Կյանքի ծագման օպարինի վարկածի փուլերը. Ընդհանուր եզրակացություններ Ա.Ի.Օպարինի տեսության վերաբերյալ

Կյանքի ծագման օպարինի վարկածի փուլերը.  Ընդհանուր եզրակացություններ Ա.Ի.Օպարինի տեսության վերաբերյալ

Առաջին գիտական ​​տեսությունԵրկրի վրա կենդանի օրգանիզմների ծագման վերաբերյալ դիտարկվում է սովետական ​​կենսաքիմիկոս Ա.Ի. Օպարինա. 1924 թվականին լույս է տեսել մի աշխատություն, որտեղ հետազոտողը պատկերացումներ է ցույց տվել Երկրի վրա կյանքի ծագման մասին։ Ըստ այս տեսության՝ կյանքը ծագել է կոնկրետ պայմաններում հնագույն երկիր. Կենսաքիմիկոսը կյանքի ծագումը դիտարկում է որպես Տիեզերքում ածխածնի միացությունների քիմիական էվոլյուցիայի բնական արդյունք:

Համաձայն այս տեսության՝ ողջ գործընթացը, որը հանգեցրել է Երկրի վրա կյանքի առաջացմանը, բաժանված է երեք փուլի. Առաջին փուլում առաջացել է օրգանական նյութեր. Այնուհետև տեղի ունեցավ բիոպոլիմերների ձևավորում ավելի պարզ օրգանական նյութերից, մասնավորապես՝ սպիտակուցներից, նուկլեինաթթուներից, պոլիսախարիդներից, լիպիդներից և այլն։ Երրորդ փուլում առաջանում են պարզունակ ինքնավերարտադրվող օրգանիզմներ։

Տեսություն կենսաքիմիական էվոլյուցիանԱյն ունի մեծ թիվհամախոհներ ժամանակակից գիտնականների շրջանում։ Երկրի ծագումը տեղի է ունեցել ավելի քան հինգ միլիարդ տարի առաջ: Սկզբում նրա մակերեսի ջերմաստիճանը տատանվում էր 4000-ից 80000C: Արդեն սառչելուց հետո ձևավորվեց ամուր մակերես, այսինքն. ձեւավորվել է Երկրի ընդերքը- լիթոսֆերա. Ինչ վերաբերում է մթնոլորտին, ապա այն ի սկզբանե բաղկացած էր թեթև գազերից, այդ թվում՝ ջրածնից և հելիումից, և, հետևաբար, չէր կարող արդյունավետ կերպով պահպանվել անբավարար խտությամբ Երկրի կողմից: Հետո այդ գազերը փոխարինվեցին ավելի ծանր գազերով՝ ջրային գոլորշիներով, ածխածնի երկօքսիդով, ամոնիակով և մեթանով։ Երբ Երկրի ջերմաստիճանը սկսեց իջնել մինչև 1000C, ջրային գոլորշիները սկսեցին խտանալ՝ դրանով իսկ ձևավորելով համաշխարհային օվկիանոսը։

Ա.Ի.-ի գաղափարներին համապատասխան։ Այս ժամանակահատվածում տեղի է ունեցել օպարին, աբիոգեն սինթեզ: Այլ կերպ ասած, սկզբնական երկրային օվկիանոսներում, որոնք հագեցած էին տարբեր պարզ քիմիական միացություններով, հրաբխային ջերմության, կայծակնային արտանետումների և ինտենսիվ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ազդեցության տակ, ավելի բարդի սինթեզ. օրգանական միացություններ, ապա բիոպոլիմերներ։

Օրգանական նյութերի առաջացմանը, ըստ հետազոտողի, նպաստել է օրգանական նյութերի սպառող կենդանի օրգանիզմների, ինչպես նաև օքսիդացնող նյութի՝ թթվածնի բացակայությունը։ Հետևաբար, բարդ ամինաթթուների մոլեկուլները պատահականորեն միավորվեցին պեպտիդների մեջ, որոնք հետո ստեղծեցին բնօրինակ սպիտակուցները: Այնուհետև այդ սպիտակուցներից սինթեզվել են միկրոսկոպիկ չափերի առաջնային կենդանի էակներ:

Էվոլյուցիայի ժամանակակից տեսության ամենադժվար խնդիրը համարվում է բարդ օրգանական նյութերի վերածումը պարզ կենդանի օրգանիզմների։ Օպարինն ասում է, որ սպիտակուցները որոշիչ դեր են խաղում ոչ կենդանի էակների կենդանի էակների վերածելու գործում։ Ենթադրվում է, որ սպիտակուցի մոլեկուլները, որոնք ձգում են ջրի մոլեկուլները, առաջացրել են կոլոիդային հիդրոֆիլ կոմպլեքսներ։ Հետագայում, նման բարդույթները միաձուլվեցին միմյանց հետ, ինչը հանգեցրեց կոլոիդների տարանջատմանը ջրային միջավայրից (այս գործընթացը կոչվում է կոացերվացիա): Կոացերվատի և միջավայրի սահմանին, լիպիդային մոլեկուլները հավասարեցվել են՝ պարզունակ Բջջային թաղանթ. Հեղինակն ասում է, որ կոլոիդները կարող են փոխանակել մոլեկուլները միջավայրըև կուտակել որոշակի նյութեր: Մոլեկուլի մեկ այլ տեսակ ապահովում էր ինքն իրեն վերարտադրելու ունակությունը։

Հայացքների համակարգը առաջ քաշեց Ա.Ի. Օպարինը, որը կոչվում է «կոակերվատ հիպոթեզ»:

Այս տեսության մեջ կա մեկ խնդիր, որի վրա կյանքի ծագման ոլորտի գրեթե բոլոր մասնագետները վաղուց աչք են փակել։ Եթե ​​ինքնաբերաբար, պատահական ձևանմուշից զերծ սինթեզների միջոցով, սպիտակուցի մոլեկուլների միայնակ հաջող ձևավորումներ առաջացան կոացերվատում (օրինակ՝ արդյունավետ կատալիզատորներ, որոնք առավելություն են տալիս տվյալ կոացերվատի աճի և վերարտադրության մեջ), ապա ինչպես կարող էին դրանք պատճենվել՝ բաշխման համար: coacervate, և նույնիսկ ավելին` փոխանցման համար սերունդ coacervates.

Պարզվեց, որ տեսությունը ի վիճակի չէ լուծում առաջարկել ճշգրիտ վերարտադրության խնդրին` միասնական, պատահականորեն ի հայտ եկած արդյունավետ սպիտակուցային կառուցվածքների` կոացերվատի և սերունդների ընթացքում:

Կյանքի ծագման վարկածը միջոցով կենսաքիմիական էվոլյուցիան,կամ " Oparin-Haldane վարկածը».

Օպարինը, ռուս կենսաքիմիկոս և ակադեմիկոս, այս խնդրի վերաբերյալ իր առաջին գիրքը հրատարակել է 1924 թ. Անգլիացի գենետիկ և կենսաքիմիկոս Ջ. Հալդեյնը 1929 թվականից մշակել է Ա.Ի.

