллера и Юри (1953). Экспериментальный тест гипотезы, высказанной ранее А. Опариным и Дж. Холдейном (1924), о том, что условия, существовавшие на Земле, способствовали химическим реакциям, которые могли привести к синтезу органических молекул из неорганических.
Аппарат включал смесь газов, соответствующую представлениям о составе атмосферы ранней Земли, и пропускавшиеся через неё электрические разряды. Одна колба была заполнена водой, которая при нагревании испарялась и водные пары попадали в верхнюю колбу, куда подавались эл. разряды, имитирующие разряды молний. По охлаждаемой трубке конденсировавшийся пар возвращался в нижнюю колбу, обеспечивая постоянную циркуляцию.
После недели непрерывного цикла обнаружены: аминокислоты, сахара, липиды и предшественники нуклеиновых кислот.
III этап: образование предбиологических фазово-обособленных сложных систем – протобионтов, отделенных от внешней среды мембранами и имеющих некоторые свойства живых существ.
IV этап: Возникновение простейших клеток, обладающих всей совокупностью свойств жизни, и их дальнейшая биологическая эволюция.
Первые три этапа относят к периоду химической эволюции, с четвертого начинается биологическая эволюция.
Таким образом, жизнь возникла абиогенным путем. В настоящее время живое происходит только от живого (биогенное происхождение).
Биологическая эволюция:
коацерваты → пробионты → прокариоты) → эукариоты (анаэробные) → эукариоты (аэробные): растения, животные, грибы.
Читайте также: