возникновению жизни на Земле

Возникновение и начальное развитие жизни на
ЗЕМЛЕ.
Задачи:
1.обобщить знания о признаках живых организмах;
2.дать определение понятия «жизнь»;
3.сформировать диалектика – материалистическое представление о возникновенние живого из неживого естественным путем в процессе длительного
исторического развития;
4.раскрыть, почему в настоящее время повторное возникновение жизни на
Земле невозможно.
Методы проведения урока: рассказ учителя, беседа с учащимися, сообщения учащихся.
Оборудование: самодельные таблицы:
1) «Схема опыта Л. Пастера в колбах с S – образным
горлом»(учебник Д. К. Беляева)
2) « Схема прибора С. Миллера, в котором синтезированы
аминокислоты» (учебник Д. К. Беляева)
3) «Образование водной оболочки вокруг крупных молекул и
формирование коацерватов»( учебник «Основы биологии». Автор
Мамонтов С.Г. и др.)
Изучение нового материала.
I. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИВЫХ СИСТЕМ.
Прежде чем говорить о проблеме происхождения жизни, мы должны вспомнить, чем
живые организмы отличаются от неживых систем, есть ли между ними общие черты.
Послушаем разговор профессора и юнната. ( Роли разыгрывают ученики. Материал взят
из журнала «Биология в школе» № 4 1995 г.)
-Профессор: Можешь ли ты, юный друг, отличить живой объект от неживого7
-Юннат: Разве это сложно? Лягушка прыгает - значит, она живая, а камень лежит – он
неживой.
-Профессор: Камень тоже может прыгать – я бросаю его в воду, камень плоский и
запрыгал по поверхности воды, прежде чем утонуть.
-Юннат: Но лягушка может размножаться, воспроизводить себе подобных, а камень
нет.
-Профессор: Я расколю этот камень молотком на несколько кусков и из одного тоже
получу несколько подобных.
-Юннат: Есть еще аргументы: лягушка дышит, а камень нет.
-Профессор: Но что такое дыхание? Это, в сущности, поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Подобные процессы могут идти и в камне.
-Юннат: У меня есть и такой довод: лягушка способна расти, а камень нет.
-Профессор: Камень тоже может присоединить к себе песчинки и расти, лучший пример
– кристаллы поваренной соли или медного купороса, которые могут расти буквально на
глазах.
-Юннат: А что вы скажете относительно обмена веществ и питания у камней?
-Профессор: Вообще говоря, на камне и внутри него идут различные химические
реакции, напоминающие обмен веществ.
-Юннат: Тогда последний аргумент: лягушка состоит из специфических образований –
живых клеток, которые содержат ядро и хромосомы, передающие информацию из
поколения в поколение, а камень нет.
-Профессор: Тут ты прав. Все живое состоит из клеток, обмен веществ в них включает
ассимиляцию и диссимиляцию, чего нет, скажем, у минералов. Да и процесс деления у
животных упорядочен и состоит из митоза и мейоза. Так что у живого и неживого много
общих черт, но есть и различия.
Действительно у живого и неживого много общих черт, но есть и различия. Эти отличия
придают жизни качественно новые свойства. Возникает вопрос:
II. ЧТО ТАКОЕ ЖИЗНЬ?
Может ли дать определение этого понятия? Может. Но только для земной жизни.
Другого варианта жизни не знаем. Хотя в научной литературе обсуждается возможность
существования жизни на Европе – спутнике Юпитера и на Титане – спутнике Сатурна.
Материалистическое определение жизни дал Ф. Энгельс в книге «Анти-Дюринг»
более ста лет тому назад. Он писал: « Жизнь есть способ существования белковых тел,
существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей
их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и
жизнь, что приводит к разложению белка».
(ученики определение записывают в тетрадь)
Однако в определении Энгельса отсутствует важная сторона живых систем – их
способность к самовоспроизведению.
Достижения биологии нашего времени позволили вскрыть новые черты, характерные
для живых организмов, и на этом основании дать более подробное определение понять «
жизнь». Одно из таких определений принадлежит отечественному ученому
Волькенштейну (см. в учебник Ю.И.Полянского «Общая биология»).
В этом определении подчеркивается значение нуклеиновых кислот, которые
обеспечивают преемственность признаков и свойств.
III. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЖИЗНИ.
1.Опыты итальянского врача Франческа Реди (сообщение ученика). (см. в учебник Д. К.
Беляева «Общая биология»)
2. Эксперимент Пастера (сообщение ученика). Использован материал из учебника Д.К.
Беляева «Общая биология», а также из учебника Ю. И. Полянского «Общая биология».
Луи Пастер доказал, зарождение живого из неживого невозможно никогда и ни при каких
условиях.
Но встал вопрос: Каким же образом первоначально возникла жизнь на Земле?
IV. ГИПОТЕЗЫ, ТЕОРИИ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ.
1. Учение о сотворении мира Богом – креационизм.
С одной стороны, здесь нет никакой проблемы. Если читать священную книгу
Библию, то там написано, что последовательно Бог создал Землю и все живые организмы
в течение шести дней.
1 день – Бог отделил свет от тьмы.
Свет назвал днем, а тьму ночью.
2 день – небо.
3 день – сушу и моря, а также растения.
4 день – солнце, луну и звезды.
5 день – разных животных.
6 день – сотворил человека.
К седьмому дню совершил дела свои, которые он делал.
Был ли этот мир сотворен Богом? Будет признавать человек эту гипотезу, или нет. Это
его право. Мы рассмотрим научные гипотезы.