Այն ենթադրում է, որ կյանքը Երկրի վրա առաջացել է հենց անշունչ նյութից՝ միլիարդավոր տարիներ առաջ մոլորակի վրա գոյություն ունեցող պայմաններում: Այդ պայմանները ներառում էին էներգիայի աղբյուրների առկայությունը, որոշակի ջերմաստիճանային ռեժիմը, ջուրը և այլն անօրգանական նյութեր- օրգանական միացությունների պրեկուրսորներ. Այն ժամանակ մթնոլորտը թթվածնից զերծ էր (թթվածնի աղբյուրն այսօր բույսերն են, բայց այն ժամանակ չկային):

Այս տեսության շրջանակներում կյանքի առաջացման ճանապարհին կարելի է առանձնացնել հինգ հիմնական փուլեր, որոնք տրված են Աղյուսակում։ 1.

Աղյուսակ 1

Երկրի վրա կյանքի զարգացման փուլերը՝ ըստ վարկածիՕպարին-Հալդանե

Մոլորակի սառեցում (դրա մակերեսի վրա +100 °C ջերմաստիճանից ցածր); ջրի գոլորշիների խտացում; առաջնային օվկիանոսի ձևավորում; գազերի և հանքանյութերի տարրալուծում իր ջրում. հզոր ամպրոպներ

Պարզ օրգանական միացությունների՝ ամինաթթուների, շաքարների, ազոտային հիմքերի սինթեզը հզոր էլեկտրական լիցքաթափումների (կայծակի) և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման արդյունքում

Ամենապարզ սպիտակուցների, նուկլեինաթթուների, պոլիսախարիդների, ճարպերի ձևավորում; կոակերվացնում է

3 միլիարդ տարի առաջ

Ընտրովի թափանցելիությամբ և նուկլեինաթթուների և սպիտակուցների փոխազդեցությամբ թաղանթների առաջացման արդյունքում ինքնավերարտադրվելու և կարգավորվող նյութափոխանակության ընդունակ պրոբիոնների ձևավորում

3 միլիարդ տարի առաջ

Բջջային կառուցվածք ունեցող օրգանիզմների առաջացումը (առաջնային պրոկարիոտներ-բակտերիաներ)

Երկրի առաջնային մթնոլորտի ձևավորման և բաղադրության մասին գաղափարները հիմնված են տարբեր գիտությունների օբյեկտիվ տվյալների վրա, այլ մոլորակների գազային ծրարների ուսումնասիրության վրա: Արեգակնային համակարգ. Կյանքի զարգացման 2-րդ և 3-րդ փուլերի իրականացման հնարավորության շատ համոզիչ ապացույցներ են ձեռք բերվել կենսաբանական մոնոմերների արհեստական ​​սինթեզի բազմաթիվ փորձերի արդյունքում։ Այսպիսով, առաջին անգամ 1953 թվականին Ս.Միլլերը (ԱՄՆ) ստեղծել է բավականաչափ հեշտ տեղադրում, որի ընթացքում նրան հաջողվել է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և էլեկտրական արտանետումների ազդեցության տակ գազերի և ջրային գոլորշու խառնուրդից սինթեզել մի շարք ամինաթթուներ և այլ օրգանական միացություններ (նկ. 1)։

Բրինձ. 1.Սթենլի Միլլերի տեղադրումը, որում նա սինթեզեց ամինաթթուներ գազերից՝ պայմաններ ստեղծելով ենթադրաբարգոյություն ունեցող պարզունակ Երկրի մթնոլորտում: Գազեր և ջուրբարձր ճնշման տակ տեղադրման մեջ շրջանառվող գոլորշիներ,մեկ շաբաթ ենթարկվել է բարձր լարման.Դրանից հետո «թակարդում» հավաքված նյութերը հետազոտվել ենթղթային քրոմատագրմամբ։ Ընդհանուր առմամբ կարՄեկուսացվել է 15 ամինաթթու, այդ թվում՝ գլիցին, ալանինև ասպարտաթթու

Ս.Միլլերի փորձարկումում նրա ինստալյացիան վերարտադրեց այն պայմանները, որոնք գոյություն ունեին Երկրի վրա ենթադրյալ ժամանակ։ Սարքը պարունակում էր գազերի խառնուրդ՝ ջրածին, ամոնիակ, մեթան և ջրային գոլորշի։ Էլեկտրոդներ են մտցվել խցիկներից մեկի մեջ՝ կայծակի նմանակող արտանետումներ արտադրելու համար՝ որպես էներգիայի հնարավոր աղբյուր։ քիմիական ռեակցիաներ. Ջուրը լցնում էին մեկ այլ խցիկի մեջ, և այս խցիկը տաքացնում էին (գազային խառնուրդը ջրային գոլորշիով հագեցնելու համար)։ Մեկ այլ խցիկ սառեցվեց, և այստեղ ջուրը խտացավ («անձրև»): Մեկ շաբաթվա ընթացքում կոնդենսատի մեջ հայտնաբերվել են տարբեր օրգանական նյութեր։

Հետագա տասնամյակներում աշխարհի շատ լաբորատորիաներ իրականացրել են տարբեր ամինաթթուների, նուկլեոտիդների, պարզ շաքարների, այնուհետև ավելի բարդ օրգանական միացությունների արհեստական ​​սինթեզ։ Այս ամենը հաստատում է Երկրի վրա հեռավոր ժամանակներում առանց կենդանի օրգանիզմների մասնակցության օրգանական նյութերի առաջացման հնարավորությունը։ Ազատ թթվածնի (որը կկործաներ դրանք) և կենդանի օրգանիզմների (որոնք կարող էին դրանք օգտագործել որպես սնունդ) բացակայության դեպքում այդ նյութերը կուտակվել էին նախնադարյան օվկիանոսում բարձր կոնցենտրացիաներով։

Հաջորդ փուլում ձևավորվեցին ավելի բարդ միացություններ՝ սպիտակուցանման նյութեր (ամինաթթուների շղթաներ) և կարճ պոլինուկլեոտիդային մոլեկուլներ։ Դրա հավանականությունը բազմիցս հաստատվել է. այսօր նման բան ստացվում է փորձարարական եղանակով։ Երբ առաջնային օվկիանոսում օրգանական նյութերի որոշակի կոնցենտրացիան ձեռք բերվեց, կարող էին առաջանալ տարբեր միացությունների բարդ ագրեգատներ. կոակերվացնում է, փոքր գնդաձեւ գոյացություններ։

Արհեստականորեն ստեղծված կոացերվատների ուսումնասիրությունը (շատ լայնորեն ուսումնասիրվել է Ա. Ի. Օպարինի և նրա գործընկերների կողմից) ցույց է տվել, որ դրանք ցուցադրում են կենդանի համակարգերի որոշ հատկություններ: Ունենալով խտացված արտաքին շերտ, մի տեսակ բջջային թաղանթ, կոացերվատները կարող են ընտրողաբար կլանել տարբեր նյութերշրջակա միջավայրից, որոնք մասնակցում են քիմիական ռեակցիաներին զուգակցված կաթիլների ներսում, և այդ ռեակցիաների որոշ արտադրանքներ հետ են թողնում շրջակա միջավայր: Նյութերը կուտակելով՝ կոացերվատները «աճում» են և, մեծանալով չափերով, կարող են բաժանվել մի քանի մասի՝ «բազմապատկվել»:

Կոացերվատները, որոնք տարբերվում են իրենց կազմով, բնութագրվում են տարբեր աստիճանի կայունությամբ։ Ավելի կայունները պահպանվում են, մյուսները վերանում են ու ոչնչացվում։

