Открытый урок по биологии "Теория происхождения жизни на Земле"

Слайд 1

Теория биохимической эволюции Опарина Подготовили Ученики 9 класса МКОУ «СОШ №21» ИМРСК Сотникова Полина, Ноздрачев Максим Проверил Учитель – преподаватель по химии и биологии МКОУ «СОШ №21» ИМРСК Артюхова Алёна Валерьевна А. И. Опарин (2.03.1894 – 21.04.1980 гг.)

Слайд 2

Гипотеза биохимической эволюции Опарина – Холдейна, согласно которой жизнь появилась на Земле.

Слайд 3

Этапы возникновения жизни на Земле: Первый этап Второй этап Третий этап Образование органических веществ из неорганических. Атмосфера и океан насыщаются альдегидами, спиртами, аминокислотами. Образование из простых органических соединений в водах первичного океана – белков, жиров , углеводов, нуклеиновых кислот. Формирование коацерватов, действующих как открытые системы. Появление матричного синтеза в коацерватах, появление самовоспроизведения на основе матричного синтеза, сначала самовоспроизведение РНК, затем ДНК.

Слайд 5

Стэнли Миллер и Сидни Фокс сконструировали аппарат, в котором содержались газы первичной атмосферы. Через эту смесь они пропускали электрические разряды. Так абиогенным путем были получены аминокислоты, другие ученые получили набор всех мономеров, нужных для синтеза биополимеров. Это было на первом этапе возникновения жизни на Земле. Затем, на втором этапе, из простых органических соединений в водах первичного океана формировались биополимеры – белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, которые самопроизвольно объединялись в коацерваты капли.

Слайд 7

На третьем этапе появляется матричный синтез, самовоспроизведение нуклеиновых кислот в коацерватах. Матричный синтез начинался с РНК . Для нее доказана возможность самокопирования и каталитическая активность. Более устойчивые коацерваты с такими РНК и дали пробионтов.

Слайд 8

Эволюция на уровне молекул РНК в коацерватах шла миллионы лет . Так возник древний мир РНК. Мутации и рекомбинации в популяциях РНК создавали все большее разнообразие этого мира. Параллельно идет эволюция связей между РНК и синтезом полипептидов, обеспечивающими их более надежное существование. На следующем этапе возникает ДНК, их двуцепочечное строение обеспечивает устойчивость и точную репликацию (удвоение).

Слайд 9

Первые фотосинтетики – зеленые и пурпурные бактерии имели фотосистему-1, которая в качестве донора электронов и использовала Н 2 S . При фотосинтезе выделялась сера. Позже, у цианобактерий впервые появляется ФС-2, способная отбирать электроны у Н 2 О – атмосфера стала насыщаться кислородом, что привело к появлению дыхания. Типы питания пробионтов По типу питания первые организмы были доядерными анаэробными гетеротрофами – питались готовыми органическими веществами.

Слайд 10

Симбиотическое происхождение эукариотических клеток Многие ученые считают, что митохондрии были бактериями- окислителями, хлоропласты – синезелеными, которые были фагоцитированы, но не были переварены, а вступили в симбиоз с клеткой-хозяином.

Слайд 11

Симбиотическое происхождение эукариотических клеток Первая животная клетка Первая растительная клетка

Слайд 12

Популярность теории Опарина в научном мире очень велика. Однако большая часть экспериментов, развивших идеи ученого, была проведена только в 1950--1960-е гг. Так, в 1953 г. С. Миллер в ряде экспериментов смоделировал условия, существовавшие на раннем этапе эволюции Земли. В сделанной им установке были синтезированы многие аминокислоты, аденин, простые сахара и другие вещества, имеющие важное биологическое значение. После этого Л. Орджел в сходном эксперименте синтезировал простые нуклеиновые кислоты. Но, несмотря на экспериментальную обоснованность и теоретическую убедительность, теория Опарина имеет как сильные, так и слабые стороны . Современное представлении теории 12.01.1927г – 27.10.2007г Л. Орджел 7.03.1930г – 20.05.2007г С. Миллер

Слайд 13

Сильная сторона теории Сильной стороной теории является достаточно точное экспериментальное обоснование химической эволюции, согласно которой зарождение жизни является закономерным результатом добиологической эволюции материи. Убедительным аргументом в пользу этой теории является также возможность экспериментальной проверки ее основных положений. Это касается не только лабораторного воспроизведения предполагаемых физико-химических условий первичной Земли, но и коацерватов, имитирующих доклеточных предков и их функциональные особенности.

Слайд 14

Слабая сторона теории Слабой стороной теории является невозможность объяснения самого момента скачка от сложных органических соединений к живым организмам, ведь ни в одном из поставленных экспериментов получить жизнь так и не удалось. Кроме того, Опарин допускал возможность самовоспроизведения коацерватов в отсутствие молекулярных систем с функциями генетического кода. Иными словами, без реконструкции эволюции механизма наследственности объяснить процесс скачка от неживого к живому не удается. Поэтому сегодня считается, что решить эту сложнейшую проблему биологии без привлечения концепции открытых каталитических систем, молекулярной биологии, а также кибернетики не получится.

Слайд 15

Вывод о теории биохимической эволюции Опарина В современном естествознании идея эволюции нашего мира находит свое применение и к возможности появления жизни из неживого на этапах развития материи от неорганического мира к органическому и далее к биологическому. Как указывал в 1912 г. русский естествоиспытатель К. А. Тимирязев, «...мы вынуждены допустить, что живая материя осуществлялась так же, как и все остальные процессы, путем эволюции... Процесс этот, вероятно, имел место и при переходе из неорганического мира в органический» К. А. Тимирязев 22.05.1843 г – 28.04.1920 г

Слайд 16

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