Пусть
лучше мой разум будет открыт сомнению,
чем
ограничен убежденностью.
Д.
Спенс
Тема урока:______________________________________________________________
1. Задание:
Что же такое жизнь? Что ассоциируется у вас с этим понятием?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Задание: Сформулируйте понятие
“жизнь” с точки зрения биологии.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Задание: На
основе анализа текста раскрыть различия в подходах с религиозных и научных
позиций.
Заполнение таблицы
«Сравнительная
характеристика
основных
гипотез происхождения жизни на Земле».
Гипотеза
|
Автор
|
Основные
положения
|
Подтверждена
экспериментально или опровергнута?
Кем
и когда?
|
|
|
|
|
4.
Задание: Назовите
основные идеи, объясняющие происхождение жизни на Земле?
Гипотеза
|
Основные
идеи, объясняющие происхождение жизни на Земле
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К
какой гипотезе возникновения жизни вы склоняетесь? Почему?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Рефлексия: Обратите внимание на
слова, которые написаны на доске?
«Жизнь
– это вечное познание. Бери свой посох и иди».
Как вы понимаете
смысл этого выражения?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Оценка за урок:_______________
Домашнее
задание: разработать и представить схему преобразований
на планете при абиогенном происхождении жизни.
Жизнь – это
Ø
“питание,
рост и одряхление” (Аристотель)
Ø “стойкое
единообразие процессов при различии внешних влияний” (Г. Тревиранус)
Ø “совокупность
функций, сопротивляющихся смерти” (М. Биша)
Ø “химическая
функция” (А. Лавуазье)
Ø “сложный
химический процесс” (И.П. Павлов)
Ø “особая,
очень сложная форма движения материи” (А.И. Опарин)
Ø “способ
существования белковых тел, основным атрибутом которого является обмен веществ”
(Ф. Энгельс)
Гипотезы
самопроизвольного зарождения жизни.
Древние
и средневековые представления о зарождении жизни. Многие считали, что жизнь
постоянно самозарождается (Аристотель, Парацельс). Из ила появляются
головастики, из гнили черви, из грязного белья с зерном – мыши, причём обоих
полов и уже взрослые. Элементарные наблюдения и опыты показали, что все живые
существа появлялись из живых икринок, яичек, семян и из живых организмов
(Франческо Реди 1668 г). Из неорганических веществ даже на сей день
человечество не синтезировано ни одной живой клетки. Научно не описано и не
наблюдалось самозарождение жизни из неорганических веществ. Это и
неудивительно, ведь для появления жизни нужен разум. В масштабах же не
лаборатории, а Вселенной – нужен Бог.
В
древнем мире была распространена идея самозарождения. Аристотель: черви
появляются из гниющего мяса под влиянием «жизненной силы». Древнеримский
философ Тит Лукреций Кар в I веке до нашей эры в произведении «О природе
вещей» писал:
«Видеть бывает
легко.
Как из кучи зловонной навоза,
Черви живые ползут, зарождаясь…».
Например,
средневековый алхимик Парацельс в 16 веке предложил рецепт создания маленького
живого человека. Он рекомендовал выдержать разлагающуюся мочу определенное
время в тыкве, а затем поместить ее в лошадиный желудок, где и будет
развиваться гомункулюс. В поэтической форме эти идеи отражены в гениальном
произведении И.В. Гете «Фауст». Такие представления сохранялись до 19 века. Но
в 17-18 веках ученные пытались с помощью опытов доказать невозможность
самозарождения жизни. В 17 веке Франческо Реди проделал опыты Сырое мясо в
закрытом горшке.
(демонстрация
рисунков на слайдах «Опыты Реди»)
Сырое
мясо в четырех сосудах было открыто, в 4х-прикрыто кисеёй- это легкая
полупрозрачная хлопчатобумажная ткань. Результат: в открытых сосудах
завелись личинки мясной мухи, а в закрытых самозарождения не произошло.
Опыты
Пастера. Французский учёный Луи Пастер (1822-95
гг.) опроверг теорию самозарождения микроорганизмов. Вывод: даже одноклеточные
микробы не могут сами по себе появиться, или возникнуть. Жизнь не может
самозародиться из неживого.
Луи Пастер обрабатывал питательную среду через нагревание, которую размещал в
колбах имеющие различные, в том числе S-образные трубочки. После обработки в
колбах бульон сохранялся неограниченно долго. Так как колбы имели длинные
изогнутые трубки то пыль в трубках оседала, не достигая бульона в колбе. И в
бульон не попадали гнилостные бактерии, находящиеся на пыли. Если же трубки
убирались и пыль оседала на бульон (на пыли содержались и микробы), то бульон
вскоре прокисал.
Длительное сохранение продуктов путём пастеризации, консервации названо в честь
Луи Пастера. Стерилизация операционных от микробов основана на этом же
открытии. Премия была учреждена за попытку осветить по-новому вопрос о зарождении
жизни на Земле. Премию получил в 1862 году Луи Пастер. Л.Пастер доказал
невозможность самопроизвольного зарождения жизни. (демонстрация рисунков на
слайдах «Опыты Пастера»)
Гипотеза панспермии.
Была
выдвинута немецким учёным Г. Рихтером
в 1865
году и поддержанная Г.
Гельмгольцем и С.
Аррениусом. Шведский ученый Сванте Август
Аррениус и Владимир Иванович Вернадский считали, что жизнь и ее зачатки
занесены из космоса. Она называется теорией панспермии. Основатель немецкий
химик Юстус Либих предполагал, что простейшие организмы или споры переносятся с
планеты на планету метеоритами.Есть учение о панспермии: жизнь,
возникнув во вселенной, может начать распространяться вместе с метеоритами,
кометами, космическими обломками и пылью, возможно, и направленно разумными
существами. Там где условия подходящие, туда искусственно заносится жизнь.