Այս դիտարկումները հիմք են տվել Ա.Ի բնական ընտրություն(տես ստորև) արդեն կենդանիների ձևավորման այս փուլում։

Այնուամենայնիվ, կոասերվատները, իրենց կազմակերպման ողջ բարդությամբ, չեն կարող կենդանի էակներ համարվել, առաջին հերթին այն պատճառով, որ նրանք չունեն կայուն ինքնավերարտադրում։

Հաջորդ փուլում կոացերվատներում ձևավորվել են նուկլեինաթթուների և սպիտակուցների փոխկապակցումներ։ Որոշակի կազմի սպիտակուցների սինթեզը սկսեց իրականացվել նուկլեինաթթուներում պարունակվող տեղեկատվության հիման վրա։

Նուկլեինաթթուների ունակությունը ինքնավերարտադրումհատուկ սպիտակուցների՝ ֆերմենտների մասնակցությամբ։ Այսինքն՝ արտաքին տեսքի մասին արդեն կարելի է խոսել պրոբիոնտներ- կյանքի առաջնային ձևեր, որոնք դեռ չունեն բջջային կազմակերպություն, բայց ունակ են ինքնավերարտադրման և նյութափոխանակության:

Պրոբիոնների հետագա զարգացումը և դրանց կազմակերպման բարդացումը հանգեցրին օրգանիզմների առաջացմանը բջջային կառուցվածքը, - առաջնային պրոկարիոտներ, բակտերիաներ. Այս պահից սկսվում է կենսաբանական էվոլյուցիան։ Ըստ երևույթին, ի սկզբանե գոյություն են ունեցել հետերոտրոֆ օրգանիզմներ (քանի որ նախնադարյան օվկիանոսը պարունակում էր բազմաթիվ տարբեր օրգանական նյութեր)։ Նրանց թվաքանակի աճի հետ պարենային ռեսուրսները պակասեցին, իսկ մրցակցությունը նրանց միջև ավելացավ։ Սա հանգեցրեց ավտոտրոֆների առաջացմանը՝ օրգանիզմների, որոնք իրենց անհրաժեշտ օրգանական նյութերը սինթեզում են անօրգանականներից:

Նախ հայտնվեցին օրգանիզմներ, որոնք օգտագործում էին հանքանյութերի օքսիդացման արդյունքում ստացված էներգիան։ Այս գործընթացը հայտնի է որպես քիմոսինթեզ, և օրգանիզմներն անվանվեցին քիմոսինթետիկներ. Այնուհետև հետագա էվոլյուցիոն փոխակերպումների ժամանակ առաջացան ավտոտրոֆ օրգանիզմներ, որոնք օգտագործում էին էներգիա արևի լույս, ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմներ են ( ֆոտոսինթետիկներ) Հետագա կենսաբանական էվոլյուցիան որոշեց կենդանի բնության բազմազան աշխարհի ձևավորումը, որը մենք տեսնում ենք այսօր:

Տեսակների բազմազանությունը կենսաբանական էվոլյուցիայի արդյունքումներ.Էվոլյուցիոն դոկտրինան (էվոլյուցիայի տեսություն) կենսաբանական դիսցիպլին է, որն ուսումնասիրում է պատճառները և շարժիչ ուժեր, կենդանի օրգանիզմների զարգացման օրինաչափություններն ու մեխանիզմները։

Տակ կենսաբանական էվոլյուցիահասկանալ անշրջելի և բնական գործընթաց պատմական զարգացումԵրկրի վրա առաջին կենդանի օրգանիզմների հայտնվելուց ի վեր կենդանի էակներ՝ պարզից մինչև ավելի բարդ:

Էվոլյուցիայի ընթացքում որոշ տեսակներ փոխարինվեցին մյուսներով, մեծացավ կենդանի օրգանիզմների բարդությունն ու կազմակերպվածությունը, մեծացավ նրանց բազմազանությունը, հայտնվեց մարդը։

Գաղափարական մեծ նշանակություն էվոլյուցիոն վարդապետություն: այն հաստատում է բոլոր կենդանի էակների ծագման միասնության գաղափարը, բացատրում տեսակների բազմազանության պատճառները,ապրելով Երկրի վրա, կենդանի էակների կազմակերպման նպատակահարմարությունը(այսինքն՝ դրանց բոլոր համակարգերի և օրգանների կառուցվածքի և գործունեության համապատասխանությունը գոյության պայմաններին), ինչպես պարզ, այնպես էլ բարձր կազմակերպված օրգանիզմների բնության մեջ միաժամանակյա ներկայությունը։

Ծառայում է էվոլյուցիոն ուսուցումը տեսական հիմքժամանակակից կենսաբանություն՝ համատեղելով և ընդհանրացնելով բազմաթիվ հատուկ կենսաբանական գիտությունների կողմից ստացված արդյունքները։

Ակնհայտ է դրա կարևորությունը մարդկանց համար կենսոլորտի հետ փոխգործակցության խնդիրների լուծման գործում։

Ի վերջո, էվոլյուցիայի օրենքների և մեխանիզմների իմացությունը հիմք է հանդիսանում սելեկցիայի զարգացման համար՝ գիտություն, որը մշակում է սորտերի ստեղծման և կատարելագործման մեթոդներ: մշակովի բույսերև ընտանի կենդանիների ցեղատեսակներ։

Կյանքի բնական ծագման և օրգանիզմների էվոլյուցիայի մասին պատկերացումների զարգացման պատմությունը կարելի է բաժանել երեք փուլի՝ նախադարվինյան, դարվինյան և հետդարվինյան (ժամանակակից):

Հարց 1. Թվարկե՛ք Ա.Ի.Օպարինի վարկածի հիմնական դրույթները:

IN ժամանակակից պայմաններ-ից կենդանի էակների առաջացումը անշունչ բնությունանհնարին. Բիոգեն (այսինքն՝ առանց կենդանի օրգանիզմների մասնակցության) կենդանի նյութի առաջացումը հնարավոր էր միայն հնագույն մթնոլորտի և կենդանի օրգանիզմների բացակայության պայմաններում։ Հին մթնոլորտը ներառում էր մեթան, ամոնիակ, ածխաթթու գազ, ջրածին, ջրային գոլորշի և այլ անօրգանական միացություններ։ Հզոր էլեկտրական լիցքաթափումների, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և բարձր ճառագայթման ազդեցության տակ այդ նյութերից կարող են առաջանալ օրգանական միացություններ, որոնք կուտակվել են օվկիանոսում՝ ձևավորելով «առաջնային արգանակ»։

Կենսապոլիմերների «առաջնային արգանակում» առաջացել են բազմամոլեկուլային համալիրներ՝ կոացերվատներ։ Մետաղական իոնները, որոնք հանդես էին գալիս որպես առաջին կատալիզատորներ, արտաքին միջավայրից ներթափանցեցին կոացերվատ կաթիլներ։ Հսկայական թվից քիմիական միացություններ, որը առկա է «առաջնային արգանակում», ընտրվել են մոլեկուլների ամենակատալիտիկորեն արդյունավետ համակցությունները, որոնք, ի վերջո, հանգեցրել են ֆերմենտների առաջացմանը։ Կոացերվատների և արտաքին միջավայրի միջերեսում լիպիդային մոլեկուլները շարվել են, ինչը հանգեցրել է պարզունակ բջջային թաղանթի ձևավորմանը։

