Современные представления о возникновении жизни 11 класс конспект и презентация

Обновлено: 05.07.2024

Цель занятия: Сформировать у обучающихся систему знаний о различных взглядах на происхождение жизни на Земле.

Происхождение жизни на нашей планете – предмет многовековых дискуссий, в которых участвовало не одно поколение человечества. Это интересная область знания, имеющая научное, философское и мировоззренческое значение, до сих пор привлекает внимание исследователей самых разных направлений.

Изучение различных теорий о возникновении жизни на Земле необходимо для составления целостного представления об историческом пути развития живой природы, формирования научного мировоззрения.

а) физика (устройство приборов, физические явления);
б) химия (состав атмосферы, химические вещества);
в) история (развитие науки);
г) философия (формирование научного мировоззрения);
д) иностранный язык (перевод терминов).

Сивоглазов В.И., Агафонов И.Б. Общая биология 10-11. – М.: Дрофа, 2005
Сивоглазов В.И., Сухова Т.С., Козлова Т.А. Общая биология. Пособие для учителя. – М.: АЙРИС ПРЕСС, 2004
Сухова Т.С. Урок биологии. Технология развивающего обучения. – М.: Вентана-Граф, 2001

Литература для обучающихся:

1. Сивоглазов В.И., Агафонов И.Б. Общая биология 10-11.– М.: Дрофа, 2005

Хронокарта занятия:

1. Организационный момент

Приветствие, проверка присутствующих по списку, пожелание успешной работы на занятии.

Цели:

Определить уровень знаний обучающихся.
Скорректировать уровень сложности подачи нового материала.

1.По каким основным признакам (критериям) можно отличить живой объект от неживого?

(Единство химического состава живых организмов, обмен веществ, раздражимость, рост, размножение, развитие, приспособленность к среде обитания, саморегуляция).

2. Где и когда возникли первые живые организмы? Какими они были? (Первые организмы появились около 3 млрд лет назад в водной среде, они были одноклеточными прокариотами, питались за счет органического вещества океана, анаэробы.)

3. Какие этапы в развитии растений на Земле вы можете назвать? (одноклеточные, многоклеточные; возникновение фотосинтеза, полового процесс; выход на сушу, развитие наземной растительности.)

4. Какие этапы в развитии животных на Земле вы можете назвать? (Одноклеточные, колониальные, многоклеточные; появление полового процесса; появление беспозвоночных и позвоночных животных; выход на сушу; усложнение в строении в связи с наземным образом жизни.)

5. Какие вещества входят в состав живых организмов?

(Неорганические (вода, минеральные соли) и органические (аминокислоты, белки, жиры, углеводы и др.))

3. Изучение нового материала (объяснение нового материала сопровождается показом презентации, в тексте указаны номера слайдов)

3.1. Постановка проблемы

Жизнь существует на Земле миллиарды лет. Она заполняет все уголки нашей планеты.

Как возникла и развивалась жизнь на нашей планете?
Как возникла клетка – структурная единица живого?
Как произошли все специфические живому вещества и структуры?
Как сформировался существующий обмен веществ? И т.д.

Нам предстоит познакомиться с гипотезами возникновения жизни, проанализировать их и сформировать представление о том, как возникла и развивалась жизнь на Земле.

3.2. Развитие представлений о возникновении жизни на Земле (слайд№1)

С незапамятных времен происхождение жизни было загадкой для человечества. С момента своего появления благодаря труду человек начинает выделяться среди остальных живых существ.

Но способность задать себе вопрос “откуда мы?” человек получает сравнительно недавно – 7-8 тыс. лет назад.

До этого времени человек с трудом отделял себя от других животных (человек был и охотником, и своеобразной дичью), но постепенно он стал отграничивать себя от природы своим внутренним духовным миром. Первые примитивные формы веры в нереальные, сверхъестественные или божественные силы, возникли уже 35-40 тыс. лет назад.

Креационизм (Слайд №3) Согласно этой теории, жизнь возникла в результате некоего сверхъестественного события в прошлом, что чаще всего означает божественное творение. Возникло представление о сотворении мира как о “творческом акте” бога, и этот миф лежит в основе всех религий.

