Открытый урок по биологии на тему "Современные представления о происхождении жизни на Земле"

Жизнь – это

1.     “питание, рост и одряхление” (Аристотель)

2.     “стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний” (Г. Тревиранус)

3.     “совокупность функций, сопротивляющихся смерти” (М. Биша)

4.     “химическая функция” (А. Лавуазье)

5.     “сложный химический процесс” (И.П. Павлов)

6.     “особая, очень сложная форма движения материи” (А.И. Опарин)

7.      "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". (Ф.Энгельс)

8.     "Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров - белков и нуклеиновых кислот". (М.В. Волькенштейн)

9.         «Жизнь — это фазово-обособленная форма существования функционирующих автокатализаторов, способных к химическим мутациям и претерпевших достаточно длительную эволюцию за счёт естественного отбора» (В.Пармон)

1. Назовите основные идеи, объясняющие происхождение жизни на Земле?

2. Все многообразие гипотез сводится к двум взаимоисключающим точкам зрения. Каким? Назовите их. 

3. Как долго существовали представления о самозарождении организмов. В чем заслуга Франческо Реди в этом вопросе?

4. В 1859 году Парижская академия наук учредила премию за попытку осветить по-новому вопрос о зарождении жизни на Земле. Кто и когда получил эту премию? В чем была его заслуга?

5. Кто автор гипотезы биохимической эволюции? Когда она была сформулирована? Какова  её основная мысль?

Тест по теме:

 «Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле»

1.    Сторонники какой гипотезы утверждали, что всё живое и неживое создано Богом?

А)  Панспермии;                     Б)  Стационарного состояния;

В)  Креационизма;                  Г)  Витализма.

2. Какой учёный  в 1859 году  получил  премию Парижской  академии наук за попытку осветить по-новому вопрос о зарождении жизни на Земле.

А)  Ф. Реди;                              Б)  Л.Пастер;

В)  А.И.Опарин;                       Г)  М.М. Тереховский.

3. Сторонники теории самозарождения жизни.

А)   Аристотель, Парацельс;     Б)  Ф.Реди, Л. Пастер;

В)  К.Линней, Ж.Кювье;           Г)  А.И.Опарин, Д.Холдейн.

4. Русский учёный, предложивший теорию возникновения жизни абиогенным путём.

А)  А.И. Опарин;                         Б)  В.И.Вернадский;

В)  М.М.Тереховский;                Г)  Д.Холдейн.

5. В соответствии с гипотезой  панспермии:

А)  Жизнь переносится с планеты на планету;

Б)  Жизнь появилась одновременно с появлением Земли;

В)  Жизнь зародилась на Земле в водах первичного океана;

Г)  Жизнь на Земле существует вечно.

6. Почему коацерваты могли считаться прообразами живых  систем?

А)  Они могли поглощать одни вещества из внешней среды и выделять в неё другие вещества;

Б)  Они были ограничены от внешней среды подобием мембраны;

В)  Они могли менять свои размеры;

Г)  По всем указанным причинам.

7. Какими по способу питания были  первые живые организмы?

А)  Гетеротрофы;                      Б)  Автотрофы;

В)  Травоядные;                        Г)  Хищники.

8. Укажите правильную последовательность этапов биохимической эволюции.

А)  Геофизический, биологический, химический;

Б)  Биологический, геофизический, химический;

В)  Геофизический, химический, биологический;

Г)   Химический, биологический, геофизический.

9. Укажите условия, необходимые для возникновения и существования  жизни на планете Земля.

А)  Наличие кислорода;                             

         Б)  Вода;

В)  Температура не более 50⁰С-70⁰С;       

        Г)  Все перечисленные.

10.Какие неорганические соединения  вступали в химические реакции, в результате которых образовались органические соединения?

А) оксид углерода II (СО), сероводород (H₂S);

Б)  кислород (O₂), водород (H₂),  аммиак (NH₃);

В) окси углерода IV (CO₂), метан (CH₄), аммиак (NH₃)

Г) перечисленное в пунктах А и В.

Тест ____________________________________________________________

Выполнил ____________________________________________________________

Гр № ____________ курс __________ вариант __________  дата _____________

_____________________________________________________________________

Тест ____________________________________________________________

Выполнил ____________________________________________________________

Гр № ____________ курс __________ вариант __________  дата _____________

_____________________________________________________________________

Тест ____________________________________________________________

Выполнил ____________________________________________________________

Гр № ____________ курс __________ вариант __________  дата _____________

_____________________________________________________________________

Тест ____________________________________________________________

Выполнил ____________________________________________________________

Гр № ____________ курс __________ вариант __________  дата _____________

_____________________________________________________________________

Тест ____________________________________________________________

Выполнил ____________________________________________________________

Гр № ____________ курс __________ вариант __________  дата _____________

    Креационизм. Согласно этой религиозной гипотезе, имеющей древние корни, все существующее во Вселенной, в том числе жизнь, было создано единой Силой — Творцом в результате нескольких актов сверхъестественного творения в прошлом. Организмы, населяющие сегодня Землю, происходят от сотворенных по отдельности основных типов живых существ. Сотворенные виды были с самого начала превосходно организованы и наделены способностью к некоторой изменчивости в определенных границах (микроэволюция). Этой гипотезы придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений.

Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Однако существующие противоречия не опровергают концепцию творения. Религия, рассматривая вопрос о происхождении жизни, ищет ответ главным образом на вопросы «почему?» и «для чего?», а не на вопрос «каким образом?». Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру.

Процесс божественного сотворения мира представляется как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения. В связи с этим гипотеза творения не может быть ни доказана, ни опровергнута и будет существовать всегда наряду с научными гипотезами происхождения жизни.

Гипотезы самозарождения. На протяжении тысячелетий люди верили в самопроизвольное зарождение жизни, считая его обычным способом появления живых существ из неживой материи. Полагали, что источником спонтанного зарождения служат либо неорганические соединения, либо гниющие органические остатки (концепция абиогенеза). Эта гипотеза была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Идея самозарождения высказывалась также философами Древней Греции и даже более ранними мыслителями, т.е. она, по-видимому, так же стара, как и само человечество. На протяжении столь длительной истории эта гипотеза видоизменялась, но по-прежнему оставалась ошибочной. Аристотель, которого часто провозгла шают основателем биологии, писал, что лягушки и насекомые заводятся в сырой почве. В средние века многим «удавалось» наблюдать зарождение разнообразных живых существ, таких как насекомые, черви, угри, мыши, в разлагающихся или гниющих остатках организмов. Эти «факты» считались весьма убедительными до тех пор, пока итальянский врач Франческо Реди (1626—1697) не подошел к проблеме возникновения жизни более строго и не подверг сомнению теорию спонтанного зарождения.

 В 1668 г. Реди проделал следующий опыт. Он поместил мертвых змей в разные сосуды, причем одни сосуды накрыл кисеей, а другие оставил открытыми. Налетевшие мухи отложили яйца на мертвых змеях в открытых сосудах; вскоре из яиц вывелись личинки. В накрытых сосудах личинок не оказалось (рис. 5.1). Таким образом, Реди доказал, что белые черви, появляющиеся в мясе змей, — личинки флорентийской мухи и что если мясо закрыть и предотвратить доступ мух, то оно не «произведет» червей. Опровергнув концепцию самозарождения, Реди высказал мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).

Подобных взглядов придерживался и голландский ученый Антони ван Левен-гук (1632—1723), который, используя микроскоп, открыл мельчайшие организмы, невидимые невооруженным глазом. Это были бактерии и протисты. Левенгук высказал мысль, что эти крошечные организмы, или «анималькулы», как он их называл, происходят от себе подобных.

Мнение Левенгука разделял итальянский ученый Ладзаро Спалланцани (1729— 1799), который решил доказать опытным путем, что микроорганизмы, часто обнаруживаемые в мясном бульоне, самопроизвольно в нем не зарождаются. С этой целью он помещал жидкость, богатую органическими веществами (мясной бульон), в сосуды, кипятил эту жидкость на огне, после чего сосуды герметично запаивал. В итоге бульон в сосудах оставался чистым и свободным от микроорганизмов. Своими опытами Спалланцани доказал невозможность самопроизвольного зарождения микроорганизмов.

Противники этой точки зрения утверждали, что жизнь в колбах не возникала по той причине, что воздух в них во время кипячения портится, поэтому по-прежнему признавали гипотезу самозарождения.

Сокрушительный удар по этой гипотезе был нанесен в 19 в. французским ученым-микробиологом Луи Пастером (1822—1895) и английским биологом Джоном Тиндалем (1820—1893). Они показали, что бактерии распространяются по воздуху и что если в воздухе, попадающем в колбы с простерилизованным бульоном, их нет, то и в самом бульоне они не возникнут. Пастер пользовался для этого колбами с изогнутым S -образ-ным горлышком, которое служило для бактерий ловушкой, тогда как воздух свободно проникал в колбу и выходил из нее (рис. 5.3).

Тиндаль стерилизовал воздух, поступающий в колбы, пропуская его сквозь пламя или через вату. К концу 70-х гг. 19 в. практически все ученые признали, что живые организмы происходят только от других живых организмов, что означало возвращение к первоначальному вопросу: откуда же взялись первые организмы?

Гипотеза стационарного состояния  или Гипотеза этернизма. Согласно этой гипотезе 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), которая была выдвинута немецким ученым В. Прейером в 1880 г. Взгляды Прейера поддерживал академик В.И. Вернадский, автор учения о биосфере.

