Primero teoria cientifica con respecto al origen de los organismos vivos en la Tierra, la teoría del bioquímico soviético A.I. Oparina. En 1924 se publicó un trabajo en el que el investigador mostraba ideas sobre el origen de la vida en la Tierra. Según esta teoría, la vida surgió en condiciones específicas. tierra antigua. El bioquímico considera el origen de la vida como un resultado natural de la evolución química de los compuestos de carbono en el Universo.

Según esta teoría, todo el proceso que condujo al surgimiento de la vida en la Tierra se divide en tres etapas. En la primera etapa hubo materia orgánica. Luego estaba la formación de biopolímeros a partir de sustancias orgánicas más simples, en particular, proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, lípidos, etc. En la tercera etapa, ocurre la aparición de organismos primitivos que se autorreproducen.

Teoría evolución bioquímica tiene un gran número de seguidores entre los científicos modernos. El origen de la Tierra tuvo lugar hace más de cinco mil millones de años. Inicialmente, la temperatura de su superficie osciló entre 4000 y 80000C. Ya mientras se enfriaba, se formó una superficie sólida; formado la corteza terrestre- litosfera. En cuanto a la atmósfera, originalmente consistía en gases ligeros, incluidos hidrógeno y helio, por lo que no pudo ser retenida de manera efectiva por la Tierra insuficientemente densa. Además, estos gases fueron reemplazados por otros más pesados: vapor de agua, dióxido de carbono, amoníaco y metano. Cuando la temperatura de la Tierra comenzó a descender a 1000C, el vapor de agua comenzó a condensarse, formando así el océano mundial.

De acuerdo con las ideas de A.I. Oparin, una síntesis abiogénica ocurrió en este período de tiempo. En otras palabras, en los océanos terrestres originales, que estaban saturados con varios compuestos químicos simples, bajo la influencia del calor volcánico, las descargas de rayos y la intensa radiación ultravioleta, se sintetizan compuestos orgánicos más complejos y luego biopolímeros.

La formación de sustancias orgánicas, según el investigador, fue facilitada por la ausencia de organismos vivos consumidores de materia orgánica, así como de un agente oxidante, el oxígeno. Por lo tanto, las moléculas complejas de aminoácidos se combinaron aleatoriamente en péptidos, que luego crearon las proteínas originales. Después de estas proteínas se sintetizaron los seres vivos primarios de tamaño microscópico.

El problema más difícil de la teoría moderna de la evolución es la transformación de sustancias orgánicas complejas en organismos vivos simples. Oparin dice que las proteínas juegan un papel decisivo en la transformación de los seres inanimados en vivos. Se supone que las moléculas de proteína que atraen a las moléculas de agua forman complejos hidrofílicos coloidales. Además, tales complejos se fusionaron entre sí, lo que condujo a la separación de los coloides del medio acuoso (este proceso se denomina coacervación). En el límite entre el coacervado y el medio ambiente, se alinearon moléculas de lípidos - primitivo membrana celular. El autor dice que los coloides podrían intercambiar moléculas con ambiente y acumular ciertas sustancias. Otro tipo de molécula proporcionó la capacidad de reproducirse.

El sistema de puntos de vista presentado por A.I. Oparin, fue llamada la "hipótesis del coacervado".

Hay un problema con esta teoría, que durante mucho tiempo ha hecho la vista gorda a casi todos los expertos en el campo del origen de la vida. Si espontáneamente, mediante síntesis aleatorias libres de plantilla en un coacervado, surgieron construcciones únicas exitosas de moléculas de proteína (por ejemplo, catalizadores efectivos que brindan una ventaja para este coacervado en el crecimiento y la reproducción), entonces, ¿cómo podrían copiarse para su distribución dentro del coacervado? , y más aún para la transmisión a descendientes coacervados?

La teoría no ha podido ofrecer una solución al problema de la reproducción exacta, dentro del coacervado y en generaciones, de estructuras proteicas efectivas únicas que aparecen al azar.

La más desarrollada, argumentada y ampliamente reconocida es la hipótesis del origen de la vida por evolución bioquímica, o " Hipótesis de Oparin-Haldane».

A. I. Oparin, un bioquímico y académico ruso, publicó su primer libro sobre este problema en 1924. J. Haldane, un genetista y bioquímico inglés, desde 1929 desarrolló ideas en consonancia con las ideas de A. I. Oparin.

Postula que la vida surgió en la Tierra precisamente a partir de la materia inanimada, en condiciones que tuvieron lugar en el planeta hace miles de millones de años. Estas condiciones incluían la disponibilidad de fuentes de energía, un cierto régimen de temperatura, agua y otros sustancias inorgánicas- precursores de compuestos orgánicos. En ese momento, la atmósfera era anóxica (las plantas ahora son la fuente de oxígeno, pero no existían entonces).