Теория самопроизвольного зарожденияСторонники данной теории утверждали, что живые организмы возникали неоднократно из неживой материи путем самозарождения. – концепция абиогенеза(от греч. “а” – не, “bios” – жизнь, “genesis” – происхождение). (Слайд №4) Древнегреческие философы принимали идею возникновения живых существ из воды либо из различных влажных или гниющих материалов. Но еще Фалес (624-547 гг. до н.э.) оспаривал мифологические представления и создал стихийно-материалистическое мировоззрение с элементами диалектики. Согласно Фалесу и его последователям, возникновение живых существ из воды произошло без какого-либо вмешательства духовных сил; жизнь есть свойство материи. Согласно Аристотелю (384-322 гг. до н. э.), определенные частицы вещества несут в себе "активное начало", способное в подходящих условиях создать живой организм. Это "начало" можно обнаружить в оплодотворенном яйце, гниющем мясе, тине и солнечном свете:

"Таковы факты – живое может возникать не только в результате спаривания животных, но и разложения почвы. Некоторые растения развиваются из семян, а другие самозарождаются под действием сил природы из разлагающейся земли или определенных частей растений. "

Однако с приходом Христианства, особенно в Средние века, теория спонтанного зарождения оказалась под гнетом Церкви. Ее считали атрибутом колдовства и проявлением дьявольщины. Тем не менее, она продолжала существовать.

На рубеже XVI-XVIIв.в. Ван Гельмонт (1579 – 1644 г.г.) описал эксперимент, в котором ему удалось из грязного белья и пшеницы, помещенных в темный шкаф, получить мышей. Активным началом зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот. (Слайд №5) – концепция биогенеза (от греч. “bios” – жизнь, “genesis” – происхождение). (Слайд № 6)

В 1668г. итальянский врач Франческо Реди (1626-1698 гг.) доказал, что белые черви, которые встречаются в мясе, являются личинками мух; если мясо или рыбу закрыть, пока они свежие, и предотвратить доступ мух, то они, хотя и сгниют, но не произведут червей. Из этого Ф. Реди сделал вывод о возникновении живого только из живого). (Слайд №7) В 1765 году Ладзардо Спалланцани (1729-1799 гг.) подвергнул мясные и овощные отвары кипячению и сразу же запечатал их. Через несколько дней он исследовал отвары и не обнаружил никаких признаков жизни. Из этого он заключил, что высокая температура уничтожила все живое, и ничего нового уже не могло возникнуть. (Слайд №8)

Дж. Нидхем – сторонник витализма (от лат. vita – жизнь), объяснил отрицательные результаты, полученные Л. Спалланцани, тем, что тот подвергал свои настои слишком жесткой обработке, в результате которой разрушалась их "жизненная сила". (Слайд №9) По мнению виталистов, “жизненная сила” присутствует всюду. Достаточно лишь “вдохнуть” её, и неживое станет живым.

В 1862 г. великий французский ученый Луи Пастер (1822-1895 гг.) публикует свои наблюдения по проблеме произвольного самозарождения. Он доказывает, что внезапное возникновение (“спонтанное самозарождение”) микробов в различных видах гниющих настоек или экстрактов не есть возникновение жизни. Гниение и брожение – это результат жизнедеятельности микроорганизмов, внесенных извне. Его исследования окончательно разрушили вековые предрассудки о спонтанном самозарождении.

Рис.1. Опыт Л. Пастера в колбах с S-образными горлами:

1 — колба с подсахаренной дрожжевой водой; после стерилизации и охлаждения остается стерильной в течение длительного времени;

2 — та же колба через 48 ч после удаления изогнутого горла; наблюдается рост микроорганизмов. (слайды №10,11)

Теория стационарного состояния (Слайд №12)

Теория панспермии (Слайд №13)

В V в. до н.э. греческий философ Анаксагором высказал идею космического посева – панспермии (от греч. “pan” – все и “sperma” – семя). По его учению жизнь возникла из семени, которое существует “всегда и везде”. Согласно этой теории, зародыши жизни занесены на Землю метеоритами или космической пылью. Данная теория не предлагает никакого механизма возникновения жизни, просто выдвигая постулат о внеземном ее происхождении. Утверждается, что жизнь могла возникать неоднократно в различное время и в разных местах Вселенной.

4. Современные представления о возникновении жизни (Слайд 14)

Современная теория происхождения жизни основана на идее о том, что биологические молекулы могли возникнуть в далеком геологическом прошлом неорганическим путем.

