Презентация Современные представления о возникновении жизни на Земле. Презентация на тему "развитие представлений о возникновении жизни" Развитие представлений о возникновении жизни презентация

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Презентацию на тему "Гипотезы о возникновении земли" (8 класс) можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Астрономия. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 30 слайд(ов).

Слайды презентации

Слайд 1

Слайд 2

В одной галактике насчитывается около 100 миллиардов звезд, а всего в нашей Вселенной, предполагают учёные, существует 100 млрд галактик. Если бы нам вздумалось отправиться в путешествие с Земли к самому краю Вселенной, то это заняло бы у вас больше 15 млрд лет, при условии, что мы будем передвигаться со скоростью света - 300 000 км в секунду.

Слайд 3

Слайд 4

За это время на ней возникали и вымирали многие миллионы видов растений и животных; вырастали и обращались в прах высочайшие горные хребты; громадные материки то раскалывались на части и разбегались в разные стороны, то сталкивались друг с другом, образуя новые гигантские массивы суши. Откуда же мы все это знаем?

Слайд 5

Дело в том, что, несмотря на все катастрофы и катаклизмы, которыми столь богата история нашей планеты, на удивление многое из ее бурного прошлого запечатлевается в горных породах, существующих и поныне, в окаменелостях, которые в них находят, а также в организмах живых существ, обитающих на Земле в наши дни. Разумеется, эта летопись неполная. Нам попадаются лишь ее фрагменты. И все-таки даже в столь урезанном виде история нашей Земли не уступит в увлекательности любому детективному роману.

Слайд 6

В древние времена – несколько тысячелетий тому назад – Земля казалась человеку огромной, больше Солнца и других звёзд. У людей уже был некоторый опыт в постройках зданий, храмов, пирамид. Этот-то опыт первые мудрецы и переносили в свои размышления о Земле. Землю тоже представляли огромной постройкой. А строители?... Тут сразу возникали трудности. Ведь египетские пирамиды воздвигали тысячи рабов. Но Земля больше всех пирамид… И тогда в воображении людей появились сказочные существа, сильные, как тысячи слонов, и мудрые, как тысячи людей. Называться эти существа стали богами.

Слайд 7

Судя по данным археологии, в самый древний период египетской истории еще не было космических богов, которым приписывали сотворение мира. Согласно этой версии, солнце родилось от союза земли и неба. Это олицетворение, несомненно, древнее, чем космогонические идеи жрецов из крупных религиозных центров. Как обычно, от уже существующего мифа не отказывались, и образы Геба (бога земли) и Нут (богини неба) как родителей бога солнца Ра сохраняются в религии на протяжении всей древней истории. Каждое утро Нут производит на свет солнце и каждый вечер прячет его на ночь в своем чреве. Богословские системы, предлагавшие другую версию сотворения мира, возникли, вероятно, в одно и то же время в нескольких крупнейших культовых центрах: Гелиополе, Гермополе и Мемфисе. Каждый из этих центров объявлял создателем мира своего главного бога, который был, в свою очередь, отцом других богов, объединявшихся вокруг него.

Слайд 8

Общей для всех космогонических концепций была идея о том, что сотворению мира предшествовал хаос воды, погруженной в вечную тьму. Начало выхода из хаоса связывалось с возникновением света, воплощением которого являлось солнце. Представление о водном просторе, из которого появляется поначалу небольшой холм, тесно связано с египетскими реалиями: оно почти в точности соответствует ежегодному разливу Нила.

Слайд 9

Божественное возникновение Земли

Вера в единого Бога, творца неба и земли, была известна предкам израильтян уже в течение тысячелетий. Это означает, что существовал народ, не перенявший культ поклонения небесным светилам – это израильский народ, евреи. Насколько очевидным было для Израиля, что творец всего сущего – Бог, а не боги Солнца или Луны, видно из первой главы книги Бытия: свет был сотворен в первый день Божьей недели творения. Лишь на четвертый день Бог сотворил Солнце, Луну и звезды, и поэтому для израильтян было совершенно очевидно, что небесные тела – не боги и что сам Бог является источником света и жизни. Даже названия "солнце" и "луна" не употреблены в описании творения: нам сказано лишь о "светиле малом" и "светиле большом".

