Esiteks teaduslik teooria elusorganismide päritolu kohta Maal on Nõukogude biokeemiku A.I. Oparina. 1924. aastal avaldati töö, milles teadlane näitas ideid elu tekke kohta Maal. Selle teooria kohaselt tekkis elu kindlates tingimustes iidne maa. Biokeemik peab elu tekkimist Universumi süsinikuühendite keemilise evolutsiooni loomulikuks tulemuseks.

Selle teooria kohaselt jaguneb kogu protsess, mis viis elu tekkeni Maal, kolmeks etapiks. Esimesel etapil oli orgaaniline aine. Seejärel tekkis biopolümeeride moodustumine lihtsamatest orgaanilistest ainetest, eelkõige valkudest, nukleiinhapetest, polüsahhariididest, lipiididest jne. Kolmandas etapis tekivad primitiivsed isepaljunevad organismid.

teooria biokeemiline evolutsioon on kaasaegsete teadlaste hulgas palju toetajaid. Maa tekkimine leidis aset üle viie miljardi aasta tagasi. Algselt jäi selle pinnatemperatuur vahemikku 4000–80000C. Juba jahtudes tekkis tahke pind; moodustatud Maakoor- litosfäär. Mis puutub atmosfääri, siis see koosnes algselt kergetest gaasidest, sealhulgas vesinikust ja heeliumist, mistõttu ei suutnud ebapiisavalt tihe Maa seda tõhusalt hoida. Lisaks asendati need gaasid raskemate gaasidega - veeaur, süsinikdioksiid, ammoniaak ja metaan. Kui Maa temperatuur hakkas langema 1000C-ni, hakkas veeaur kondenseeruma, moodustades seeläbi maailmaookeani.

Vastavalt A.I ideedele. Opariin, selle aja jooksul toimus abiogeenne süntees. Teisisõnu, algsetes maismaaookeanides, mis olid küllastunud mitmesuguste lihtsate keemiliste ühenditega, sünteesitakse vulkaanilise kuumuse, välgulahenduste ja intensiivse ultraviolettkiirguse mõjul keerukamaid orgaanilisi ühendeid ja seejärel biopolümeere.

Orgaaniliste ainete teket soodustas teadlase sõnul orgaanilise aine tarbijateks olevate elusorganismide, aga ka oksüdeeriva aine – hapniku – puudumine. Seetõttu ühendati keerulised aminohappe molekulid juhuslikult peptiidideks, mis lõid seejärel algsed valgud. Pärast seda, kui need valgud sünteesisid mikroskoopilise suurusega esmased elusolendid.

Kaasaegse evolutsiooniteooria kõige keerulisem probleem on keeruliste orgaaniliste ainete muutmine lihtsateks elusorganismideks. Oparin ütleb, et valgud mängivad elutute elusolenditeks muutumisel otsustavat rolli. Eeldatakse, et veemolekule meelitavad valgumolekulid moodustasid kolloidseid hüdrofiilseid komplekse. Lisaks ühinesid sellised kompleksid üksteisega, mis viis kolloidide eraldamiseni vesikeskkonnast (seda protsessi nimetatakse koatservatsiooniks). Koatservaadi ja keskkonna vahelisel piiril olid lipiidimolekulid joondatud - primitiivsed rakumembraan. Autor ütleb, et kolloidid võivad molekule vahetada keskkond ja koguvad teatud aineid. Teist tüüpi molekulid võimaldasid end paljundada.

A.I. esitatud seisukohtade süsteem. Oparini nimetati "koatservaadi hüpoteesiks".

Sellel teoorial on üks probleem, mis on pikka aega silma kinni pigistanud peaaegu kõigi elu tekke valdkonna ekspertide ees. Kui spontaanselt, juhuslike mallivabade sünteeside teel koatservaadis tekkisid üksikud edukad valgumolekulide konstruktsioonid (näiteks tõhusad katalüsaatorid, mis annavad sellele koatservaadile eelise kasvus ja paljunemises), siis kuidas saaks neid kopeerida koatservaadis jaotamiseks. , ja veelgi enam järglaste koacerveerimiseks edastamiseks?

Teooria ei ole suutnud pakkuda lahendust üksikute juhuslikult ilmuvate efektiivsete valgustruktuuride täpse paljunemise probleemile - koatservaadis ja põlvkondade kaupa.

Kõige põhjalikumalt välja töötatud, argumenteeritud ja laialdasemalt tunnustatud on hüpotees elu päritolust biokeemiline evolutsioon, või " Oparin-Haldane'i hüpotees».

AI Oparin, vene biokeemik, akadeemik, avaldas oma esimese raamatu selle probleemi kohta juba 1924. aastal. Inglise geneetik ja biokeemik J. Haldane arendas alates 1929. aastast A. I. Oparini ideedega kooskõlas olevaid ideid.

See postuleerib, et elu tekkis Maal just elutust ainest tingimustes, mis leidsid aset planeedil miljardeid aastaid tagasi. Need tingimused hõlmasid energiaallikate olemasolu, kindlat temperatuurirežiimi, vett ja muud anorgaanilised ained- orgaaniliste ühendite lähteained. Sel ajal oli atmosfäär anoksiline (nüüd on hapniku allikaks taimed, kuid neid siis veel polnud).