Гипотеза панспермии. Гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет неких зародышей жизни получила название панспермии (от греч. pan — весь, всякий и sperma — семя). Эта гипотеза примыкает к гипотезе стационарного состояния. Ее приверженцы поддерживают мысль о вечном существовании жизни и выдвигают идею о внеземном ее происхождении. Одним из первых идею о космическом (внеземном) происхождении жизни высказал немецкий ученый Г. Рихтер в 1865 г. Согласно Рихтеру жизнь на Земле не возникла из неорганических веществ, а была занесена с других планет. В связи с этим вставали вопросы, насколько возможно такое перенесение с одной планеты на другую и как это могло быть осуществлено. Ответы искали в первую очередь в физике, и неудивительно, что первыми защитниками этих взглядов выступили представители этой науки, выдающиеся ученые Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, П.П. Лазарев и др.

Согласно представлениям Томсона и Гельмгольца споры бактерий и других организмов могли быть занесены на Землю с метеоритами. Лабораторные исследования подтверждают высокую устойчивость живых организмов к неблагоприятным воздействиям, в частности к низким температурам. Например, споры и семена растений не погибали даже при длительном выдерживании в жидком кислороде или азоте.

Другие ученые высказывали мысль о перенесении «спор жизни» на Землю светом.

Современные приверженцы концепции панспермии (в числе которых — лауреат Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами.

К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Вик-рамасингха (Шри-Ланка) и Ф. Хойла

(Великобритания). Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы, где они, по мнению ученых, и образуются. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни».

Биохимическая  теория Опарина.

Для исторической экскурсии рассмотрим широко известную и популярную  до сих пор теорию зарождения жизни по Опарину (1924). Надо сказать, что ознакомление с этой теорией, даже в последней версии 1968 г. было делом непростым. Язык и логика науки изменились с тех пор очень сильно, и приходилось всё время переводить на современный.

Опарин предположил, что аминокислоты, нуклеотиды и прочие органические молекулы, образующиеся абиогенным путем, могли спонтанно полимеризоваться, а полимеры, в свою очередь, прилипали друг к другу, образуя крупные комплексы, называемые коацерватами. Коацерваты росли,  присоединяя к себе новые органические молекулы, и могли разделяться на части в результате случайных механических воздействий. Те из них, которые росли быстрее, обладали преимуществом в естественном отборе, и постепенно вытесняли более медленные коацерваты, что и стало причиной для эволюционного развития. Эта эволюция и привела, в конце концов, к возникновению “целесообразных” биомолекул и живой клетки.

Открытый  урок по теме:                                                                                    «Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле»

Пусть лучше мой разум будет открыт сомнению,

 чем ограничен убежденностью.

Д. Спенс

Цель урока: изучить основные аспекты современной теории возникновения жизни на Земле - гипотезы А.И.Опарина- Дж. Холдейна.

Задачи:

Обучающие:  учащиеся должны

-знать условия и этапы  возникновения жизни на Земле в ходе биохимической эволюции.

- понимать, что жизнь,  как способ существования, неповторима

- уметь сравнивать и анализировать различные гипотезы, правильно определять их по сущностным характеристикам.

-применять полученные знания при работе со схемами, таблицами

Развивающие:  развивать

 - умении е сравнивать, анализировать, делать выводы;

- навыки работы с информацией, таблицами, схемами.

Воспитывающие:учащиеся должны:

- проявлять такие качества, как  собранность, ответственность, внимательность.

- воспитывать интерес и позитивное отношение к биологической науке и поиску всеобъемлющей теории по проблеме возникновения жизни на Земле.

Время проведения: 90 мин

Место проведения: учебный кабинет

Тип урока: урок формирования и совершенствования знаний.

Методы  проведения урока: объяснительно-иллюстративный, наглядный, проблемный, частично-поисковый, интерактивный.

Оборудование:  высказывания  ученых о жизни,  подиум, слайды, видеофильм «Теории происхождения жизни» раздаточный материал.

Ход   урока:

I.                   Организационный момент.

1.      Приветствие присутствующих

2.      Сообщение темы и цели урока.

3.      Проверка готовности учащихся к уроку

II.                Этап подготовки учащихся к активному усвоению знаний.

СЛАЙД 1-2 Учитель: Сегодня, мы познакомимся с многообразием взглядов на проблему происхождения жизни на Земле, изучим сущность современной теории

происхождения жизни.Эпиграфом к нашему уроку я взяла следующие слова: «О, решите мне загадку жизни, мучительную древнюю загадку,     над которой билось уже столько голов,— головы в шапках, расписанных иероглифами, головы в тюрбанах и черных беретах, головы в париках и тысячи других бедных  человеческих голов...»

                                                                                                                        Г. Гейне.

СЛАЙД 3: Вот и мы сегодня постараемся решить  несколько проблемных вопросов.Как возникла жизнь на Земле?

Какие существуют взгляды и гипотезы о происхождении                                           жизни на Земле?

Какая из них    наиболее     убедительна?