Слайд 10

Поэтому Библия запрещает занятия астрологией. Есть лишь Один, держащий в Своих руках будущее, лишь на Него могут надеяться люди: это Ягве, Господь. Читающий Библию найдет также упоминание о Слове Божьем, сотворившем мир и поддерживающем его: "В начале было Слово, и Слово было у Бога, и Слово было Бог. Оно было в начале у Бога. Все через Него начало быть, и без Него ничто не начало быть, что начало быть. В Нем была жизнь, и жизнь была свет человеков"

Слайд 11

"В начале сотворил Бог небо и землю" . Это противоречит многочисленным мнениям, согласно которым пространство и материя существуют вечно. Древнегреческие философы не могли себе представить начала этого мира или его сотворение из ничего. Слова Библии также поразительно отличаются от легенд древних египтян. Египтяне имели четыре различных легенды о происхождении мира, например, через бога Та-Цьена и первобытную гору возле Мемфиса. Вторая – о Атуме, творце, первом из богов, родина которого – город Илиополь. С ним связана и мысль о витавшем когда-то в пустом пространстве гигантском яйце, из которого потом вылупился мир. Это яйцо должно было быть снесено большим гусем, так называемым "великим кукарекателем". Далее, в древнеегипетских легендах есть еще Неферта, богиня лотоса, и Птах, творящий мир мыслью и словом. Оба этих последних представления происходят опять-таки из Мемфиса.

Слайд 12

Слайд 13

Что же такое гипотеза?

Гипотеза – это научное предположение или догадка, выдвигаемое для объяснения каких-либо явлений. Как правило, гипотеза высказывается на основе ряда подтверждающих её наблюдений, и поэтому выглядит правдоподобно. Гипотезу впоследствии или доказывают, превращая её в установленный факт, или же опровергают, переводя в разряд ложных утверждений.

Слайд 14

Теория Жоржа Бюффона

В середине XVIII в. французский натуралист Жорж Бюффон высказал мысль, по которой рождению планет предшествовала гигантская космическая катастрофа: по его мнению, в жидкое Солнце словно пушечное ядро врезалась комета. Солнечное вещество «брызнуло» в стороны, и огненно-жидкие капли его, остывая, превратились в планеты. На уровне современных знаний гипотеза Бюффона - попросту заблуждение и не выдерживает никакой критики. Солнце вовсе не жидкое, а кометы не имеют ничего общего с пушечными ядрами. Удара при сближении кометы с Солнцем произойти не может.

Слайд 15

Теперь на основе физических свойств веществ математически доказано, что планеты могли возникнуть только при длительном слипании холодных твердых частиц. Но в свое время гипотеза Бюффона была прогрессивной, поскольку она объясняла происхождение планет не как результат божественного творения, а как результат действия сил природы.

Слайд 16

Теория Иммануила Канта

Знаменитая теория, сформулированная в 1755 году немецким философом Иммануилом Кантом. Кант считал, что солнечная система возникла из холодного пылевого облака, некой первич- ной материи, до того свободно рассеянной в космосе. Частицы этой материи перемещались в различных направлениях и, сталкиваясь друг с другом, теряли скорость. Наиболее тяжелые и плотные из них под действием силы притяжения соединялись друг с другом, образуя центральный сгусток - Солнце, которое, в свою очередь, притягивало более удаленные, мелкие и легкие частицы.

Слайд 17

Теория Пьера Лапласа

Спустя полвека, уже в годы Великой революции, Другой французский ученый - астроном, физик и математик Пьер Симон Лаплас выдвинул гипотезу о Совместном возникновении планет и Солнца из медленно вращающейся туманности, состоявшей из раскаленных паров и газов. Туманность понемногу охлаждалась, уплотнялась и сжималась. По мере нарастания скорости вращения туманность сплющивается у полюсов, принимая форму диска. В конце концов постоянно увеличивающаяся скорость вращения приводит к неустойчивости диска. При громадной скорости в далеком экваториаль- ном поясе от вращающейся туманности отслаи- вается «обруч». Вещество «обруча» охлаждается гораздо быстрей всей массы туманности, и ему предстоит сгуститься в планету.

