Исследовательская работа "Как появилась жизнь на Земле?"

Управление образования администрации Шушенского района

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Шушенская средняя общеобразовательная школа №1

    «Как появилась жизнь на  Земле?»

Исследовательская работа

    Выполнила: Недосекова Елена Павловна

                                                ученица 3«а» класса муниципального                                                                        бюджетного образовательного учреждения

Шушенская общеобразовательная школа №1

662710,ул.Мичурина 27,  р.т.: 8-(39139)-31462

Домашний адрес: 662710, Красноярский край, р.п.Шушенское, 2-20-115

Руководитель: Костина Ольга Валентиновна

учитель начальных классов

муниципального бюджетного образовательного учреждения

Шушенская общеобразовательная школа №1

                                                     Шушенское 2012-2013

Информация об участнике

                                            Аннотация

Недосекова Елена Павловна

Р.п. Шушенское МБОУ СОШ №1, 3 «а» класс

«Как появилась жизнь на Земле»

Руководитель: Костина Ольга Валентиновна, учитель начальных классов

Цель работы: предположить и описать условия возникновения первых живых организмов на Земле, одноклеточных и беспозвоночных бактерий и микробов.

Методы исследования: изучение литературы и сведений в интернете по теме,

опыт и наблюдение, формирование предположения.

Основные результаты исследования: на основе изученной литературы и

материалов  из интернета по теме, демонстрации опытов сделано

предположение, что жизнь на  Земле могла возникнуть  из первичного бульона, которым

был в то время мировой океан. В связи с тем, что во время остывания Земля выбрасывала

в атмосферу множество различных газов и веществ, затем эти вещества выливались с  

 большими ливневыми дождями на поверхность Земли, образовывая моря и океаны с

большим содержанием минералов, солей и других веществ, которые могли

способствовать появлению живых организмов на планете.

Этот вопрос и будет освещен в моей работе.

Опытным путем я попробую доказать, что живые организмы появились в воде.

                                                                                                                                                                    1

        Содержание

Введение……………………………………………………………………...3

1. Некоторые понятия, которые помогут мне понять суть темы …….…...4

1.1. Основные гипотезы ученых о возникновении жизни на Земле…….. .5

1.2.Почему меня заинтересовал этот  вопрос………………………………6

2.Как я изучала этот вопрос…………………………………………………7

3.Выводы……………………………………………………………………...8

Литература…………………………………………………………………….9

                                                                                                                              2

                                             Введение

В прошлом году я защищала проект на тему «Как появилась наша Земля?». Изучив и просмотрев материал по теме, мне попалась статья о возникновении жизни на Земле. И я решила более глубже изучить и исследовать данный вопрос в своей работе. В работе мне очень помог материал по предмету «Окружающий мир» в теме «Состав веществ», «Тела и вещества», «Строение простейших».

Поэтому целью моей работы стало исследование возможных причин появления жизни на нашей Земле.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1.Ознакомиться с гипотезами ученых мира о происхождении жизни на Земле.

2.Разработать и провести эксперименты в домашних условиях.

3.Обобщить полученные данные и оформить материал в доступном виде.

Перед тем, как начать исследование, появилась версия, что жизнь на земле могла возникнуть  естественным путем с присутствием внешних сил. По этому вопросу написано очень  много научных трудов, гипотез, статей и книг. Очень  много материала найдено в интернете и в детской энциклопедии «Почему и потому» М.:   Росмен-Пресс,2005, в «Большой иллюстрированной энциклопедии», Ридерз Дайджест, 2009.

В ходе исследования были применены следующие методы: изучение литературы по теме и материала, помещенного в интернете, изготовление и демонстрация опытов, приготовленных в домашних условиях, фиксирование результатов путем выводов к работе.

                                                                                                                                                    3              

Некоторые понятия, которые помогут мне понять суть темы

Появление жизни на Земле до сих пор является загадкой для учёных. По самой распространённой гипотезе жизнь на Земле появилась примерно 3.8 миллиарда лет назад. Наиболее вероятной причиной появления жизни считается биохимическая эволюция. Однако учёные не исключают и гипотезы панспермии — внеземного происхождения жизни. Классический вопрос «Что появилось раньше: яйцо или курица?» демонстрирует нам всю сложность проблемы, с которой сталкиваются теории зарождения жизни на Земле.