На последних уроках мы разобрали, как происходит размножение и развитие живых организмов на нашей планете, и отметили, что благодаря этой удивительной способности всех существ (способности к воспроизведению себе подобных), жизнь продолжается на нашей планете. Жизнь не заканчивается со смертью отдельной особи, она продолжается в ее потомках. Сохранение своего вида (рода) главнейшая задача всех живых организмов.

Учитель: А что же такое жизнь? Что ассоциируется у вас с этим понятием? (Каждому ученику в классе предлагается произнести только одно слово.Появляется набор слов: рост,  развитие, эмбрион, питание, ребенок, старение, семья, любовь и даже смерть, ненависть, болезнь и т.д.).
Известно, что живые организмы и тела неживой природы состоят из одних и тех же химических элементов. В клетках живых организмов обнаружено свыше 60 элементов периодической системы. Сходство элементарного состава живой и неживой природы указывает на их материальное единство. И вместе с тем в силу качественного своеобразия живого мы без труда одни тела относим к живым, а другие - к неживым. Вот мы говорим, что жизнь продолжается, жизнь сохраняется Что такое жизнь? Дать точное определение жизни непросто. Но все - таки попытки были предприняты неоднократно.

Давайте попытаемся сформулировать понятие “жизнь” с точки зрения биологии.  Затем на каждый стол раздаются и анализируются листы с определением жизни мыслителями разных эпох.

Слайд 4: Жизнь – это…

1. “питание, рост и одряхление” (Аристотель)
2. “стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний” (Г. Тревиранус)
3. “совокупность функций, сопротивляющихся смерти” (М. Биша)
4. “химическая функция” (А. Лавуазье)
5. “сложный химический процесс” (И.П. Павлов)
6. “особая, очень сложная форма движения материи” (А.И. Опарин)
7. Слайд 5: "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". (Ф.Энгельс)
8. Слайд 6: "Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров - белков и нуклеиновых кислот". (М.В. Волькенштейн)
9. Слайд 7: «Жизнь — это фазово-обособленная форма существования функционирующихавтокатализаторов, способных к химическим мутациям и претерпевших достаточно длительную эволюцию за счёт естественного отбора» (В.Пармон)

Таким образом, по Энгельсу, материальным носителем жизни является белок, способ ее существования - самообновление, а механизмом самообновления является обмен веществ. Волькештейн . указывает, что важнейшие свойства живых организмов являются: открытость , саморегуляция, самовоспроизведение.

Дать точное определение жизни чрезвычайно трудно. Единственный способ описать жизнь - это перечислить основные свойства, или критерии, живых организмов. К этим критериям относят. Перечислите, пожалуйста эти свойства. (учащиеся перечисляют свойства, учитель записывает на доске).

СЛАЙД 8:   Перечисляют свойства живых организмов:

·         обмен веществ;

·         самовоспроизведение;

·         наследственность;

·         изменчивость;

·         рост и развитие;

·         раздражимость;

·         дискретность;

·         саморегуляция;

·         ритмичность;

·         энергозависимость.

На основании перечисленных свойств живого, попробуйте дать определение "жизни". (Учащиеся предлагают свои определения, учитель открывает современное определение "жизни" на графопроэкторе).

Слайд 9: Жизнь - это комплекс свойств: обмен веществ, способность к росту и развитию, воспроизведению себе подобных, раздражимость и подвижность.

Учитель: Итак, при определении понятия "жизнь", что учитывается?

Учащиеся: При определении понятии "жизнь" должны учитываться, все свойства живого.

Учитель: В разные времена у разных народов существовали свои гипотезы о возникновении  жизни.                                                                          

Слайд 10:Вопросы: Что такое гипотеза? Чем гипотеза отличается от теории или закона?

На сегодняшнем уроке мы изучим ещё несколько новых понятий,  таких как биогенез, абиогенез,  пробионты, коацерваты, автотрофы, гетеротрофы, гипотеза, теория  (учащиеся записывают понятия в тетрадь  и самостоятельно находят определение)

Учитель: Сегодня на уроке я предлагаю вам познакомиться с основными гипотезами возникновения жизни на Земле.

III  Этап изучения  нового материала:

СЛАЙД 11:

Все многообразие гипотез сводится к двум взаимоисключающим точкам зрения -    

Биогенез - "живое из живого" и

Абиогегнез - "живое из неживого".

Биогенез - все живое происходит только от живого. Абиогенез - происхождение живого из неживого. Борьба сторонников биогенеза и абиогенеза - одна из увлекательнейших страниц в истории науки.  Наиболее распространенными теориями возникновения жизни на Земле являются следующие:

СЛАЙД 12:  (параллельно  учащиеся  заполняют  таблицу).

Фронтальное заполнение таблицы «Сравнительная характеристика основных гипотез происхождения жизни на Земле».