En el marco de esta teoría, se pueden distinguir cinco etapas principales en el camino hacia el surgimiento de la vida, que se dan en la Tabla. una.

tabla 1

Etapas de desarrollo de la vida en la Tierra según la hipótesisOparina-Haldane

Las ideas sobre la formación y composición de la atmósfera primaria de la Tierra se basan en datos objetivos de varias ciencias, en el estudio de capas gaseosas de otros planetas. sistema solar. Se ha obtenido evidencia muy convincente de la posibilidad de implementar las etapas 2 y 3 del desarrollo de la vida como resultado de numerosos experimentos sobre la síntesis artificial de monómeros biológicos. Entonces, por primera vez en 1953, S. Miller (EE. UU.) creó suficientes Fácil instalación, en el que logró sintetizar una serie de aminoácidos y otros compuestos orgánicos a partir de una mezcla de gases y vapor de agua bajo la influencia de la radiación ultravioleta y descargas eléctricas (Fig. 1).

Arroz. una.Montaje de Stanley Miller en el que sintetizó aminoácidos de los gases, creando condiciones, presumiblementeexistentes en la atmósfera de la Tierra primitiva. gases y aguavapores que circulan en la planta de alta presión,sometido a alto voltaje durante una semana.Después de eso, se examinaron las sustancias recolectadas en la "trampa".cromatografía en papel. En total fueSe han aislado 15 aminoácidos, incluyendo glicina, alaninay ácido aspártico

En el experimento de S. Miller, se reprodujeron en su instalación las condiciones que existían en la Tierra en el tiempo supuesto. El dispositivo contenía una mezcla de gases: hidrógeno, amoníaco, metano y vapor de agua. En una de las cámaras se introdujeron electrodos para producir descargas que simulaban rayos, como posible fuente de energía para reacciones químicas. Se vertió agua en otra cámara y esta cámara se calentó (para saturar la mezcla de gases con vapor de agua). Otra cámara se sometió a enfriamiento, y aquí el agua se condensó ("lluvia"). Una semana después, se encontraron diversas sustancias orgánicas en el condensado.

En las décadas siguientes, en muchos laboratorios de todo el mundo se llevó a cabo la síntesis artificial de varios aminoácidos, nucleótidos, azúcares simples y luego compuestos orgánicos más complejos. Todo esto confirma la posibilidad de formación de sustancias orgánicas en la Tierra en tiempos remotos sin la participación de organismos vivos. En ausencia de oxígeno libre (que los destruiría) y de organismos vivos (que pudieran utilizarlos como alimento), estas sustancias se acumularon en el océano primordial en altas concentraciones.

En la siguiente etapa, se formaron compuestos más complejos: sustancias similares a proteínas (cadenas de aminoácidos) y moléculas de polinucleótidos cortos. La probabilidad de esto ha sido repetidamente confirmada: hoy esto se obtiene experimentalmente. Al alcanzar una cierta concentración de sustancias orgánicas en el océano primario, podrían surgir agregados complejos de varios compuestos - coacervados, pequeñas formaciones esféricas.

El estudio de los coacervados creados artificialmente (muy estudiados por A. I. Oparin y sus colaboradores) mostró que exhiben algunas propiedades de los sistemas vivos. Al tener una capa externa compactada, una especie de membrana celular, los coacervados pueden absorber selectivamente diferentes sustancias del medio ambiente, que participan en reacciones químicas dentro de las gotitas de coacervado, y algunos de los productos de estas reacciones se liberan nuevamente al medio ambiente. Al acumular sustancias, los coacervados "crecen" y, al aumentar de tamaño, pueden dividirse en varias partes: "multiplicarse".

Los coacervados, de diferente composición, se caracterizan por diversos grados de estabilidad. Los más estables se conservan, los demás desaparecen y se destruyen.

Estas observaciones dieron motivo a A. I. Oparin para sugerir la posibilidad de acción. seleccion natural(ver abajo) ya en esta etapa de la formación de los vivos.

Sin embargo, los coacervados, con toda la complejidad de su organización, no pueden ser considerados seres vivos, principalmente porque no tienen una auto-reproducción estable.

En la siguiente etapa, se formaron interconexiones de ácidos nucleicos y proteínas en coacervados. La síntesis de proteínas de cierta composición comenzó a realizarse sobre la base de la información contenida en los ácidos nucleicos.

La capacidad de los ácidos nucleicos para autorreproducción con la participación de proteínas específicas - enzimas. Es decir, ya podemos hablar de la apariencia. protobiontes- formas primarias de vida que aún no tienen una organización celular, pero son capaces de autorreproducirse y metabolizarse.