Биомолекулы — основа для появления жизни
Что можно считать началом появления жизни? Большинство современных учёных полагают, что толчок возникновению жизни на Земле дала химическая эволюция, в ходе которой неорганические молекулы на Земле под воздействием воды и воздуха стали превращаться в органические. Поначалу это были органические спирты и кислоты, затем постепенно стали появляться так называемые «биомолекулы» (аминокислоты, жирные кислоты и полисахариды). И наконец непосредственным предвестником появления на Земле жизни стал белок, ставший «строительным материалом» для всех живых организмов.

Бактерии — первые живые организмы
Самые древние живые организмы, о которых нам известно — цианобактерии. Это сине-зелёные водоросли, которые, как полагают учёные, первыми развили способность к фотосинтезу. Первые живые организмы на Земле были примитивными и жили в воде. Учёные считают наличие на Земле воды в жидком состоянии одним из важнейших условий для появления жизни.

Эволюция — путь развития жизни на Земле
С течением времени живые организмы становились всё сложнее, пытаясь приспособиться к земным условиям и выжить в конкурентной борьбе с сородичами. Так из бактерий и водорослей появились многоклеточные организмы, затем они потихоньку превратились в рыб и рептилий, вышли на сушу и в итоге образовали тот невероятно богатый животный мир, частью которого мы с вами являемся.

 Коацерваты — вязкая, гелеобразная капля. Коацерваты  способны поглощать из внешней среды различные органические вещества.

                                                                                                                                                  4

           Пять гипотез  ученых мира о возникновении жизни на Земле.

Божественное сотворение мира.

Жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом. Процесс сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и недоступный для наблюдения.

Самопроизвольное зарождение жизни. 

Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни. Биологический этап. Происхождение жизни на Земле. «Большой взрыв». Земля и жизнь существовали всегда, вечно определённые вещества содержат «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм.

Живые организмы образовывались от живых организмов.

Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, которая, если и изменялась, то очень мало.

Космическое происхождение жизни.

Теории возникновения жизни на земле. А.Гангнус. Биохимическая эволюция. Теорию Большого взрыва предложили ученые Фридман и Леметр. Периодом Большого взрыва условно называют интервал времени от нуля до нескольких сот секунд. Видимо такие комплексы были прообразом будущих клеток. Молекулы органических веществ объединялись друг с другом, образуя цепочки нуклеиновых кислот. Теория большого взрыва. Пространство быстро расширилось, t  разлетающихся частиц, обладающих высокой энергией начала снижаться.

Жизнь на Землю была занесена из космоса с метеоритами.

Ученые предполагают, что жизнь на Землю занесена извне с метеоритами, кометами или даже НЛО.

Гипотеза Опарина.

Сущность: возможно спонтанное зарождение живого из неживого. Данные объединения обеспечивали большую устойчивость. Сущность: жизнь возникла в результате сверхъестественного события в прошлом. Теория биохимической эволюции (теория  А.И.Опарина 1923 г. ). Воздух в колбу проходил свободно, а микробы оседали в горлышке и в бульон не попадали.

                                                                                                                                                    5

                      Почему меня заинтересовал этот вопрос

Мы живём в современном мире, в котором существуют миллионы видов растений, животных, насекомых. У меня возник вопрос: « С чего всё началось, откуда появилась жизнь на Земле?» Сначала я спросила родителей, но они смогли ответить на мой вопрос. Затем я подошла к учителю, и она мне посоветовала изучить этот вопрос, порекомендовав литературу и возможности интернета. Вот что мне удалось выяснить.

Итак, первый шаг на пути к возникновению жизни заключается в образовании органических веществ из неорганических. Он связан с наличием химического «сырья», синтез которого может произойти при определенном излучении, давлении, температуре, влажности. Возникновению простейших живых организмов предшествовала длительная химическая эволюция. Из сравнительно небольшого числа соединений (в результате естественного отбора) возникли вещества со свойствами, пригодными для жизни. Соединения, возникшие на основе углерода, образовали «первичный бульон» гидросферы. По мнению ученых, содержащие азот и углерод вещества возникли в расплавленных глубинах Земли и выносились на поверхность при вулканической деятельности. Второй шаг в возникновении соединений связан с возникновением в первичном океане Земли упорядоченных сложных веществ – биополимеров: нуклеиновых кислот, белков. Как осуществлялось формирование биополимеров?