Վրա որոշակի փուլումսպիտակուցային պրոբիոնները ներառում էին նուկլեինաթթուներ, ստեղծելով միասնական համալիրներ, ինչը հանգեցրեց կենդանի էակների այնպիսի հատկությունների առաջացմանը, ինչպիսիք են ինքնավերարտադրումը, պահպանումը: ժառանգական տեղեկատվությունև դրա փոխանցումը հաջորդ սերունդներին:

Պրոբիոնները, որոնցում նյութափոխանակությունը զուգորդվում էր իրենց վերարտադրվելու ունակության հետ, արդեն կարելի է համարել պարզունակ պրոցելներ, հետագա զարգացումորը տեղի է ունեցել կենդանի նյութի էվոլյուցիայի օրենքների համաձայն:

Հարց 2. Ի՞նչ փորձարարական ապացույցներ կարելի է բերել այս վարկածի օգտին:

1953 թվականին Ա.Ի.Օպարինի այս վարկածը փորձնականորեն հաստատվեց ամերիկացի գիտնական Ս.Միլլերի փորձերով։ Նրա ստեղծած ինստալացիայի մեջ մոդելավորվել են այն պայմանները, որոնք իբր գոյություն են ունեցել Երկրի առաջնային մթնոլորտում։ Փորձերի արդյունքում ստացվել են ամինաթթուներ։ Նմանատիպ փորձերը բազմիցս կրկնվել են տարբեր լաբորատորիաներում և հնարավորություն են տվել ապացուցել նման պայմաններում հիմնական կենսապոլիմերների գրեթե բոլոր մոնոմերների սինթեզման հիմնարար հնարավորությունը։ Հետագայում պարզվեց, որ որոշակի պայմաններում հնարավոր է մոնոմերներից սինթեզել ավելի բարդ օրգանական բիոպոլիմերներ՝ պոլիպեպտիդներ, պոլինուկլեոտիդներ, պոլիսախարիդներ և լիպիդներ:

Հարց 3. Որո՞նք են տարբերությունները A.I. Oparin-ի և J. Haldane-ի վարկածի միջև:

Ջ.Հալդեյնը նաև առաջ քաշեց կյանքի աբիոգեն ծագման վարկածը, սակայն, ի տարբերություն Ա.Ի.

Հարց 4. Ի՞նչ փաստարկներ են բերում հակառակորդները Ա.Ի.Օպարինի վարկածը քննադատելիս:

Ցավոք, Ա.Ի. Օպարինի (և Ջ. Հալդեյնի) վարկածի շրջանակներում հնարավոր չէ բացատրել հիմնական խնդիրը՝ ինչպես է տեղի ունեցել որակական թռիչքը անշունչից դեպի կենդանի։

10-րդ դասարան

Դասի տեսակը -համակցված

Մեթոդներ:մասնակի որոնում, խնդրի ներկայացում, բացատրական և պատկերավոր:

Թիրախ:

Ուսանողների մոտ կենդանի բնության, դրա համակարգային կազմակերպման և էվոլյուցիայի մասին գիտելիքների ամբողջական համակարգի ձևավորում.

Կենսաբանական խնդիրների վերաբերյալ նոր տեղեկատվության հիմնավորված գնահատական ​​տալու ունակություն.

Քաղաքացիական պատասխանատվության, անկախության, նախաձեռնողականության խթանում

Առաջադրանքներ.

Ուսումնականկենսաբանական համակարգեր(բջջ, օրգանիզմ, տեսակ, էկոհամակարգ); կենդանի բնության մասին ժամանակակից գաղափարների զարգացման պատմություն. ակնառու հայտնագործություններ կենսաբանական գիտության մեջ; դերեր կենսաբանական գիտությունաշխարհի ժամանակակից բնագիտական ​​պատկերի ձևավորման մեջ. գիտական ​​գիտելիքների մեթոդներ;

Զարգացումստեղծագործական ունակություններ կենսաբանության ակնառու նվաճումների ուսումնասիրման գործընթացում, որոնք մտել են համընդհանուր մարդկային մշակույթ. Ժամանակակից զարգացման բարդ և հակասական ուղիները գիտական ​​հայացքներ, գաղափարներ, տեսություններ, հասկացություններ, տարբեր վարկածներ (կյանքի էության և ծագման մասին, մարդ) տեղեկատվության տարբեր աղբյուրների հետ աշխատելիս.

Դաստիարակությունհամոզմունք կենդանի բնության իմացության հնարավորության մեջ, զգույշ վերաբերմունքի անհրաժեշտությունը բնական միջավայր, սեփական առողջություն; հարգանք հակառակորդի կարծիքի նկատմամբ կենսաբանական խնդիրները քննարկելիս

ՈՒՍՈՒՑՄԱՆ ԱՐԴՅՈՒՆՔՆԵՐԻՆ ՀԱՄԱՐ ՊԱՀԱՆՋՆԵՐ -UUD

Կենսաբանության ուսումնասիրության անհատական ​​արդյունքներ:

1. Ռուսական քաղաքացիական ինքնության կրթություն՝ հայրենասիրություն, սեր և հարգանք հայրենիքի հանդեպ, հպարտության զգացում սեփական հայրենիքի նկատմամբ. իր էթնիկ պատկանելության մասին իրազեկում; բազմազգի հումանիստական ​​և ավանդական արժեքների յուրացում Ռուսական հասարակություն; Հայրենիքի հանդեպ պատասխանատվության և պարտքի զգացումի ձևավորում.

2. Ուսուցման նկատմամբ պատասխանատու վերաբերմունքի ձևավորում, ուսանողների ինքնազարգացման և ինքնակրթության պատրաստակամություն և կարողություն՝ հիմնված ուսման և գիտելիքի մոտիվացիայի, գիտակցված ընտրության և հետագա անհատական ​​կրթական հետագծի կառուցման վրա՝ հիմնված աշխարհում կողմնորոշվելու վրա. մասնագիտություններ և մասնագիտական ​​նախասիրություններ՝ հաշվի առնելով կայուն ճանաչողական շահերը.

Կենսաբանության դասավանդման մետաառարկայական արդյունքներ.

1. ուսումնառության նպատակները ինքնուրույն որոշելու, ուսման մեջ իր համար նոր նպատակներ դնելու և ձևակերպելու ունակություն. ճանաչողական գործունեություն, զարգացնել իրենց ճանաչողական գործունեության շարժառիթներն ու հետաքրքրությունները.

2. հետազոտական ​​և նախագծային գործունեության բաղադրիչներին տիրապետելը, ներառյալ խնդիրը տեսնելու, հարցեր դնելու, վարկածներ առաջ քաշելու կարողությունը.