Слайд 18

Туманность продолжает охлаждаться, уменьшается в размерах, раскручивается, сплющивается, и от нее отслаивается второе кольцо, второй «обруч». Так туманность расслаивается на несколько колец, а в центре ее остается горячая звезда. В своей гипотезе Лаплас повторил и развил некоторые идеи известного немецкого философа Иммануила Канта. Лаплас придал идеям Канта стройную, законченную форму. Он подкрепил общие философские положения Канта математическими расчетами.

Слайд 19

Теория Джеймса Джинса

В начале XX в. англичанин Джемс Джинс подробно развил высказанные ранее другими учеными идеи о возникновении планет в результате «встречи двух солнц», т. е. в результате прохождения близ Солнца другой звезды. Это была новая «катастрофическая» гипотеза в духе гипотезы Бюффона. Проходящая звезда, по мысли Джинса, вырвала из недр Солнца струю вещества, которая затем распалась на сгустки, давшие начало планетам.

Слайд 20

Сравнительные размеры планет в зависимости от их расположения в протопланетном облаке

Вырванная струя должна была иметь форму сигары, и Джинс видел важные доказательства своей гипотезы в том, что самые близкие и самые далекие от Солнца планеты действительно малы по размерам, а в толстой части «сигары» действительно находятся планеты-гиганты.

Слайд 21

Последующие расчеты показали полную несостоятельность такой гипотезы. Даже в идеальном случае, если бы массивная звезда и проходила сколь угодно близко от Солнца, вырванной струи вещества никоим образом не хватило бы на образование планет. Это была бы не мощная струя газа в 6млрд.км, которая требовалась Джинсу, а крохотный выброс - «поросячий хвостик», как едко окрестил его один из критиков.

Слайд 22

Теория Отто Юльевича Шмидта

Советский геофизик О.Ю.Шмидт несколько иначе представлял себе развитие Солнечной системы, работая в первой половине XX века. Согласно его гипотезе, Солнце, путешествуя по Галактике, проходило сквозь газопылевое облако и увлекло часть его за собой. Впоследствии твердые частицы облака подверглись слипанию и превратились в планеты, изначально холодные. Разогревание этих планет произошло позже в результате сжатия, а также поступления солнечной энергии. Разогрев Земли сопровождали массовые излияния лав на поверхность в результате вулканической деятельности. Благодаря этому излиянию формировались первые покровы Земли.

Слайд 23

Гипотеза Фреда Хойла

Английским астрофизиком Фредом Хойлом была предложена своя гипотеза. Согласно ей у Солнца была звезда-близнец, которая взорвалась. Большая часть осколков унеслась в космическое пространство, меньшая - осталась на орбите Солнца и образовала планеты.

Слайд 24

Современные представления

Теория, которой придерживается большинство современных ученых, утверждает, что Вселенная образовалась в результате так называемого Большого Взрыва. Невероятно горячий огненный шар, температура которого достигала миллиардов градусов, в какой-то момент взорвался и разбросал во всех направлениях потоки энергии и частиц материи, придав им огромное ускорение.

Поэтому в ходе химических реакций каждый химический элемент ведет себя только ему одному присущим образом. Все сущее во Вселенной, от крупнейших галактик до мельчайших живых организмов, состоит из химических элементов.

Слайд 25

Поскольку огненный шар, разлетевшийся на части в результате Большого Взрыва, имел очень высокую температуру, крохотные частицы материи обладали поначалу слишком большой энергией и не могли соединиться друг с другом. Однако спустя примерно миллион лет температура Вселенной понизилась до 4000°С, и из элементарных частиц стали формироваться различные атомы. Сначала возникли самые легкие химические элементы - гелий и водород.