Selle teooria raames saab teel elu tekkeni eristada viit peamist etappi, mis on toodud tabelis. üks.

Tabel 1

Elu arengu etapid Maal hüpoteesi järgiOparina-Haldane

Ideed Maa primaarse atmosfääri kujunemise ja koostise kohta põhinevad objektiivsetel andmetel erinevatest teadustest, teiste planeetide gaasiliste kestade uurimisel. Päikesesüsteem. Väga veenvaid tõendeid elu arengu 2. ja 3. etapi rakendamise võimalikkusest on saadud arvukate bioloogiliste monomeeride kunstliku sünteesi katsete tulemusena. Nii lõi S. Miller (USA) esimest korda 1953. aastal piisavalt lihtne paigaldus, millel õnnestus tal ultraviolettkiirguse ja elektrilahenduste mõjul gaaside ja veeauru segust sünteesida mitmeid aminohappeid ja muid orgaanilisi ühendeid (joonis 1).

Riis. üks.Stanley Milleri seadistus, milles ta sünteesis aminohapped gaasidest, luues tingimused, arvatavastieksisteerib ürgse Maa atmosfääris. Gaasid ja vesiaurud, mis ringlevad kõrgsurvejaamas,allutatud nädalaks kõrgepingele.Pärast seda uuriti "lõksu" kogutud aineidpaberkromatograafia. Kokku oli küllEraldatud on 15 aminohapet, sealhulgas glütsiin, alaniinja asparagiinhape

S. Milleri eksperimendis reprodutseeriti tema installatsioonis oletataval ajal Maal eksisteerinud tingimused. Seade sisaldas gaaside segu: vesinik, ammoniaak, metaan ja veeaur. Ühte kambrisse viidi elektroodid, et tekitada välku simuleerivaid lahendusi kui võimalikku energiaallikat. keemilised reaktsioonid. Vesi valati teise kambrisse ja seda kambrit kuumutati (gaasisegu küllastamiseks veeauruga). Veel üks kamber allutati jahutamisele ja siin vesi kondenseerus ("vihmad"). Nädal hiljem leiti kondensaadist erinevaid orgaanilisi aineid.

Järgnevatel aastakümnetel viidi paljudes maailma laborites läbi erinevate aminohapete, nukleotiidide, lihtsuhkrute ja seejärel keerukamate orgaaniliste ühendite kunstlik süntees. Kõik see kinnitab orgaaniliste ainete tekkimise võimalust Maal kaugetel aegadel ilma elusorganismide osaluseta. Vaba hapniku (mis need hävitaks) ja elusorganismide (kes saaksid neid toiduna kasutada) puudumisel kogunesid need ained ürgses ookeanis suurtes kontsentratsioonides.

Järgmises etapis moodustusid keerukamad ühendid - valgulaadsed ained (aminohapete ahelad) ja lühikesed polünukleotiidmolekulid. Selle tõenäosust on korduvalt kinnitatud: täna saadakse see eksperimentaalselt. Orgaaniliste ainete teatud kontsentratsiooni saavutamisel esmases ookeanis võivad tekkida erinevate ühendite komplekssed agregaadid - koacerveerib, väikesed sfäärilised moodustised.

Kunstlikult loodud koatservaatide uurimine (mida on väga põhjalikult uurinud A. I. Oparin ja tema kaastöötajad) näitas, et neil on mõned elussüsteemide omadused. Omades tihendatud väliskihti, omamoodi rakumembraani, on koatservaadid võimelised selektiivselt absorbeerima erinevaid aineid keskkonnast, mis osalevad keemilistes reaktsioonides koatservaadi tilkade sees ning osa nende reaktsioonide saadusi satub tagasi keskkonda. Kogunevad ained, koatservaadid "kasvavad" ja suurenedes võivad laguneda mitmeks osaks - "paljuneda".

Erineva koostisega koacervaate iseloomustab erinev stabiilsus. Stabiilsemad säilivad, teised kaovad ja hävivad.

Need tähelepanekud andsid A. I. Oparinile põhjust soovitada tegutsemisvõimalust looduslik valik(vt allpool) juba selles elavate kujunemise etapis.

Sellegipoolest ei saa koatservaate kogu nende organisatsiooni keerukuse juures pidada elusolenditeks, peamiselt seetõttu, et neil puudub stabiilne isepaljunemine.

Järgmises etapis moodustusid koatservaatides nukleiinhapete ja valkude vastastikused ühendused. Teatud koostisega valkude sünteesi hakati läbi viima nukleiinhapetes sisalduva teabe põhjal.

Nukleiinhapete võime enesepaljundamine spetsiifiliste valkude - ensüümide - osalusel. See tähendab, et me saame juba rääkida välimusest protobiontid- esmased eluvormid, millel ei ole veel rakulist organisatsiooni, kuid mis on võimelised ise paljunema ja ainevahetust.

