Презентация на тему "Происхождение жизни на Земле: гипотезы и реальность"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  • Происхождение жизни на Земле: гипотезы и реальность.
• 
  Слайд 2
  

  • Введение
  • Жизнь на планете существует миллиарды лет. Она заполнила все уголки планеты. Считается, что за всю историю жизни на Земле существовало около 4,5 млрд. видов животных и растений.
  • За период изучения вопроса возникновения жизни было высказано множество гипотез. Все они сводятся к двум
  • взаимоисключающим точкам зрения:
  • Биогенез (дословно – «жизнь» «происхождение»: всё живое происходит только от живого
  • Абиогенез (дословно –отрицание «жизнь» «происхождение») возможность происхождения живого от неживого
• 
  Слайд 3
  

  • В разные времена и у разных народов были свои представления о возникновении жизни. Свое отражение они нашли в священных книгах различных мировых религий, которые объединяет возникновение жизни как акт Творца (воля Бога).
  • Гипотезу божественного возникновения жизни можно только принять на веру, так как её нельзя экспериментально проверить или опровергнуть.
  • Гипотеза божественного возникновения жизни (креационизм).
  • Гипотеза не может рассматриваться с научной точки зрения.
• 
  Слайд 4
  

  • Витализм – теория «самозарождения»
  • Гипотеза самозарождения
  • Ученые средневековья считали, что рыбы могли зародиться из ила; черви – из почвы; мыши – из грязи; мухи – из мяса. Утверждали , что в живых организмах существует особая «жизненная сила»(вита).
  • Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач и натуралист
  • Франческо Реди (1626 – 1698).
  • Ф. Реди поставил гениальный по своей простоте опыт с мясом
  • Виталисты: XVIII в. натуралист Ж.Бюффон (1707 – 1788); философ Г. Лейбниц (1646 – 1716); аббат Дж. Нидхэм (1713 – 1781); даже Ж.Б.Ламарк.
  • «достаточно лишь вдохнуть «виту», и неживое станет живым»
• 
  Слайд 5
  

  • Л. Спалланцани натуралист, микроскопист, изобретательный экспериментатор
  • прокипятил мясной бульон в течении часа и поместил бульон в колбу с запаянным горлышком.
  • Ладзаро Спалланцани (1729 – 1799)
  • Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач и натуралист
  • Ф. Реди. Мясо уложил в закрытый горшок,
  • личинки мух
  • не появились.
  • Франческо Реди (1626 – 1698)
• 
  Слайд 6
  

  • Луи Пастер (1822 – 1895).
  • В 1862 году получил специальную премию французской академии наук за «попытку осветить по-новому вопрос о самопроизвольном зарождении жизни».
  • Кипятил в колбе различные питательные среды. Поместил бульоны в колбу с s-образным горлышком. Хорошо прокипяченная среда осталась незараженной микроорганизмами.
  • Луи Пастер (27.12.1822 – 28.09.1895 )
• 
  Слайд 7
  

  • Гипотеза вечной жизни во Вселенной.
  • Гипотеза панспермии.
  • Сторонники считают, что жизнь возникла в космосе и была занесена на нашу планету метеоритами в виде простейших организмов или их спор.
  • Основоположник гипотезы – Иоганн Юстус фон Либих (1803 – 1873).
  • Сторонниками: физхимик С.Аррениус (1859 – 1927); физик П.Н.Лебедев (1866 -1912); биолог В.И.Вернадский (1863 – 1945).
  • Остается вопрос: если жизнь возникла не на Земле, то как она возникла вне её?
• 
  Слайд 8
  

  • Против гипотезы вечной жизни высказывают три достаточно обоснованных довода:
  • 1. Нельзя противопоставлять живую природу неживой. Развитие жизни на Земле говорит о тесной связи между ними.
  • 2. В космическом пространстве существуют факторы, губительно влияющие на живое, даже в состоянии споры.
  • 3. Нет ответа на главный вопрос : каким образом возникли первые зародыши жизни.
• 
  Слайд 9
  

  • Современные представления о происхождении жизни.
  • Достижения естественных наук в XX в и раскрытие механизма эволюции живых, позволили обоснованно предположить, что жизнь возникла на Земле.
  • Коацерватная теория А.И.Опарина – Дж. Б. Холдейна
  • А. И.Опарин – 1924 год; Дж. Б. Холдейн – 1929 год ( независимо друг от друга).
  • Условия среды (физико-химические)
  • Доказательство экспериментом
  • Смысл теории
• 
  Слайд 10
  

  • Базируясь на биохимической гипотезе Опарина, английский ученый Д. Бернал сформулировал:
  • Гипотеза биопоэза.
  • Три этапа:
  • 1.Абиогенное возникновение
  • органических веществ.
  • 2. Образование и эволюция
  • биополимеров.
  • 3. Формирование мембранных структур и первых самовоспроизводящихся организмов –пробионтов.
  • «Цепочка жизни»
  • образуются гидрофильные комплексы, покрытые сольватными оболочками комплексы, способные сливаться друг с другом коацерваты поглощают различные вещества из окружающей среды образуются ферменты, ускоряющие течение биохимических реакций.
  • Гипотеза объединила абиогенез и биогенез
  • Джон Десмонд Бернал (1901-1971)
• 
  Слайд 11
  