3. կենսաբանական տեղեկատվության տարբեր աղբյուրների հետ աշխատելու ունակություն. տարբեր աղբյուրներում (դասագրքի տեքստ, գիտահանրամատչելի գրականություն, կենսաբանական բառարաններ և տեղեկատուներ) գտնել կենսաբանական տեղեկատվություն, վերլուծել և

գնահատել տեղեկատվությունը;

Ճանաչողականկենսաբանական օբյեկտների և գործընթացների էական հատկանիշների բացահայտում. մարդկանց և կաթնասունների փոխհարաբերությունների ապացույցների (փաստարկների) տրամադրում. մարդկանց և շրջակա միջավայրի փոխհարաբերությունները; մարդու առողջության կախվածությունը շրջակա միջավայրի վիճակից. շրջակա միջավայրի պաշտպանության անհրաժեշտությունը; կենսաբանական գիտության մեթոդների յուրացում՝ կենսաբանական օբյեկտների և գործընթացների դիտարկում և նկարագրություն. կազմակերպել կենսաբանական փորձեր և բացատրել դրանց արդյունքները:

Կարգավորող:նպատակներին հասնելու ուղիները ինքնուրույն պլանավորելու ունակություն, ներառյալ այլընտրանքայինները, գիտակցաբար ընտրելու առավելագույնը արդյունավետ ուղիներկրթական և ճանաչողական խնդիրների լուծում; Ուսուցչի և հասակակիցների հետ կրթական համագործակցություն և համատեղ գործունեություն կազմակերպելու ունակություն. աշխատել անհատապես և խմբով. գտնել ընդհանուր լուծում և լուծել հակամարտությունները՝ հիմնվելով դիրքորոշումների համակարգման և շահերի հաշվին. տեղեկատվական և հաղորդակցական տեխնոլոգիաների օգտագործման ոլորտում իրավասության ձևավորում և զարգացում (այսուհետ՝ ՏՀՏ իրավասություններ):

Հաղորդակցական:հասակակիցների հետ հաղորդակցության և համագործակցության հաղորդակցական իրավասության ձևավորում, պատանեկության տարիքում գենդերային սոցիալականացման բնութագրերի ընկալում, սոցիալապես օգտակար, կրթական և հետազոտական, ստեղծագործական և այլ տեսակի գործունեության:

Տեխնոլոգիաներ : Առողջության պահպանում, խնդրի վրա հիմնված, զարգացնող կրթություն, խմբային գործունեություն

Տեխնիկա:վերլուծություն, սինթեզ, եզրակացություն, տեղեկատվության թարգմանություն մի տեսակից մյուսը, ընդհանրացում։

Դասերի ժամանակ

OSI առաջադրանքներ

Ցույց տալ փորձի դերը կյանքի ծագման վերաբերյալ գիտական ​​վեճերի լուծման գործում:

Օգտագործեք մեջ ուսումնական գործընթացՓորձի կրթական և կրթական գործառույթը որպես դասավանդման մեթոդ.

Սովորեցրեք ուսանողներին գտնել կենսաբանական օրինաչափություններ՝ վերլուծելով առանձին փաստեր որոշակի տրամաբանական հաջորդականությամբ:

Ինչ պետք է իմանա ուսուցիչը փորձի մասին

Փորձի նպատակի հայտարարություն

Փորձի պլանավորում

Փորձարարական շղթայի հավաքում

Փորձի ընթացքում նկատված երևույթների և գործընթացների նկարագրությունը

Վարկածի առաջադրում

Գիտելիքների կիրառում փորձարարական խնդիրների լուծման գործում.

Ինդուկտիվ և դեդուկտիվ պատճառաբանությունև ապացույց

Ինչ պետք է իմանա ուսանողը փորձի մասին

Փորձի և դիտարկման տարբերությունը

Նպատակը (ինչ ենք ուզում պարզել)

Առաջընթաց (ինչ ենք մենք անում դրա համար)

Եզրակացություններ (ինչ պարզեցինք)

Վարկածներ կյանքի ծագման մասին

Ինչ է կյանքը?

Պատասխանել. Կյանքը ներքին գործունեությամբ օժտված սուբյեկտների (կենդանի օրգանիզմների) գոյության ձև է, օրգանական կառուցվածքի մարմինների զարգացման գործընթաց՝ սինթեզի գործընթացների կայուն գերակայությամբ քայքայման գործընթացների նկատմամբ, նյութի հատուկ վիճակ, որը ձեռք է բերվում հետևյալ հատկությունների շնորհիվ. Կյանքը սպիտակուցային մարմինների և նուկլեինաթթուների գոյության միջոց է, որի էական կետը նյութերի մշտական ​​փոխանակումն է շրջակա միջավայրի հետ, և այդ փոխանակման դադարեցմամբ դադարում է նաև կյանքը։

2. Կյանքի ծագման ի՞նչ վարկածներ գիտեք:

Պատասխանել. Կյանքի ծագման մասին տարբեր գաղափարներ կարելի է միավորել հինգ վարկածների մեջ.

1) կրեացիոնիզմ - կենդանի էակների աստվածային ստեղծում.

2) ինքնաբուխ սերունդ՝ կենդանի օրգանիզմները ինքնաբերաբար առաջանում են անշունչ նյութից.

3) վարկած կայուն վիճակ- կյանքը միշտ եղել է.

4) panspermia վարկածը - կյանքը մեր մոլորակ է բերվել դրսից.

5) կենսաքիմիական էվոլյուցիայի վարկածը - կյանքը առաջացել է քիմիական և ֆիզիկական օրենքներին ենթարկվող գործընթացների արդյունքում: Ներկայումս գիտնականների մեծ մասը պաշտպանում է կենսաքիմիական էվոլյուցիայի գործընթացում կյանքի աբիոգեն ծագման գաղափարը:

3. Ո՞րն է գիտական ​​մեթոդի հիմնական սկզբունքը:

Պատասխանել. Գիտական ​​մեթոդը տեխնիկայի և գործողությունների ամբողջություն է, որն օգտագործվում է գիտական ​​գիտելիքների համակարգի կառուցման համար: Գիտական ​​մեթոդի հիմնական սկզբունքը ոչինչ չընդունելն է: Ցանկացած հայտարարություն կամ ինչ-որ բանի հերքում պետք է ստուգվի։

4. Ինչո՞ւ չի կարելի ոչ հաստատել, ոչ հերքել կյանքի աստվածային ծագման գաղափարը:

Պատասխանել. Աշխարհի Աստվածային արարման գործընթացը ընկալվում է որպես միայն մեկ անգամ տեղի ունեցած և հետևաբար անհասանելի հետազոտության համար: Գիտությունը զբաղվում է միայն այն երևույթներով, որոնք կարելի է դիտարկել և փորձարարական հետազոտություն. Հետևաբար, հետ գիտական ​​կետՄեր տեսանկյունից, կենդանի էակների Աստվածային ծագման վարկածը չի կարող ոչ ապացուցվել, ոչ էլ հերքվել: Գիտական ​​մեթոդի հիմնական սկզբունքն է՝ «ոչինչ չընդունել»: Հետևաբար, տրամաբանորեն հակասություն չի կարող լինել կյանքի ծագման գիտական ​​և կրոնական բացատրության միջև, քանի որ մտածողության այս երկու ոլորտները իրարամերժ են։

5. Որո՞նք են Օպարին-Հալդանի վարկածի հիմնական դրույթները:

