Возникновение и развитие жизни на земле

1.

ТЕМА № 27 «ВОЗНИКНОВЕНИЕ И
РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ»

2.

ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Гипотезы и теории возникновения жизни
на Земле.
2. Начало органической эволюции.
Появление первых клеток. Эволюция первых
клеток.
2. Эволюция метаболизма. Прокариоты и
эукариоты.
3. Происхождение многоклеточных
организмов. Возникновение основных
царств эукариот.

3.

Жизнь – это
“питание, рост и одряхление”
(Аристотель)
“стойкое единообразие процессов при
различии внешних влияний” (Г. Тревиранус)
“совокупность функций,
сопротивляющихся смерти” (М. Биша)
“химическая функция” (А. Лавуазье)
“сложный химический процесс” (И.П.
Павлов)
“особая, очень сложная форма движения
материи” (А.И. Опарин)
“способ существования белковых тел,
основным атрибутом которого является
обмен веществ” (Ф. Энгельс)

4.

ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ГИПОТЕЗ.
1. Гипотезы биогенеза - суть сводится к
происхождению жизни от живого компонента
(включает в себя теорию стационарного
состояния, гипотезу креационизма, гипотезу
панспермии).
2. Гипотезы абиогенеза – суть сводиться к
происхождению жизни от неживого вещества
(включает в себя гипотезу самозарождения и
теорию биопоэза).

5.

6.

Стационарное состояние жизни
- Земля никогда не возникала, а существовала
вечно;
- Она всегда была способна поддерживать
жизнь, а если и изменялась, то очень
незначительно

7.

Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма
Данная была выдвинута немецким ученым В. Прейером
в 1880 г

8.

ГИПОТЕЗЫ И ТЕОРИИ (БИОГЕНЕЗ)

9.

ТЕОРИИ И ГИПОТЕЗЫ (БИОГЕНЕЗ)

10.

ТЕОРИИ И ГИПОТЕЗЫ (АБИОГЕНЕЗ)

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

Опыт Луи Пастера
Он
подвергал
длительному
кипячению
в
колбе
с
открытым
горлышком
питательную
среду,
в
которой
могли
размножаться
микроорганизмы. Через несколько дней в колбе наблюдалось размножение
микроорганизмов. В следующем опыте, чтобы микроорганизмы и их споры не
могли проникнуть в содержимое колбы извне, на её горлышко он насадил
тонкую S-образную стеклянную трубочку. В результате микроорганизмы и их
споры оседали в изгибах трубочки и не могли проникнуть внутрь колбы. Они
погибали при длительном кипячении, жидкость оставалась стерильной, и в
ней не появлялись микроорганизмы.

19.

Опыт Луи Пастера
Опыты Пастера имели
огромное практическое
значение, так как
открыли возможности
для консервации
пищевых продуктов,
пастеризации
молочных продуктов,
стерилизации ран и
хирургических
инструментов в
медицине

20.

Наука
признает только естественное
происхождение жизни в
результате развития материи
и действия физических и
химических сил

21.

Теория биохимической эволюции
1 этап - химическая эволюция
2 этап – биологическая эволюция

22.

Изменение атмосферы Земли

23.

Опыт С. Миллера
(1953г.)
• Электрические разряды
(60000 В)
• Давление (nПа)
• Температура (+80˚С)
• Смесь газов (CO , CH , NH ,
2
4
3
H2, пары воды)
Результат – синтез аминокислот, мочевины, молочной кислоты

24.

Теория А.И. Опарина
(1894-1980)
• Первые клетки
• Пробионты
• Коацерватные капли
• Простейшие
органические вещества

25.

Этапы возникновения жизни:
1. Геологическая эволюция
2. Химическая эволюция
3. Предбиологическая
эволюция (образование
биополимеров и коацерватов)
4. Биологическая эволюция

26.

Метаболизм
—
это
совокупность
всех
биохимических
реакций,
происходящих в организме.

27.

Процессы метаболизма:
1. катаболизм (разрушение
сложных молекул до простых
с выделением энергии)
2. анаболизм (синтез новых
веществ).

28.