Protobiontide edasiarendamine, nende organiseerimise keerukus viis organismide tekkeni rakuline struktuur, - esmased prokarüootid, bakterid. Sellest hetkest alates algab bioloogiline evolutsioon. Ilmselt eksisteerisid algselt heterotroofsed organismid (kuna esmases ookeanis oli palju erinevaid orgaanilisi aineid). Nende arvu suurenedes vähenes toiduvarud ja konkurents nende vahel suurenes. See tõi kaasa autotroofide tekke – organismid, mis sünteesivad anorgaanilistest ainetest neile vajalikke orgaanilisi aineid.

Algul tekkisid organismid, mis kasutasid mineraalainete oksüdatsiooni tulemusena saadud energiat. Seda protsessi tuntakse kui kemosüntees, ja organismidele antakse nimed kemosünteetikumid. Seejärel tekkisid järgnevate evolutsiooniliste transformatsioonide käigus autotroofsed organismid, mis kasutavad päikesevalguse energiat - need on fotosünteesivad organismid ( fotosünteesid). Edasine bioloogiline evolutsioon viis tänapäevase metsloomade mitmekesise maailma kujunemiseni.

Liigiline mitmekesisus bioloogilise evolutsiooni tulemusenatsioone. Evolutsioonidoktriin (evolutsiooniteooria) on bioloogiline distsipliin, mis uurib põhjuseid ja edasiviiv jõud, elusorganismide arengu mustrid ja mehhanismid.

Under bioloogiline evolutsioon mõista pöördumatut ja loomulikku protsessi ajalooline areng alates esimeste elusorganismide ilmumisest Maal.

Evolutsiooni käigus asendusid osad liigid teistega, tekkis elusorganismide korralduse tüsistus ja kasv, suurenes nende mitmekesisus, ilmus inimene.

Suur ideoloogiline tähtsus evolutsiooniline doktriin: see kinnitab ideed kõigi elusolendite päritolu ühtsusest, selgitab liikide mitmekesisuse põhjuseid, elades maa peal, elusolendite organiseerimise otstarbekus(st kõigi nende süsteemide ja organite ehituse ja toimimise vastavus eksisteerimise tingimustele), nii lihtsate kui ka kõrgelt organiseeritud organismide samaaegne esinemine looduses.

Evolutsiooniõpetus teenib teoreetiline alus kaasaegne bioloogia, kombineerides, võttes kokku arvukate erabioloogiateaduste saadud tulemusi.

Selle tähtsus on inimese jaoks ilmne ka biosfääriga suhtlemise probleemide lahendamisel.

Lõpuks on evolutsiooniseaduste ja -mehhanismide tundmine aretuse arendamise aluseks – teadus, mis arendab meetodeid sortide loomiseks ja täiustamiseks. kultuurtaimed ja koduloomade tõud.

Elu loomulikku päritolu ja organismide evolutsiooni käsitlevate ideede kujunemislugu võib jagada kolme etappi: pre-darwinistlik, darvinistlik ja postdarvinistlik (kaasaegne).

1. küsimus. Loetlege AI Oparini hüpoteesi peamised sätted.

Kaasaegsetes tingimustes elusolendite tekkimine alates elutu loodus võimatu. Abiogeenne (st ilma elusorganismide osaluseta) oli elusaine tekkimine võimalik ainult iidse atmosfääri ja elusorganismide puudumise tingimustes. Muistses atmosfääris oli metaani, ammoniaaki, süsinikdioksiid, vesinik, veeaur ja muud anorgaanilised ühendid. Võimsate elektrilahenduste, ultraviolettkiirguse ja kõrge kiirguse mõjul võivad neist ainetest tekkida orgaanilised ühendid, mis kogunesid ookeani, moodustades "ürgse supi".

Biopolümeeride "esmases supis" moodustuvad multimolekulaarsed kompleksid - koatservaadid. Metalliioonid, mis toimisid esimeste katalüsaatoritena, sisenesid väliskeskkonnast koacervaadi tilkadesse. Suurest arvust keemilised ühendid, mis sisaldub "ürgses puljongis", valiti välja katalüütiliselt kõige tõhusamad molekulide kombinatsioonid, mis lõpuks viisid ensüümide ilmumiseni. Lipiidimolekulid rivistusid koatservaatide ja väliskeskkonna piiril, mis viis primitiivse rakumembraani moodustumiseni.

Teatud etapis hõlmasid valgu probiondid nukleiinhappeid, luues üksikuid komplekse, mis viisid selliste eluliste omaduste tekkimiseni nagu isepaljunemine, säilimine. pärilikku teavet ja selle edasiandmine järgmistele põlvkondadele.

Probioone, mille ainevahetus oli kombineeritud isepaljunemisvõimega, võib pidada juba primitiivseteks prorakkudeks, mille edasine areng toimus elusaine evolutsiooniseaduste järgi.

2. küsimus. Milliseid eksperimentaalseid tõendeid saab selle hüpoteesi kasuks tuua?