СЛАЙД 14:  жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время (креационизм);

СЛАЙД 15,16: жизнь занесена на нашу планету извне ( панспермия);

СЛАЙД 17:  жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния);

СЛАЙД  18: витализм.

СЛАЙД 20-27: жизнь возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение);

СЛАЙД 20. В  Европе вплоть до середины XVI в. господствовало мракобесие, нетерпимое отношение к развитию наук, особенно естественных. Многие ученые Средневековья допускали. Что рыбы могли зарождаться из ила, черви - из почвы, мыши - из грязи, мухи - из мяса. В это время расцвела алхимия. Среди алхимиков было множество наивных и невежественных людей, но были и другие – прекрасные ученые, имена которых вошли в историю.СЛАЙД 21: Среди них бельгийский врач Ван Гельмонт, Аристотель – основатель биологии и швейцарский врач Парацельс – величайший реформатор эпохи Возрождения, отец современной медицины.
Алхимики мечтали найти философский камень и получить золото. Но были и другие... Уставив свои столы банками, ретортами, соорудив перегонные кубы и прочие приборы, они кипятили, перегоняли, настаивали, процеживали... В колбы лили все, что попадалось под руку. Старались изо всех сил. Одни призывали на помощь Бога, другие были готовы отдать душу черту, только бы увидеть, как завертится в колбе какой- нибудь головастик, лягушонок, мышонок. Увы, ничего не получалось. Видимо, вся суть в рецепте.

СЛАЙД 22. Свой рецепт предложил и Парацельс. Возиться с получением мышей, лягушек, скорпионов – слишком мелко. Если уж браться за дело, то так, чтобы в пробирке возник гомункулус. Вам, не изучавшим латынь, это слово непонятно. Но вы не раз слышали слово «гомо» – человек. Уменьшительное от слова «человек» – «человечек», а на латинском языке – «гомункулус». Но «гомункулусом» называли фантастическое существо, которое должно было быть создано в лаборатории, пусть это будет хоть великан. Гомункулус – это память о фантазерах, мечтавших создать живое из неживого. Великий маг в своей лаборатории, тускло освещенной, со сводчатым потолком, столами, заставленными колбами с разноцветными жидкостями, перегонными кубами и ретортами. На стенах – связки летучих мышей, облезлых, изъеденных молью чучел зверей и птиц. Под потолком – крокодил. Он пишет рецепт: «Возьми известную человеческую жидкость. (мочу) 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». Давайте представим, что к нему в лабораторию входит ученик-алхимик, почтительно склоняется перед Учителем и с дрожью говорит. Ученик. Учитель, я сделал все, о чем написано в твоем рецепте. Но у меня ничего не получилось! Парацельс. Да? И ты сделал все точно? Ученик. Да-да, Учитель. Парацельс. Нет, нет и нет! Ты не все указания соблюдал! Ты был благоразумен и осторожен? Ты дал жидкости достаточно загнить? Ты вовремя перелил ее из тыквы в желудок? Ты сохранил тайну? Ученик опускает голову. Да, насчет тайны – не утерпел, похвастался в таверне перед товарищами, что скоро появится у него в лаборатории «нерожденный» человечек. Парацельс. Ну? Сознавайся! Ученик. Ты прав, Учитель. Снова несчастный ученик наполняет тыкву и ждет. Каждый день смотрит: гниет или не гниет. В положенное время переливает загнившую жидкость в лошадиный желудок, отворачивая нос в сторону. Пахнет весьма неприятно. Да, Парацельс ловко всех одурачил. Появлялись новые «творцы» фантастических историй. Никто не знал, откуда берутся черви, мухи, лягушки, улитки. Почему они появляются иногда в огромном количестве? Никто не видел их рождения, их яиц, развития. Вот и вывод: они самозародились из грязи, гниющих частей растений, животных, да мало ли из чего. Однако появлялись скептики, никому и ничему не верящие. Иногда они пытались протестовать. Но... (пауза) неколебим был авторитет греческих ученых и мудрейшего из них – Аристотеля. Кто посмеет противоречить ему! Тут же раздавался грозный окрик.

Существовали такие легенды. «Послушайте историю про Бернакельского гуся. 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.  Еще есть на свете и такие деревья, на которых растут плоды, имеющие форму дыни. Из них появляются ягнята».

СЛАЙД 23-24.        Эти «факты» считались убедительными, до тех пор, пока итальянский врач ФранческоРеди (1626–1697) не подверг сомнению теорию спонтанного зарождения.1668 год. Реди взял четыре горшка с широким горлом, поместил в один из них мертвую змею, в другой – немного рыбы, в третий – угрей из Арно, в четвертый – кусок телятины, плотно закрыл их и опечатал. Затем поместил то же самое в четыре других горшка, оставив их открытыми. Таким образом, ученый решил проконтролировать ход своего опыта. За окном была середина июня. Вскоре мясо и рыба в открытых сосудах зачервивели, и можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. В закрытых же горшках не оказалось ни одного червяка, хотя прошло много дней, после того как был начат опыт. Реди: «Мухи не родятся из гниющего мяса. Черви не заводятся сами собой в гниющем мясе. Они выводятся из яичек, отложенных туда мухами.» Это был блестящий эксперимент. Реди доказал невозможность самозарождения мух. Его данные подтверждали мысль о том, что «жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни». Нанеся удар по теории абиогенеза, Реди заложил фундамент теории биогенеза.