Теория биохимической эволюции (Слайд №15)

1 этап – абиогенное возникновение органических мономеров Наша планета возникла около 4,6 млрд лет назад. Постепенное уплотнение планеты сопровождалось выделением огромного количества тепла, распадались радиоактивные соединения, от Солнца шел поток жесткого ультрафиолетового излучения. Спустя 500 млн. лет началось медленное остывание Земли. Образование земной коры сопровождалось активной вулканической деятельностью. Считается, что первичная атмосфера состояла преимущественно из аммиака, воды, метана, окиси и двуокиси углерода. Отсутствие кислорода придавало ей восстановительные свойства. 3 мая 1924 г. на собрании Русского ботанического общества молодой ученый А. И. Опарин высказал мнение, что в условиях первичной атмосферы Земли, значительно отличающейся от нынешней, мог происходить синтез всех необходимых для зарождения жизни веществ-предшественников.

В таких условиях органические вещества могли создаваться гораздо проще и могли сохраняться, не претерпевая распада длительное время. А.И.Опарин полагал, что сложные вещества могли синтезироваться из более простых в условиях океана. Необходимая для реакций энергия приносилась солнечной радиацией, т.к. защитного озонового экрана еще не существовало; также синтез имел место в условиях грозовых разрядов.

Условия на первобытной Земле (слайды №16,17):

Разнообразие находившихся в океане простых соединений и большие масштабы времени позволяют предположить возможность накопления в океане большого количества органики, образовавшей "первичный бульон", в котором могла зародиться жизнь.

Схема образования “первичного бульона”

Подтверждение эта теория нашла в экспериментах С. Миллера, проведенных в 1953 году. (Слайд 18)

Рис.2. Схема прибора С. Миллера:

1 — реакционная колба; 2 — вольфрамовые электроды; 3 — искровой разряд; 4 — колба с кипящей водой; 5 — холодильник; 6 — ловушка; 7 — кран, через который в аппарат подается газовая смесь

Через газовую смесь, содержащую метан, аммиак, молекулярный водород и пары воды, т. е. имитирующую атмосферный состав первобытной Земли, он пропускал электрические разряды, а затем анализировал образующиеся продукты реакции. В реакционную колбу, содержащую смесь газов, были вмонтированы вольфрамовые электроды. В течение недели пропускали искровые разряды напряжением 60000 В. В другой колбе (малой) воду поддерживали в состоянии кипения. Пары воды проходили через реакционную колбу и конденсировались в холодильнике. В процессе циркуляции они захватывали из реакционной колбы продукты реакции и переносили их в ловушку, где и осуществлялось их концентрирование. При идентификации продуктов реакции были обнаружены органические соединения: мочевина, молочная кислота и некоторые аминокислоты.

2 этап – образование биологических полимеров и коацерватов (Слайд №19)

А.И. Опарин считал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. Молекулы белков образовывали комплексы с молекулами окружающей их воды. Слияние таких комплексов друг с другом приводило к их отделению от водной среды, образовывались коацерваты (от лат. “coacervus” – сгусток). Капли-коацерваты были способны: обмениваться веществами с окружающей средой, накапливать различные соединения. Поглощение коацерватами ионов металлов приводило к образованию ферментов. Белки в коацерватах защищали нуклеиновые кислоты от разрушающего действия ультрафиолета. В самих каплях происходили дальнейшие химические превращения попавших туда веществ. На границе капель с внешней средой выстраивались молекулы липидов, образуя примитивную мембрану, повышающую стабильность всей системы.

3 этап – формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов) Вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделивших коацерват от окружающей водной среды. Липиды преобразовались в ходе эволюции в наружную мембрану, существенно повысившую жизнеспособность и устойчивость организмов. Так возникли пробионты – примитивные гетеротрофные организмы, питавшиеся органическими веществами первичного бульона. Произошло это 3,5 – 3,8 млрд лет назад. Закончилась химическая эволюция.

Сущность теории А.И. Опарина можно сформулировать в виде трёх постулатов:

1. Жизнь – одна из стадий эволюции Вселенной. 2. Возникновение жизни – закономерный результат химической эволюции соединений углерода. 3. Для перехода от химической эволюции к биологической необходимы формирование и естественный отбор целостных обособленных от среды, но постоянно с ней взаимодействующих многомолекулярных систем, которые были названы пробионтами.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЖИЗНИ ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Познакомить с основными гипотезами возникновения жизни; Развивать умения обобщать, делать выводы, самостоятельно работать с научно-популярной литературой и учебником; Показать как менялись взгляды на возникновение жизни по мере накопления знаний.

"Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка"

Теорий возникновения жизни на Земле существует довольно много, их можно разделить на группы 1. КРЕАЦИОНИЗМ 2. ТЕОРИЯ САМОЗАРОЖДЕНИЯ 4.ТЕОРИЯ ПАНСПЕРМИИ 5. ТЕОРИЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ 3. ТЕОРИЯ СТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ

Божественное сотворение мира. Креационизм (создание) – религиозно-философская концепция, в рамках которой все живые существа и сама планета в целом созданы Богом. Гипотеза креационизма находится вне поля научных изысканий, так как она неопровержима: невозможно научно доказать, как то что Бог не создавал жизнь, так и то, что Бог её сотворил.

Самозарождение жизни На протяжении тысячелетий люди верили в самопроизвольное зарождение жизни, считая его обычным способом появления живых существ из неживой материи. 384-322 гг. до н.э. Например, Аристотель приписывал вшам происхождение из мяса, дождевым червям – из ила прудов.

описал, как за три недели, он создал мышей. Для этого всего-то нужно: грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы, а чтобы процесс начался – человеческий пот.

Теорию самозарождения жизни защищал немецкий математик и философ Г. Лейбниц (1646-1716), французский натуралист Ж. Бюффон (1707-1788

Франческо Реди 1626 -1698 Итальянский естествоиспытатель и врач. Он провел опыт с сосудами, в которые положил мясо, часть сосудов оставил открытыми, другие закрыл тканью. В открытых сосудах мухи отложили яички и там появились личинки мух, в закрытых сосудах личинок не было.

Таким образом была окончательно доказана невозможность самозарождения живых организмов Эксперимент Л. Пастера с колбами с изогнутыми горлышками

Согласно гипотезе стационарного состояния Земля не возникала, а существовала вечно.

Гипотеза стационарного состояния Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат. eternus — вечный). Выдвинута немецким ученым В. Прейером в 1880 г

Теория панспермии имеет Теория панспермии Предполагают, что жизнь на Землю занесена извне с метеоритами, кометами или даже НЛО Шведский ученый С. Аррениус - автор гипотезы панспермии о переносе зародышей жизни с одной планеты на другую с метеоритами или под действием давления света. Нобелевская премия 1903 г.

Доказательства гипотезы панспермии: Появление на Земле НЛО Наскальные рисунки с изображением предметов, похожих на ракеты и космонавтов Встречи с инопланетянами Находки метеоритов, содержащих органические соединения

На метеорите найденном в Антарктиде обнаружены объекты, которые можно идентифицировать как следы жизнедеятельности микроорганизмов из космоса

В соответствии с гипотезой биохимической эволюции, жизнь возникла на Земле в результате физико-химических процессов на определённом этапе развития Земли.

Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных ученых

В дальнейшем ПЕРВИЧНАЯ атмосфера Земли вновь образовалась из более тяжелых вулканических газов Она состояла из водяного пара Н2О углекислого газа СО2 аммиака NH3 метана CH4

Когда температура Земли опустилась ниже 100° C, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время из первичных соединений и образовывалась сложные органические вещества. Энергию для реакций синтеза доставляли грозовые разряды и интенсивная ультрафиолетовая радиация. Накоплению веществ способствовало отсутствие кислорода и живых организмов – потребителей органики

В 1924 г. Российский ученый А.И. Опарин предложил первую концепцию химической эволюции В 1953 г. американские ученые Г. Юри и С. Миллер в условиях, приближённых к атмосфере молодой Земли, синтезировали аминокислоты, нуклеиновые кислоты и простые сахара. В лабораторных условиях они подвергли действию электрических разрядов смесь из углекислоты, аммиака, метана, водорода и воды. В ходе эксперимента были получены биологически важные органические соединения

Химическая эволюция – процесс формирования первых органических соединений на Земле

В атмосфере Земли и в водах первичного океана из неорганических веществ сформировались простые органические вещества: аминокислоты, простые углеводы, спирты, азотистые основания, жирные кислоты