Un mayor desarrollo de los protobiontes, la complicación de su organización condujo a la aparición de organismos con estructura celular, - procariotas primarias, bacterias. A partir de este momento comienza la evolución biológica. Aparentemente, los organismos heterótrofos existieron originalmente (ya que el océano primario contenía muchas sustancias orgánicas diferentes). A medida que aumentaba su número, disminuían los recursos alimentarios y aumentaba la competencia entre ellos. Esto condujo a la aparición de autótrofos, organismos que sintetizan las sustancias orgánicas que necesitan a partir de las inorgánicas.

En un principio aparecieron organismos que utilizaban la energía obtenida como resultado de la oxidación de sustancias minerales. Este proceso se conoce como quimiosíntesis, y los organismos se nombran quimiosintéticos. Luego, en el curso de las transformaciones evolutivas posteriores, surgieron organismos autótrofos que utilizan la energía de la luz solar: estos son organismos fotosintéticos ( fotosintéticos). La evolución biológica adicional condujo a la formación del mundo diverso de la vida silvestre que vemos hoy.

La diversidad de especies como resultado de la evolución biológica.ciones. La doctrina evolutiva (la teoría de la evolución) es una disciplina biológica que estudia las causas y fuerzas motrices, patrones y mecanismos de desarrollo de los organismos vivos.

Bajo evolución biológica entender el proceso irreversible y natural desarrollo historico viviendo de lo simple a lo más complejo desde la aparición de los primeros organismos vivos en la Tierra.

En el curso de la evolución, algunas especies fueron reemplazadas por otras, hubo una complicación y un aumento en la organización de los organismos vivos, aumentó su diversidad y apareció el hombre.

Gran trascendencia ideológica doctrina evolutiva: eso afirma la idea de la unidad del origen de todos los seres vivos, explica las razones de la diversidad de especies, viviendo en la tierra, conveniencia de la organización de los seres vivos(es decir, la conformidad de la estructura y el funcionamiento de todos sus sistemas y órganos con las condiciones de existencia), la presencia simultánea en la naturaleza de organismos simples y altamente organizados.

La doctrina evolutiva sirve bases teóricas la biología moderna, combinando, resumiendo los resultados obtenidos por numerosas ciencias biológicas privadas.

Su importancia también es obvia para una persona en la solución de problemas de interacción con la biosfera.

Finalmente, el conocimiento de las leyes y mecanismos de la evolución es la base para el desarrollo del mejoramiento genético, una ciencia que desarrolla métodos para crear y mejorar variedades. plantas cultivadas y razas de animales domésticos.

La historia del desarrollo de las ideas sobre el origen natural de la vida y la evolución de los organismos se puede dividir en tres etapas: predarwiniana, darwiniana y posdarwiniana (moderna).

Pregunta 1. Enumere las principales disposiciones de la hipótesis de AI Oparin.

En las condiciones modernas, el surgimiento de los seres vivos de naturaleza inanimada imposible. Abiogénico (es decir, sin la participación de organismos vivos), la aparición de materia viva solo fue posible en las condiciones de la atmósfera antigua y la ausencia de organismos vivos. La composición de la atmósfera antigua incluía metano, amoníaco, dióxido de carbono, hidrógeno, vapor de agua y otros compuestos inorgánicos. Bajo la influencia de poderosas descargas eléctricas, radiación ultravioleta y alta radiación, de estas sustancias podrían surgir compuestos orgánicos, que se acumularon en el océano, formando una "sopa primordial".

En la "sopa primaria" de biopolímeros formados complejos multimoleculares - coacervados. Los iones metálicos, que actuaron como los primeros catalizadores, entraron en las gotitas de coacervado desde el medio externo. De un gran numero compuestos químicos, presentes en la "sopa primordial", se seleccionaron las combinaciones de moléculas más catalíticamente efectivas, lo que finalmente condujo a la aparición de enzimas. Las moléculas de lípidos se alinearon en el límite entre los coacervados y el ambiente externo, lo que condujo a la formación de una membrana celular primitiva.

En cierta etapa, los probiontes de proteínas incluían ácidos nucleicos, creando complejos únicos, lo que condujo al surgimiento de propiedades vivas tales como la autorreproducción, la conservación información hereditaria y su transmisión a las generaciones posteriores.

Los probiontes, cuyo metabolismo se combinó con la capacidad de autorreproducción, ya pueden considerarse procélulas primitivas, cuyo desarrollo posterior tuvo lugar de acuerdo con las leyes de la evolución de la materia viva.

Pregunta 2. ¿Qué evidencia experimental se puede dar a favor de esta hipótesis?