Панспермия
(греч.
panspermía —
смесь всяких семян, от παν
(pan) — весь, всякий и σπερμα
(sperma) — семя) — гипотеза о появлении жизни на Земле
в результате переноса с других планет
каких-либо «зародышей жизни».
Согласно
панспермии, рассеянные в мировом пространстве зародыши жизни (например, споры микроорганизмов)
переносятся с одного небесного тела на другое с метеоритами
или под действием давления
света. С помощью панспермии объясняли и
появление жизни на Земле. После открытия космических
лучей и выяснения действия радиации
на биологические объекты позиция гипотезы весьма ослабла.
Доказательства:
Однако после того, как миссией Аполлон-12 были
найдены живые земные микроорганизмы на прилунившемся зонде Сервейер-3, о ней
стали говорить чаще. В последнее время особенно часто идеи панспермии
упоминаются в контексте обмена веществом между Землёй и Марсом, когда на его
поверхности ещё было много воды. Полученные в 2006 году
результаты миссии Deep Impact по исследованию
кометного вещества неопровержимо доказывают наличие в кометном веществе воды и простейших органических соединений. Это
указывает на кометы как на один из
возможных переносчиков жизни во Вселенной.
Теория
панспермиии рассматривает вопрос о происхождении жизни именно на Земле не
абстрактно, а конкретно применительно к Земле, как вообще возникла жизнь
вопрос остаётся за скобками. Различают направленную (искусственную) и
ненаправленную панспермии Насчёт первой нет никаких конкретных фактов, которые
служили бы доводами в её пользу, а вторая исключительно маловероятна по
современному уровню знания.
Гипотеза
биохимической эволюции.
Теория А.И.Опарина- Дж. Бернала.
В
соответствии с концепцией О.Ю. Шмидта более 5 млрд. лет назад в результате
Большого взрыва из газово-пылевого облака образовалось Солнце. Из оставшейся
части облака, вращающегося вокруг Солнца, формировались планеты Солнечной
системы, в том числе и Земля.
Первоначально
Земля была холодной, но благодаря распаду радиоактивных элементов она
разогрелась, температура в ее недрах достигла выше 1000° C. В результате
твердые породы начали плавиться и распределяться определенным образом: в центре
– самые тяжелые. А на поверхности - самые легкие. Под влиянием высокой
температуры вещества вступали в химические реакции.
Атмосфера
Земли в то время была бескислородной. В ее состав входили азот, водяной пар,
углекислый газ, сероводород, аммиак, метан и др. Свободный кислород, который
выделялся из мантии, быстро расходовался на процессы окисления.
Затем
наступил период охлаждения планеты. Температура на поверхности Земли снизилась
до 100° C. Началась конденсация водяного пара в атмосфере, пошли проливные
дожди, продолжавшиеся тысячелетия. Горячая вода заполняла впадины земной
поверхности. Эту концепцию развили или углубили в своих работах в 1924 году
А.И. Опарин, в 1929 году английский биолог Дж. Холдейн и в 1947 году английский
физик Джон Бернал.Процесс формирования первых органических соединений на Земле
называют химической эволюцией.
Небиологический,
или абиогенный (от греческого «а» - отрицательная
частица, «БИОС»- жизнь, «генезис»- происхождение). На этом этапе в атмосфере
Земли и в водах первичного океана, насыщенных разнообразными неорганическими
веществами, в условиях интенсивного солнечного излучения происходили химические
реакции. В ходе этих реакций из неорганических веществ могли сформироваться
простые органические вещества- аминокислоты, простые углеводы, спирты, жирные
кислоты, азотистые основания.
Возможность
синтеза органических веществ из неорганических в водах первичного океана
подтвердилась в опытах американского ученого С.Миллера и отечественных ученых
А.Г. Пасынского и Т.Е.Павловской.
Миллер
сконструировал установку, в которую помещалась смесь газов: метана, аммиака,
водорода, паров воды. Эти газы могли входить в состав первичной атмосферы. В
другой части аппарата находилась вода, которая доводилась до кипения. Газы и
водяной пар, циркулировавшие в аппарате под высоким давлением, в течение недели
подвергались воздействию электрических разрядов. В результате в смеси
образовалось около 150 аминокислот, часть из которых входит в состав белков.
1-й
этап
– абиогенный синтез низкомолекулярных органических веществ (биомономеров) из
неорганических веществ.
2-й
этап
– образование биополимеров) – полинуклеотидов, белково-липидных систем и
др.
3-й
этап-
появление коацерватов (пробионтов).
(
коацерват.от латинского «коацервус»- сгусток, куча).
Молекулы белков, обладающие амфотерностью, при определенных условиях могут
самопроизвольно концентрироваться и образовывать коллоидные комплексы, которые
получили название коацерватов. Коацерватные капли образуются при смешивании
двух разных белков. Раствор одного белка в воде прозрачен. При смешивании
разных белков раствор мутнеет, под микроскопом в нем заметны плавающие в воде
капли. Такие капли коацерватов могли возникнуть в водах первичного океана, где
находились разнообразные белки.
Определение:
коацерваты - это фазообособленные системы органических веществ. (пробионты,
праорганизмы) Коацерватные капли могут служить моделями первичных
предбиологических систем – пробионтов.
4-й
этап
– возникновение молекул нуклеиновых кислот, способных к самовоспроизведению.
5-й
этап.
Поэтапное повторение – закрепление.
Гипотеза
биохимической эволюции.
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.д.
Установка
С.Миллера
Земля в
момент зарождения жизни.
Реакция Миллера
указывает лишь на возможный принцип организации живого из неживого. «Химия
жизни» только на первый взгляд однообразна.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.