Если предположить, что в этот период все органические соединения находились в первичном океане Земли, то более сложные органические соединения могли образоваться на поверхности океана в виде тонкой пленки и на прогреваемом солнцем мелководье. Бескислородная среда облегчала синтез полимеров из неорганических соединений. Кислород как сильнейший окислитель разрушал бы возникающие молекулы. Сравнительно несложные органические соединения начали объединяться в крупные биологические молекулы. Образовались ферменты – белковые вещества, которые способствуют возникновению или распаду молекул. В результате активности ферментов возникли важнейшие «первоэлементы жизни» — нуклеиновые кислоты. Мономеры в нуклеиновых клетках расположены таким образом, что несут определенную информацию, код, заключающийся в том, что каждой аминокислоте, входящей в белок, соответствует определенный набор из трех нуклеотидов. На основе нуклеиновых кислот уже могут строиться белки и происходить обмен с внешней средой веществом и энергией.

                                                                                                                              6

                                   Как я изучала этот вопрос

Прочитав об опытах Опарина в домашних условиях, я решила провести эти опыты у себя дома. Для этого я взяла дождевую воду и наполнила ею два сосуда. Один сосуд был прозрачный и открыт для доступа света, тепла и воздуха, а второй непрозрачный и закрыт плотно крышкой и залеплен пластилином.

Первый сосуд поместили на подоконнике, а второй поставили в прохладное темное место.

Через 6 месяцев меня поразил результат! В первом сосуде зародились живые организмы!

В классе под микроскопом мы посмотрели капли из разных сосудов. Вот как выглядит капля из первого сосуда. Для того чтобы увидеть в капле живые организмы, я закрасила ее марганцем. К сожалению, мы не можем в домашних условиях воссоздать климат древней Земли. И, естественно, всю эволюцию жизни. Но, данный опыт Опарина дает нам понять, что, возможно, жизнь зародилась в воде (первичном бульоне) древнего мирового океана нашей Земли.

Выводы.

Полагают, что первоначально в земной атмосфере и Мировом океане не было свободного кислорода, и в этих условиях жили и развивались лишь анаэробные микроорганизмы. Особым шагом в эволюции живого было возникновение фотосинтезирующих бактерий, которые, используя энергию света, превращали углекислый газ в углеводные соединения, служащие пищей для других микроорганизмов. Если первые фотосинтетики выделяли метан или сероводород, то появившиеся однажды мутанты начали вырабатывать в процессе фотосинтеза кислород. По мере накопления кислорода в атмосфере и водах анаэробные бактерии, для которых он губителен, заняли бескислородные ниши.

Если предположить, что в этот период все органические соединения находились в первичном океане Земли, то более сложные органические соединения могли образоваться на поверхности океана в виде тонкой пленки и на прогреваемом солнцем мелководье. Бескислородная среда облегчала синтез полимеров из неорганических соединений. Кислород как сильнейший окислитель разрушал бы возникающие молекулы. Сравнительно несложные органические соединения начали объединяться в крупные биологические молекулы. Образовались ферменты – белковые вещества-катализаторы, которые способствуют возникновению или распаду молекул. В результате активности ферментов возникли важнейшие «первоэлементы жизни» — нуклеиновые кислоты, сложные полимерные вещества (состоящие из мономеров). Мономеры в нуклеиновых клетках расположены таким образом, что несут определенную информацию, код, заключающийся в том, что каждой аминокислоте, входящей в белок, соответствует определенный набор из трех нуклеотидов, так называемый триплет нуклеиновой кислоты. На основе нуклеиновых кислот уже могут строиться белки и происходить обмен с внешней средой веществом и энергией. Симбиоз нуклеиновых кислот образовал «молекулярно-генетические системы управления» .

Возникновение жизни на Земле носит закономерный характер. Ее появление связано с длительным процессом химической эволюции, происходившей на нашей планете.

                                                                                                                                                     8

                                                  Литература

1. http://ru.wikipedia.org 
2. http://images.yandex.ru 
3. http://www.darwin.museum.ru/dino/be_dino/vozn.htm 
4. http://perunica.md8.ru/raznoe/336-otkuda-poyavilsya-na-zemle-chelovek.html 
5. «Почему и потому» Энциклопедия для детей. М.: Росмен-Пресс,2005.
6. Большая иллюстрированная энциклопедия. Изд.:Ридерз Дайджест, 2009.

                                                                                                                                 9