Стенли Миллер Результат – синтез аминокислот, мочевины, молочной кислоты Электрические разряды (60000 В) Давление (nПа) Температура (+80˚С) Смесь газов (CO2, CH4, NH3, H2, пары воды)

этап химической эволюции – синтез белков-полипептидов, которые могли образоваться в водах первичного океана. аминокислоты Белки-полипептиды

Коацерваты - зародыши первобытной жизни

Свойства коацерватов Избирательно поглощают из окружающей среды вещества Увеличиваются в размерах Не способны к самовоспроизведению Коацерватные капли

возникновение мембраны, молекул нуклеиновых кислот, способных к самовоспроизведению Пробионты

Эволюция на уровне молекул РНК в коацерватах шла миллионы лет. Так возник древний мир РНК. Мутации и рекомбинации в популяциях РНК создавали все большее разнообразие этого мира. Параллельно идет эволюция связей между РНК и синтезом полипептидов, обеспечивающими их более надежное существование. На следующем этапе возникает ДНК, их двуцепочечное строение обеспечивает устойчивость и точную репликацию (удвоение). Гипотезы абиогенеза: гипотеза биохимической эволюции

Новые открытия функций РНК Открытие новых функций РНК, а точнее так называемых малых РНК, стало важнейшим научным событием. В 2003 году были обнаружены новые подтверждения того, что молекулы РНК - не просто посредники между ДНК и белками в процессе белкового синтеза. Появляется всё больше аргументов в пользу того, что РНК способны регулировать ("включать/ выключать") определённые гены, тем самым играя важнейшую роль в процессе дифференциации организма, а также его текущей жизнедеятельности.

Вывод Многие из теорий, которые прозвучали сегодня используют почти одни и те же данные, но делают упор на разные аспекты. Научные теории могут быть сверхфантастическими, с одной стороны, сверхскептическими с другой. Теологические соображения тоже находят себе место в этих рамках в зависимости от религиозных взглядов их авторов. Каждая из гипотез имеет свои сильные и слабые стороны, но ни одна не дает точного ответа на вопрос о происхождении жизни.

Краткое описание документа:

Презентация Современные представления о возникновении жизни на Земле предназначена для интегрированного урока биология-химия в 10 классе, который расчитан на 90 минут. В презентации знакомство с основными гипотезами возникновения жизни на Земле. Показано как менялись взгляды на возникновение жизни по мере накопления знаний. Многие из теорий используют почти одни и те же данные, но делают упор на разные аспекты. Научные теории могут быть сверхфантастическими, с одной стороны, сверхскептическими с другой. Теологические соображения тоже находят себе место в этих рамках в зависимости от религиозных взглядов их авторов. Каждая из гипотез имеет свои сильные и слабые стороны, но ни одна не даёт точного ответа на вопрос о происхождении жизни.

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

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 608 333 материала в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Оставьте свой комментарий

03.11.2014 40623
PPTX 23.5 мбайт
3138 скачиваний
Рейтинг: 4 из 5
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Субботина Ольга Витальевна. 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

Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса

Время чтения: 1 минута

В Россию приехали 10 тысяч детей из Луганской и Донецкой Народных республик

Время чтения: 2 минуты

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

Минобрнауки и Минпросвещения запустили горячие линии по оказанию психологической помощи

Время чтения: 1 минута

Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование

Время чтения: 1 минута

В Белгородской области отменяют занятия в школах и детсадах на границе с Украиной

Время чтения: 0 минут

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.

Гипотезы возникновения жизни на Земле

Тест-опрос а) Жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время - креационизм. б) Жизнь возникла неоднократно из неживого вещества - самопроизвольное зарождение. в) Жизнь существовала всегда – теория стационарного состояния. г) Жизнь занесена на нашу планету извне - панспермия. д) Жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам, - биохимическая эволюция. ?

Современные представления о возникновении жизни на Земле Теория биохимической эволюции Биопоэз Абиогенный синтез органических мономеров Образование биологических полимеров и коацерватов Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов) Б-11кл.