Основные этапы эволюции метаболизма:
1. Абиогенез (процесс появления
органических соединений из
неорганического вещества).
2. Появления ферментов.
3. Фотосинтез.
4. Аэробный метаболизм.

29.

Прокариоты и эукариоты
У современных и ископаемых организмов известны два типа клеток:
прокариотическая и эукариотическая. Эти клетки так сильно
различаются по особенностям строения, что было выделено два
надцарства - прокариот (доядерных) и эукариот (настоящих ядерных).
Промежуточные формы между этими крупнейшими таксонами живого
пока неизвестны.
Основное отличие прокариотической клетки от эукариотической
заключается в том, что их ДНК не организована в хромосомы и не
окружена ядерной оболочкой. Эукариотические клетки устроены
намного сложнее. Их ДНК, связянная с белком, организована в
хромосомы, которые располагаются в особом образовании, по сути
самом крупном органоиде клетки - ядре. Кроме того, внеядерное
активное содержимое такой клетки с помощью эндоплазматической
сети разделено на отдельные отсеки. ЭПС образована простейшей
мембраной. Эукариотические клетки обычно крупнее
прокариотических.

30.

Прокариоты
Средняя величина прокариотических клеток 5 мкм. У них нет
никаких внутренних мембран, кроме впячиваний плазматической
мембраны. Вместо клеточного ядра имеется его эквивалент
(нуклеоид), лишенный оболочки и состоящий из однойединственной молекулы ДНК. Кроме того бактерии могут
содержать ДНК в форме крошечных плазмид, сходных с
внеядерными ДНК эукариот.
В прокариотических клетках, способных к фотосинтезу (синезеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии) имеются
различно структурированные крупные впячивания мембраны –
тилакоиды, по своей функции соответствующие пластидам
эукариот. Аналогичные впячивания (мезосомы) в бесцветных
клетках выполняют функции метохондрий .

31.

Клетка прокариот.

32.

Эукариоты
Эукариотические клетки больше по размеру и имеют более
сложную организацию, чем клетки прокариот. Они содержат
больше ДНК и различных компонентов, обеспечивающих ее
сложные функции. ДНК эукариот заключена в окруженное
мембраной ядро, а в цитоплазме находится много других
окруженных мембранами органелл. К ним относятся митохондрий,
осуществляющие окончательное окисление молекул пищи, а также
(в растительных клетках) хлоропласты, в которых идет фотосинтез.
Целый ряд данных свидетельствует о происхождении митохондрий
и хлоропластов от ранних прокариотических клеток, ставших
внутренними симбионтами большей по размеру анаэробной
клетки. Другая отличительная особенность эукариотических клеток
- это наличие цитоскелета из белковых волокон, организующего
цитоплазму и обеспечивающего механизм движения.

33.

ПРОКАРИОТЫ
ЭУКАРИОТЫ
Организмы
Бактерии и цианобактерии
Протисты, грибы, растения и животные
Размер клеток
Обычный линейный pазмеp
- 1-10 мкм
Обычный линейный размер 10-100 мкм
Метаболизм
Анаэробный или аэробный
Аэробный
Органеллы
Немногочисленные или
отсутствуют
Ядро, митохондрии, хлоропласты,
эндоплазматический ретикулум и др.
ДHК
Кольцевая ДHК в
цитоплазме
Очень длинная ДНК с большим количеством
некопирующих участков организована в хромосомы
и окружена ядерной мембраной
РHК и белки
РНК и белки синтезируются
в одном компаpтменте
Синтез и процессинг РНК происходят в ядре, синтез
белков - в цитоплазме
Цитоплазма
Отсутствие цитоскелета,
движения цитоплазмы,
эндо- и экзоцитоза
Имеются цитоскелет из белковых волокон,
движение цитоплазмы, эндомитоз и экзомитоз
Деление клеток,
клеточная
оpганизация
Бинарное деление,
пpеимущественно
одноклеточные
Митоз (или мейоз), преимущественно
многоклеточные с клеточной дифференцировкой
,

34.

Эукариоты
Растительная
клетка
Животная
клетка

35.

Растительная клетка

36.

Животная клетка