Den första vetenskaplig teori angående ursprunget för levande organismer på jorden, teorin om den sovjetiska biokemisten A.I. Oparin. 1924 publicerades ett arbete där forskaren visade idéer om livets ursprung på jorden. Enligt denna teori uppstod liv under specifika förhållanden. forntida jord... Biokemisten betraktar livets ursprung som ett naturligt resultat av den kemiska utvecklingen av kolföreningar i universum.

Enligt denna teori är hela processen som ledde till uppkomsten av liv på jorden uppdelad i tre stadier. I det första skedet, uppkomsten av organiskt material... Vidare bildades biopolymerer från enklare organiska ämnen, i synnerhet proteiner, nukleinsyror, polysackarider, lipider, etc. I det tredje steget uppstår primitiva självreproducerande organismer.

Teori biokemisk evolution har ett stort antal anhängare bland moderna vetenskapsmän. Jordens uppkomst ägde rum för mer än fem miljarder år sedan. Ursprungligen varierade dess yttemperatur från 4000 till 80000C. Redan när det svalnade bildades en fast yta, d.v.s. bildas jordskorpan- litosfären. När det gäller atmosfären bestod den initialt av lätta gaser, inklusive väte och helium, därför kunde den inte hållas effektivt av den otillräckligt täta jorden. Sedan ersattes dessa gaser av tyngre - vattenånga, koldioxid, ammoniak och metan. När jordens temperatur började sjunka till 1000C började vattenånga kondensera och bildade därigenom världens hav.

I enlighet med synpunkter från A.I. Oparin, abiogen syntes ägde rum vid denna tidpunkt. Med andra ord, i de ursprungliga jordens hav, som var mättade med olika enkla kemiska föreningar, under inverkan av vulkanisk värme, blixtarladdningar och intensiv ultraviolett strålning, syntetiseras mer komplexa organiska föreningar och sedan biopolymerer.

Bildandet av organiska ämnen, enligt forskaren, underlättades av frånvaron av levande organismer som är konsumenter av organiskt material, såväl som oxidationsmedlet - syre. Därför kombineras komplexa aminosyramolekyler slumpmässigt till peptider, som sedan skapar de ursprungliga proteinerna. Efter det syntetiserades primära levande varelser av mikroskopisk storlek från dessa proteiner.

Det svåraste problemet i den moderna evolutionsteorin är omvandlingen av komplexa organiska ämnen till enkla levande organismer. Oparin säger att proteiner spelar en avgörande roll i omvandlingen av icke-levande till levande varelser. Man antar att proteinmolekyler som attraherar vattenmolekyler har bildat kolloidala hydrofila komplex. Vidare slogs sådana komplex samman med varandra, vilket ledde till separationen av kolloider från det vattenhaltiga mediet (denna process kallas koacervation). På gränsen mellan koacervatet och miljön var lipidmolekyler inriktade - en primitiv cellmembranet... Författaren säger att kolloider skulle kunna byta molekyler med miljö och ackumulerar vissa ämnen. En annan typ av molekyl gav förmågan att replikera sig själv.

Systemet med synpunkter som A.I. Oparin, fick namnet "coacervate hypothesis".

Det finns ett problem med denna teori, som nästan alla experter inom livets ursprung länge har blundat för. Om spontant, genom slumpmässiga mönsterlösa synteser i koacervatet, enstaka framgångsrika konstruktioner av proteinmolekyler uppstod (till exempel effektiva katalysatorer som ger en fördel för detta koacervat i tillväxt och reproduktion), hur skulle de då kunna kopieras för distribution inom koacervatet, och ännu mer för överföring till koacervatavkommorna?

Teorin kunde inte erbjuda en lösning på problemet med korrekt reproduktion - inom koacervatet och över generationer - av enstaka, oavsiktligt framträdande effektiva proteinstrukturer.

Den mest fullt utvecklade, motiverade och allmänt erkända hypotesen om livets ursprung av biokemisk evolution, eller " Oparin-Haldane gissningar».

A.I. Oparin, rysk biokemist, akademiker, publicerade 1924 sin första bok om detta problem. J. Haldane, en engelsk genetiker och biokemist, utvecklade sedan 1929 idéer som stämde överens med A.I. Oparins idéer.

Hon postulerar att liv uppstod på jorden just från livlös materia, under förhållanden som ägde rum på planeten för miljarder år sedan. Dessa villkor inkluderade tillgången på energikällor, en viss temperaturregim, vatten och annat oorganiska ämnen- prekursorer till organiska föreningar. Atmosfären var då anoxisk (källan till syre är nu växter, och då var de inte det).

