Слайд 2
План изложения материала
I. История представлений о возникновении
жизни на Земле (в древности, в средние века, XIX
век).
II. Предпосылки возникновения жизни на Земле.
1. Эволюция химических элементов в космическом пространстве.
2. Образование планетных систем.
3. Первичная атмосфера Земли. Возраст Земли. Условия среды на древней Земле.
III. Современные представления о возникновении жизни на Земле.
1. Предбиологическая эволюция.
а) образование протобиополимеров;
б) эволюция протобионтов.
2. Биологическая эволюция
Слайд 3
I. История представлений о возникновении жизни на Земле
Древний
мир
Живое от неживого
V в. До н.э. Эмпедокл (греческий философ)
-
деревья несут яйца.
IV в. до н.э. Аристотель:
- вши из мяса, клопы из соков животных,
- черви из ила.
Самопроизвольное
зарождение
жизни
Слайд 4
Средневековье
Мыши из пшеницы при помощи фермента.
Приготовление человека из
гниющих частей, жидкостей тела (крови и мочи).
Самопроизвольное зарождение жизни
Живое
из неживого
церковь поддер-живает идею Аристо-теля
Слайд 5
XVI век. В. Гарвей (англ. ученый) провозглашает принцип
«все живое из яйца», но допускает возможность самозарождение червей
и насекомых.
XVII век. Ф. Реди (итальянец) своими опытами подверг сомнению возможность зарождения живого из неживого.
Благодаря изобретению микроскопа А. Левенгука (1673 г.) открыто большое количество более просто устроенных живых организмов.
Слайд 6
1748 г. – эксперименты священника Д. Нидгема, который
нагревал питательные растворы, и в колбах наблюдал появление микроорганизмов,
что, по его мнению, неопровержимо доказывало возможность зарождения живого из неживого.
1875 г. – возникла материалистическая теория происхождения жизни.
Э. Пфлюгер (немецкий ученый) поднимает вопрос о происхождении белковых веществ и их внутренней организации.
Пфлюгер рассматривает различия между «живым» и «мертвым» белком.
Слайд 7
Отличительная особенность живого белка – его неустойчивость, способность
к изменениям, в отличие от мертвого белка.
Эти свойства живого
белка во времена Пфлюгера приписывали наличию в молекуле белка кислорода и группы –CN.
Цианистые соединения появились тогда, когда Земля представляла собой раскаленную массу (опыты это подтвердили).
Но на сегодняшний день эта теория устарела.
Слайд 8
1899 г. – Дж. Эллен (англичанин), биохимик, объясняет
происхождение белков несколько иначе, чем Пфлюгер. Первые азотистые соединения
возникли, когда пары воды сгустились вследствие охлаждения и покрыли поверхность Земли. В воде были растворены соли металлов, которые и послужили делу образования белков.
Работы француза Л. Пастера (середина XIX в.) – переломный момент в истории учения о происхождении жизни.
Он утвердил принцип:
«Все живое из неживого»
Слайд 9
1865 г. – Г. Рихтер (немецкий ученый) –
жизнь занесена с других планет (теория панспермии). Аргументы дает
физика, поэтому и сторонники – ученые-физики: Г. Гельмгольц, П. Томсон, С. Аррениус, П. Лазарев.
Контраргументы:
- Какие силы переносят зародыши жизни с одной планеты на другую?
- Могут ли зародыши сохранять жизнеспособность во время космического путешествия?
Теория панспермии не пытается объяснить происхождение жизни, она пытается объяснить появление жизни на планете Земля.
Слайд 10
1880 г. – Г. Прейер (немец) – рассматривает
жизнь как существовавшую вечно; следовательно, проблемы ее появления нет.
Теории
«вечности» жизни возникли одновременно с появлением работ Л. Пастера.
Слайд 11
II. Предпосылки возникновения жизни на Земле.
1. Эволюция химических
элементов в космическом пространстве.
Спектроскопия (анализ света, излучаемого звездами) показывает,
что всюду во Вселенной существуют одни и те же химические элементы и выполняются одни и те же физические законы.
Самый распространенный элемент во Вселенной – водород.
Слайд 12
Эволюция вещества во вселенной.
Первичное вещество во Вселенной составлял
водород.
Под воздействием гравитационный сил образуются гравитационно-связанные скопление вещества.
В ходе
их образования температура повышается – начинают протекать ядерные реакции.
В ходе ядерных реакций водород превращается в гелий и выделяется энергия. Выделение энергии идет за счет разности масс водорода и гелия. Высвобождается огромное количество энергии.