2. Гипотеза панспермии (гипотеза вечности жизни)
/сообщение ученика/ (журнал “Биология в школе” №4,1994 г.)
Есть гипотезы панспермии шведского физика и химика лауреата Нобелевской премии
1908 г. С. Аррениуса. Сущность этой гипотезы заключается в том, что жизнь возникла не
на земле, а где–то на других планетах или существует во Вселенной вечно и переносится с
планеты на планету в виду зародышей жизни под действием каких – то физических
факторов. Но многие факты противоречат этой гипотезе. Споры организмов не
обнаружены ни в космическом пространстве, ни в лунном грунте, ни в метеоритах.
Трудно представить, что жизнеспособность спор может сохраняться в течение
неопределенно продолжительного времени в достаточно жестких условиях космического
пространства. Не ясно, какая сила оторвет их от родной планеты, вынесет в космос и
понесет к другим мирам. Но если даже какая – то из них достигнет планеты с
приемлемыми для её существования условиями, то она все равно погибнет, исчерпав все
запасы пищи. Ведь для того, чтобы жизнь могла существовать, должен возникнуть
биологический круговорот веществ, который характерен не только для биосферы, но и для
любого биогеоценоза.
Все это побудило английского биофизика и генетика Крика предположить, что такое
переселение живого с планеты на планету могло происходить либо в результате
случайного заноса, либо сознательного «посева жизни» космическими « пришельцами».
Все это одинаково трудно и доказать, и опровергнуть.
Возникает вопрос.
Если жизнь могла существовать на земле, то почему она не могла на ней и
возникнуть?
2. Живое из неживого – теория абиогенеза.
В настоящее время наиболее общепризнанной является теория академика А. И.
Опарина о возникновении из неорганической материи. Теория выдвинута в 1924 г.
Предпосылки возникновения жизни.
1. Во – первых, оптимальные размеры планеты.
Масса ее не должна была быть слишком большой, т.к. энергия атомного распада
радиоактивных природных веществ может привести к перегреванию планеты или к
радиоактивному загрязнению среды, несовместному с жизнью. Слишком маленькие
планеты не способны удерживать около себя атмосферу, потому что сила притяжения
их невелика.
2. Во – вторых, движение планеты вокруг звезды по круговой или близкой к
круговой орбите, позволяющее постоянно и равномерно получать от нее
необходимое количество энергии.
3. В – третьих, постоянная интенсивность излучения светила. Неравномерность
потока энергии препятствовала бы возникновению и развитию жизни, так как
существование живых организмов возможно в пределах узких температурных
рамок. Всем этим условиям удовлетворяла наша планета – Земля, на которой
около 4,5 млрд. лет назад создались условия для более высокого развития материи
– ее эволюции в направлении жизни.
Основные этапы зарождения на Земле по представлениям академика А. И.
Опарина (рассказ учителя по плану).
1.Условия, способствующие возникновению жизни на Земле.
2.Абсолютный синтез простейших органических веществ из неорганических
Сообщение ученика
В 1953г. американский ученый Миллер экспериментально доказал возможность
абиогенного синтеза органических соединений из неорганических. Пропуская
электрический разряд через смесь Н ,Н О и NН он получил набор нескольких аминокислот
и органические кислоты. В дальнейшем оказалось, что абиогенным путем в отсутствии
кислорода могут, синтезированы очень многие органические соединения, входящие в
состав биологических полимеров: белков, нуклеиновых кислот и полисахаридов.
Возможность абиогенного синтеза органических соединений подтверждается тем, что
они обнаружены в космическом пространстве. В космосе найдены цианистый водород,
формальдегид, муравьиная кислота, метиловый и этиловый спирты и др. В некоторых
метеоритах заключены жирные кислоты, сахар, аминокислоты. Все это свидетельствует о
том, что достаточно сложные органические соединения могли возникнуть в условиях,
существовавших на Земле 4- 4,5 млрд. лет назад.
3.Образование коацервантов.
4.Способность коацервантов взаимодействовать с окружающей средой,
сходство этих процессов с процессами жизнедеятельности живых организмов: ростом, питанием, обменом веществ и размножением.
5.Возникновение простейших полинуклиотидов.
6.Возникновение первых живых организмов. Гетеротрофы, анаэробный процесс
окисления.
7.Возникновение автотрофов.
ВОЗМОЖНО
ЛИ
ВОЗНИКНОВЕНИЕ
ЖИЗНИ
НА
ЗЕМЛЕ
НЕБИОЛОГИЧЕСКИМ ПУТЕМ В НАШЕ ВРЕМЯ?
(беседа с учащимися)
Вывод: однозначно ответить на вопрос, как же произошла жизнь очень трудно.
V.
Все проблемы связанные с путями возникновения эволюции жизни самые сложные в
науке.
Во-первых, как бы ни был примитивен исследуемый биологический объект, он не наш
современник. Какими были его прародители, нам неизвестно.
Во-вторых, не один крупный эволюционный переход не может быть воспроизведен в
лабораторных условиях. Невозможно из прокариот создать эукариотическую клетку.
В-третьих, мы знаем лишь единственную биосферу- биосферу Земли в её нынешнем
состоянии. Сравнить её не с чем.
Закрепление.
1.Что представляло собой первичная атмосфера?
2.Какие условия способствовали формированию первичной атмосферы Земли?
3.Как образовались простейшие органические вещества? Какие условия
способствовали образованию простейших органических веществ?
4.Какие опыты подтверждают возможность образования сложных органических
веществ из неорганических?
5.Что представляют собой коацерванты?
6.Какой тип питания и дыхания присущ первым живым организмам?