Inom ramen för denna teori kan fem huvudstadier urskiljas på vägen till livets uppkomst, vilka visas i tabell. ett.

bord 1

Stadierna av livets utveckling på jorden enligt hypotesenOparin-Haldane

Idéer om bildandet och sammansättningen av jordens primära atmosfär är baserade på objektiva data från olika vetenskaper, på studiet av andra planeters gasskal Solsystem... Mycket övertygande bevis på möjligheten att förverkliga de andra och tredje stadierna av livets utveckling har erhållits som ett resultat av många experiment på artificiell syntes av biologiska monomerer. Så, för första gången 1953 skapade S. Miller (USA) tillräckligt enkel installation, på vilken han lyckades syntetisera ett antal aminosyror och andra organiska föreningar från en blandning av gaser och vattenånga under inverkan av ultraviolett strålning och elektriska urladdningar (Fig. 1).

Ris. ett.Stanley Millers setup där han syntetiserade aminosyror från gaser, skapar förutsättningar, förmodligensom fanns i atmosfären på den primitiva jorden. Gaser och vattenångor som cirkulerar i en högtrycksinstallation,utsatt för hög spänning i en vecka.Därefter undersöktes ämnena som samlats i "fällan".genom kromatografi på papper. Totalt fanns detisolerade 15 aminosyror, inklusive glycin, alaninoch asparaginsyra

I experimentet av S. Miller i hans installation reproducerades de förhållanden som fanns på jorden under den förmodade tiden. Enheten innehöll en blandning av gaser: väte, ammoniak, metan och vattenånga. Elektroder sattes in i en av kamrarna för att generera urladdningar som simulerade blixtar, som en möjlig energikälla för kemiska reaktioner... I en annan kammare hälldes vatten och denna kammare upphettades (för att mätta gasblandningen med vattenånga). En annan kammare kyldes, och här kondenserade vattnet ("regnfall"). Inom en vecka hittades olika organiska ämnen i kondensatet.

Under de följande decennierna, i många laboratorier runt om i världen, utfördes artificiell syntes av olika aminosyror, nukleotider, enkla sockerarter och sedan mer komplexa organiska föreningar. Allt detta bekräftar möjligheten för bildandet av organiska ämnen på jorden i avlägsna tider utan deltagande av levande organismer. I frånvaro av fritt syre (som skulle förstöra dem) och levande organismer (som kunde använda dem som föda), ackumulerades dessa ämnen i det primära havet i höga koncentrationer.

Nästa steg var bildandet av mer komplexa föreningar - proteinliknande ämnen (kedjor av aminosyror) och korta polynukleotidmolekyler. Sannolikheten för detta har bekräftats många gånger: idag erhålls sådana saker experimentellt. När en viss koncentration av organiskt material i det primära havet nås, kan komplexa aggregat av olika föreningar uppstå - koacervater, små sfäriska formationer.

Studiet av artificiellt skapade koacervat (mycket brett studerade av A.I. Oparin och hans medarbetare) visade att de uppvisar vissa egenskaper hos levande system. Med ett komprimerat yttre skikt, ett slags cellmembran, kan koacervat absorbera selektivt olika ämnen från miljön, som deltar i kemiska reaktioner inuti koacervatdroppar, och några av produkterna från dessa reaktioner släpps tillbaka till miljön. Ackumulerande ämnen, koacervat "växer" och, efter att ha ökat i storlek, kan de sönderfalla i flera delar - "multiplicera".

Koacervat, olika i sammansättning, kännetecknas av olika grader av stabilitet. De mer stabila kvarstår, andra försvinner och kollapsar.

Dessa observationer gav grunden för A.I. Oparin att anta möjligheten till handling naturligt urval(se nedan) redan i detta skede av de levandes bildande.

Trots all komplexitet i deras organisation kan koacervat inte betraktas som levande varelser, främst för att de inte har en stabil självreproduktion.

I nästa steg bildades interaktioner av nukleinsyror och proteiner i koacervaten. Syntesen av proteiner av en viss sammansättning började utföras på grundval av information som finns i nukleinsyror.

Nukleinsyrors förmåga att självreplikerande med deltagande av specifika proteiner - enzymer. Det vill säga, vi kan redan prata om utseendet protobioter- primära livsformer som ännu inte har en cellulär organisation, men som är kapabla till självreproduktion och metabolism.

Ytterligare utveckling av protobionter, komplikationen av deras organisation ledde till uppkomsten av organismer med cellulär struktur, - primära prokaryoter, bakterie. Från detta ögonblick börjar den biologiska evolutionen. Tydligen fanns ursprungligen heterotrofa organismer (eftersom det primära havet innehöll många olika organiska ämnen). När deras antal ökade minskade matresurserna och konkurrensen dem emellan ökade. Detta ledde till uppkomsten av autotrofer - organismer som syntetiserar de organiska ämnen de behöver från oorganiska.