СЛАЙД 25:

По вопросу происхождения микроорганизмов ученые разделились на два лагеря, одни утверждали, что микроорганизмы самозарождаются, другие – утверждали, что самозарождение невозможно. Француз Бюффон и ирландец Нидгем были представителями одного лагеря, другой представлял итальянец аббат ЛаццароСпалланцани.

СЛАЙД 26: Союзником Спалланцани оказался русский ученый Мартын Матвеевич Тереховский.  Он,  в отличие от Спалланцани, не спорил с Бюффоном. Он работал только синфузориям и жгутиковыми, которые через некоторое время появляются в настоях из семян, плодов и трав. Но откуда они там берутся? Тереховский. Причина в воде. Я могу изготовить настои из гороха и миндаля, из листьев желтофиоли или цветка гвоздики. А состав анималькулей будет везде одинаковым. Но только при условии, что все настои будут приготовлены на одной и той же воде. Отсюда следует простой вывод: анималькули попадают вместе с водой. В этом нет ничего удивительного. Ведь в природе эти крошки живут в воде: болотной, прудовой, озерной, морской и даже колодезной. А при высыхании они погибают. Был еще один путь попадания этих крошек в настои – воздух. Однако врач решил, что такая вероятность слишком мала. Вода вызывала наибольшие подозрения. Тереховский стал ставить опыты с водой. Тереховский. Для начала я возьму чистую воду – сырую и кипяченую, налью в сосуды и оставлю их открытыми. Посмотрю, что получится. Итак, в сосуде с сырой водой анималькули появились, в кипяченой их нет. Прибавлю в сосуд с кипяченой водой сырую. Вот, теперь и в нем появились «милые крошки». Следовательно, в настои они попадают именно с сырой водой! Проделаю еще и такой опыт: одну банку с анималькулями нагрею выше 35 оС, другую заморожу. Что получится? В обеих банках анималькули погибли. Теперь оставлю сосуды с остывшей и растаявшей водой надолго. Анималькули не появились! Так, проварю-ка я траву, залью ее сырой и кипяченой водой. Вот теперь анималькулипоявлись в банке с сырой водой. А в банке с кипяченой их нет, хотя она простояла много дней. А если я заварю чай, чем не настой? Но и в нем никто не завелся. Нет никакого самозарождения! Тереховский проделал много опытов. Результат получался один и тот же. Анималькули появлялись в настоях, сделанных на сырой воде, и тогда, когда сырую воду добавляли в отвар после остывания. Теперь мы с вами знаем, что могло случиться и по-другому – в сосуды с кипяченой водой цисты простейших могли попасть из воздуха. Но этого не произошло: сосуды стояли в комнатах, а цист простейших, в отличие от спор микробов, в чистом воздухе очень мало – 1–2 в кубическом метре воздуха. Однако во времена Тереховского о цистах простейших просто ничего не знали, и для своего времени он убедительно доказал, что анималькули не зарождаются в настоях.

            СЛАЙД 27:Парижская Академия наук решила положить конец этим спорам и назначила премию за окончательное экспериментальное решение вопроса, обговорив, что «никакие неясности в постановке опытов не должны затемнять их результатов».  Пастер, знаменитый «охотник за микробами», узнав о конкурсе, принялся за работу.  Вот так и появилась знаменитая «пастеровская колба». Горлышко в такой колбе вытянуто в длинную трубочку и изогнуто, как шея у лебедя. Пастер поставил новую серию опытов: в колбы наливал различные питательные среды (раствор дрожжей с добавлением сахара, сок сахарной свеклы, настой перца, мочу), приготовленные в обычных условиях. Над огнем вытягивал горлышко колбы в длинную трубку, пинцетом тянул за кончик вытянутого горлышка вниз, а затем – вверх. В результате получался изгиб. Жидкость кипела в колбе несколько минут. Пар во время кипения свободно выходил через длинный узкий конец колбы. После того как колба остывала, питательные растворы оставались прозрачными. На первый взгляд может показаться, что микробы могли бы попасть в остывающую колбу обычным путем – через горлышко, вместе с воздухом. На самом же деле вся пыль и микробы из воздуха оседают во влажных местах изгиба трубки и до питательного раствора не добираются. Если через несколько месяцев хранения настоя в такой открытой колбе изогнутое горлышко отломить, то в настое очень быстро появятся различные микроорганизмы. Пастер. Видите? Нет самозарождения! В колбе есть и питательный раствор, и воздух! Где же ваша производящая сила? Где самозарождение? Покажите мне его.

