Развитие представлений о возникновении жизни

1. Развитие представлений о возникновении жизни

2. Задачи урока:

• Познакомить с основными гипотезами
возникновения жизни;
• Показать как менялись взгляды на
возникновение жизни по мере накопления
знаний.

3.

№ Гипотеза Автор
1
2
3
4
5
Основные
положения

4. Существует несколько гипотез происхождения жизни на Земле:

• Самопроизвольное зарождение
жизни
• Креационизм
• Гипотеза стационарного состояния
• Гипотеза панспермии
• Биохимическая гипотеза

5. Фридрих Энгельс

• "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"

6.

Гипотезы о происхождении жизни
2 взаимоисключающие точки зрения
Происхождение
живого от
неживого
Происхождение
живого от
живого

7. Самопроизвольное зарождение жизни

• Гипотеза
самозарождения
была распространена
в Египте, Вавилоне,
Китае, а также имела
распространение в
средние века.

8.

Сторонники данной гипотезы полагали, что живое
может зародиться из неживого при помощи некой
«живой силы».

9. Самопроизвольное зарождение Бернакельских гусей

• Этот гусь вырастает на обломках сосны, носящихся по
морским пучинам. Вначале он имеет вид капельки смолы.
Он прикрепляется клювом к дереву и выделяет для
безопасности твердую скорлупу, в которой живет
спокойно и беззаботно. Через некоторое время у гуся
вырастают перья, и тогда он сходит с куска коры в воду и
начинает плавать. А в один прекрасный день взмахивает
крыльями и улетает.

10. Ван Гельмонт (1577-1644)

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.

11. Теофраст Парацельс

Рецепт создания гомункулуса
• «Возьми известную человеческую
жидкость оставь гнить ее сперва в
запечатанной тыкве, потом в лошадином
желудке сорок дней, пока не начнет жить,
двигаться и копошиться, что легко
заметить. То, что получилось, еще
нисколько не похоже на человека, оно
прозрачно и без тела. Но если потом
ежедневно, втайне и осторожно, с
благоразумием питать его человеческой
кровью и сохранять в продолжение сорока
седмиц в постоянной и равномерной
теплоте лошадиного желудка, то
произойдет настоящий живой ребенок,
имеющий все члены, как дитя, родившееся
от женщины, но только весьма маленького
роста».

12. Франческо Реди (1626-1698)

вывод: мухи садятся на гниющее мясо и
откладывают в него личинки, в результате чего
рождаются новые мухи.
Рождаются, а не появляются сами по себе.

13. Джозеф Нидхэм (1713-1781)

• В плотно закрытой колбе с
мясным бульоном при
помощи микроскопа
обнаружил бактерии
• ВЫВОД:
Микрооорганизмы могут
самозарождаться

14. Витализм (от лат. vitalis — жизненный, животворный, живой)

• «Жизненная сила»
присутствует всюду
• Достаточно лишь
«вдохнуть» её, и
неживое станет
живым

15. Ладзаро Спалланцани (1729-1799)

• Провел опыт: прокипятил
мясной бульон в течение
часа, запаял вытянутое
горлышко колбы. В
запаянной колбе
микроорганизмы не
возникли.
• ВЫВОД: Высокая
температура
уничтожила все формы
живых существ, а без
них ничто живое не
может возникнуть.

16. Луи Пастер, 1862 год

17. Луи Пастер (1822 - 1895 гг)

Луи Пастер (1822 - 1895 гг)
• Пастериза́ция —
процесс одноразового нагреван
ия чаще всего жидких
продуктов или веществ до 60 °C
в течение 60 минут или при
температуре 70—80 °C в
течение 30 мин Технология
была предложена в середине
XIX века Луи Пастером.
Применяется для
обеззараживания пищевых
продуктов, а также для
продления срока их хранения.
Погибают вегетативные формы,
споры сохраняются.

18. Гипотеза креационизма

• Креационизм (от англ. creation — создание) —
рассматривает возникновение жизни как проявление воли
Бога. Об этом говорится в Библии и других священных
книгах
• Эту теорию в 1650 году выдвинул архиепископ Ашер

19. Креационизм

• все существующее во
Вселенной, в том числе
жизнь, было создано единой
Силой — Творцом в
результате нескольких актов
сверхъестественного
творения в прошлом.
• Сотворенные виды были с
самого начала превосходно
организованы и наделены
способностью к некоторой
изменчивости в
определенных границах.
• Этой гипотезы
придерживаются
последователи почти всех
наиболее распространенных
религиозных учений.