I början dök det upp organismer som använde den energi som erhölls till följd av oxidation av mineralämnen. Denna process är känd som kemosyntes, och organismerna namngavs kemosyntetika... Sedan, under loppet av efterföljande evolutionära transformationer, uppstod autotrofa organismer som använder energin från solljus - dessa är fotosyntetiska organismer ( fotosyntetik). Ytterligare biologisk evolution ledde till bildandet av den mångfaldiga värld av levande natur, som vi ser idag.

Artmångfald som ett resultat av biologisk evolutiontion. Evolutionsläran (evolutionsteorin) är en biologisk disciplin som studerar orsakerna och drivande krafter, mönster och mekanismer för utveckling av levande organismer.

Under biologisk evolution förstå en oåterkallelig och naturlig process historisk utveckling lever från enkla till mer komplexa från det ögonblick då de första levande organismerna uppträdde på jorden.

Under evolutionens gång ersattes vissa arter av andra, det fanns en komplikation och en ökning av organisationen av levande organismer, deras mångfald ökade och en man dök upp.

Stort ideologiskt värde evolutionär undervisning: Det godkänner idén om enheten i ursprunget för alla levande varelser, förklarar skälen till mångfalden av arter, lever på jorden möjligheten att organisera levande varelser(det vill säga överensstämmelsen mellan strukturen och funktionen hos alla deras system och organ till existensvillkoren), den samtidiga närvaron i naturen av både enkla och högorganiserade organismer.

Evolutionär undervisning tjänar teoretisk grund modern biologi, som kombinerar, generaliserar de resultat som erhållits av många speciella biologiska vetenskaper.

Dess betydelse för människor är också uppenbar när man löser problem med interaktion med biosfären.

Slutligen är kunskap om evolutionens lagar och mekanismer grunden för utvecklingen av avel – en vetenskap som utvecklar metoder för att skapa och förbättra sorter. odlade växter och raser av husdjur.

Historien om idéutvecklingen om livets naturliga ursprung och organismernas utveckling kan delas in i tre stadier: fördarwinistiskt, darwinistiskt och postdarwinistiskt (modernt).

Fråga 1. Lista de viktigaste bestämmelserna i hypotesen om AI Oparin.

I moderna förhållanden, uppkomsten av levande varelser från livlös natur omöjlig. Abiogent (dvs utan deltagande av levande organismer) var uppkomsten av levande materia endast möjlig under förhållanden med en gammal atmosfär och frånvaro av levande organismer. Den gamla atmosfären inkluderade metan, ammoniak, koldioxid väte, vattenånga och andra oorganiska föreningar. Under påverkan av kraftfulla elektriska urladdningar, ultraviolett strålning och hög strålning kan organiska föreningar uppstå från dessa ämnen, som ackumulerats i havet och bildar en "primär soppa".

I den "primära buljongen" av biopolymerer bildades multimolekylära komplex - koacervater. Metalljoner, som fungerade som de första katalysatorerna, kom in i koacervatdropparna från den yttre miljön. Av en enorm mängd kemiska föreningar närvarande i "primärbuljongen" valdes de mest katalytiskt effektiva kombinationerna av molekyler ut, vilket i slutändan ledde till uppkomsten av enzymer. På gränsen mellan koacervaten och den yttre miljön radade sig lipidmolekyler, vilket ledde till bildandet av ett primitivt cellmembran.

I ett visst skede inkluderade proteinprobionter nukleinsyror, vilket skapade enhetliga komplex, vilket ledde till uppkomsten av sådana egenskaper hos levande varelser som självreproduktion, bevarande ärftlig information och dess överföring till efterföljande generationer.

Probionter, i vilka ämnesomsättningen kombinerades med förmågan att reproducera sig själv, kan redan betraktas som primitiva proceller, vars vidareutveckling fortgick i enlighet med evolutionslagarna för levande materia.

Fråga 2. Vilka experimentella bevis kan anföras till förmån för denna hypotes?

År 1953 bekräftades denna hypotes om A.I. Oparin experimentellt av den amerikanske vetenskapsmannen S. Millers experiment. I installationen som han skapade simulerades de förhållanden som förmodas existerade i jordens primära atmosfär. Som ett resultat av experimenten erhölls aminosyror. Liknande experiment upprepades många gånger i olika laboratorier och gjorde det möjligt att bevisa den grundläggande möjligheten att syntetisera praktiskt taget alla monomerer av grundläggande biopolymerer under sådana förhållanden. Senare fann man att under vissa förhållanden kan mer komplexa organiska biopolymerer syntetiseras från monomerer: polypeptider, polynukleotider, polysackarider och lipider.