Основоположники теории биохимической эволюции

Теория биопоэза Абиогенное возникновение жизни 2. Образование биологических полимеров 3. Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов)

Абиогенное возникновение жизни 1953 г. - эксперимент, воспроизводивший процессы в первичной атмосфере Земли - американский учёный

Эксперимент Стенли Миллера

Образование биологических полимеров - химическая эволюция

Аминокислоты – пептиды – нуклеиновые кислоты

Формирование мембранных компонентов - предбиологическая эволюция

Пробионты – первичные организации Пробионты – первые примитивные гетеротрофные организмы, питавшиеся органическими веществами первичного бульона 3,5 – 3,8 млрд. лет назад – конец химической эволюции

Развитие жизни на Земле Рис. 135, с. 268

Основные этапы формирования жизни

Начало биологической эволюции

Возможный путь образования эукариотических организмов Рис. 138 Стр. 272

Гипотеза возникновения зелёных клеток растений Начало XX века – русские ботаники Конец XX века – американский ученый Клетка зелёных растений получила пластиды в результате симбиоза без хлорофилльной клетки с клетками сине-зелёных

Повторим, что запомнили? Почему невозможно самозарождение в настоящее время? Этапы биохимической эволюции

Этапы биохимической эволюции

Жизнь на планете существует миллиарды лет. Она заполнила все уголки планеты. Считается, что за всю историю жизни на Земле существовало около 4,5 млрд. видов животных и растений.

За период изучения вопроса возникновения жизни было высказано множество гипотез. Все они сводятся к двум

взаимоисключающим точкам зрения:

возможность происхождения живого от неживого

всё живое происходит только от живого

Гипотеза божественного возникновения жизни (креационизм).

В разные времена и у разных народов были свои представления о возникновении жизни. Свое отражение они нашли в священных книгах различных мировых религий, которые объединяет возникновение жизни как акт Творца (воля Бога).

Гипотезу божественного возникновения жизни можно только принять на веру, так как её нельзя экспериментально проверить или опровергнуть.

Гипотеза не может рассматриваться с научной точки зрения.

Гипотеза самозарождения

Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач и натуралист

Франческо Реди

Ф. Реди поставил гениальный по своей простоте опыт с мясом

Виталисты : XVIII в. натуралист Ж.Бюффон (1707 – 1788); философ Г. Лейбниц (1646 – 1716); аббат Дж. Нидхэм (1713 – 1781); даже Ж.Б.Ламарк.

Л. Спалланцани натуралист, микроскопист, изобретательный экспериментатор

прокипятил мясной бульон в течении часа и поместил бульон в колбу с запаянным горлышком.

Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач и натуралист

Ф. Реди. Мясо уложил в закрытый горшок,

Ладзаро Спалланцани

Франческо Реди

Луи Пастер (1822 – 1895).

Кипятил в колбе различные питательные среды. Поместил бульоны в колбу с s-образным горлышком. Хорошо прокипяченная среда осталась незараженной микроорганизмами.

(27.12.1822 – 28.09.1895 )

Гипотеза панспермии.

Сторонники считают, что жизнь возникла в космосе и была занесена на нашу планету метеоритами в виде простейших организмов или их спор.

Гипотеза вечной жизни во Вселенной.

Основоположник гипотезы – Иоганн Юстус фон Либих

Сторонниками: физхимик С.Аррениус (1859 – 1927); физик П.Н.Лебедев (1866 -1912); биолог В.И.Вернадский (1863 – 1945).

Остается вопрос: если жизнь возникла не на Земле, то как она возникла вне её?

Против гипотезы вечной жизни высказывают три достаточно обоснованных довода:

Нельзя противопоставлять живую природу неживой. Развитие жизни на Земле говорит о тесной связи между ними.

2 . В космическом пространстве существуют факторы,

губительно влияющие на живое, даже в состоянии

3. Нет ответа на главный вопрос : каким образом

возникли первые зародыши жизни.

Современные представления о происхождении жизни.

Достижения естественных наук в XX в и раскрытие механизма эволюции живых, позволили обоснованно предположить, что жизнь возникла на Земле.

А. И.Опарин – 1924 г од; Дж. Б. Холдейн – 1929 год ( независимо друг от друга).

Коацерватная теория А.И.Опарина – Дж. Б. Холдейна

Условия среды (физико-химические)

Гипотеза биопоэза.

2. Образование и эволюция

3. Формирование мембранных структур и первых самовоспроизводящихся организмов – пробионтов .