  • Физико – химические условия среды.
  • Земная атмосфера 2-3 млрд. лет назад
  • Первичная атмосфера:
  • водород,метан, аммиак, углекислый газ, пары воды, гелий, ксенон.
  • Вторичная атмосфера:
  • водород, углекислый газ, аммиак, метан, азот, кислород.
  • физические условия
  • 1.Увеличение массы планеты.
  • 2.Остывание планеты.
  • 3.Конденсация водяных паров атмосферы.
  • 4.Выпадение колоссального количества осадков, образование водоёмов.
  • 5.Электрические разряды в водной среде.
• 
  Слайд 12
  

  • Среда возникновения жизни.
  • Основной компонент живого – вода.
  • Наиболее приемлемое место зарождения жизни – прибрежные районы морей и океанов.
  • 3. При извержении вулканов выделяется огромное количество газов, составлявших первичную атмосферу.
  • Вулканическая деятельность способствовала образованию высокой температуры раствора (ускорение течения химических процессов).
• 
  Слайд 13
  

  • Коацерватная теория (Схема биохимической эволюции).
  • Н2; Н2О; СН4; СО2; NH4
  • HCN; H2CO3; CH3OH
  • Азотистые основания; углеводы; карбоновые кислоты.
  • Нуклеотиды; полисахариды;
  • аминокислоты
  • Прокариоты
  • Александр Иванович Опарин (1894 – 1980)
• 
  Слайд 14
  

  • Переход от химической эволюции к биологической связан с возникновением простейших фазовообособленных органических систем – пробионтов.
  • SABL
  • S и L - внешняя среда;
  • А - поступающие вещества в систему;
  • В - продукт реакции, способный диффундировать во внешнюю среду.
  • Система «пробионт».
• 
  Слайд 15
  

  • Наиболее перспективным объектом подобной системы служит коацерватная капля:
  • В коллоидных растворах полипептидов, РНК, полисахаридов при определенных условиях образуются сгустки - коацерватные капли. Коацерваты способны адсорбировать различные вещества. В них осмотически поступают химические соединения из окружающей среды. Может идти синтез новых соединений.
  • Под давлением механических сил капли дробятся. Коацерваты не являются живыми существами. Но им свойственны рост, обмен веществ с окружающей средой и каталитическая способность. Со временем формируются кодовые отношения между белками и нуклеиновыми кислотами.
• 
  Слайд 16
  

  • Экспериментальные доказательства.
  • 1. Абиогенный синтез полимеров и нуклеиновых кислот 1953 год американский ученый С.Фокс синтезировал почти все аминокислоты; полимеризацией получил белковоподобные вещества, которые расщеплялись ферментами и обладали слабой каталитической активностью.
  • 2. А.Опарин и сотрудники в лаборатории получили ряд искусственных коацерватов из растворов желатина, гуммиарабика. Использовался фактор ультрафиолетового излучения.
• 
  Слайд 17
  

  • Вывод: химическая эволюция – закономерный естественный процесс, закладывающий основы жизни.
  • 3. В 1953 году американские ученые Юри и Миллер в спецаппарат ввели вещества первичной атмосферы: пары воды, водород, аммиак, метан. Через смесь, разогретую до 80 C°, пропустили электрические разряды. Получили органические вещества: аминокислоты, спирты, сахара.
• 
  Слайд 18
  

  • Схема «Закономерность основных этапов возникновения жизни».
  • Атомы простые молекулымакромолекулы
  • ультрамолекулярные системы (пробионты)
  • одноклеточные организмы.
• 
  Слайд 19
  

  • Планетарная эволюция.
  • Химическая эволюция.
  • 3. Биологическая эволюция.
  • Этапы становления жизни на планете.
  • Четких временных границ между эволюционными этапами не существует.
• 
  Слайд 20
  

  • Химическая эволюция
  • Пробионты
  • Биологическая эволюция
  • Пробионт – простейшая органическая система, способная брать из окружающей среды вещества и энергию и осуществлять важнейшие жизненные функции ,подвергаться естественному отбору.
  • Модель пробионта – коацерватная капля.
  • Искусственно полученные коацерватные капли
• 
  Слайд 21
  

  • Основные тезисы – выводы.
  • Жизнь возникла на Земле абиогенным путем. Биологической эволюции предшествовала длительная химическая эволюция.
  • Возникновение жизни – это этап эволюции материи во Вселенной.
  • Закономерность основных этапов возникновения жизни может быть проверена экспериментально в лаборатории.
  • Первичная атмосфера Земли имела восстановительный характер, поэтому первые организмы были гетеротрофы.
  • В настоящее время живое происходит только от живого. Возможность повторного возникновения жизни на Земле исключена.
• 
  Слайд 22