En 1953, esta hipótesis de A. I. Oparin fue confirmada experimentalmente por los experimentos del científico estadounidense S. Miller. En la instalación que creó se simularon las condiciones que presumiblemente existían en la atmósfera primaria de la Tierra. Como resultado de los experimentos, se obtuvieron aminoácidos. Experimentos similares se repitieron muchas veces en varios laboratorios y permitieron probar la posibilidad fundamental de sintetizar prácticamente todos los monómeros de los principales biopolímeros en tales condiciones. Posteriormente, se encontró que, bajo ciertas condiciones, es posible sintetizar biopolímeros orgánicos más complejos a partir de monómeros: polipéptidos, polinucleótidos, polisacáridos y lípidos.

Pregunta 3. ¿Cuál es la diferencia entre la hipótesis de A. I. Oparin y la hipótesis de J. Haldane?

J. Haldane también presentó la hipótesis del origen abiogénico de la vida, pero, a diferencia de A. I. Oparin, dio prioridad no a las proteínas, sistemas coacervados capaces de metabolizar, sino a los ácidos nucleicos, es decir, sistemas macromoleculares capaces de autorreproducirse.

Pregunta 4. ¿Qué argumentos dan los oponentes al criticar la hipótesis de A. I. Oparin?

Desafortunadamente, en el marco de la hipótesis de A. I. Oparin (y también de J. Haldane), no es posible explicar el problema principal: cómo se produjo el salto cualitativo de lo inanimado a lo vivo.

Grado 10

tipo de lección - conjunto

Métodos: parcialmente exploratoria, presentación problemática, explicativa e ilustrativa.

Objetivo:

Formación en los estudiantes de un sistema holístico de conocimiento sobre la vida silvestre, su organización sistémica y evolución;

Capacidad para dar una evaluación razonada de nueva información sobre cuestiones biológicas;

Educación de la responsabilidad cívica, la independencia, la iniciativa.

Tareas:

Educativo: sobre sistemas biológicos(célula, organismo, especie, ecosistema); la historia del desarrollo de las ideas modernas sobre la vida silvestre; descubrimientos sobresalientes en ciencias biológicas; roles ciencia biológica en la formación de una imagen del mundo de las ciencias naturales modernas; métodos de conocimiento científico;

Desarrollo habilidades creativas en el proceso de estudio de los logros sobresalientes de la biología, incluidos en la cultura universal; formas complejas y contradictorias de desarrollo de la modernidad puntos de vista científicos, ideas, teorías, conceptos, diversas hipótesis (sobre la esencia y el origen de la vida, el hombre) en el curso del trabajo con diversas fuentes de información;

Educación convicción en la posibilidad de conocer la vida silvestre, la necesidad de una actitud cuidadosa entorno natural, propia salud; respeto por la opinión del oponente cuando se discuten problemas biológicos

REQUISITOS PARA RESULTADOS DE APRENDIZAJE-DUU

Resultados personales de la biología del aprendizaje:

1. educación de la identidad civil rusa: patriotismo, amor y respeto por la Patria, un sentido de orgullo por su patria; conciencia de la propia etnia; asimilación de los valores humanísticos y tradicionales de las multinacionales sociedad rusa; fomentar el sentido de responsabilidad y deber con la Patria;

2. formación de una actitud responsable hacia el aprendizaje, preparación y capacidad de los estudiantes para el autodesarrollo y la autoeducación basada en la motivación para el aprendizaje y la cognición, la elección consciente y la construcción de una trayectoria educativa individual adicional basada en la orientación en el mundo de las profesiones y preferencias profesionales, teniendo en cuenta intereses cognitivos sostenibles;

Resultados de aprendizaje de meta-asignaturas en biología:

1. la capacidad de determinar de forma independiente los objetivos de su aprendizaje, establecer y formular nuevas tareas para sí mismos en sus estudios y actividad cognitiva, desarrollar los motivos e intereses de su actividad cognoscitiva;

2. dominar los componentes de las actividades de investigación y proyectos, incluida la capacidad de ver el problema, plantear preguntas, plantear hipótesis;

3. la capacidad de trabajar con diferentes fuentes de información biológica: encontrar información biológica en varias fuentes (texto de libro de texto, literatura científica popular, diccionarios biológicos y libros de referencia), analizar y

evaluar información;

cognitivo: selección de características esenciales de objetos y procesos biológicos; traer evidencia (argumentación) del parentesco humano con los mamíferos; la relación entre el hombre y el medio ambiente; dependencia de la salud humana del estado del medio ambiente; la necesidad de proteger el medio ambiente; dominar los métodos de la ciencia biológica: observación y descripción de objetos y procesos biológicos; realizar experimentos biológicos y explicar sus resultados.

Regulador: la capacidad de planificar de forma independiente formas de lograr objetivos, incluidos los alternativos, para elegir conscientemente el más formas efectivas resolución de problemas educativos y cognitivos; la capacidad de organizar la cooperación educativa y las actividades conjuntas con el profesor y los compañeros; trabajar individualmente y en grupo: buscar una solución común y resolver conflictos a partir de la coordinación de posiciones y teniendo en cuenta los intereses; formación y desarrollo de competencias en el campo del uso de las tecnologías de la información y la comunicación (en adelante, competencias TIC).