20.

Гипотеза креационизма находится вне поля
научных изысканий (так как она
неопровержима)
Научными методами невозможно доказать, как то
что Бог не сотворял жизни, так и то, что Бог ее
сотворял)

21. 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

22. Гипотеза панспермии

• ЖИЗНЬ
СУЩЕСТВУЕТ
ВЕЧНО И
ПЕРЕНОСИТСЯ С
ПЛАНЕТЫ НА
ПЛАНЕТУ
МЕТЕОРИТАМИ.

23.

Гипотеза панспермии
В основной своей форме
гипотеза панспермии была
провозглашена немецким
ученым Г. Рихтером в 1865
году. По его мнению жизнь
на Земле не возникала из
неорганических веществ, а
была занесена с других
планет.

24.

Космическое зарождение жизни
Однако сразу возникли вопросы о том,
насколько возможно такое перенесение
жизни с одной планеты на другую.

25. Опарин А.И. (1894-1980)

• высказали гипотезу о
возникновении жизни
в процессе
биохимической
эволюции углеродных
соединений
Дж.Холдейн

26.

Согласно теории биохимической
эволюции формирование жизни на
Земле шло в три этапа:
• абиогенный синтез органических
веществ;
• образование биополимеров;
• формирование мембранных структур и
появление самовоспроизведения.

27.

Биохимическая гипотеза
• Авторами биохимической
эволюции являются
А.И.Опарин и Д.Холдейн.
• Переход от химической
эволюции к биологической
требовал обязательного
возникновения
индивидуальных фазовообособленных систем,
способных взаимодействовать
с окружающей внешней
средой.

28. Теория А.И. Опарина (1894-1980)

• Первые клетки
• Пробионты
• Коацерватные капли
• Простейшие
органические вещества

29.

• Согласно теории Опарина возникновение жизни на Земле
возможно было только в условиях древней атмосферы и
отсутствия живых организмов.
• На первых этапах своего существования наша Земля
представляла собой раскалённый шар.
• 1. Абиогенный синтез вещестсв
• По мере её остывания постепенно формировалась первичная
атмосфера, состоящая из аммиака, метана, углекислого газа,
цианистого водорода и паров воды. Ни кислорода, ни озона в
атмосфере древней Земли не было.
• При дальнейшем понижении температуры образовался
первичный океан. Под действием различных видов энергии
(электрические разряды, ядерные реакции, солнечная
радиация, извержения вулканов) образовались простые
органические соединения: формальдегид, спирты,
муравьиная кислота, аминокислоты и т. д.

30.

• Окисление образовавшихся веществ не
происходило, так как отсутствовал
свободный кислород. Синтезированные
вещества в течение десятков миллионов лет
постепенно накапливались в древнем
океане. Их накопление в итоге привело к
образованию однородной массы —
«первичного бульона». По мнению Опарина,
именно в «первичном бульоне» и возникла
жизнь.

31.

• Этот этап биохимической эволюции был
подтверждён экспериментально
биохимиками С. Миллером, Дж. Оро и
другими учёными. В экспериментальных
установках, моделирующих условия
первобытной Земли, ими были получены
альдегиды, аминокислоты, простые сахара,
пуриновые и пиримидиновые основания,
нуклеотиды.

32.

• Из простых органических веществ при
определённых условиях синтезировались
биополимеры. Аминокислоты соединялись в
полипептиды, простые сахара превращались
в полисахариды, а нуклеотиды — в
нуклеиновые кислоты. Карбоновые кислоты,
соединяясь со спиртами, могли образовать
липиды, которые покрывали поверхность
водоёмов жирной плёнкой.

33.

Комплекс условий на
первичной Земле
Достаточно высокая
температура
поверхности
планеты
Активная
вулканическая
деятельность
Грозовые
электрические
разряды
Результат их воздействия
Синтез органических веществ из
неорганических соединений,
протекающий в водной среде
Ультрафиолетовое
излучение

34.

