Возникновение и развитие жизни на Земле

Июль 22, 2022

Главная
Биология
Возникновение и развитие жизни на Земле

Содержание

2. В окружающем нас мире мы без труда одни тела относим к живым, другие — к неживым.
3. Этот вопрос с давних пор привлекал ученых и мыслителей, которые, желая дать краткое определение понятиям «жизнь»,
4. Наиболее удачное определение жизни в книге «Анти-Дюринг» дал Ф. Энгельс: «Жизнь есть способ существования белковых тел,
5. Белки — вещества с легко изменяемой структурой. Для живого состояния необходимо присутствие белков не в любой
6. Белки, утратившие природную конфигурацию, немедленно уничтожаются и заменяются новосинтезированными белками. Белковый состав клетки в процессе жизни,
7. Во второй части своего определения Ф. Энгельс говорит о способе существования белков. Этот способ — обмен
8. Современные ученые расширяют и дополняют характеристику живого тела. Приведем одно из современных определений живого тела :
9. Обратите внимание на оговорку в этом определении: «Живые тела, существующие на Земле...» Очевидно, не исключается возможность,
10. С незапамятных времен человек задавал вопрос: откуда берутся живые существа? В античное время и в средние
11. Вполне серьезно ученые считали, что лягушки в прудах возникают из ила, мухи — из грязи. Видный
12. В 1661 г. итальянский врач Франческо Реди опубликовал результаты своих опытов. В каждый из восьми стеклянных
13. Через несколько дней в мясе, лежащем в открытых сосудах, появились черви (личинки мух). На мясе в
14. Премия была присуждена выдающемуся французскому ученому-химику и бактериологу Луи Пастеру (1822—1895). Исключительный интерес к проблемам самозарождения
15. Пастер поместил бульон в колбу с длинным узким горлышком S-образной формы. Воздух в колбу проходил свободно,
16. Затем Пастер прокипятил бульон, чтобы убить находящихся там микробов. Проходили месяцы, а содержимое колбы оставалось стерильным.
17. Любой организм, от самого примитивного до высокоорганизованного, рождается от живых организмов. «Все живое из живого». Другими
18. По данным космологии (наука о происхождении небесных тел), все планеты, и Земля в том числе, были
19. Для того чтобы объяснить, каким образом возникла жизнь на Земле, была предложена гипотеза вечности жизни -
20. Однако если бы даже было доказано, что на Землю могут попадать живые организмы с пылью и
21. Более обоснованная гипотеза выдвинута в 1924 г. академиком А. И. Опариным - жизнь на Земле первоначально
22. Земля вначале была холодная, но в дальнейшем благодаря распаду содержащихся в ней радиоактивных элементов она стала
23. После того как температура на поверхности Земли стала ниже 100°С, начался период дождей, вследствие чего образовались
24. Первым шагом на пути возникновения жизни на Земле стал небиологический (абиогенный) синтез органических молекул из неорганических.
25. Органические вещества накапливались в воде первобытного океана. Они находились там вначале в виде очень разбавленного раствора.
26. Вторым шагом на пути возникновения жизни на Земле был процесс концентрирования органических веществ. Возможно он происходил
27. Явление коацервации состоит в том, что при некоторых условиях (например, в присутствии электролитов) высокомолекулярные вещества отделяются
28. В результате поглощения веществ капельки коацервата увеличиваются в размерах. Внешне это сходно с процессом роста. В
29. Важнейшей ступенью к жизни явилось возникновение молекул, способных к самовоспроизведению. Это, вероятно, были простейшие полинуклеотиды. Сборка
30. В процессе самовоспроизведения полинуклеотидных молекул в некоторых случаях возникали «ошибки», т.е. новая молекула полинуклеотида не вполне
31. Первобытные организмы по способу питания были настоящими гетеротрофами, так как они использовали уже готовые органические вещества.
32. Случайно приобретенные в результате наследственных изменений полезные в данных условиях признаки закреплялись отбором. В процессе исторического
33. Крупным шагом на пути эволюции жизни было возникновение автотрофного питания. В условиях все уменьшающихся запасов органических
34. Особенно крупным прогрессивным изменением типа ароморфоза было возникновение фотосинтеза, которое оказало громадное влияние на дальнейшую эволюцию
35. Этот путь получения энергии малоэффективен и требует большого количества пищи. С развитием фотосинтеза и появлением в
36. Появление кислородного фотосинтеза стало важнейшим поворотным пунктом в развитии жизни, благодаря которому в атмосфере появился кислород
37. Земля в период возникновения на ней жизни подвергалась интенсивному воздействию излучения Солнца, которое было губительно для
39. Скачать презентацию