Comunicativo: la formación de competencia comunicativa en la comunicación y cooperación con pares, comprendiendo las características de la socialización de género en la adolescencia, actividades socialmente útiles, educativas, de investigación, creativas y otras.

Tecnología : Salvamento de la salud, problemática, educación para el desarrollo, actividades grupales.

Recepciones: análisis, síntesis, conclusión, transferencia de información de un tipo a otro, generalización.

durante las clases

objetivos OSI

Mostrar el papel del experimento en la resolución de disputas científicas sobre el origen de la vida.

Usar en proceso educativo Función educativa y formativa del experimento como método de enseñanza.

Enseñar a los estudiantes a encontrar patrones biológicos analizando hechos individuales en una cierta secuencia lógica.

Lo que el profesor necesita saber sobre el experimento.

Declaración del propósito del experimento.

Planificación de experimentos

Montaje del esquema del experimento.

Descripción de los fenómenos y procesos observados en el experimento

Hipótesis

Aplicación de los conocimientos en la resolución de problemas experimentales.

Razonamiento inductivo y deductivo y demostración.

Lo que los estudiantes deben saber sobre el experimento

La diferencia entre experimento y observación.

Propósito (lo que queremos averiguar)

Mover (lo que hacemos para esto)

Conclusiones (lo que descubrimos)

Hipótesis sobre el origen de la vida

¿Qué es la vida?

Responder. La vida es una forma de ser de entidades (organismos vivos) dotadas de actividad interna, un proceso de desarrollo de cuerpos de estructura orgánica con un predominio constante de procesos de síntesis sobre procesos de descomposición, un estado especial de la materia alcanzado debido a las siguientes propiedades. La vida es un modo de existencia de cuerpos proteicos y ácidos nucleicos, cuyo momento esencial es el intercambio constante de sustancias con el medio ambiente, y con el cese de este intercambio, también cesa la vida.

2. ¿Qué hipótesis del origen de la vida conoces?

Responder. Varias ideas sobre el origen de la vida se pueden agrupar en cinco hipótesis:

1) creacionismo - Creación divina de los vivos;

2) generación espontánea: los organismos vivos surgen espontáneamente de la materia no viva;

3) hipótesis estado estable- la vida siempre ha existido;

4) la hipótesis de la panspermia: la vida es traída a nuestro planeta desde el exterior;

5) la hipótesis de la evolución bioquímica: la vida surgió como resultado de procesos que obedecen a leyes químicas y físicas. Actualmente, la mayoría de los científicos apoyan la idea del origen abiogénico de la vida en el proceso de evolución bioquímica.

3. ¿Cuál es el principio básico del método científico?

Responder. El método científico es un conjunto de técnicas y operaciones utilizadas en la construcción de un sistema de conocimiento científico. El principio básico del método científico es no dar nada por sentado. Cualquier afirmación o refutación de algo debe ser revisada.

4. ¿Por qué no se puede confirmar ni refutar la idea del origen divino de la vida?

Responder. El proceso de la creación Divina del mundo se concibe como si hubiera tenido lugar una sola vez y, por lo tanto, inaccesible para la investigación. La ciencia se ocupa sólo de aquellos fenómenos que pueden ser observados y estudio piloto. Por lo tanto, con punto científico de vista, la hipótesis del origen divino de los seres vivos no se puede probar ni refutar. El principio fundamental del método científico es "no dar nada por sentado". Por lo tanto, lógicamente no puede haber contradicción entre la explicación científica y religiosa del origen de la vida, ya que estas dos esferas de pensamiento se excluyen mutuamente.

5. ¿Cuáles son las principales disposiciones de la hipótesis de Oparin-Haldane?

Responder. En las condiciones modernas, la aparición de seres vivos de la naturaleza inanimada es imposible. Abiogénico (es decir, sin la participación de organismos vivos), la aparición de materia viva solo fue posible en las condiciones de la atmósfera antigua y la ausencia de organismos vivos. La composición de la atmósfera antigua incluía metano, amoníaco, dióxido de carbono, hidrógeno, vapor de agua y otros compuestos inorgánicos. Bajo la influencia de poderosas descargas eléctricas, radiación ultravioleta y alta radiación, de estas sustancias podrían surgir compuestos orgánicos, que se acumularon en el océano, formando una “sopa primordial”. En la "sopa primaria" de biopolímeros formados complejos multimoleculares - coacervados. Los iones metálicos, que actuaron como los primeros catalizadores, entraron en las gotitas de coacervado desde el medio externo. De la gran cantidad de compuestos químicos presentes en la "sopa primordial", se seleccionaron las combinaciones de moléculas más catalíticamente efectivas, lo que finalmente condujo a la aparición de enzimas. Las moléculas de lípidos se alinearon en el límite entre los coacervados y el ambiente externo, lo que condujo a la formación de una membrana celular primitiva. En cierta etapa, los probiontes de proteínas incluían ácidos nucleicos, creando complejos únicos, lo que condujo al surgimiento de propiedades vivas como la autorreproducción, la preservación de la información hereditaria y su transmisión a las generaciones posteriores. Los probiontes, cuyo metabolismo se combinó con la capacidad de autorreproducción, ya pueden considerarse procélulas primitivas, cuyo desarrollo posterior tuvo lugar de acuerdo con las leyes de la evolución de la materia viva.