Базируясь на биохимической гипотезе Опарина, английский ученый Д. Бернал сформулировал:

образуются гидрофильные комплексы, покрытые сольватными оболочками комплексы, способные сливаться друг с другом коацерваты поглощают различные вещества из окружающей среды образуются ферменты, ускоряющие течение биохимических реакций.

Гипотеза объединила абиогенез и биогенез

Джон Десмонд Бернал (1901-1971)

Физико – химические условия среды.

Земная атмосфера 2-3 млрд. лет назад

Первичная атмосфера:

водород,метан, аммиак, углекислый газ, пары воды, гелий, ксенон.

физические условия

Вторичная атмосфера:

водород, углекислый газ, аммиак, метан, азот, кислород.

1.Увеличение массы планеты.

3.Конденсация водяных паров атмосферы.

4.Выпадение колоссального количества осадков, образование водоёмов.

5.Электрические разряды в водной среде.

Среда возникновения жизни.

Основной компонент живого – вода.

Наиболее приемлемое место зарождения жизни –

прибрежные районы морей и океанов.

3. При извержении вулканов выделяется огромное количество

газов, составлявших первичную атмосферу .

Вулканическая деятельность способствовала образованию

высокой температуры раствора (ускорение течения химических процессов).

Коацерватная теория (Схема

биохимической эволюции).

Н 2 ; Н 2 О; СН 4 ; СО 2 ; NH 4

HCN; H 2 CO 3 ; CH 3 OH

Азотистые основания; углеводы; карбоновые кислоты.

Иванович Опарин

Нуклеотиды; полисахариды;

аминокислоты

Переход от химической эволюции к биологической связан с возникновением простейших фазовообособленных органических систем – пробионтов.

S A B L

S и L - внешняя среда;

А - поступающие вещества в систему;

В - продукт реакции, способный диффундировать во внешнюю среду.

Наиболее перспективным объектом подобной системы служит коацерватная капля :

В коллоидных растворах полипептидов, РНК, полисахаридов при определенных условиях образуются сгустки - коацерватные капли. Коацерваты способны адсорбировать различные вещества. В них осмотически поступают химические соединения из окружающей среды. Может идти синтез новых соединений.

Под давлением механических сил капли дробятся. Коацерваты не являются живыми существами. Но им свойственны рост, обмен веществ с окружающей средой и каталитическая способность. Со временем формируются кодовые отношения между белками и нуклеиновыми кислотами.

Экспериментальные доказательства.

1. Абиогенный синтез полимеров и нуклеиновых кислот 1953 год американский ученый С.Фокс синтезировал почти все аминокислоты; полимеризацией получил белковоподобные вещества, которые расщеплялись ферментами и обладали слабой каталитической активностью.

2. А.Опарин и сотрудники в лаборатории получили ряд искусственных коацерватов из растворов желатина, гуммиарабика. Использовался фактор ультрафиолетового излучения.

3. В 1953 году американские ученые Юри и Миллер в спецаппарат ввели вещества первичной атмосферы: пары воды, водород, аммиак, метан. Через смесь, разогретую до 80 C°, пропустили электрические разряды. Получили органические вещества: аминокислоты, спирты, сахара.

Вывод : химическая эволюция – закономерный естественный процесс, закладывающий основы жизни.

Атомы простые молекулы макромолекулы

ультрамолекулярные системы ( пробионты )

одноклеточные организмы .

Этапы становления жизни на планете.

Планетарная эволюция.
Планетарная эволюция.

Химическая эволюция.

3. Биологическая эволюция.

Четких временных границ между эволюционными этапами не существует.

Химическая эволюция

Биологическая эволюция

Искусственно полученные коацерватные капли

Пробионт – простейшая органическая система, способная брать из окружающей среды вещества и энергию и осуществлять важнейшие жизненные функции ,подвергаться естественному отбору.

Модель пробионта – коацерватная капля .

Основные тезисы – выводы.

Жизнь возникла на Земле абиогенным путем. Биологической эволюции предшествовала длительная химическая эволюция.
Возникновение жизни – это этап эволюции материи во Вселенной.
Закономерность основных этапов возникновения жизни может быть проверена экспериментально в лаборатории.
Первичная атмосфера Земли имела восстановительный характер, поэтому первые организмы были гетеротрофы.
В настоящее время живое происходит только от живого. Возможность повторного возникновения жизни на Земле исключена.

-75%

Читайте также: