Что такое пробионты в биологии кратко

Обновлено: 05.07.2024

Задание 1. 38. На какой гипотезе основана теория биопоэза? Назовите стадии возникновения жизни по Д. Берналу.

Задание 3. 38. Какие организмы первыми на заре развития жизни на Земле начали фотосинтезировать? Каковы последствия возникновения фотосинтеза?

1. Теория биопоэза основана на гипотезе биохимической эволюции Опарина-Холдейна.

2. В теории выделяют три этапа: абиогенное возникновение органических веществ, образование биологических полимеров, формирование мембранных структур и первичных организмов — пробионтов.

1. Пробионты — примитивные клетки, образовались в процессе биологической эволюции, при объединении коацерватов, мембран, и РНК в центре клетки.

2. Пробионты были анаэробными гетеротрофами, близкими к бактериям.

1. Первыми были пурпурные и зелёные бактерии, но они не использовали воду и не выделяли кислород, так как имели 1 фотосистему.

2. Далее, появились цианобактерии, которые определили накопление кислорода в атмосферу, вследствие чего появилось аэробное дыхание, сформировался озоновый слой, организмы вышли на сушу.

протобионтов они представляют собой биологические комплексы, которые, согласно некоторым гипотезам, связанным с происхождением жизни, предшествовали клеткам. Согласно Опарину, это молекулярные агрегаты, окруженные полупроницаемой липидной мембраной или структурой, подобной этой..

Эти биотические молекулярные агрегаты могут представлять простое размножение и метаболизм, которые позволяют поддерживать химический состав внутренней части мембраны, отличный от ее внешней среды..

Некоторые эксперименты, проведенные в лаборатории различными исследователями, показали, что протобионты могут самопроизвольно образовываться, используя органические соединения, созданные из абиотических молекул, в качестве структурных блоков..

Примерами этих экспериментов являются образование липосом, которые представляют собой скопления небольших капелек, окруженных мембранами. Они могут образовываться при добавлении липидов в воду. Это также происходит, когда добавляются другие типы органических молекул.

Может случиться так, что липосомоподобные капли образовались в прудах пребиотических времен, и они случайно включили некоторые аминокислотные полимеры.

В случае, если полимеры сделали определенные органические молекулы проницаемыми для мембраны, можно было бы селективно включать указанные молекулы.

• 1 Свойства и характеристики
  • 1.1 Полупроницаемые мембраны
  • 1.2 Возбудимость
  • 2.1 Гипотеза Опарина и Холдейна
  • 2.2 Миллер и Юри эксперимент
  • 3.1 Мир РНК
  • 3.2 Внешний вид ДНК

  Свойства и характеристики
  

  Предполагаемые протобионты могут быть сформированы из гидрофобных молекул, которые были организованы в виде бислоя (два слоя) на поверхности капли, напоминая липидные мембраны, присутствующие в современных клетках.

  
  

  Полупроницаемые мембраны

  Поскольку структура является избирательно проницаемой, липосома может набухать или спускаться в зависимости от концентрации растворенных веществ в среде..

  То есть, если липосома подвергается воздействию гипотонической среды (концентрация внутри клетки выше), вода входит в структуру, набухая в липосоме. Напротив, если среда гипертоническая (концентрация клетки ниже), вода перемещается во внешнюю среду.

  Это свойство не уникально для липосом, оно также может применяться к текущим клеткам организма. Например, если эритроциты подвергаются воздействию гипотонической среды, они могут взорваться.

  возбудимость

  Липосомы могут накапливать энергию в виде мембранного потенциала, который состоит из напряжения на поверхности. Структура может разряжать напряжение способом, напоминающим процесс, который происходит в нейрональных клетках нервной системы..

  Липосомы имеют несколько характеристик живых организмов. Однако это не то же самое, что сказать, что липосомы живы..