Слайд 13
Образуются туманности – огромные скопление газов, из которых
затем возникают звезды и планеты.
2. Образование планетных систем (теория
Канта-Лапласа).
Туманности являются этапом формирования галактик, или крупных звездных систем. В таких моделях планеты представляют собой побочный продукт образования звезд.
I. Внутри туманностей образуются молодые звезды – области концентрированного межзвездного газа и пыли.
Слайд 14
II. Когда газопылевое облако становиться большим, оно теряет
устойчивость и дробиться на облака меньшего размера – протозвезды
(типа Солнечной системы).
III. В протозвезде продолжается гравитационное сжатие, она представляет собой диск. По мере сжатия повышается температура, она становиться достаточной для слияния атомов водорода.
Протозвезда – компактная, массивная, горячая.
IV. Планеты формировались из оставшихся газов и пыли на территории протозвезд.
Слайд 15
3. Первичная атмосфера Земли. Возраст Земли. Условия среды
на древней Земле.
Первичная атмосфера Земли
Преобладает водород. Главные составляющие
– метан, вода, аммиак, а также содержится гелий, азот, углерод, магний, кислород, сера, железо и др. элементы.
Большая часть первичной атмосферы была утеряна. Многие первичные газы оказались в недрах Земли.
Водород, метан, вода – первичная атмосфера.
Слайд 16
Источники энергии
для первичной
химической эволюции
Распад K
Ультрафиолетовое излучение
Вулканизм
Удары метеоритов
молнии
Слайд 17
С. Миллер, Г.Юри.
Условия на первобытной Земле.
Водород ушел
в космическое пространство, на смену пришла вторичная атмосфера из
вулканических газов.
Первичная литосфера – Al,Ca, Fe, Mg, Na, K.
Первичная гидросфера – менее 0,1 объема воды сегодняшних океанов.
Слайд 18
III. Современные представления о возникновении жизни.
1. Предбиологическая эволюция:
А)
Образование протобиополимеров. Необходимость их существования о всех живых системах
очевидна. Они ответственны за:
Проферментативные процессы (гидролиз, дезаминирование);
Фотосинтез;
Брожение;
Фотофосфорелирование.
Слайд 19
ТЕОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ПРОТОБИОПОЛИМЕРОВ
ТЕРМИЧЕСКАЯ
Расматривает образование полимеров из низкомолекулярных структур
путем нагревания С. Фокс (амер. Уч.)
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ
Создатели – румыны
К. Симонеску
и Ф. Денеш.
Ведущее значение придают энергии холодной плазмы
КОАЦЕРВАТНАЯ
(А.И. Опарин)
Расматривает индивидуальные фазово-обособленные системы (коацерваты).
Коацерваты – молекулы, окруженные водной оболочкой; могут образовывать многомолекулярные комплексы.
ТЕОРИЯ АДСОРБЦИИ
Дж. Бернал объяснил, как преодолевается концентрационный барьер.
Концентрация повышается путем адсорбции в пресноводных или морских отложениях очень тонких глин.
Слайд 20
Б) Эволюция протобионтов.
Главные направления эволюции,
приведшие к возникновению
биологических систем, - это:
Эволюция протобионтов
Возникновение каталитической активности белков
Появление генетического
кода
Появление способов преобразования энергии
Слайд 21
Возникновение энергетических систем
В условиях Земли основной механизм, с
помощью которого малые органические молекулы можно сделать реакционно-способными в
одном растворе, заключается в соединении этих молекул с различными формами фосфатов.
При переносе фосфатной группы высвобождается или поглощается энергия, поэтому в биологических системах возможно запасание энергии, а затем использование ее в различных реакциях – обмена веществ, конденсации.
Слайд 22
Образование полимеров
Становление неспецифической каталитической активности полипептидных молекул (как
более приспособленных).
Становление генетического кода, то есть такой организации ДНК
и РНК, при которой последовательность нуклеотидов в полинуклеотидных цепях стала нести информацию о синтезе тех или иных белков.
2. Начальные этапы биологической эволюции
События биологической эволюции:
-фотосинтез;
Слайд 23
-аэробный обмен;
-появление эукариот;
-появление многоклеточности;
-возникновение полового процесса.
Гипотеза возникновения эукариотической
клетки
Гипотеза симбиоза. Гетеротрофная амебоподобная клетка поглотила (как продукт питания)
дышащую кислородом бактерию. Бактерия внутри гетеротрофной клетки осталась невредимой и в дальнейшем превратилась в митохондрию.