1953. aastal kinnitati seda A. I. Oparini hüpoteesi Ameerika teadlase S. Milleri katsetega. Tema loodud installatsioonis simuleeriti tingimusi, mis arvatavasti eksisteerisid Maa esmases atmosfääris. Katsete tulemusena saadi aminohapped. Sarnaseid katseid korrati erinevates laborites korduvalt ja see võimaldas tõestada põhimõttelist võimalust sünteesida sellistes tingimustes praktiliselt kõiki peamiste biopolümeeride monomeere. Seejärel leiti, et teatud tingimustel on monomeeridest võimalik sünteesida keerukamaid orgaanilisi biopolümeere: polüpeptiide, polünukleotiide, polüsahhariide ja lipiide.

Küsimus 3. Mille poolest erinevad A. I. Oparini hüpotees J. Haldane'i hüpoteesist?

Elu abiogeense päritolu hüpoteesi esitas ka J. Haldane, kuid erinevalt A. I. Oparinist ei eelistanud ta valke - ainevahetusvõimelisi koatservaatsüsteeme, vaid nukleiinhappeid, s.o makromolekulaarseid süsteeme, mis on võimelised isepaljunema.

Küsimus 4. Milliseid argumente esitavad oponendid A. I. Oparini hüpoteesi kritiseerides?

Kahjuks ei ole A. I. Oparini (ja ka J. Haldane'i) hüpoteesi raames võimalik selgitada põhiprobleemi: kuidas toimus kvalitatiivne hüpe elutust eluks.

10. klass

õppetunni tüüp - kombineeritud

Meetodid: osaliselt uurimuslik, problemaatiline esitus, selgitav ja näitlik.

Sihtmärk:

Õpilaste tervikliku teadmiste süsteemi kujundamine eluslooduse, selle süsteemse korralduse ja evolutsiooni kohta;

Oskus anda põhjendatud hinnang uuele teabele bioloogiliste küsimuste kohta;

Kodanikuvastutuse, iseseisvuse, algatusvõime kasvatamine

Ülesanded:

Hariduslik: umbes bioloogilised süsteemid(rakk, organism, liik, ökosüsteem); tänapäevaste eluslooduse ideede kujunemise ajalugu; silmapaistvad avastused bioloogiateaduses; rollid bioloogiateadus moodsa loodusteadusliku maailmapildi kujundamisel; teaduslike teadmiste meetodid;

Areng loomingulised võimed bioloogia silmapaistvate saavutuste uurimisel, mis on kaasatud universaalsesse kultuuri; kaasaegse keerukad ja vastuolulised arenguviisid teaduslikud vaated, ideid, teooriaid, kontseptsioone, erinevaid hüpoteese (elu olemuse ja tekke, inimese kohta) erinevate infoallikatega töötamise käigus;

Kasvatus veendumus eluslooduse tundmise võimalikkuses, vajadus hoolika suhtumise järele looduskeskkond, enda tervis; austus vastase arvamuse vastu bioloogiliste probleemide arutamisel

NÕUDED ÕPPETULEMUSELE-UUD

Bioloogia õppimise isiklikud tulemused:

1. Vene kodanikuidentiteedi kasvatamine: patriotism, armastus ja austus isamaa vastu, uhkustunne oma kodumaa üle; teadlikkus oma rahvusest; rahvusvaheliste humanistlike ja traditsiooniliste väärtuste assimilatsioon Vene ühiskond; vastutustunde ja kohusetunde kasvatamine kodumaa ees;

2. vastutustundliku õpihoiaku kujundamine, õpilaste valmisolek ja võime enesearenguks ja -harimiseks, mis põhineb õppimis- ja tunnetusmotivatsioonil, teadlikul valikul ja edasise individuaalse hariduse trajektoori kujundamisel, mis põhineb erialamaailmas orienteerumisel ja ametialased eelistused, võttes arvesse jätkusuutlikke kognitiivseid huve;

Metaainete õpitulemused bioloogias:

1. oskus iseseisvalt määrata oma õppimise eesmärke, püstitada ja sõnastada endale uusi õppeülesandeid ning kognitiivne tegevus, arendada oma tunnetusliku tegevuse motiive ja huve;

2. uurimis- ja projektitegevuse komponentide valdamine, sh oskus näha probleemi, tõstatada küsimusi, püstitada hüpoteese;

3. oskus töötada erinevate bioloogilise teabe allikatega: leida bioloogilist teavet erinevatest allikatest (õpikutekst, populaarteaduslik kirjandus, bioloogiasõnastikud ja teatmeteosed), analüüsida ja

hinnata teavet;

kognitiivne: bioloogiliste objektide ja protsesside oluliste tunnuste valik; tõendite (argumentide) toomine inimese suguluse kohta imetajatega; inimese ja keskkonna suhe; inimeste tervise sõltuvus keskkonnaseisundist; vajadus kaitsta keskkonda; bioloogiateaduse meetodite valdamine: bioloogiliste objektide ja protsesside vaatlemine ja kirjeldamine; bioloogiliste katsete korraldamine ja nende tulemuste selgitamine.

Regulatiivne: oskus iseseisvalt planeerida eesmärkide saavutamise viise, sh alternatiivseid, valida teadlikult kõige rohkem tõhusaid viise hariduslike ja kognitiivsete probleemide lahendamine; oskus korraldada haridusalast koostööd ja ühistegevust õpetaja ja kaaslastega; töötada individuaalselt ja rühmas: leida ühine lahendus ja lahendada konflikte lähtuvalt seisukohtade kooskõlastamisest ja huvidest lähtuvalt; info- ja kommunikatsioonitehnoloogiate kasutamise valdkonna pädevuse (edaspidi IKT pädevused) kujundamine ja arendamine.