  источник
  

  Существует большое разнообразие гипотез, которые пытаются объяснить происхождение и эволюцию жизни в пребиотической среде. Ниже мы опишем наиболее выдающиеся постулаты, которые обсуждают происхождение протобионтов:

  Гипотеза Опарина и Холдейна

  Гипотеза о биохимической эволюции была предложена Александром Опариным в 1924 году и Джоном Д. С. Холдейном в 1928 году..

  Этот постулат предполагает, что в пребиотической атмосфере не хватало кислорода, но он сильно сокращался из-за большого количества водорода, что приводило к образованию органических соединений благодаря наличию источников энергии..

  Согласно этой гипотезе, когда произошло охлаждение Земли, пары вулканических извержений конденсировались, выпадая в осадок в виде сильных и постоянных дождей. Когда вода упала, она вытащила минеральные соли и другие соединения, породив знаменитый первичный суп или питательный бульон.

  В этой гипотетической среде могут образовываться крупные молекулярные комплексы, называемые пребиотическими соединениями, которые порождают все более сложные клеточные системы. Опарин назвал эти структуры протобионтами.

  По мере того, как протобионты увеличивали свою сложность, они приобретали новые возможности для передачи генетической информации, и Опарин дал название эубионтов этим более продвинутым формам..

  Миллер и Юри эксперимент

  В 1953 году, после постулатов Опарина, исследователи Стэнли Л. Миллер и Гарольд С. Юри разработали серию экспериментов для проверки образования органических соединений из простых неорганических материалов..

  Миллеру и Юри удалось создать экспериментальный дизайн, который моделировал пребиотические среды в условиях, предложенных Опарином, в небольшом масштабе, получая ряд соединений, таких как аминокислоты, жирные кислоты, муравьиная кислота, мочевина и другие..

  Генетический материал протобионтов

  Мир РНК

  Согласно гипотезе нынешних молекулярных биологов, протобионты несли молекулы РНК вместо молекул ДНК, что позволило им копировать и хранить информацию.

  Помимо того, что РНК играет фундаментальную роль в синтезе белка, она также может вести себя как фермент и проводить реакции катализа. Из-за этой характеристики РНК является указанным кандидатом на роль первого генетического материала у протобионтов.

  Молекулы РНК, способные проводить катализ, называются рибозимами и могут делать копии с комплементарными последовательностями коротких участков РНК и опосредовать процесс сплайсинг, устранение разделов последовательности.

  Протобионт, у которого внутри находилась каталитическая молекула РНК, отличался от аналогов, у которых не было этой молекулы..

  В случае, если протобионты могут расти, делиться и передавать РНК своим потомкам, дарвиновские процессы естественного отбора могут быть применены к этой системе, и протобионты с молекулами РНК увеличат их частоту в популяции..

  Хотя появление этого протобиона может быть очень маловероятным, необходимо помнить, что в водоемах первобытной земли могли существовать миллионы протобионтов..

  Внешний вид ДНК
  

  ДНК является гораздо более стабильной двухцепочечной молекулой по сравнению с молекулой РНК, которая является хрупкой и неточно реплицируется. Это свойство точности с точки зрения репликации стало более необходимым, поскольку геномы протобионтов увеличились в размерах.

  В Принстонском университете исследователь Фриман Дайсон предлагает, чтобы молекулы ДНК могли быть короткими структурами, помогая в их репликации случайными аминокислотными полимерами с каталитическими свойствами.

  Это раннее размножение может происходить внутри протобионтов, которые хранили большое количество органических мономеров..

  Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

  Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

  
  

  Описание презентации по отдельным слайдам:

  
  

  Тема: Пробионты (протоклетки) Исполнитель: студентка V курса, 651 группы, ф-та ЕНФ Круглова Анастасия Александровна Преподаватель: профессор кафедры ботаники, Орлова Елена Георгиевна

  
  

  
  

  
  

  
  

  Схематическое изображение модели происхождения двойного липидного слоя в бульоне. Точки со стебельками изображают молекулы жирной кислоты, при этом точки - гидрофильные (взаимодействующие с водой), а штрихи - гидрофобные (водоотталкивающие) концы. Подобные двойные липидные слои могут лишь отдаленно сравниваться с клеточными мембранами.

  Клеточные мембраны состоят, наряду с "каркасом', из двойного липидного слоя, из огромного числа различных протеинов и углеводов (соединения с С6-кольцами в виде шестиугольников, они символизируют соединения углеводов). Они необходимы для регулируемого обмена веществ со средой.

  
  

  
  

  
  

  
  

  Описанный опариным коацерват. В эту капельку добавлялись гистонпротеин, РНК и РНК-полимераза (репликаза). И если. АДФ представляет собой "питание", то РНК-полимераза синтезирует полиадениловую кислоту, посредством чего увеличивается объем коацервата, причем настолько, что дело доходит до деления. Дочерние коацерваты содержат, однако, все меньше РНК-полимераз, так что рост, в конце концов, затухает. Все составные части современных клеток были изолированы друг от друга и в лабораторных условиях перемешаны. Они не случайно возникли, и у них отсутствует генетическое кодирование. В качестве предшественников живых клеток коацерваты не имеют никакого значения.

  
  

  
  

  
  

  
  

  
  

  Краткое описание документа:

  Данная презентация будет в помощь на дополнительные задания по профилю "Биология"

  Белковые коацерваты, гипотетический первичные организмы (клетки), положившие начало всему современному разнообразию жизни на Земле, содержавшие макромолекулы (пробелки и про-ДНК) и получившие способность к самовоспроизведению.

  • подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
  • по всем предметам 1-11 классов

  Курс повышения квалификации

  Дистанционное обучение как современный формат преподавания

  
  

  Курс профессиональной переподготовки

  Педагогика дополнительного образования детей и взрослых

  • Сейчас обучается 2335 человек из 83 регионов

  
  

  Курс повышения квалификации

  Педагог дополнительного образования: современные подходы к профессиональной деятельности

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

  Дистанционные курсы для педагогов

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

  5 612 387 материалов в базе

  • ЗП до 91 000 руб.
  • Гибкий график
  • Удаленная работа

  Самые массовые международные дистанционные

  Школьные Инфоконкурсы 2022

  Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

  Другие материалы

  Вам будут интересны эти курсы:

  Оставьте свой комментарий

  • 15.05.2020 1059
  • PPTX 5.9 мбайт
  • 28 скачиваний
  • Оцените материал:

  Настоящий материал опубликован пользователем Морохина Екатерина Андреевна. 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

  Новые курсы: преподавание блогинга и архитектуры, подготовка аспирантов и другие

  Время чтения: 16 минут

  Онлайн-тренинг: нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни

  Время чтения: 2 минуты

  Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

  Время чтения: 1 минута

  Россияне ценят в учителях образованность, любовь и доброжелательность к детям

  Время чтения: 2 минуты

  Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование

  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.

  Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ
  

  Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation

  Теория биопоэза

  
  

  На основе гипотезы биохимической эволюции Опарина — Холдейна в 1947 году английский исследователь Джон Бернал сформулировал современную теорию возникновения жизни на Земле, названную теорией биопоэза (греч. bios — жизнь и poiesis — сотворение).

  Она включала в себя три стадии:

  • абиогенное возникновение органических мономеров;
  • образование биологических полимеров;
  • формирование мембранных структур и первичных организмов — пробионтов.

  Абиогенное возникновение органических мономеров

  
  

  Наша планета возникла около 4,6 млрд лет назад.

  Образование земной коры сопровождалось активной вулканической деятельностью. В первичной атмосфере накапливались газы — продукты реакций, происходящих в недрах Земли: двуокись углерода (СО₂), оксид углерода (СО), аммиак (NH₃), метан (СН₄), сероводород (Н₂S) и многие другие. Такие газы и в настоящее время выбрасываются в атмосферу при извержениях вулканов.