6. ¿Qué evidencia experimental se puede dar a favor de esta hipótesis?

Responder. En 1953, esta hipótesis de A. I. Oparin fue confirmada experimentalmente por los experimentos del científico estadounidense S. Miller. En la instalación que creó se simularon las condiciones que presumiblemente existían en la atmósfera primaria de la Tierra. Como resultado de los experimentos, se obtuvieron aminoácidos. Experimentos similares se repitieron muchas veces en varios laboratorios y permitieron probar la posibilidad fundamental de sintetizar prácticamente todos los monómeros de los principales biopolímeros en tales condiciones. Posteriormente, se encontró que, bajo ciertas condiciones, es posible sintetizar biopolímeros orgánicos más complejos a partir de monómeros: polipéptidos, polinucleótidos, polisacáridos y lípidos.

7. ¿Cuál es la diferencia entre la hipótesis de A. I. Oparin y la hipótesis de J. Haldane?

Responder. J. Haldane también presentó la hipótesis del origen abiogénico de la vida, pero, a diferencia de A. I. Oparin, dio prioridad no a las proteínas, sistemas coacervados capaces de metabolizar, sino a los ácidos nucleicos, es decir, sistemas macromoleculares capaces de autorreproducirse.

8. ¿Qué argumentos dan los opositores al criticar la hipótesis de Oparin-Haldane?

Responder. La hipótesis de Oparin-Haldane también tiene un lado débil, que es señalado por sus oponentes. En el marco de esta hipótesis, no es posible explicar el problema principal: cómo se produjo el salto cualitativo de lo inanimado a lo vivo. De hecho, para la autorreproducción de ácidos nucleicos se necesitan proteínas enzimáticas y para la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos.

9. Dé posibles argumentos "a favor" y "en contra" de la hipótesis de la panspermia.

Responder. Argumentos para:

La vida a nivel de procariotas apareció en la Tierra casi inmediatamente después de su formación, aunque la distancia (en términos de diferencia en el nivel de complejidad de organización) entre procariotas y mamíferos es comparable a la distancia entre la sopa primordial y las paryotas;

En el caso del origen de la vida en cualquier planeta de nuestra galaxia, como lo muestran, por ejemplo, las estimaciones de A.D. Panov, puede "infectar" a toda la galaxia en un período de solo unos pocos cientos de millones de años;

Hallazgos en algunos meteoritos de artefactos que pueden interpretarse como resultado de la actividad de microorganismos (incluso antes de que el meteorito golpee la Tierra).

La hipótesis de la panspermia (la vida es traída a nuestro planeta desde el exterior) no responde a la pregunta principal de cómo surgió la vida, sino que traslada este problema a algún otro lugar del Universo;

Completo silencio de radio del Universo;

Dado que resultó que todo nuestro Universo tiene solo 13 mil millones de años (es decir, todo nuestro Universo es solo 3 veces más antiguo (!) que el planeta Tierra), entonces queda muy poco tiempo para el origen de la vida en algún lugar lejano. .. La estrella más cercana a nosotros, a-centauri, está a 4 sv. del año. Un caza moderno (4 velocidades de sonido) volará a esta estrella ~ 800.000 años.

Teorías materialistas del origen de la vida.

El problema del origen de la vida no existe para las teorías de la eternidad de la vida por la sencilla razón de que estas teorías borran las distinciones que existen entre lo vivo y lo no vivo. Dado que estas teorías proceden de la unidad del complejo viviente-no viviente, para ellas no se trata del origen de uno a partir del otro. La situación es bastante diferente si aceptamos la existencia de diferencias específicas entre la materia viva y la no viva; en este caso, la cuestión del origen de estas diferencias surge por sí sola. La resolución de esta pregunta, por supuesto, está indisolublemente ligada a aquellas ideas que existen sobre la naturaleza de las diferencias entre la materia inanimada y los organismos vivos.