Kommunikatiivne: kommunikatiivse pädevuse kujundamine suhtlemisel ja koostöös eakaaslastega, soolise sotsialiseerumise tunnuste mõistmine noorukieas, sotsiaalselt kasulikud, haridus-, uurimis-, loome- ja muud tegevused.

Tehnoloogia : Tervist säästev, probleemne, arendav õpetus, rühmategevus

Vastuvõtud: analüüs, süntees, järeldus, teabe ülekandmine ühest tüübist teise, üldistamine.

Tundide ajal

OSI eesmärgid

Näidake katse rolli teaduslike vaidluste lahendamisel elu päritolu üle.

Kasutage sisse haridusprotsess eksperimendi kui õppemeetodi kasvatuslik ja kasvatuslik funktsioon.

Õpetada õpilasi leidma bioloogilisi mustreid, analüüsides üksikuid fakte kindlas loogilises järjestuses.

Mida õpetaja peab eksperimendi kohta teadma

Katse eesmärgi avaldus

Katse planeerimine

Katse skeemi kokkupanek

Katses vaadeldud nähtuste ja protsesside kirjeldus

Hüpotees

Teadmiste rakendamine eksperimentaalsete ülesannete lahendamisel.

Induktiivne ja deduktiivne arutluskäik ja tõestus

Mida õpilased peavad eksperimendi kohta teadma

Erinevus katse ja vaatluse vahel

Eesmärk (mida tahame teada saada)

Liikumine (mida me selleks teeme)

Järeldused (mida saime teada)

Hüpoteesid elu tekke kohta

Mis on elu?

Vastus. Elu on sisemise aktiivsusega olemite (elusorganismide) olemisviis, orgaanilise struktuuriga kehade arenemisprotsess, kus sünteesiprotsessid domineerivad pidevalt lagunemisprotsessidest, aine eriline olek saavutatakse järgmiste omaduste tõttu. Elu on valgukehade ja nukleiinhapete eksisteerimisviis, mille olemuslikuks momendiks on pidev ainete vahetus keskkonnaga ning selle vahetuse lakkamisel lakkab ka elu.

2. Milliseid elu tekke hüpoteese sa tead?

Vastus. Erinevad ideed elu tekke kohta võib rühmitada viieks hüpoteesiks:

1) kreatsionism – elavate jumalik looming;

2) spontaanne generatsioon - elusorganismid tekivad iseeneslikult elutust ainest;

3) hüpotees püsiseisund- elu on alati eksisteerinud;

4) panspermia hüpotees - elu tuuakse meie planeedile väljastpoolt;

5) biokeemilise evolutsiooni hüpotees - elu tekkis protsesside tulemusena, mis alluvad keemilistele ja füüsikalistele seadustele. Praegu toetab enamik teadlasi biokeemilise evolutsiooni protsessis elu biogeense päritolu ideed.

3. Mis on teadusliku meetodi aluspõhimõte?

Vastus. Teaduslik meetod on tehnikate ja toimingute kogum, mida kasutatakse teaduslike teadmiste süsteemi koostamisel. Teadusliku meetodi põhiprintsiip on mitte midagi enesestmõistetavaks pidada. Iga väidet või millegi ümberlükkamist tuleks kontrollida.

4. Miks ei saa ei kinnitada ega ümber lükata ideed elu jumalikust päritolust?

Vastus. Maailma jumaliku loomise protsessi peetakse toimunuks vaid ühe korra ja seetõttu on see uurimise jaoks kättesaamatu. Teadus tegeleb ainult nende nähtustega, mida saab jälgida ja pilootuuring. Seetõttu koos teaduslik punkt vaatenurgast ei saa hüpoteesi elusolendite jumaliku päritolu kohta tõestada ega ümber lükata. Teadusliku meetodi peamine põhimõte on "ära võtta midagi iseenesestmõistetavaks". Seetõttu ei saa loogiliselt võttes olla vastuolusid elu tekke teadusliku ja religioosse seletuse vahel, kuna need kaks mõttevaldkonda välistavad teineteist.