Слайд 2

В окружающем нас мире мы без труда одни тела относим к

живым, другие — к неживым.
Что же отличает живые тела от неживых?

Определение понятия «жизнь»

Слайд 3

Этот вопрос с давних пор привлекал ученых и мыслителей, которые, желая

дать краткое определение понятиям «жизнь», «живое тело», старались найти самое существенное, самое характерное в этих понятиях.

Слайд 4

Наиболее удачное определение жизни в книге «Анти-Дюринг» дал Ф. Энгельс:
«Жизнь

есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел».

Слайд 5

Белки — вещества с легко изменяемой структурой. Для живого состояния необходимо

присутствие белков не в любой форме, но лишь в такой, которая сохраняет свою уникальную структуру, обладающую биологической активностью.

Слайд 6

Белки, утратившие природную конфигурацию, немедленно уничтожаются и заменяются новосинтезированными белками. Белковый

состав клетки в процессе жизни, таким образом, постоянно обновляется.

При умирании организма или при повреждении клетки макромолекулы белков развертываются и переходят в денатурированное состояние.

Слайд 7

Во второй части своего определения Ф. Энгельс говорит о способе существования

белков.
Этот способ — обмен веществ, при помощи которого поддерживается природная конфигурация белков и обеспечивается непрерывное их обновление.

Слайд 8

Современные ученые расширяют и дополняют характеристику живого тела.
Приведем одно из

современных определений живого тела : «Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот» (М. В. Волькенштейн) .

Слайд 9

Обратите внимание на оговорку в этом определении: «Живые тела, существующие на

Земле...»
Очевидно, не исключается возможность, что на других планетах могут быть обнаружены живые тела, существенно отличающиеся от земных.

Слайд 10

С незапамятных времен человек задавал вопрос: откуда берутся живые существа? В

античное время и в средние века уровень развития биологии был очень низким. В тот период были распространены взгляды о том, что живые организмы самопроизвольно возникают из неживого материала.

Слайд 11

Вполне серьезно ученые считали, что лягушки в прудах возникают из ила,

мухи — из грязи.
Видный ученый средневековья Ван Гельмонт (1575—1640) в своей книге указывал на возможность зарождения мышей из грязного белья.
Другой крупный ученый той же эпохи врач Парацельс (1485—1540) опубликовал способ искусственного изготовления человека («гомункулюса»).

Ван Гельмонт

Парацельс

Слайд 12

В 1661 г. итальянский врач Франческо Реди опубликовал результаты своих опытов.

В каждый из восьми стеклянных сосудов он вложил свежее мясо. Четыре сосуда оставил открытыми, а четыре плотно накрыл марлей.

Франческо Реди

Слайд 13

Через несколько дней в мясе, лежащем в открытых сосудах, появились черви

(личинки мух). На мясе в сосудах, обвязанных марлей, червей не было.
Следовательно, они зарождаются не из самого мяса (как было принято считать), а из яиц, отложенных мухами. Это был неотразимый удар по представлению о самопроизвольном зарождении.

Слайд 14

Премия была присуждена выдающемуся французскому ученому-химику и бактериологу Луи Пастеру (1822—1895).
Исключительный

интерес к проблемам самозарождения жизни побудил Парижскую Академию наук в 1860 г. назначить премию за ее решение.

Слайд 15

Пастер поместил бульон в колбу с длинным узким горлышком S-образной формы.

