Упражнение №27

§ 27. Происхождение жизни на Земле
1. Что такое жизнь?
Жизнь — это активное, идущее с затратой энергии, поддержание и воспроизведение специфических внутривидовых отношений между молекулами, а также специфических межвидовых отношений.
2. Какие гипотезы происхождения жизни вам известны?
Креационизм — жизнь создана сверхъестественным существом в результате акта творения.
Гипотеза стационарного состояния — жизнь существовала всегда.
Концепция самопроизвольного зарождения жизни — живые организмы могут возникать из неживого вещества.
Гипотеза панспермии — жизнь была занесена на Землю из космоса.
Гипотеза биохимической эволюции — жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам.
3. В чём заключается основной принцип научного метода?
Основной принцип научного метода — это проверка гипотезы экспериментальным путём.
Какие доводы за и против гипотезы панспермии можно привести?
Доводы за гипотезу панспермии:
• Все известные нам способы зарождения жизни требуют определённых условий, которые сложно соблюсти.
• Зарождение жизни требует большого количества времени, а Земля сформировалась не так давно.
• Гипотеза панспермии объясняет наличие в космосе органических молекул.
Доводы против гипотезы панспермии:
• Современные микроорганизмы не выживают в космическом пространстве.
• Современные микроорганизмы не выживают при входе в атмосферу Земли.
• Современные микроорганизмы не выживают в земных условиях.
1. Почему представление о божественном происхождении жизни нельзя ни подтвердить, ни опровергнуть?
Гипотезу божественного возникновения живого можно принять только на веру, так как её нельзя экспериментально проверить или опровергнуть. Следовательно, она не может рассматриваться с научной точки зрения.
2. Каковы основные положения гипотезы Опарина-Холдейна?
В 20-е г. ХХ в. русский учёный Александр Иванович Опарин и англичанин Джон Бёрдон Холдейн высказали гипотезу о возникновении жизни в процессе биохимической эволюции углеродных соединений, которая и легла в основу современных представлений.
Они исходили из того, что в современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно. Абиогенез (т. е. возникновение живой материи) был возможен без участия живых организмов только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.
Различия во взглядах Опарина и Холдейна заключались в том, что первый отдавал первенство белкам, а второй - нуклеиновым кислотам. В процессе происхождения жизни на Земле Опарин и Холдейн выделяли четыре этапа:
1) синтез низкомолекулярных органических соединений из газов первичной атмосферы;
2) полимеризация мономеров с образованием цепей белков и нуклеиновых кислот;
3) образование обособленных систем из органических веществ, отделённых от внешней среды мембранами;
4) возникновение простейших клеток, обладающих свойствами живого, в том числе репродуктивным аппаратом, осуществляющим передачу потомкам всех химических и метаболических свойств родителей.
Первые три этапа учёные отнесли к периоду химической эволюции, а с четвёртого, по их мнению, начинается уже биологическая эволюция.
3. Какие экспериментальные доказательства можно привести в пользу этой гипотезы?
Гипотеза Опарина - Холдейна завоевала много сторонников, так как получила экспериментальное подтверждение тогда, когда была доказана возможность абиогенного синтеза органических биополимеров. В 1953 г. американские учёные химик Стэнли Миллер и физик Гарольд Юри в лабораторных условиях в созданной ими установке смоделировали условия, предположительно существовавшие в первичной атмосфере Земли, состоявшей из метана, аммиака и паров воды. После, воздействуя на неё искровыми разрядами, они получили простые органические вещества - аминокислоты глицин, аланин и др. Тем самым была доказана принципиальная возможность абиогенного синтеза органических соединений (но не живых организмов) из неорганических веществ. Сходные опыты многократно повторялись в различных лабораториях и позволили доказать принципиальную возможность синтеза в таких условиях практически всех мономеров основных биополимеров.
4. Какие доводы приводят оппоненты, критикуя гипотезу Опарина-Холдейна?
В рамках этой гипотезы не удаётся дать ответ на главный вопрос: как именно произошёл качественный скачок от неживого к живому? Ведь для репликации нуклеиновых кислот необходимы белковые ферменты, а для синтеза белков – нуклеиновые кислоты. Этот ответ смогла дать появившаяся не так давно гипотеза РНК-мира.
5. Почему учёные считают гипотезу абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции наиболее приемлемой?
Учены считают гипотезу абиогенного зарождения жизни в процессе биохимической эволюции наиболее приемлемой, так как она была подтверждена экспериментально. Кроме того, она подтверждается гипотезой РНК-мира.
6. Почему учёные считают, что открытия, сделанные при изучении РНК, могут дать ключ к решению проблемы возникновения жизни?
Учёные считают, что открытия, сделанные при изучении РНК, могут дать ключ к решению проблемы возникновения жизни, потому что РНК, по-видимому, была первым носителем генетической информации.
Используя ключевые слова параграфа, постройте основу схемы (ментальной карты), показывающей гипотезы о происхождении жизни. Проиллюстрируйте примерами.
Чарлз Дарвин в 1871 г. писал: «Но если бы сейчас … в каком-либо тёплом водоёме, содержащем все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества и т. п., химически образовался белок, способный к дальнейшим, всё более сложным превращениям, то это вещество немедленно было бы разрушено или поглощено, что было невозможно в период до возникновения живых существ».
Обсудите, насколько справедливо это высказывание Дарвина.
Высказывание Чарлза Дарвина, сделанное в 1871 году, отражает его понимание процесса возникновения жизни. Дарвин предполагает, что в "тёплом водоёме", содержащем все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества и т. п., может образоваться белок, способный к дальнейшим, всё более сложным превращениям. Однако, по его мнению, это вещество немедленно было бы разрушено или поглощено.
Современные научные исследования показывают, что это высказывание Дарвина не совсем справедливо. Во-первых, современные теории происхождения жизни предполагают, что первые формы жизни могли возникнуть в условиях, отличных от "тёплого водоёма". Например, некоторые учёные предполагают, что это могло произойти в гидротермальных источниках на дне океана.
Во-вторых, современные исследования в области синтетической биологии и происхождения жизни показывают, что образование белков и других органических молекул в условиях, приближенных к условиям ранней Земли, возможно. Например, в 2010 году исследователи из США и Израиля смогли синтезировать белок, используя простые органические молекулы и энергию ультра-фиолетового излучения.

*Текст задания приводится исключительно в образовательных целях для более полного понимания решения.

Предыдущий-следующий

уч.2019

Мордкович

(Профильный)

уч.2018

(Сам и контр)

уч.2026

Алимов 10-11 класс

уч.2022

Колягин

уч.2022

Кузнецова

уч.2022

Котова

Комменты вк