 Комиссия вынесла вердикт: опыты Пастера убедительны. Пастер. Премия моя! И он получил ее. Спор окончился победой теории биогенеза. Это было в 1862 г.

 Учитель: Существуют разные гипотезы происхождения жизни. Какой именно придерживаетесь вы лично? Почему?

СЛАЙД 28: Вывод: Таким образом, вопрос о возникновении жизни на Земле сводится к выяснению того, как возникла столь универсальная система биохимических превращений и в каких реальных условиях было возможно появление живой материи и осуществление начальных этапов ее развития.

СЛАЙД 29:

Учитель: В настоящее время наиболее широкое признание получила гипотеза о происхождении жизни академика А. И. Опарина.

СЛАЙД 30: В далеком прошлом Земля была совсем не похожа на нынешнюю. Температура ее поверхности была 4000 - 8000 градусов по Цельсию,и по мере ее остывания углерод и тугоплавкие металлы образовали земную кору. Атмосфера была другой. Она состояла в основном из воды, аммиака, оксида углерода и метана, до тех пор пока атмосфера Земли не остыла до 100 градусов, вся вода находилась в парообразном состоянии. В атмосфере не было кислорода.

В 1923 году советский ученый биохимик академик А. И. Опарин высказал мнение, что органические вещества могли возникнуть в океане из более простых соединений. А.И.Опарин  и учёные, разделяющие его точку зрения основывались на том, что весь окружающий нас мир находится в движении, т.е. постоянно изменяется. Всё имеет историю, в том числе и клетка. Ей предшествовало создание  более простых образований. Скорее всего,  вначале возникли вещества, из которых состоит клетка – белки, нуклеиновые кислоты, АТФ и др. Эти вещества сложные, они могли возникнуть также в результате  длительной эволюции. Иначе говоря,  биологической эволюции предшествовала химическая эволюция.

После того, как температура на поверхности Земли стала ниже 100 градусов, начался период  непрерывных дождей и сверкали многочисленные молнии. В горячей дождевой воде растворялись аммиак, углекислый газ, метан, а так же соли  и другие вещества, вымываемые из поверхностных  слоёв Земли. Энергию для  синтеза, вероятно, доставляла интенсивная солнечная радиация, падавшая на Землю до того, как образовался слой озона, который стал задерживать большую ее часть, а так же энергия грозовых разрядов. Идея эта была не нова. Так как в 1871 году сходную мысль высказал Ч. Дарвин.

СЛАЙД 31: Возьмём в качестве первого этапа  на пути  возникновения жизни на Земле формирование Земли как планеты и учитывая процессы, которые  происходили на её поверхности назовём этот этап геофизическим.

СЛАЙД 32:Вторым шагом на  пути возникновения жизни стал небиологический (абиогенный) синтез органических молекул из неорганических, или химический этап.

СЛАЙД 33:Американский учёный С.Миллер экспериментально доказал образование  сложных   органических  соединений  из неорганических  веществ, которые могли  находиться в водах первобытного  океана  под влиянием электрических разрядов и ультрафиолетового излучения. Органические вещества накапливались в  воде первобытного океана и находились там вначале в виде  очень разбавленного раствора.

СЛАЙД 34-35:Далее  в ходе третьего биологического этапа шёл процесс концентрирования органических веществ. Опарин предполагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. Они способны к образованию коллоидных комплексов, которые способны обособляться от всей массы воды. Слияние таких комплексов приводит к образованию коацерватов ("коацервус" - сгусток, куча). При встряхивании коацервата он разбивается на мелкие капельки. Возможно они могли обмениваться со средой веществами и накапливать различные соединения. Затем по границе между коацерватами и водной средой выстраивались молекула липидов, что привело к образованию первичной клеточной мембраны. В результате включения в коацерваты молекулы, способной к самовоспроизведению (подобие ДНК) могла возникнуть примитивная клетка - пробионт. Увеличение размеров и фрагментация могли привести к возникновению примитивного самовоспроизводящегося организма. Таким образом, по теории Опарина возникновения первых предшествовал длительный отбор коацерватных капель.

В процессе самовоспроизведения полинуклеотидных  молекул в некоторых случаях возникали «ошибки», т.е. новая молекула полинуклеотида  не вполне точно  копировала исходную. В дальнейшем происходило копирование уже этой новой изменённой молекулы; таким образом   возникали мутации. Частота их  резко повышалась  при воздействии излучений, особенно ионизирующих.