Воздух в колбу проходил свободно, но микробы проникнуть в нее не могли, так как они оседали в S-образном колене горлышка.

Слайд 16

Затем Пастер прокипятил бульон, чтобы убить находящихся там микробов. Проходили месяцы,

а содержимое колбы оставалось стерильным.
Стоило, однако, колбу повернуть так, чтобы содержащийся в ней бульон обмыл S-образное колено горлышка и стек обратно в колбу, в ней вскоре начиналось гниение. Это происходило потому, что в бульон попадали микробы, находившиеся в S-образной части горлышка. Таким образом, невозможность самопроизвольного зарождения микроорганизмов была убедительно доказана.

Слайд 17

Любой организм, от самого примитивного до высокоорганизованного, рождается от живых организмов.

«Все живое из живого». Другими словами, зарождение живого из неживого невозможно принципиально, т. е. никогда и ни при каких условиях.
Но каким же образом первоначально возникла жизнь на Земле?

Слайд 18

По данным космологии (наука о происхождении небесных тел), все планеты, и

Земля в том числе, были когда-то раскаленными телами.
Очевидно, в то время на Земле не могло быть жизни, так как одним из условий существования жизни является температура окружающей среды не выше +50 ... +70°С.
Каким же образом на абсолютно стерильной Земле возникла жизнь, появились организмы, способные к размножению и развитию?

Слайд 19

Для того чтобы объяснить, каким образом возникла жизнь на Земле, была

предложена гипотеза вечности жизни - зародыши жизни (споры растений, микроорганизмы) будто бы рассеяны в космическом пространстве и переносятся с планеты на планету под давлением света.
Сторонниками этого взгляда были многие выдающиеся ученые, в том числе академик В. И. Вернадский.

В. И. Вернадский.

Слайд 20

Однако если бы даже было доказано, что на Землю могут попадать

живые организмы с пылью и метеоритами, тогда каким же образом возникла жизнь на других планетах?
По данным космологии, истории возникновения и развития планет, сходны. Все планеты проходят стадию раскаленных тел, и существование жизни в таких условиях немыслимо.

Слайд 21

Более обоснованная гипотеза выдвинута в 1924 г. академиком А. И. Опариным

- жизнь на Земле первоначально возникла на одном из этапов ее длительной эволюции из неорганической материи. Следовательно, и возникновение клетки имеет длительную историю.
Скорее всего вначале возникли вещества, из которых состоит клетка,— белки, нуклеиновые кислоты, АТФ и др. Эти вещества сложные, они могли возникнуть также в результате длительной эволюции.
Иначе говоря, биологической эволюции предшествовала химическая эволюция. Но как это происходило и под влиянием каких факторов?

Слайд 22

Земля вначале была холодная, но в дальнейшем благодаря распаду содержащихся в

ней радиоактивных элементов она стала разогреваться (в недрах температура достигала 1000°С и выше). Вещества Земли на этой стадии ее развития вступали между собой в химические реакции. Среди продуктов реакций было много газов.
Под громадным давлением они вырывались на поверхность Земли, благодаря чему образовалась ее первичная атмосфера.

Слайд 23

После того как температура на поверхности Земли стала ниже 100°С, начался

период дождей, вследствие чего образовались моря и океаны. В горячей дождевой воде растворялись аммиак, углекислый газ, метан, а также соли и другие вещества, вымываемые из поверхностных слоев Земли.

CO2

NH3

СH4

Слайд 24

Первым шагом на пути возникновения жизни на Земле стал небиологический (абиогенный)

синтез органических молекул из неорганических.
Американский ученый С. Миллер и русские ученые А. Г. Пасынский и Т. Е. Павловская экспериментально доказали образование сложных органических соединений из неорганических веществ, которые могли находиться в водах первобытного океана, под влиянием электрических разрядов и ультрафиолетового излучения.

Слайд 25

Органические вещества накапливались в воде первобытного океана. Они находились там вначале

в виде очень разбавленного раствора.