Fråga 3. Vad är skillnaden mellan A. I. Oparins hypotes och J. Haldanes hypotes?

J. Haldane lade också fram hypotesen om livets abiogena ursprung, men till skillnad från A.I. Oparin prioriterade han inte proteiner - koacervatsystem som kan metaboliseras, utan nukleinsyror, dvs makromolekylära system som kan självreproduktion.

Fråga 4. Vilka argument ger motståndare som kritiserar hypotesen om AI Oparin?

Inom ramen för A.I. Oparins (och J. Haldane också) hypotes är det tyvärr inte möjligt att förklara huvudproblemet: hur det kvalitativa språnget från icke-levande till levande gick till.

Årskurs 10

Lektionstyp - kombinerad

Metoder: delsökning, problematisk framställning, förklarande och illustrativt.

Mål:

Bildande hos studenter av ett integrerat system av kunskap om levande natur, dess systemiska organisation och evolution;

Förmåga att ge en motiverad bedömning av ny information om biologiska frågor;

Utbildning av medborgaransvar, självständighet, initiativförmåga

Uppgifter:

Pedagogisk:O biologiska system(cell, organism, art, ekosystem); historien om utvecklingen av moderna idéer om levande natur; enastående upptäckter inom biologisk vetenskap; roll biologisk vetenskap i bildandet av en modern naturvetenskaplig bild av världen; metoder för vetenskaplig kunskap;

Utveckling kreativa förmågor i processen att studera biologins enastående prestationer som har kommit in i den gemensamma mänskliga kulturen; komplexa och motsägelsefulla sätt att utveckla moderna vetenskapliga åsikter, idéer, teorier, begrepp, olika hypoteser (om livets väsen och ursprung, en person) under arbetet med olika informationskällor;

Uppfostranövertygelse om möjligheten att erkänna levande natur, behovet av att respektera naturlig miljö, egen hälsa; respekt för opponentens åsikt när man diskuterar biologiska problem

KRAV FÖR LÄRANDERESULTAT-UUD

Personliga lärandemål i biologi:

1. utbildning av rysk medborgaridentitet: patriotism, kärlek och respekt för fosterlandet, en känsla av stolthet över sitt fosterland; medvetenhet om deras etnicitet; assimilering av humanistiska och traditionella värderingar av multinationella ryska samhället; främja en känsla av ansvar och plikt gentemot fosterlandet;

2. bildandet av en ansvarsfull attityd till lärande, elevernas beredskap och förmåga till självutveckling och självutbildning baserat på motivation för lärande och kognition, medvetna val och bygga ytterligare en individuell utbildningsbana baserad på orientering i världen av yrken och professionella preferenser, med hänsyn till hållbara kognitiva intressen;

Metasubjekts läranderesultat i biologi:

1.förmågan att självständigt bestämma målen för sitt lärande, att sätta och formulera nya uppgifter för sig själva i lärande och kognitiva aktiviteter, utveckla motiven och intressena för sin kognitiva aktivitet;

2. behärska komponenterna i forsknings- och projektaktiviteter, inklusive förmågan att se problemet, ställa frågor, lägga fram hypoteser;

3.förmågan att arbeta med olika källor till biologisk information: hitta biologisk information i olika källor (lärobokstext, populärvetenskaplig litteratur, biologiska ordböcker och uppslagsböcker), analysera och

utvärdera information;

Kognitiv: belysa de väsentliga egenskaperna hos biologiska föremål och processer; presentation av bevis (argumentation) för förhållandet mellan människor och däggdjur; förhållandet mellan människan och miljön; människors hälsas beroende av miljöns tillstånd; behovet av att skydda miljön; behärska metoderna för biologisk vetenskap: observation och beskrivning av biologiska objekt och processer; sätta upp biologiska experiment och förklara deras resultat.

Föreskrifter: förmågan att självständigt planera sätt att uppnå mål, inklusive alternativa, medvetet välja mest effektiva sätt lösa pedagogiska och kognitiva uppgifter; förmågan att organisera utbildningssamarbete och gemensamma aktiviteter med läraren och kamrater; arbeta individuellt och i grupp: hitta en gemensam lösning och lösa konflikter utifrån samordning av positioner och hänsyn till intressen; bildning och utveckling av kompetens i användningen av informations- och kommunikationsteknik (nedan kallad IKT-kompetens).