2.Образование биополимеров
Из простых органических веществ при определённых
условиях синтезировались биополимеры. Аминокислоты
соединялись в полипептиды, простые сахара
превращались в полисахариды, а нуклеотиды — в
нуклеиновые кислоты. Карбоновые кислоты, соединяясь со
спиртами, могли образовать липиды, которые покрывали
поверхность водоёмов жирной плёнкой.
Возникшие белки формировали коллоидные комплексы,
притягивающие к себе молекулы воды. Так появились
коацерваты — сгустки органических веществ,
обособленные от остальной массы воды. В коацерваты
постоянно поступали органические соединения, в
результате чего происходил синтез более сложных
веществ. Они могли сливаться и увеличиваться в
размерах.

35.

Образование биополимеров и коацерватов в
условиях древней Земли подтверждено
экспериментально работами Л. Орджела и С.
Акабори. Ими были получены простейшие
белки и нуклеотидные цепи.

36.

3.Формирование мембранных структур и появление
самовоспроизведения
Из липидных плёнок на поверхности коацерватов
могла сформироваться биологическая мембрана.
Объединение коацерватов с нуклеиновыми
кислотами привело к образованию примитивных
самовоспроизводящихся живых организмов —
пробионтов. Эти первичные организмы были
анаэробами и гетеротрофами и питались
веществами «первичного бульона».
Таким образом, около 3,5 млрд лет назад,
согласно этой гипотезе, завершилось зарождение
жизни на Земле.

37. 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)

38.

39. Биопоэз – это переход от неживого к живому

Джон Бернал
• Гипотезу Биопоэза
сформулировал в 1947 году
• Основные этапы биопоэза:
1. возникновение мембран у
коацерватов,
2. возникновение способности к
самовоспроизведению,
3. возникновение метаболизма,
4. возникновение фотосинтеза,
5. возникновение кислородного
дыхания.

40.

41. Эволюция пробионтов

Анаэробные гетеротрофы
Хемотрофные
бактерии
Фототрофные бактерии с ФС-1
Источник С – CO2 , H – H2S
Сине-зеленые с ФС-2
Источник С – CO2 , H – H2O
Фотолиз воды
Обособление ядра
Симбиоз анаэробной клетки с
аэробными бактериями→митохондрии
Симбиоз анаэробной клетки с
сине-зелеными→хлоропласты

42. Схема возникновения эукариот Теория симбиогенеза

1. Предковые прокариотические клетки
2. Предэукариотическая клетка с обособленным ядром
3. Аэробная бактерия (предшественник митохондрии)
4. Цианобактерия (предшественник хлоропласта)
5. Ядро
6. Митохондрия
7. Хлоропласт

43. 1. Сущность абиогенеза состоит в: а) происхождении живого из неживого; б) происхождении живого от живого; в) сотворении мира

Богом;
г) занесении жизни из Космоса.

44. 2. Опыты Луи Пастера доказали возможность: а) самозарождения жизни; б) появления живого только из живого; в) занесения «семян

жизни» из Космоса;
г) биохимической эволюции.

45. 3. Из перечисленных условий наиболее важным для возникновения жизни является: а) радиоактивность; б) наличие воды; в) наличие

источника энергии;
г) масса планеты.

46. 4. Гипотеза панспермии подразумевает: а) Божественное сотворение мира б) космическое зарождение жизни в) возникновение жизни из

коацерватов
г) стационарное состояние живого

47. 5. Недоказуемой является гипотеза: а) Биохимической эволюции б) панспермии в) креационизма г) самопроизвольного зарождения

48. 6. Автором гипотезы самозарождения жизни является: а) Аристотель б) Ашер в) Франческо Реди г) А. И. Опарин

49. 7. Гипотезу самозарождения жизни опроверг: а) Ашер б) А. И. Опарин в) Луи Пастер г) Д. Холдейн

50. 8. Понятию «биогенез» соответствует гипотеза: а) Креационизма б) панспермии в) стационарного состояния г) биохимической

эволюции

51. 9. Опыт Франческо Реди доказал невозможность: а) самозарождения жизни; б) появления живого только из живого; в) занесения

«семян жизни» из космоса;
г) биохимической эволюции.

52. 10. Вода является основой жизни, так как.: а) является хорошим растворителем; б) обладает высокой теплоемкостью; в) увеличивает

свой объем при замерзании;
г) обладает всеми перечисленными
свойствами.