5. Millised on Oparin-Haldane'i hüpoteesi peamised sätted?

Vastus. Kaasaegsetes tingimustes on elusolendite esilekerkimine elutust loodusest võimatu. Abiogeenne (st ilma elusorganismide osaluseta) oli elusaine tekkimine võimalik ainult iidse atmosfääri ja elusorganismide puudumise tingimustes. Muistses atmosfääris oli metaani, ammoniaaki, süsinikdioksiidi, vesinikku, veeauru ja muid anorgaanilisi ühendeid. Võimsate elektrilahenduste, ultraviolettkiirguse ja kõrge kiirguse mõjul võivad neist ainetest tekkida orgaanilised ühendid, mis kogunesid ookeani, moodustades "ürgse supi". Biopolümeeride "esmases supis" moodustuvad multimolekulaarsed kompleksid - koatservaadid. Metalliioonid, mis toimisid esimeste katalüsaatoritena, sisenesid väliskeskkonnast koacervaadi tilkadesse. "Ürgsupis" leiduva tohutu hulga keemiliste ühendite hulgast valiti välja katalüütiliselt kõige tõhusamad molekulide kombinatsioonid, mis lõpuks viisid ensüümide ilmumiseni. Lipiidimolekulid rivistusid koatservaatide ja väliskeskkonna piiril, mis viis primitiivse rakumembraani moodustumiseni. Teatud etapis hõlmasid valgu probiondid nukleiinhappeid, luues üksikuid komplekse, mis tõi kaasa selliste eluliste omaduste ilmnemise nagu isepaljunemine, päriliku teabe säilitamine ja selle edasikandumine järgmistele põlvkondadele. Probioone, mille ainevahetus oli kombineeritud isepaljunemisvõimega, võib pidada juba primitiivseteks prorakkudeks, mille edasine areng toimus elusaine evolutsiooniseaduste järgi.

6. Milliseid eksperimentaalseid tõendeid saab selle hüpoteesi kasuks tuua?

Vastus. 1953. aastal kinnitati seda A. I. Oparini hüpoteesi Ameerika teadlase S. Milleri katsetega. Tema loodud installatsioonis simuleeriti tingimusi, mis arvatavasti eksisteerisid Maa esmases atmosfääris. Katsete tulemusena saadi aminohapped. Sarnaseid katseid korrati erinevates laborites korduvalt ja see võimaldas tõestada põhimõttelist võimalust sünteesida sellistes tingimustes praktiliselt kõiki peamiste biopolümeeride monomeere. Seejärel leiti, et teatud tingimustel on monomeeridest võimalik sünteesida keerukamaid orgaanilisi biopolümeere: polüpeptiide, polünukleotiide, polüsahhariide ja lipiide.

7. Mille poolest erinevad A. I. Oparini hüpotees J. Haldane'i hüpoteesist?

Vastus. J. Haldane esitas ka hüpoteesi elu abiogeense päritolu kohta, kuid erinevalt A. I. Oparinist ei eelistanud ta valke - ainevahetusvõimelisi koacervaadisüsteeme, vaid nukleiinhappeid, see tähendab makromolekulaarseid süsteeme, mis on võimelised isepaljunema.

8. Milliseid argumente esitavad oponendid Oparin-Haldane'i hüpoteesi kritiseerides?

Vastus. Oparin-Haldane’i hüpoteesil on ka nõrk külg, millele toovad tähelepanu vastased. Selle hüpoteesi raames ei ole võimalik selgitada põhiprobleemi: kuidas toimus kvalitatiivne hüpe elutust elavaks. Tõepoolest, nukleiinhapete isepaljundamiseks on vaja ensüümvalke ja valkude sünteesiks nukleiinhappeid.

9. Esitage võimalikud argumendid "poolt" ja "vastu" panspermia hüpoteesile.

Vastus. Argumendid poolt:

Prokarüootide tasemel elu tekkis Maal peaaegu kohe pärast selle teket, kuigi prokarüootide ja imetajate vaheline kaugus (organisatsiooni keerukuse taseme erinevuse poolest) on võrreldav kaugusega ürgsupist parüootideni;

Elu tekke puhul meie galaktika mis tahes planeedil võib see, nagu näitavad näiteks A.D. Panovi hinnangud, kogu galaktika vaid mõnesaja miljoni aasta jooksul.

Mõnes meteoriidis leiti artefakte, mida võib tõlgendada mikroorganismide tegevuse tulemusena (isegi enne meteoriidi Maad tabamist).

Panspermia hüpotees (elu tuuakse meie planeedile väljastpoolt) ei vasta põhiküsimusele, kuidas elu tekkis, vaid kannab selle probleemi üle mõnda teise kohta Universumis;

Universumi täielik raadiovaikus;

Kuna selgus, et kogu meie universum on kõigest 13 miljardit aastat vana (see tähendab, et kogu meie universum on planeedist Maast vaid 3 korda vanem (!), siis jääb elu tekkeks kusagil kaugel väga vähe aega. .. Meile lähim täht a-centauri on 4 sv. aasta. Kaasaegne hävitaja (4 helikiirust) lendab selle tähe juurde ~ 800 000 aastat.

Materialistlikud teooriad elu tekkest

Elu tekkeprobleem ei eksisteeri elu igaviku teooriate jaoks sel lihtsal põhjusel, et need teooriad kustutavad erinevused elava ja elutu vahel. Kuna need teooriad lähtuvad elus-elutu kompleksi ühtsusest, siis nende jaoks ei ole küsimustki ühe päritolust teisest. Hoopis teistsugune on olukord, kui aktsepteerida spetsiifiliste erinevuste olemasolu elusa ja eluta aine vahel – antud juhul tekib küsimus nende erinevuste päritolust iseenesest. Selle küsimuse lahendamine on loomulikult lahutamatult seotud nende ideedega, mis eksisteerivad elutu aine ja elusorganismide vaheliste erinevuste olemuse kohta.