Kommunikativ: bildandet av kommunikativ kompetens i kommunikation och samarbete med kamrater, förstå egenskaperna hos könssocialisering i tonåren, socialt användbar, utbildning och forskning, kreativ och andra typer av verksamhet.

Teknologier : Hälsobevarande, problembaserat, utvecklande lärande, gruppaktiviteter

Mottagningar: analys, syntes, slutledning, översättning av information från en typ till en annan, generalisering.

Under lektionerna

OSI mål

Visa experimentets roll för att lösa vetenskapliga dispyter om livets ursprung.

Använda i utbildningsprocess experimentets pedagogiska och fostrande funktion som undervisningsmetod.

Lär eleverna att hitta biologiska mönster genom att analysera enskilda fakta i en viss logisk följd.

Vad en lärare behöver veta om ett experiment

Redogörelse för syftet med experimentet

Experimentplanering

Montering av experimentkretsen

Beskrivning av experimentellt observerade fenomen och processer

Att sätta en hypotes

Tillämpning av kunskap för att lösa experimentella problem.

Induktivt kontra deduktivt resonemang och bevis

Vad eleven behöver veta om experimentet

Skillnaden mellan experiment och observation

Syfte (vad vi vill ta reda på)

Flytta (vad vi gör för detta)

Slutsatser (vad vi fick reda på)

Hypoteser om livets ursprung

Vad är livet?

Svar. Livet är ett sätt att vara för enheter (levande organismer) utrustade med inre aktivitet, processen för utveckling av kroppar med organisk struktur med en stabil övervikt av syntesprocesser över förfallsprocesser, ett speciellt tillstånd av materia som uppnås på grund av följande egenskaper. Livet är ett sätt att existera av proteinkroppar och nukleinsyror, vars väsentliga punkt är ett ständigt utbyte av ämnen med omgivningen, och med upphörandet av detta utbyte stannar också livet.

2. Vilka hypoteser om livets ursprung känner du till?

Svar. Olika idéer om livets ursprung kan kombineras till fem hypoteser:

1) kreationism - de levandes gudomliga skapelse;

2) spontan generering - levande organismer uppstår spontant från icke-levande materia;

3) hypotes stabilt tillstånd- livet har alltid funnits;

4) hypotesen om panspermi - liv förs till vår planet från utsidan;

5) hypotesen om biokemisk evolution - liv uppstod som ett resultat av processer som lydde kemiska och fysikaliska lagar. För närvarande stöder de flesta forskare idén om abiogen initiering av liv i processen för biokemisk evolution.

3. Vilken är grundprincipen för den vetenskapliga metoden?

Svar. Den vetenskapliga metoden är en uppsättning tekniker och operationer som används för att bygga ett system av vetenskaplig kunskap. Grundprincipen för den vetenskapliga metoden är att inte ta något för givet. Varje påstående eller vederläggning av något bör kontrolleras.

4. Varför kan idén om livets gudomliga ursprung varken bekräftas eller vederläggas?

Svar. Processen för det gudomliga skapandet av världen anses ha ägt rum endast en gång och därför otillgänglig för forskning. Vetenskapen behandlar endast de fenomen som är observerbara och experimentell forskning... Därför med vetenskaplig poäng Ur synvinkel kan hypotesen om de levandes gudomliga ursprung varken bevisas eller motbevisas. Huvudprincipen för den vetenskapliga metoden är "ta inte något för givet." Därför kan det logiskt sett inte finnas någon motsättning mellan den vetenskapliga och religiösa förklaringen av livets ursprung, eftersom dessa två tankesfärer är ömsesidigt uteslutande.

5. Vilka är huvudbestämmelserna i Oparin-Haldane-hypotesen?

Svar. Under moderna förhållanden är uppkomsten av levande saker från den livlösa naturen omöjligt. Abiogent (dvs utan deltagande av levande organismer) var uppkomsten av levande materia endast möjlig under förhållanden med en gammal atmosfär och frånvaro av levande organismer. Den antika atmosfären inkluderade metan, ammoniak, koldioxid, väte, vattenånga och andra oorganiska föreningar. Under påverkan av kraftfulla elektriska urladdningar, ultraviolett strålning och hög strålning kan organiska föreningar uppstå från dessa ämnen, som ackumulerats i havet och bildar en "primär soppa". I den "primära buljongen" av biopolymerer bildades multimolekylära komplex - koacervater. Metalljoner, som fungerade som de första katalysatorerna, kom in i koacervatdropparna från den yttre miljön. Från det enorma antalet kemiska föreningar som finns i "primärbuljongen" valdes de mest katalytiskt effektiva kombinationerna av molekyler, vilket i slutändan ledde till uppkomsten av enzymer. På gränsen mellan koacervaten och den yttre miljön radade sig lipidmolekyler, vilket ledde till bildandet av ett primitivt cellmembran. I ett visst skede inkluderade proteinprobionter nukleinsyror, vilket skapade enhetliga komplex, vilket ledde till uppkomsten av sådana egenskaper hos levande varelser som självreproduktion, bevarande av ärftlig information och dess överföring till efterföljande generationer. Probionter, i vilka ämnesomsättningen kombinerades med förmågan att reproducera sig själv, kan redan betraktas som primitiva proceller, vars vidareutveckling fortgick i enlighet med evolutionslagarna för levande materia.