  Вода, постоянно испаряясь с поверхности Земли, конденсировалась в верхних слоях атмосферы и вновь выпадала в виде дождей на раскалённую земную поверхность. Постепенное снижение температуры привело к тому, что на Землю обрушились ливни, сопровождавшиеся непрерывными грозами. На земной поверхности начали образовываться водоёмы.

  
  

  В горячей воде растворялись атмосферные газы и те вещества, которые вымывались из земной коры. В атмосфере из её компонентов под действием частых и сильных электрических грозовых разрядов, мощного ультрафиолетового излучения, идущего от Солнца, и активной вулканической деятельности, которая сопровождалась выбросами радиоактивных соединений, образовывались простейшие органические вещества (формальдегид, глицерин, аминокислоты, мочевина, молочная кислота).

  Первый этап биохимической эволюции был подтверждён многочисленными экспериментами, а вот что происходило на следующем этапе, учёные могут только предполагать, опираясь на знания химии и молекулярной биологии.

  По-видимому, образовавшиеся простейшие органические вещества взаимодействовали друг с другом и с неорганическими соединениями, попадающими в водоёмы. Жирные кислоты, вступая в реакцию со спиртами, образовывали липиды, которые формировали жировые плёнки на поверхности водоёмов. Аминокислоты, соединяясь друг с другом, образовывали пептиды. Важным событием этого этапа стало появление нуклеиновых кислот — молекул, способных к редупликации.

  Современные биохимики считают, что первыми образовывались короткие цепи РНК, которые могли синтезироваться самостоятельно, без участия специальных ферментов. Образование нуклеиновых кислот и взаимодействие их с белками стало необходимой предпосылкой для возникновения жизни, в основе которой лежат реакции матричного синтеза и обмен веществ.

  
  

  А. И. Опарин считал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежала белкам. Благодаря особенностям строения эти молекулы способны образовывать сгустки — коллоидные комплексы, притягивающие к себе молекулы воды. Такие комплексы, сливаясь друг с другом, образовывали коацерваты — структуры, обособленные от остальной массы воды. Коацерваты были способны обмениваться веществами с окружающей средой и избирательно накапливать различные соединения. Поглощение коацерватами ионов металлов приводило к образованию ферментов. Белки в коацерватах защищали нуклеиновые кислоты от разрушающего действия ультрафиолета. Системы такого рода уже обладали некоторыми признаками живого, но для превращения их в первые живые организмы им не хватало биологических мембран.

  
  

  Коацерват (лат. coacervatio — собирание в кучу, накопление) — сгустки с большей концентрацией коллоида (растворённого вещества), чем в остальной части раствора того же химического состава.

  Коацерваты образуются в концентрированных растворах белков и нуклеиновых кислот. Они способны адсорбировать различные вещества. Из раствора внутрь коацерватных капель поступают химические соединения, которые преобразуются в результате реакций, проходящих в коацерватных каплях, и выделяются в окружающую среду.

  Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов)

  Как могли сформироваться мембраны на ранних этапах возникновения жизни?

  
  

  Пробионты, или протобионты (греч. protos — первый и bios — жизнь), — доклеточные образования, обладающие некоторыми свойствами клеток: способностью к обмену веществ, самовоспроизведением и др.

  Эти гипотетические первичные организмы, содержавшие макромолекулы белков и нуклеиновых кислот и приобретшие способность к самовоспроизводству, как считают учёные, положили начало всему современному разнообразию жизни на Земле.

  Читайте также:

    
  • Суп с колбасой как в детском саду
    
  • Что не является причиной спада школьной мотивации в подростковом возрасте
    
  • Как образуется глянцевая поверхность бараночных изделий ответ кратко
    
  • Кто управляет россией на самом деле вместо путина 2020 кратко
    
  • Приказ об инновационной деятельности в школе