Pflugeri elu päritolu küsimus, nagu tänapäevaste teadlaste jaoks, taandus valguainete päritolu ja nende sisemise korralduse küsimusele, mis on iseloomulik erinevus elava "protoplasma" valkude vahel. Autor uurib vastavalt erinevusi "elus" ja "surnud" valgu vahel, millest peamine on "elus" valgu ebastabiilsus, selle muutumisvõime, erinevalt inertsest "surnud" valgust. Need "elava" valgu omadused Pflugeri ajal olid tingitud hapniku olemasolust valgu molekulis. Seda seisukohta peetakse nüüdseks aegunuks. Teiste ideede põhjal "elusate" ja "surnud" valkude erinevuste kohta peatub teadlane tsüanogeeni (CM) rühma sisaldusel "elusa" valgu molekulis ja püüab sellest lähtuvalt luua ideed. selle valgu molekuli jaoks peamise radikaali päritolu. Sellest lähtuvalt usub teadlane, et tsüaniidiühendid tekkisid ajal, mil Maa oli sula- või tulikuum mass. Just sellistel temperatuuridel on laboris võimalik neid ühendeid kunstlikult saada. Seejärel jahutamisel maa pind, viisid moodustumiseni tsüaanühendid vee ja muude kemikaalidega
valgulised ained, millel on "elulised" omadused.

Pflugeri teoorias, mis on praeguseks aegunud, on väärtuslik materialistlik lähenemine elu tekke probleemile ja valgu kui protoplasma kõige olulisema komponendi eraldamine. Valguainete päritolu võib ette kujutada ka teistmoodi. Ja tõepoolest,
varsti pärast Pflugerit tehti teisigi katseid läheneda selle probleemi lahendamisele biokeemilisest küljest. Üks selline katse on inglise keele õppimise teooria.
jalg J. Ellen (1899).

Lämmastikuühendite esmane ilmumine Maale, erinevalt Pflugerist, pärineb Ellen ajast, mil veeaur kondenseerus jahtumise tõttu veeks ja kattis Maa pinna. Vees lahustati metallisoolad, mis on valgu moodustumise ja aktiivsuse seisukohalt ülimalt olulised. See sisaldas ka teatud kogust süsinikdioksiidi, mis ühines lämmastikoksiidide ja ammoniaagiga. Viimased
võib tekkida elektrilahenduste käigus, mis toimusid lämmastikku sisaldavas atmosfääris.

Juba need teooriad, mis pärinevad eelmise sajandi lõpust, joonistavad selgelt välja peamise suuna, mida mööda ka praegu aeg jookseb probleemi areng
elus.

Õpilaste iseseisev töö (õpetaja äranägemisel.)

"Mikroorganismide päritolu küsimuse uurimine: spontaanne teke või biogenees?" (N. Greeni järgi).

Katse eesmärk: korrata Spallanzani uuringuid, anda objektiivne hinnang spontaanse tekke või biogeneesi teooriad.

Kogemus: 4 steriilset katseklaasi 15 ml toitainepuljongiga.

Ja paar:

katseklaas - avatud, mitte kuumutatud.

katseklaas - suletud (vati ja fooliumiga), soojendamata,

B paar:

katseklaas - avatud, kuumutatakse keeva veevannis 10 min.

katseklaas - suletud (vati ja fooliumiga), kuumutatud keeva veevannis 10 min.

Asetage kõik katseklaasid 10 päevaks temperatuurile 32 °C.

Tulemused: uurige mikroskoobi all tilka puljongit, näpistage tulemusi.

järeldused

1. Sõnastage hüpotees, mis võiks seletada mikroorganismide ilmumist toitaineleemesse.

Milline tegur eristab torusid 1 ja 2, 3 ja 4?

Mis vahe on paaridel A ja B?

Millised katseklaasid toimivad kontrollidena?

Kas see katse vastab teie arvates kõigile teadusliku uurimistöö nõuetele?

teooriadesinemineelu

Vahendid

V. B. ZAHAROV, S. G. MAMONTOV, N. I. SONIN, E. T. ZAKHAROVA ÕPIK "BIOLOOGIA" ÜLDHARIDUSASUTUSELE (10.-11. klass).

AP Plekhov Bioloogia koos ökoloogia alustega. Sari “Õpikud ülikoolidele. Erikirjandus.

Raamat õpetajatele Sivoglazov V.I., Sukhova T.S. Kozlova T. A. Bioloogia: üldised mustrid.