La cuestión del origen de la vida para Pfluger, como para los científicos modernos, se redujo a la cuestión del origen de las sustancias proteicas y su organización interna, que es la diferencia característica entre las proteínas del "protoplasma" vivo. En consecuencia, el autor examina las diferencias entre la proteína "viva" y la "muerta", de las cuales la principal es la inestabilidad de la proteína "viva", su capacidad de cambio, en contraste con la proteína inerte "muerta". Estas propiedades de una proteína "viva" en la época de Pfluger se atribuyeron a la presencia de oxígeno en la molécula de proteína. Esta vista ahora se considera obsoleta. A partir de otras ideas sobre las diferencias entre las proteínas "vivas" y las "muertas", el científico se detiene en el contenido del grupo cianógeno (CM) en la molécula de la proteína "viva" y, en consecuencia, trata de crear una idea sobre el origen de este radical, el principal para la molécula de proteína. De acuerdo con esto, el investigador cree que los compuestos de cianuro surgieron en un momento en que la Tierra era una masa fundida o al rojo vivo. Es a estas temperaturas que en el laboratorio es posible obtener estos compuestos de forma artificial. Posteriormente, al enfriarse superficie de la Tierra, los compuestos de cianógeno con agua y con otros productos químicos llevaron a la formación
sustancias proteicas dotadas de propiedades "vitales".

En la teoría de Pfluger, ahora obsoleta, el enfoque materialista del problema del origen de la vida y el aislamiento de la proteína como el componente más importante del protoplasma son valiosos. El origen de las sustancias proteicas se puede imaginar de otra manera. Y de hecho,
poco después de Pfluger, hubo otros intentos de abordar la resolución de este problema desde el punto de vista bioquímico. Uno de esos intentos es la teoría del aprendizaje del inglés.
pierna J. Ellen (1899).

La primera aparición de compuestos nitrogenados en la Tierra, en contraste con Pfluger, Ellen data del período en que el vapor de agua se condensó en agua debido al enfriamiento y cubrió la superficie de la Tierra. Se disolvieron sales metálicas en agua, las cuales son de suma importancia para la formación y actividad de la proteína. También contenía una cierta cantidad de dióxido de carbono, que entró en combinación con óxidos de nitrógeno y amoníaco. Más reciente
podría formarse durante descargas eléctricas que tuvieron lugar en una atmósfera que contenía nitrógeno.

Ya estas teorías, que se remontan a finales del siglo pasado, delinean claramente la dirección principal en la que incluso en la actualidad el tiempo corre desarrollo del problema de
vivo.

Trabajo independiente de los alumnos (a discreción del profesor).

"Estudiando la cuestión del origen de los microorganismos: ¿generación espontánea o biogénesis?" (según N. Green).

El propósito del experimento: repetir los estudios de Spallanzani, dar evaluación objetiva teorías de la generación espontánea o biogénesis.

Experiencia: 4 tubos de ensayo estériles con 15 ml de caldo nutritivo.

Y una pareja:

tubo de ensayo - abierto, no calentado.

tubo de ensayo - cerrado (con algodón y papel de aluminio), no calentado,

pareja B:

tubo de ensayo - abierto, calentado en un baño de agua hirviendo durante 10 min.

tubo de ensayo - cerrado (con algodón y papel de aluminio), calentado en un baño de agua hirviendo durante 10 min.

Coloque todos los tubos durante 10 días a 32°C.

Resultados: Examinar una gota de caldo bajo un microscopio, chirriar los resultados.

conclusiones

1. Formula una hipótesis que pueda explicar la aparición de microorganismos en el caldo nutritivo.

¿Qué factor distingue los tubos 1 y 2, 3 y 4?

¿Cuál es la diferencia entre los pares A y B?

¿Qué tubos de ensayo sirven como controles?

¿Crees que este experimento cumple con todos los requisitos para la investigación científica?

teoríasocurrenciala vida

Recursos

V. B. ZAKHAROV, S. G. MAMONTOV, N. I. SONIN, E. T. ZAKHAROVA LIBRO DE TEXTO "BIOLOGÍA" PARA INSTITUCIONES EDUCATIVAS GENERALES (grados 10-11).

AP Plekhov Biología con fundamentos de ecología. Serie “Libros de texto para universidades. Literatura especial.

Un libro para maestros Sivoglazov V.I., Sukhova T.S. Kozlova T. A. Biología: patrones generales.

Alojamiento de presentaciones

"Introducción a biología general y ecología. Grado 9. AA Kamensky (gdz)

Hipótesis de Oparin-Haldane. Evidencia experimental del origen abiogénico de la vida.