Պատասխանել. Ժամանակակից պայմաններում անշունչ բնությունից կենդանի էակների դուրս գալն անհնար է։ Բիոգեն (այսինքն՝ առանց կենդանի օրգանիզմների մասնակցության) կենդանի նյութի առաջացումը հնարավոր էր միայն հնագույն մթնոլորտի և կենդանի օրգանիզմների բացակայության պայմաններում։ Հին մթնոլորտը ներառում էր մեթան, ամոնիակ, ածխածնի երկօքսիդ, ջրածին, ջրային գոլորշի և այլ անօրգանական միացություններ: Հզոր էլեկտրական լիցքաթափումների, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և բարձր ճառագայթման ազդեցության տակ այդ նյութերից կարող են առաջանալ օրգանական միացություններ, որոնք կուտակվել են օվկիանոսում՝ ձևավորելով «առաջնային արգանակ»։ Կենսապոլիմերների «առաջնային արգանակում» առաջացել են բազմամոլեկուլային համալիրներ՝ կոացերվատներ։ Մետաղական իոնները, որոնք հանդես էին գալիս որպես առաջին կատալիզատորներ, արտաքին միջավայրից ներթափանցեցին կոացերվատ կաթիլներ։ «Նախնական ապուրում» առկա քիմիական միացությունների հսկայական քանակից ընտրվել են մոլեկուլների ամենակատալիտիկորեն արդյունավետ համակցությունները, որոնք, ի վերջո, հանգեցրել են ֆերմենտների առաջացմանը։ Կոացերվատների և արտաքին միջավայրի միջերեսում լիպիդային մոլեկուլները շարվել են, ինչը հանգեցրել է պարզունակ բջջային թաղանթի ձևավորմանը։ Որոշակի փուլում սպիտակուցային պրոբիոնտները ներառում էին նուկլեինաթթուներ՝ ստեղծելով միասնական համալիրներ, ինչը հանգեցրեց կենդանի էակների այնպիսի հատկությունների առաջացմանը, ինչպիսիք են ինքնավերարտադրությունը, ժառանգական տեղեկատվության պահպանումը և դրա փոխանցումը հաջորդ սերունդներին: Պրոբիոնները, որոնց նյութափոխանակությունը զուգակցվել է իրենց վերարտադրվելու ունակության հետ, արդեն կարելի է համարել պարզունակ պրոցելներ, որոնց հետագա զարգացումը տեղի է ունեցել կենդանի նյութի էվոլյուցիայի օրենքների համաձայն։

6. Ի՞նչ փորձնական ապացույցներ կարելի է բերել այս վարկածի օգտին:

Պատասխանել. 1953 թվականին Ա.Ի.Օպարինի այս վարկածը փորձնականորեն հաստատվեց ամերիկացի գիտնական Ս.Միլլերի փորձերով։ Նրա ստեղծած ինստալացիայի մեջ մոդելավորվել են այն պայմանները, որոնք իբր գոյություն են ունեցել Երկրի առաջնային մթնոլորտում։ Փորձերի արդյունքում ստացվել են ամինաթթուներ։ Նմանատիպ փորձերը բազմիցս կրկնվել են տարբեր լաբորատորիաներում և հնարավորություն են տվել ապացուցել նման պայմաններում հիմնական կենսապոլիմերների գրեթե բոլոր մոնոմերների սինթեզման հիմնարար հնարավորությունը։ Հետագայում պարզվեց, որ որոշակի պայմաններում հնարավոր է մոնոմերներից սինթեզել ավելի բարդ օրգանական բիոպոլիմերներ՝ պոլիպեպտիդներ, պոլինուկլեոտիդներ, պոլիսախարիդներ և լիպիդներ:

7. Որո՞նք են տարբերությունները A.I. Oparin-ի և J. Haldane-ի վարկածի միջև:

Պատասխանել. Ջ.Հալդեյնը նաև առաջ քաշեց կյանքի աբիոգեն ծագման վարկածը, սակայն, ի տարբերություն Ա.Ի.

8. Ի՞նչ փաստարկներ են բերում հակառակորդները Օպարին-Հալդանի վարկածը քննադատելիս:

Պատասխանել. Oparin-Haldane վարկածն ունի նաև թույլ կողմ, որը մատնանշում են նրա հակառակորդները. Այս վարկածի շրջանակներում հնարավոր չէ բացատրել հիմնական խնդիրը՝ ինչպես է տեղի ունեցել որակական թռիչքը անշունչից դեպի կենդանի։ Ի վերջո, նուկլեինաթթուների ինքնավերարտադրության համար անհրաժեշտ են ֆերմենտային սպիտակուցներ, իսկ սպիտակուցների սինթեզի համար՝ նուկլեինաթթուներ։

9. Տվեք հնարավոր փաստարկներ՝ կողմ և դեմ պանսպերմիայի վարկածին:

Պատասխանել. Փաստարկներ՝

Պրոկարիոտային մակարդակում կյանքը Երկրի վրա հայտնվեց գրեթե անմիջապես նրա ձևավորումից հետո, թեև պրոկարիոտների և կաթնասունների միջև հեռավորությունը (կազմակերպման բարդության մակարդակի տարբերության իմաստով) համեմատելի է սկզբնական ապուրից մինչև պոկարիոտներ հեռավորության հետ.

Մեր գալակտիկայի ցանկացած մոլորակի վրա կյանքի առաջացման դեպքում, այն, ինչպես ցույց է տրված, օրինակ, A.D. Panov-ի գնահատականներով, կարող է «վարակել» ամբողջ գալակտիկան ընդամենը մի քանի հարյուր միլիոն տարվա ընթացքում.

Որոշ երկնաքարերում արտեֆակտների հայտնաբերումներ, որոնք կարող են մեկնաբանվել որպես միկրոօրգանիզմների գործունեության արդյունք (նույնիսկ մինչև երկնաքարի Երկրին հարվածելը):

Պանսպերմիայի (կյանքը դրսից բերված մեր մոլորակ) վարկածը չի պատասխանում այն ​​հիմնական հարցին, թե ինչպես է առաջացել կյանքը, այլ այս խնդիրը տեղափոխում է Տիեզերքի որևէ այլ վայր.

Տիեզերքի ամբողջական ռադիոլռություն;

Քանի որ պարզվեց, որ մեր ամբողջ Տիեզերքն ընդամենը 13 միլիարդ տարեկան է (այսինքն՝ մեր ամբողջ Տիեզերքը ընդամենը 3 անգամ ավելի հին է (!) քան Երկիր մոլորակը), ուրեմն շատ քիչ ժամանակ է մնում կյանքի ծագման համար ինչ-որ տեղ հեռավորության վրա: .. Հեռավորությունը դեպի մեզ ամենամոտ աստղը a-centauri է՝ 4 լուսային տարի։ տարվա. Ժամանակակից կործանիչը (ձայնի 4 արագություն) կթռչի այս աստղին մոտ 800,000 տարի:

Կյանքի ծագման նյութապաշտական ​​տեսություններ

Կյանքի ծագման խնդիրը կյանքի հավերժության տեսությունների համար գոյություն չունի այն պարզ պատճառով, որ այդ տեսությունները ջնջում են կենդանի և ոչ կենդանի էակների միջև գոյություն ունեցող տարբերությունները: Քանի որ այս տեսությունները բխում են կենդանի-ոչ կենդանի համալիրի միասնությունից, նրանց համար մեկը մյուսից ծագման մասին խոսք լինել չի կարող։ Իրավիճակը բոլորովին այլ է, եթե ընդունենք կենդանի և անշունչ նյութի միջև առանձնահատուկ տարբերությունների առկայությունը - այս դեպքում բնականաբար ծագում է այդ տարբերությունների ծագման հարցը։ Այս հարցի լուծումը, բնականաբար, անքակտելիորեն կապված է այն պատկերացումների հետ, որոնք գոյություն ունեն անշունչ նյութի և կենդանի օրգանիզմների միջև տարբերությունների բնույթի մասին։