6. Vilka experimentella bevis kan ges för att stödja denna hypotes?

Svar. År 1953 bekräftades denna hypotes om A.I. Oparin experimentellt av den amerikanske vetenskapsmannen S. Millers experiment. I installationen som han skapade simulerades de förhållanden som förmodas existerade i jordens primära atmosfär. Som ett resultat av experimenten erhölls aminosyror. Liknande experiment upprepades många gånger i olika laboratorier och gjorde det möjligt att bevisa den grundläggande möjligheten att syntetisera praktiskt taget alla monomerer av grundläggande biopolymerer under sådana förhållanden. Senare fann man att under vissa förhållanden kan mer komplexa organiska biopolymerer syntetiseras från monomerer: polypeptider, polynukleotider, polysackarider och lipider.

7. Vilka är skillnaderna mellan A. I. Oparins hypotes och J. Haldanes hypotes?

Svar. J. Haldane lade också fram hypotesen om livets abiogena ursprung, men till skillnad från AI Oparin prioriterade han inte proteiner - koacervatsystem som kan metabolisera, utan nukleinsyror, det vill säga makromolekylära system som kan självreproduktion.

8. Vilka argument ger motståndarna när de kritiserar Oparin-Haldane-hypotesen?

Svar. Oparin-Haldane-hypotesen har också en svaghet, som dess motståndare pekar på. Inom ramen för denna hypotes är det inte möjligt att förklara huvudproblemet: hur det skedde ett kvalitativt språng från det livlösa till det levande. För självreproduktionen av nukleinsyror behövs faktiskt enzymatiska proteiner, och för syntesen av proteiner nukleinsyror.

9. Ge de möjliga för- och nackdelarna med panspermihypotesen.

Svar. Argument för:

Liv på nivån av prokaryoter dök upp på jorden nästan omedelbart efter dess bildande, även om avståndet (när det gäller skillnaden i nivån på organisationens komplexitet) mellan prokaryoter och däggdjur är jämförbart med avståndet från ursoppan till pokaryoter;

I händelse av uppkomsten av liv på någon planet i vår galax kan det, som till exempel uppskattningar av A.D. Panov visar, under en period av bara några hundra miljoner år "infektera" hela galaxen;

Hittar i vissa meteoriter av artefakter som kan tolkas som ett resultat av mikroorganismers aktivitet (även innan meteoriten träffar jorden).

Panspermihypotesen (liv förs till vår planet från utsidan) svarar inte på huvudfrågan om hur livet uppstod, utan överför detta problem till någon annan plats i universum;

Universums fullständiga radiotystnad;

Eftersom det visade sig att hela vårt universum bara är 13 miljarder år gammalt (dvs hela vårt universum är bara 3 gånger äldre (!) än planeten Jorden), så finns det väldigt lite tid kvar för livets ursprung någonstans långt borta.. . Avståndet till närmaste stjärna a-centaurus är 4 sv. årets. En modern fighter (fyra ljudhastigheter) kommer att flyga till denna stjärna i ~ 800 000 år.

Materialistiska teorier om livets ursprung

Problemet med livets ursprung för teorier om livets evighet existerar inte av den enkla anledningen att dessa teorier utplånar de skillnader som finns mellan de levande och de icke-levande. Eftersom dessa teorier utgår från det levande - icke-levande komplexets enhet, är det för dem ingen fråga om ursprunget till den ena från den andra. Situationen är helt annorlunda om vi accepterar förekomsten av specifika skillnader mellan levande och livlös materia - i det här fallet uppstår frågan om ursprunget till dessa skillnader. Lösningen på denna fråga är naturligtvis oupplösligt kopplad till de idéer som finns om karaktären av skillnaderna mellan livlös materia och levande organismer.