Esitluse hostimine

"Sissejuhatus üldbioloogia ja ökoloogia. 9. klass. A.A. Kamensky (gdz)

Oparin-Haldane'i hüpotees. Eksperimentaalsed tõendid elu abiogeense päritolu kohta

1. küsimus. Oparin-Haldane'i hüpoteesi põhisätted
Vastavalt elu tekke teooriale Maal, mille lõi A.I. Oparin ja J. Haldane aastatel 1924-1927 tekkisid eluskehad anorgaanilistest ainetest kolmes etapis:
1. Esimeses etapis toimus orgaaniliste ainete moodustumine anorgaanilistest ainetest. Kaasaegsetes tingimustes on elusolendite esilekerkimine elutust loodusest võimatu. Abiogeenne (st ilma elusorganismide osaluseta) oli elusaine tekkimine võimalik ainult iidse atmosfääri ja elusorganismide puudumise tingimustes. Muistses atmosfääris oli metaani, ammoniaaki, süsinikdioksiidi, vesinikku, veeauru ja muid anorgaanilisi ühendeid. Võimsate elektrilahenduste, ultraviolettkiirguse ja kõrge kiirguse mõjul võivad neist ainetest tekkida orgaanilised ühendid, mis kogunesid ookeani, moodustades "ürgse supi".
2. Teises etapis - valkude, rasvade, süsivesikute ja nukleiinhapete moodustumine lihtsatest orgaanilistest ühenditest esmase ookeani vetes. Biopolümeeride "primaarses puljongis" moodustuvad multimolekulaarsed kompleksid - koatservaadid. Metalliioonid, mis toimisid esimeste katalüsaatoritena, sisenesid väliskeskkonnast koacervaadi tilkadesse. "Ürgsupis" leiduva tohutu hulga keemiliste ühendite hulgast valiti välja katalüütiliselt kõige tõhusamad molekulide kombinatsioonid, mis lõpuks viisid ensüümide ilmumiseni. Lipiidimolekulid rivistusid koatservaatide ja väliskeskkonna piiril, mis viis primitiivse rakumembraani moodustumiseni.
3. Kolmas etapp on elu arengu staadium. Selles etapis hakkasid koatservaadid (lat. coacervo - kogun, kogun), see tähendab kolloidsed tilgad, milles ainete kontsentratsioon oli kõrgem kui ümbritsevas lahuses, kasvama suuremaks ja suhtlema üksteisega ja teiste ainetega. Koatservaatide koostoime tulemusena nukleiinhapetega, isepaljunevad protobiontid(valguosakesed, mis sisaldasid nukleiinhappeid), mis tõi kaasa enesepaljunemise, päriliku teabe säilimise ja selle edasikandumise järgmistele põlvkondadele; sellest hetkest algas orgaanilise evolutsiooni periood. Tuleb rõhutada, et elusorganismid on avatud isepaljunemisvõimelised süsteemid, milles energia tuleb väljastpoolt. Sellega seoses on ilmne, et esimesed elusorganismid olid heterotroofid, mis said energiat orgaaniliste ühendite anaeroobse lagunemise tõttu. Kaasaegse atmosfääri tekkimine on otseselt seotud autotroofsete organismide tekke ja arenguga ning fotosünteesiga. Elu tekkimise hetkest on tekkinud seos ka bioloogiliste, geoloogiliste ja geokeemiliste protsesside vahel, mida uurib akadeemik V.I. Vernadski Teadus "biogeokeemia".

2. küsimus. Milliseid eksperimentaalseid tõendeid saab selle hüpoteesi kasuks tuua?
1953. aastal kinnitasid seda A. I. Oparini hüpoteesi Ameerika teadlase S. Milleri katsed (ta pälvis Nobeli keemiaauhinna aminohapete eksperimentaalse tootmise eest). Tema loodud installatsioonis simuleeriti tingimusi, mis arvatavasti eksisteerisid Maa esmases atmosfääris. Katsete tulemusena saadi aminohapped. Sarnaseid katseid korrati erinevates laborites korduvalt ja see võimaldas tõestada põhimõttelist võimalust sünteesida sellistes tingimustes praktiliselt kõiki peamiste biopolümeeride monomeere. Seejärel leiti, et teatud tingimustel on monomeeridest võimalik sünteesida keerukamaid orgaanilisi biopolümeere: polüpeptiide, polünukleotiide, polüsahhariide ja lipiide. Oparin viis esimesena läbi uuringu keemiliste reaktsioonide kohta, mis võivad põhjustada süsivesikute, rasvade ja aminohapete moodustumist ilma elusorganismide osaluseta, selle viis läbi Oparin ja jätkas Calvin jt uurea 1828. aastal, Kolbe sünteesis äädikhapet. 1845. aastal sünteesis Berthelot rasva 1854. aastal, Butlerov sai 1861. aastal suhkrut sisaldava aine), kuid ükski neist teadlastest ei teinud katseid analoogsetes tingimustes, mis eksisteerisid aastal. ajaloolised ajad Maal (O2-ta atmosfäär, tugev ultraviolettkiirgus, hiiglaslikud elektrilahendused).

Küsimus 3. Mille poolest erinevad A. I. Oparini hüpotees J. Haldane'i hüpoteesist?
Elu abiogeense päritolu hüpoteesi esitas ka J. Haldane, kuid erinevalt A. I. Oparinist ei eelistanud ta valke - ainevahetusvõimelisi koatservaatsüsteeme, vaid nukleiinhappeid, s.o makromolekulaarseid süsteeme, mis on võimelised isepaljunema.

Küsimus 4. Milliseid argumente esitavad oponendid A. I. Oparini hüpoteesi kritiseerides?
A. I. Oparini hüpotees oma olemuselt ei selgita kvalitatiivse hüppe mehhanismi elutust elust.