Pflueger-ի համար կյանքի ծագման հարցըԻնչ վերաբերում է ժամանակակից գիտնականներին, հանգել է սպիտակուցային նյութերի ծագման և դրանց ներքին կազմակերպման հարցին, ինչը բնորոշ տարբերություն է կենդանի «պրոտոպլազմայի» սպիտակուցների միջև։ Հեղինակը համապատասխանաբար ուսումնասիրում է «կենդանի» և «մեռած» սպիտակուցների միջև եղած տարբերությունները, որոնցից հիմնականը «կենդանի» սպիտակուցի անկայունությունն է, փոխվելու կարողությունը՝ ի տարբերություն իներտ «մեռած» սպիտակուցի։ Պֆլյուգերի ժամանակ «կենդանի» սպիտակուցի այս հատկությունները վերագրվում էին սպիտակուցի մոլեկուլում թթվածնի առկայությանը: Այս տեսակետը ներկայումս համարվում է հնացած: Ի թիվս «կենդանի» և «մեռած» սպիտակուցների տարբերությունների մասին այլ պատկերացումների, գիտնականը կենտրոնանում է «կենդանի» սպիտակուցի մոլեկուլում ցիանոգենի խմբի (CM) պարունակության վրա և, համապատասխանաբար, փորձում է պատկերացում կազմել այն մասին, որ սպիտակուցի մոլեկուլի համար այս հիմնարար ռադիկալի ծագումը: Դրան համապատասխան՝ հետազոտողը կարծում է, որ ցիանիդային միացություններն առաջացել են այն ժամանակ, երբ Երկիրը հալված կամ տաք զանգված էր։ Հենց այս ջերմաստիճաններում է հնարավոր լաբորատորիայում արհեստականորեն ստանալ այդ միացությունները։ Հետագայում, երբ Երկրի մակերեսը սառչում էր, ցիանիդային միացությունները ջրի և այլ քիմիական նյութերի հետ հանգեցրին առաջացմանը.
սպիտակուցային նյութեր, որոնք օժտված են «կենսական» հատկություններով.

Պֆլյուգերի տեսության մեջ, որն այժմ հնացած է, արժեքավոր է կյանքի ծագման խնդրին մատերիալիստական ​​մոտեցումը և սպիտակուցի մեկուսացումը որպես պրոտոպլազմայի ամենակարևոր բաղադրիչ։ Սպիտակուցային նյութերի ծագումը կարելի է պատկերացնել այլ կերպ. Եվ իսկապես,
Շուտով Pflueger-ից հետո այլ փորձեր հայտնվեցին այս խնդրի լուծմանը մոտենալու կենսաքիմիական կողմից։ Այդպիսի փորձերից է անգլերենի ուսուցման տեսությունը։
Ջեյ Էլենի կողմից (1899):

Ի տարբերություն Pflueger-ի, Էլենը ազոտային միացությունների առաջին հայտնվելը Երկրի վրա թվագրում է այն ժամանակաշրջանով, երբ ջրային գոլորշիները սառչման պատճառով խտանում են ջրի մեջ և ծածկում Երկրի մակերեսը։ Մետաղների աղերը, որոնք առաջնային նշանակություն ունեն սպիտակուցի ձևավորման և գործունեության համար, լուծվել են ջրի մեջ։ Այն նաև պարունակում էր որոշակի քանակությամբ ածխաթթու գազ, որը համակցված էր ազոտի օքսիդների և ամոնիակի հետ։ Վերջին
կարող էր առաջանալ էլեկտրական լիցքաթափումների ժամանակ, որոնք տեղի էին ունենում ազոտ պարունակող մթնոլորտում։

Արդեն այս տեսությունները, որոնք թվագրվում են անցյալ դարի վերջին, հստակ ուրվագծում են այն հիմնական ուղղությունը, որով ներկայում. ժամանակը վազում էառաջացման խնդրի զարգացում
կենդանի.

Ուսանողների անկախ աշխատանք (ուսուցչի հայեցողությամբ):

«Միկրոօրգանիզմների առաջացման հարցի ուսումնասիրություն՝ ինքնաբուխ սերունդ, թե՞ կենսագենեզ»։ (ըստ Ն. Գրինի).

Փորձի նպատակը՝ կրկնել Սպալանզանիի հետազոտությունը, տալ օբյեկտիվ գնահատումինքնաբուխ առաջացման կամ կենսագենեզի տեսություններ:

Ընթացակարգը՝ 4 ստերիլ փորձանոթ՝ 15 մլ սննդարար արգանակով:

Զույգ:

փորձանոթ - բաց, չտաքացվող:

փորձանոթ - փակ (բամբակյա բուրդով և փայլաթիթեղով), չտաքացվող,

B զույգ:

փորձանոթ - բացված, 10 րոպե տաքացվում է եռացող ջրային բաղնիքում։

փորձանոթ - փակ (բամբակյա բուրդով և փայլաթիթեղով), 10 րոպե տաքացվում է եռացող ջրի բաղնիքում։

Տեղադրեք բոլոր խողովակները 10 օր 32°C ջերմաստիճանում:

Արդյունքները՝ մանրադիտակի տակ ուսումնասիրեք արգանակի մի կաթիլը, գրեք արդյունքները:

եզրակացություններ

1. Ձևակերպեք վարկած, որը կարող է բացատրել սննդարար արգանակում միկրոօրգանիզմների տեսքը:

Ո՞ր գործոնով են տարբերվում 1-ին և 2-րդ, 3-րդ և 4-րդ փորձանոթները:

Ո՞ր գործոնով են տարբերվում A և B զույգերը:

Ո՞ր փորձանոթներն են ծառայում որպես հսկիչ:

Ի՞նչ եք կարծում, այս փորձը համապատասխանում է գիտական ​​հետազոտությունների բոլոր պահանջներին։

տեսություններառաջացումկյանքը

Ռեսուրսներ

V. B. ZAKHAROV, S. G. MAMONTOV, N. I. SONIN, E. T. ZAKHAROVA «ԿԵՆՍԱԲԱՆՈՒԹՅՈՒՆ» ԴԱՍԳԻՐՔ Հանրակրթական ՀԱՍՏԱՏՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐԻ ՀԱՄԱՐ (10-11 դասարաններ):

Ա.Պ. Պլեխով Կենսաբանություն էկոլոգիայի հիմունքներով. Շարք «Դասագրքեր բուհերի համար. Հատուկ գրականություն».

Գիրք ուսուցիչների համար Sivoglazov V.I., Sukhova T.S. Կոզլովա Տ.Ա. Կենսաբանություն. ընդհանուր օրինաչափություններ.