Frågan om livets ursprung för Pfluger, som för moderna forskare, reducerades till frågan om ursprunget av proteinämnen och deras interna organisation, vilket är den karakteristiska skillnaden mellan proteinerna i levande "protoplasma". Författaren undersöker följaktligen skillnaderna mellan "levande" och "dött" protein, varav den huvudsakliga är instabiliteten hos det "levande" proteinet, dess förmåga att förändras, i motsats till det inerta "döda" proteinet. Vid tiden för Pfluger tillskrevs dessa egenskaper hos ett "levande" protein till närvaron av syre i proteinmolekylen. Denna uppfattning anses nu vara föråldrad. Från andra idéer om skillnaderna mellan "levande" och "dött" protein, stannar forskaren vid innehållet i cyangruppen (CM) i molekylen av det "levande" proteinet, och därför försöker han skapa en idé om ursprunget till denna radikal, grundläggande för proteinmolekylen. I enlighet med detta menar forskaren att cyanidföreningar uppstod vid en tidpunkt då jorden var en smält eller glödande massa. Det är vid dessa temperaturer i laboratoriet som de angivna föreningarna kan erhållas på konstgjord väg. Därefter vid kylning jordyta, cyanföreningar med vatten och med andra kemikalier ledde till bildningen
proteinämnen försedda med "vitala" egenskaper.

I Pflugers teori, som nu är föråldrad, är ett materialistiskt förhållningssätt till problemet med livets ursprung och isoleringen av protein som den viktigaste beståndsdelen i protoplasman värdefulla. Ursprunget till proteinämnen kan föreställas på ett annat sätt. Verkligen,
kort efter Pfluger fanns det andra försök att närma sig lösningen av denna fråga ur biokemisk synvinkel. Ett sådant försök är teorin om engelskainlärning
av J. Ellen (1899).

Det första uppträdandet av kvävehaltiga föreningar på jorden, i motsats till Pfluger, sammanfaller Ellen med den period då vattenånga, på grund av kylning, tjocknade till vatten och täckte jordens yta. I vattnet fanns lösta metallsalter, som är av största vikt för bildning och aktivitet av protein. Den innehöll också en viss mängd koldioxid, som kombinerades med kväveoxider och ammoniak. Den sista
kan ha bildats av elektriska urladdningar i en atmosfär som innehåller kväve.

Redan dessa teorier, som går tillbaka till slutet av förra seklet, beskriver tydligt den huvudsakliga riktningen längs vilken i nuet tiden går utvecklingen av problemet med
Levande.

Elevernas självständiga arbete (efter lärarens bedömning.)

"Studerar frågan om ursprunget till mikroorganismer: spontan generering eller biogenes?" (enl. N. Green).

Syftet med experimentet: att upprepa forskningen av Spallanzani, att ge objektiv bedömning teorier om spontan generering eller biogenes.

Experiment: 4 sterila rör med 15 ml näringsbuljong.

Och ett par:

provrör - öppet, inte uppvärmt.

provrör - stängt (med bomull och folie), inte uppvärmt,

B-par:

provrör - öppet, uppvärmt i ett kokande vattenbad i 10 minuter.

provröret stängs (med bomullsull och folie), värms i ett kokande vattenbad i 10 minuter.

Placera alla rör i 10 dagar vid 32 ° C.

Resultat: undersök en droppe buljong under ett mikroskop, registrera resultaten.

Slutsatser

1. Formulera en hypotes som skulle kunna förklara uppkomsten av mikroorganismer i näringsbuljongen.

Vad är skillnaden mellan rör 1 och 2, 3 och 4?

Med vilken faktor skiljer sig paren A och B?

Vilka provrör fungerar som kontroll?

Tror du att detta experiment uppfyller alla krav för vetenskaplig forskning?

Teorieruppkomstliv

Resurser

VB ZAKHAROV, SG MAMONTOV, NI SONIN, ET ZAKHAROVA LÄREBOK "BIOLOGI" FÖR ALLMÄNNA UTBILDNINGSINSTITUTIONER (10-11 klass).

A.P. Plekhov Biologi med grunderna i ekologi. Serien "Läroböcker för universitet. Speciallitteratur".

Bok för lärare Sivoglazov V.I., Sukhova T.S. Kozlova T.A. Biologi: allmänna mönster.