Pregunta 1. Las principales disposiciones de la hipótesis de Oparin-Haldane.
Según la teoría del origen de la vida en la Tierra, creada por A.I. Oparin y J. Haldane en 1924-1927, los cuerpos vivos surgieron de sustancias inorgánicas en tres etapas:
1. En la primera etapa, tuvo lugar la formación de sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas. En las condiciones modernas, la aparición de seres vivos de la naturaleza inanimada es imposible. Abiogénico (es decir, sin la participación de organismos vivos), la aparición de materia viva solo fue posible en las condiciones de la atmósfera antigua y la ausencia de organismos vivos. La composición de la atmósfera antigua incluía metano, amoníaco, dióxido de carbono, hidrógeno, vapor de agua y otros compuestos inorgánicos. Bajo la influencia de poderosas descargas eléctricas, radiación ultravioleta y alta radiación, de estas sustancias podrían surgir compuestos orgánicos, que se acumularon en el océano, formando una “sopa primordial”.
2. En la segunda etapa: la formación de proteínas, grasas, carbohidratos y ácidos nucleicos a partir de compuestos orgánicos simples en las aguas del océano primario. En el "caldo primario" de biopolímeros formados complejos multimoleculares - coacervados. Los iones metálicos, que actuaron como los primeros catalizadores, entraron en las gotitas de coacervado desde el medio externo. De la gran cantidad de compuestos químicos presentes en la "sopa primordial", se seleccionaron las combinaciones de moléculas más catalíticamente efectivas, lo que finalmente condujo a la aparición de enzimas. Las moléculas de lípidos se alinearon en el límite entre los coacervados y el ambiente externo, lo que condujo a la formación de una membrana celular primitiva.
3. La tercera etapa es la etapa de desarrollo de la vida. En esta etapa, los coacervados (lat. coacervo - recojo, acumulo), es decir, gotas coloidales, en las que la concentración de sustancias era mayor que en la solución circundante, comenzaron a crecer e interactuar entre sí y con otras sustancias. Como resultado de la interacción de los coacervados con los ácidos nucleicos, los protobiontes(partículas de proteínas que incluían ácidos nucleicos), lo que condujo al surgimiento de la autorreproducción, la preservación de la información hereditaria y su transmisión a las generaciones posteriores; a partir de ese momento comenzó el período de evolución orgánica. Cabe destacar que los organismos vivos son sistemas abiertos capaces de autorreproducirse, en los que la energía procede del exterior. En este sentido, es obvio que los primeros organismos vivos fueron heterótrofos que recibieron energía debido a la descomposición anaeróbica de compuestos orgánicos. El surgimiento de la atmósfera moderna está directamente relacionado con el surgimiento y desarrollo de los organismos autótrofos y la fotosíntesis. Desde el momento del surgimiento de la vida, también apareció una conexión entre los procesos biológicos, geológicos y geoquímicos, que son estudiados por el académico V.I. Vernadsky Ciencia "biogeoquímica".

Pregunta 2. ¿Qué evidencia experimental se puede dar a favor de esta hipótesis?
En 1953, esta hipótesis de A. I. Oparin fue confirmada experimentalmente por los experimentos del científico estadounidense S. Miller (fue galardonado con el Premio Nobel de Química por la producción experimental de aminoácidos). En la instalación que creó se simularon las condiciones que presumiblemente existían en la atmósfera primaria de la Tierra. Como resultado de los experimentos, se obtuvieron aminoácidos. Experimentos similares se repitieron muchas veces en varios laboratorios y permitieron probar la posibilidad fundamental de sintetizar prácticamente todos los monómeros de los principales biopolímeros en tales condiciones. Posteriormente, se encontró que, bajo ciertas condiciones, es posible sintetizar biopolímeros orgánicos más complejos a partir de monómeros: polipéptidos, polinucleótidos, polisacáridos y lípidos. Oparin fue el primero en realizar un estudio de las reacciones químicas que podrían provocar la formación de carbohidratos, grasas y aminoácidos sin la participación de organismos vivos, fue realizado por Oparin y continuado por Calvin et al. La urea en 1828, Kolbe sintetizó ácido acético en 1845, Berthelot sintetizó grasa en 1854, Butlerov obtuvo una sustancia azucarada en 1861), pero ninguno de estos científicos realizó experimentos en condiciones análogas a las que existían en tiempos historicos en la Tierra (atmósfera sin O2, fuerte radiación ultravioleta, descargas eléctricas gigantes).

Pregunta 3. ¿Cuál es la diferencia entre la hipótesis de A. I. Oparin y la hipótesis de J. Haldane?
J. Haldane también presentó la hipótesis del origen abiogénico de la vida, pero, a diferencia de A. I. Oparin, dio prioridad no a las proteínas, sistemas coacervados capaces de metabolizar, sino a los ácidos nucleicos, es decir, sistemas macromoleculares capaces de autorreproducirse.

Pregunta 4. ¿Qué argumentos dan los oponentes al criticar la hipótesis de A. I. Oparin?
La hipótesis de A. I. Oparin, en su esencia, no explica el mecanismo de un salto cualitativo de lo inanimado a lo vivo.