Ներկայացման հոսթինգ

«Ներածություն ընդհանուր կենսաբանությունև էկոլոգիա։ 9-րդ դասարան» Ա.Ա. Կամենսկի (ԳԴԶ)

Օպարին-Հալդանի ենթադրություն. Կյանքի աբիոգեն ծագման փորձարարական ապացույցներ

Հարց 1. Oparin-Haldane վարկածի հիմնական դրույթները
Երկրի վրա կյանքի ծագման տեսության համաձայն, որը ստեղծվել է Ա.Ի. Օպարինը և Ջ.
1. Առաջին փուլում անօրգանական նյութերից տեղի է ունեցել օրգանական նյութերի առաջացում։ Ժամանակակից պայմաններում անշունչ բնությունից կենդանի էակների դուրս գալն անհնար է։ Բիոգեն (այսինքն՝ առանց կենդանի օրգանիզմների մասնակցության) կենդանի նյութի առաջացումը հնարավոր էր միայն հնագույն մթնոլորտի և կենդանի օրգանիզմների բացակայության պայմաններում։ Հին մթնոլորտը ներառում էր մեթան, ամոնիակ, ածխածնի երկօքսիդ, ջրածին, ջրային գոլորշի և այլ անօրգանական միացություններ: Հզոր էլեկտրական լիցքաթափումների, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և բարձր ճառագայթման ազդեցության տակ այդ նյութերից կարող են առաջանալ օրգանական միացություններ, որոնք կուտակվել են օվկիանոսում՝ ձևավորելով «առաջնային ապուր»։
2. Երկրորդ փուլում՝ առաջնային օվկիանոսի ջրերում պարզ օրգանական միացություններից սպիտակուցների, ճարպերի, ածխաջրերի և նուկլեինաթթուների առաջացում։ Կենսապոլիմերների «առաջնային արգանակում» ձևավորվել են բազմամոլեկուլային բարդույթներ՝ կոացերվատներ։ Մետաղական իոնները, որոնք հանդես էին գալիս որպես առաջին կատալիզատորներ, արտաքին միջավայրից ներթափանցեցին կոացերվատ կաթիլներ։ «Նախնական ապուրում» առկա քիմիական միացությունների հսկայական քանակից ընտրվել են մոլեկուլների ամենակատալիտիկորեն արդյունավետ համակցությունները, որոնք, ի վերջո, հանգեցրել են ֆերմենտների առաջացմանը։ Կոացերվատների և արտաքին միջավայրի միջերեսում լիպիդային մոլեկուլները շարվել են, ինչը հանգեցրել է պարզունակ բջջային թաղանթի ձևավորմանը։
3. Երրորդ փուլը կյանքի զարգացման փուլն է։ Այս փուլում կոացերվատները (լատ. coacervo – հավաքել, կուտակել), այսինքն՝ կոլոիդային կաթիլները, որոնցում նյութերի կոնցենտրացիան ավելի բարձր է եղել, քան շրջակա լուծույթում, սկսել են մեծանալ և փոխազդել միմյանց և այլ նյութերի հետ։ Նուկլեինաթթուների հետ կոացերվատների փոխազդեցության արդյունքում ձևավորվել են ինքնավերարտադրման ունակ բջիջներ։ պրոբիոնտներ(սպիտակուցային մասնիկներ, որոնք ներառում էին նուկլեինաթթուներ), ինչը հանգեցրեց ինքնավերարտադրության առաջացմանը, ժառանգական տեղեկատվության պահպանմանը և դրա փոխանցմանը հաջորդ սերունդներին. այս պահից սկսվեց օրգանական էվոլյուցիայի շրջանը։ Պետք է ընդգծել, որ կենդանի օրգանիզմները ինքնավերարտադրման ունակ բաց համակարգեր են, որոնց մեջ էներգիա է գալիս դրսից։ Այս առումով ակնհայտ է, որ առաջին կենդանի օրգանիզմները եղել են հետերոտրոֆներ, որոնք էներգիա են ստացել օրգանական միացությունների անաէրոբ քայքայման միջոցով։ Ժամանակակից մթնոլորտի առաջացումը ուղղակիորեն կապված է ավտոտրոֆ օրգանիզմների առաջացման ու զարգացման և ֆոտոսինթեզի հետ։ Կյանքի առաջացումից ի վեր կապ է առաջացել կենսաբանական, երկրաբանական և երկրաքիմիական գործընթացների միջև, որոնք ուսումնասիրվում են ակադեմիկոս Վ.Ի. Վերնադսկու գիտություն «կենսաերկրաքիմիա».

Հարց 2. Ի՞նչ փորձարարական ապացույցներ կարելի է բերել այս վարկածի օգտին:
1953 թվականին Ա.Ի. Օպարինի այս վարկածը փորձնականորեն հաստատվել է ամերիկացի գիտնական Ս. Միլլերի փորձերով (նա արժանացել է քիմիայի Նոբելյան մրցանակի՝ ամինաթթուների փորձնական արտադրության համար)։ Նրա ստեղծած ինստալացիայի մեջ մոդելավորվել են այն պայմանները, որոնք իբր գոյություն են ունեցել Երկրի առաջնային մթնոլորտում։ Փորձերի արդյունքում ստացվել են ամինաթթուներ։ Նմանատիպ փորձերը բազմիցս կրկնվել են տարբեր լաբորատորիաներում և հնարավորություն են տվել ապացուցել նման պայմաններում հիմնական կենսապոլիմերների գրեթե բոլոր մոնոմերների սինթեզման հիմնարար հնարավորությունը։ Հետագայում պարզվեց, որ որոշակի պայմաններում հնարավոր է մոնոմերներից սինթեզել ավելի բարդ օրգանական բիոպոլիմերներ՝ պոլիպեպտիդներ, պոլինուկլեոտիդներ, պոլիսախարիդներ և լիպիդներ: Օպարինն առաջինն էր, ով ուսումնասիրեց քիմիական ռեակցիաները, որոնք կարող էին առաջացնել ածխաջրերի, ճարպերի և ամինաթթուների ձևավորում՝ առանց կենդանի օրգանիզմների մասնակցության, իրականացվեց Օպարինի կողմից և շարունակվեց Կալվինի և այլոց կողմից Օպարինից և նրա հետևորդներից շատ ավելի վաղ (Վոլերը սինթեզեց միզանյութը 1828-ին, Կոլբը սինթեզեց քացախաթթու 1845-ին, Բերթելոտը սինթեզեց ճարպը 1854-ին, Բուտլերովը ստացավ շաքարային նյութ 1861-ին), բայց այս գիտնականներից և ոչ մեկը փորձեր չանցկացրեց նման պայմաններում։ որ գոյություն ուներ պատմական ժամանակներԵրկրի վրա (մթնոլորտ առանց O2, ուժեղ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում, հսկա էլեկտրական լիցքաթափումներ):

Հարց 3. Որո՞նք են տարբերությունները A.I. Oparin-ի և J. Haldane-ի վարկածի միջև:
Ջ.Հալդեյնը նաև առաջ քաշեց կյանքի աբիոգեն ծագման վարկածը, սակայն, ի տարբերություն Ա.Ի.

Հարց 4. Ի՞նչ փաստարկներ են բերում հակառակորդները Ա.Ի.Օպարինի վարկածը քննադատելիս:
Օպարինի վարկածը, ըստ էության, չի բացատրում որակական թռիչքի մեխանիզմը ոչ ապրողից դեպի կենդանի:


Ամենաշատ խոսվածը
Աշխարհագրական թելադրություն. արդյունքներ Ինչպես պարզել ձեր արդյունքը Աշխարհագրական թելադրություն. արդյունքներ Ինչպես պարզել ձեր արդյունքը
Ցավոք, բաժանված է ստորակետերով Ցավոք, բաժանված է ստորակետերով
Սովորելով ներերակային ներարկումներ անել Սովորելով ներերակային ներարկումներ անել


գագաթ