Värd för presentationer

"Introduktion till allmän biologi och ekologi. Betyg 9 ". A. A. Kamensky (gdz)

Oparin-Haldane hypotes. Experimentella bevis för livets abiogena ursprung

Fråga 1. De viktigaste bestämmelserna i Oparin-Haldane-hypotesen
Enligt teorin om livets ursprung på jorden, skapad av A.I. Oparin och J. Haldane 1924-1927 uppstod levande kroppar från ämnen av oorganisk natur i tre steg:
1. I det första skedet skedde bildningen av organiska ämnen från oorganiska. Under moderna förhållanden är uppkomsten av levande saker från den livlösa naturen omöjligt. Abiogent (dvs utan deltagande av levande organismer) var uppkomsten av levande materia endast möjlig under förhållanden med en gammal atmosfär och frånvaro av levande organismer. Den antika atmosfären inkluderade metan, ammoniak, koldioxid, väte, vattenånga och andra oorganiska föreningar. Under påverkan av kraftfulla elektriska urladdningar, ultraviolett strålning och hög strålning kan organiska föreningar uppstå från dessa ämnen, som ackumulerats i havet och bildar en "primär soppa".
2. I det andra steget - bildandet av proteiner, fetter, kolhydrater och nukleinsyror från enkla organiska föreningar i vattnet i det primära havet. I den "primära buljongen" av biopolymerer bildades multimolekylära komplex - koacervater. Metalljoner, som fungerade som de första katalysatorerna, kom in i koacervatdropparna från den yttre miljön. Från det enorma antalet kemiska föreningar som finns i "primärbuljongen" valdes de mest katalytiskt effektiva kombinationerna av molekyler, vilket i slutändan ledde till uppkomsten av enzymer. På gränsen mellan koacervaten och den yttre miljön radade sig lipidmolekyler, vilket ledde till bildandet av ett primitivt cellmembran.
3. Det tredje stadiet är livets utvecklingsstadium. I detta skede började koacervat (latinsk coacervo - jag samlar, ackumulerar), det vill säga kolloidala droppar, där koncentrationen av ämnen var högre än i den omgivande lösningen, att förstoras och interagera med varandra och med andra ämnen. Som ett resultat av interaktionen av koacervat med nukleinsyror, självreplikerande protobioter(proteinpartiklar som inkluderade nukleinsyror), vilket ledde till uppkomsten av självreproduktion, bevarande av ärftlig information och dess överföring till efterföljande generationer; från det ögonblicket började perioden av organisk evolution. Det bör betonas att levande organismer är öppna system med förmåga till självreproduktion, in i vilka energi kommer utifrån. I detta avseende är det uppenbart att de första levande organismerna var heterotrofer som fick energi på grund av den anaeroba nedbrytningen av organiska föreningar. Uppkomsten av den moderna atmosfären är direkt relaterad till uppkomsten och utvecklingen av autotrofa organismer och fotosyntes. Sedan livets början har det också uppstått ett samband mellan biologiska, geologiska och geokemiska processer, som studeras av den skapade av akademiker V.I. Vernadsky Science "biogeokemi".

Fråga 2. Vilka experimentella bevis kan anföras till förmån för denna hypotes?
1953 bekräftades denna hypotes om A.I. Oparin experimentellt av den amerikanske vetenskapsmannen S. Millers experiment (han tilldelades Nobelpriset i kemi för experimentell produktion av aminosyror). I installationen som han skapade simulerades de förhållanden som förmodas existerade i jordens primära atmosfär. Som ett resultat av experimenten erhölls aminosyror. Liknande experiment upprepades många gånger i olika laboratorier och gjorde det möjligt att bevisa den grundläggande möjligheten att syntetisera praktiskt taget alla monomerer av grundläggande biopolymerer under sådana förhållanden. Senare fann man att under vissa förhållanden kan mer komplexa organiska biopolymerer syntetiseras från monomerer: polypeptider, polynukleotider, polysackarider och lipider. Oparin var den första som genomförde en studie av kemiska reaktioner som kunde orsaka bildning av kolhydrater, fetter och aminosyror utan deltagande av levande organismer, utfördes av Oparin och fortsattes av Calvin och andra.urea 1828, syntetiserade Kolbe ättiksyra 1845 syntetiserade Berthelot fett 1854, Butlerov fick ett sockerämne 1861), men ingen av dessa forskare genomförde experiment under förhållanden som liknade de som fanns i historiska tider på jorden (atmosfär utan O2, stark ultraviolett strålning, gigantiska elektriska urladdningar).

Fråga 3. Vad är skillnaden mellan A. I. Oparins hypotes och J. Haldanes hypotes?
J. Haldane lade också fram hypotesen om livets abiogena ursprung, men till skillnad från A.I. Oparin prioriterade han inte proteiner - koacervatsystem som kan metaboliseras, utan nukleinsyror, dvs makromolekylära system som kan självreproduktion.

Fråga 4. Vilka argument ger motståndare som kritiserar hypotesen om AI Oparin?
A.I. Oparins hypotes förklarar i huvudsak inte mekanismen för det kvalitativa språnget från icke-levande till levande.