Слайд 26

Вторым шагом на пути возникновения жизни на Земле был процесс концентрирования

органических веществ. Возможно он происходил в силу присущей всем высокомолекулярным веществам способности самопроизвольно концентрироваться и образовывать так называемые коацерваты (от латинского coacervatio собирание в кучу, накопление).

Слайд 27

Явление коацервации состоит в том, что при некоторых условиях (например, в

присутствии электролитов) высокомолекулярные вещества отделяются от раствора, но не в форме осадка, а в виде более концентрированного раствора, который называется коацерватом. При встряхивании коацервата он разбивается на мелкие капельки.

Белковые коацирватные капли
(микрофотография)

Слайд 28

В результате поглощения веществ капельки коацервата увеличиваются в размерах. Внешне это

сходно с процессом роста. В результате которой в целости остаются капельки более устойчивые, более приспособленные к окружающей среде.
Однако в коацерватах еще отсутствует главный признак живого организма — способность к самовоспроизведению молекул, входящих в их состав.

Слайд 29

Важнейшей ступенью к жизни явилось возникновение молекул, способных к самовоспроизведению. Это,

вероятно, были простейшие полинуклеотиды.
Сборка на молекуле такой же по составу и структуре другой молекулы означала возникновение нового принципа химического синтеза — матричного синтеза, столь характерного для живых систем.

Слайд 30

В процессе самовоспроизведения полинуклеотидных молекул в некоторых случаях возникали «ошибки», т.е.

новая молекула полинуклеотида не вполне точно копировала исходную.
В дальнейшем происходило копирование уже этой новой, измененной молекулы; таким образом возникали мутации. Частота их резко повышалась при воздействии излучений, особенно ионизирующих.

Слайд 31

Первобытные организмы по способу питания были настоящими гетеротрофами, так как они

использовали уже готовые органические вещества. По мере размножения организмов запасы органических веществ в первичном океане иссякали, а синтез новых не поспевал за потребностью.
Началась борьба за пищу, в которой выживали более активные.

Слайд 32

Случайно приобретенные в результате наследственных изменений полезные в данных условиях признаки

закреплялись отбором.
В процессе исторического развития произошло превращение первичных организмов в современную клетку: образовалась защитная оболочка вокруг нуклеиновой кислоты у вирусов или возник слой цитоплазмы вокруг ядра, образовалась наружная мембрана у клеток и т. д.

Слайд 33

Крупным шагом на пути эволюции жизни было возникновение автотрофного питания. В

условиях все уменьшающихся запасов органических соединений у некоторых организмов возникла способность к самостоятельному синтезу органических веществ из простых неорганических веществ окружающей среды.
Энергию, необходимую для такого синтеза, некоторые организмы стали освобождать путем простейших химических реакций окисления и восстановления. Так возник хемосинтез.

Слайд 34

Особенно крупным прогрессивным изменением типа ароморфоза было возникновение фотосинтеза, которое оказало

громадное влияние на дальнейшую эволюцию жизни.
В период возникновения жизни как в атмосфере, так и в океане не осталось свободного кислорода, поэтому первоначально организмы получали энергию путем бескислородных реакций органических веществ.

Слайд 35

Этот путь получения энергии малоэффективен и требует большого количества пищи.
С

развитием фотосинтеза и появлением в атмосфере и воде свободного кислорода возник новый путь освобождения энергии — кислородный путь расщепления, который примерно в 20 раз эффективнее бескислородного.

Слайд 36

Появление кислородного фотосинтеза стало важнейшим поворотным пунктом в развитии жизни, благодаря которому

в атмосфере появился кислород и стало возможным существование высших организмов.

Слайд 37

Земля в период возникновения на ней жизни подвергалась интенсивному воздействию излучения

Солнца, которое было губительно для всего живого. Поэтому жизнь первоначально была возможна только в океане.
По мере развития растений происходило накопление кислорода в атмосфере.
В результате стала возможна жизнь на суше. Жизнь «вышла» из воды и распространилась по всей поверхности Земли.