Первобытные организмы по способу питания были настоящими гетеротрофами, так как они  использовали уже готовые органические вещества.  По мере размножения организмов запасы  органических веществ в первичном океане иссякали, а синтез новых не поспевал  за потребностью. Началась борьба за  пищу, в которой  выживали более активные. Случайно приобретённые  в результате наследственных изменений  полезные в данных условиях признаки  закреплялись отбором. По-видимому, именно так, в процессе исторического  развития  произошло  превращение  первичных организмов  в современную  клетку:  образовалась  защитная оболочка  вокруг нуклеиновой кислоты  у вирусов или возник слой  цитолплазмы  вокруг ядра, образовалась наружная мембрана у клеток и т.д.

Исходя из всего сказанного, мы должны сделать вывод.

СЛАЙД 36: Вывод: наиболее распространенной гипотезой является гипотеза А. Опарина, жизнь возникла естественным путем из неорганической материи, биологической эволюции предшествовала химическая. Я не в коей мере не хочу перечеркнуть все выше сказанное, но у этой теории тоже есть противники.

СЛАЙД 37: Один из них Фред Хоил - астроном. Недавно он высказал мнение, что мысль о возникновении живого в результате описанных выше случайных взаимодействий молекул " столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может привести к сборке "Боинга -747". Этот вопрос является "белым пятном" в биологической науке.

Жизнь возникла на Земле абиогенным путем. В настоящее время живое происходит только от живого (биогенное происхождение). Возможность повторного возникновения жизни на Земле исключена. Так как  возникающие организмы будут тут же  съедены.

СЛАЙД 38: Вернёмся к вопросам, которые мы сформулировали в начале урока.

СЛАЙД 39: Заключение

III. Закрепление материала.

1.      Обобщающая беседа по ходу изучения нового материала, ответы на вопросы.Фронтальный опрос.

Теперь  я вам предлагаю  ряд вопросов, на которые мы должны ответить после. У каждого есть перечень вопросов на бумажном носителе:

 1. Назовите основные идеи, объясняющие происхождение жизни на Земле?

Ответ: Креационизм (жизнь создана Богом).

Теория панспермии (жизнь занесена из космоса).

Теория самозарождения.

Биохимическая гипотеза А.И. Опарина.                                               

Гипотеза  вечности жизни

2. Все многообразие гипотез сводится к двум взаимоисключающим точкам зрения. Каким? Назовите их. (Ответ: Биогенез-«живое из живого». Абиогенез-« живое из неживого».)

3. Как долго существовали представления о самозарождении организмов. В чем заслуга ФранческоРеди в этом вопросе? Ответ: Представления сохранялись до 19 века. Но в 17-18 веках ученные пытались с помощью опытов доказать невозможность самозарождения жизни. В 17 веке ФранческоРеди проделал опыты:

1. Сырое мясо в закрытом горшке.
2. Сырое мясо в четырех сосудах было открыто, в 4х-прикрыто кисеёй. Кисея (ударение на букву «я»)- это легкая полупрозрачная хлопчатобумажная ткань. Результат: в открытых сосудах завелись личинки мясной мухи, а в закрытых самозарождения не произошло.

4. В 1859 году Парижская академия наук учредила премию за попытку осветить по-новому вопрос о зарождении жизни на Земле. Кто и когда получил эту премию? В чем была его заслуга?

Ответ: Премия была учреждена за попытку осветить по-новому вопрос о зарождении жизни на Земле. Премию получил в 1862 году Луи Пастер. Опыт Пастера: в сосуде с S- образным горлышком бульон хранился долгое время и оставался стерильным, так как микроорганизмы оседали на стенках изогнутой трубки и в бульон не попадали. Однако стоило обмыть изгиб трубки бульоном, как начиналось гниение, вызванное микроорганизмами. Л.Пастер доказал невозможностьсамопроизвольного зарождения жизни.

5. Кто автор гипотезы биохимической эволюции? Когда она была сформулирована? Какова  её основная мысль?

Ответ: В20-е годы XXв. Русский учёный А.И.Опарин и англичанин Дж.Холдейн высказали гипотезу о возникновении жизни в процессе биохимической эволюции углеродных соединений, которая и легла в основу современных представлений. Эта гипотеза завоевала много сторонников, т.к. получила экспериментальное подтверждение. Стенли Миллер смоделировал условия, предположительно существовавшие в первичной атмосфере Земли и в созданной им установке получил аминокислоты и т.

Вам необходимо выполнить тестовые задания по материалу сегодняшнего урока. 10 вопросов и 15 минут времени.

А сейчас я предлагаю вам посмотреть фрагмент документального фильма «Биография планеты», чтобы  реально увидеть условия и процесс зарождения жизни на Земле.

III.             Итоги урока (оценка работы учащихся)

Рефлексия:

Учащимся даётся лист бумаги с изображением дерева. Задача учащихся –изобразить себя схематично на этом дереве. От того, где себя изобразит ученик  (на кроне или под деревом)  зависит степень усвоения материала урока.

IV. Задание на дом.

Учебник «Биология 11 кл.» § 1,2,3,4.