Слайд 26

Постепенно Вселенная охлаждалась все сильнее и образовывались более тяжелые элементы. Процесс образования новых атомов и элементов продолжается и по сей день в недрах таких звезд, как, к примеру, наше Солнце. Их температура необычайно высока. Вселенная остывала. Новообразованные атомы собирались в гигантские облака пыли и газа.

Частицы пыли сталкивались друг с другом, сливались в единое целое. Гравитационные силы притягивали маленькие объекты к более крупным. В результате во Вселенной со временем сформировались галактики, звезды, планеты.

Слайд 27

Земля возникла в одно мгновение?

Новые геологические данные свидетельствуют о том, что Земля практически мгновенно возникла такой, какой мы ее знаем теперь, с континентами и омывающими их океанами. Проведя радиометрическое датирование горных пород Джек-Хиллс, исследователи установили, что континенты окончательно сформировались на Земле уже в первые 500 млн. лет ее существования. «Все указывает на то, что в первые 100 млн. лет после рождения планеты на ней уже существовали материки, как будто Земля была сотворена в одно мгновение». В 2001 году проф. Можис вместе с коллегами из университета Колорадо опубликовал результаты другого исследования, результаты которого позволяют сделать вывод о наличии водоемов на поверхности Земли примерно 4,3 млрд. лет назад. Его результаты приводят к обескураживающему результату - жизнь на Земле могла возникнуть гораздо раньше, чем считалось до сих пор.

Слайд 28

Все гипотезы по-разному объясняют происхождение Солнечной системы и родственные связи между Землей и Солнцем, но они едины в том, что все планеты произошли из единого сгустка материи, а дальше судьба каждой из них решалась по-своему. Земле предстояло пройти путь в 5 млрд. лет, испытать ряд фантастических превращений, прежде чем мы увидели ее в современном облике. Однако необходимо заметить, что гипотезы, не имеющей серьезных недостатков и отвечающей на все вопросы о происхождении Земли и других планет Солнечной системы, пока еще нет. Но можно считать установленным, что Солнце и планеты образовались одновременно (или почти одновременно) из единой материальной среды, из единого газово-пылевого облака.

Слайд 29

Чем больше знаний мы приобретаем, тем настойчивее встает вопрос: как же все это появилось? Существует ли за пределами нашего сознания бесконечный творящий Разум, который мы называем Богом? Если да, то действительно ли этот Бог сделал все так, как описано в Библии, или существует лучшее объяснение? Наука последнего столетия действительно привела к возникновению двух полярных точек зрения: креационной (творение) и эволюционной (развитие) моделей мира. В первом случае мы исходим из существования Бога-творца, не так давно и за короткий срок создавшего Вселенную, землю и жизнь. Тогда наша земля имеет сравнительно короткую историю и пережила ряд гигантских катастроф. Эволюционная модель, наоборот, исходит из того, что возраст Вселенной насчитывает миллиарды лет, что земная кора сформировалась постепенно и что жизнь на планете Земля возникла из неживой материи в результате ряда случайных преобразований. Как выглядит возникновение неба и земли в эволюционной модели? Эти вопросы человечество будет задавать себе ещё долгие годы. Возможно ответа на этот вопрос мы не найдём никогда…

СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВОЗНИКНОВЕНИИ ЖИЗНИ

ГИПОТЕЗЫ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

• Познакомить с основными гипотезами возникновения жизни;
• Развивать умения обобщать, делать выводы, самостоятельно работать с научно-популярной литературой и учебником;
• Показать как менялись взгляды на возникновение жизни по мере накопления знаний.

• "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"

Теорий возникновения жизни на Земле существует довольно много, их можно разделить на группы

1. КРЕАЦИОНИЗМ

2. ТЕОРИЯ САМОЗАРОЖДЕНИЯ

3. ТЕОРИЯ СТАЦИОНАРНОГО СОСТОЯНИЯ

4.ТЕОРИЯ ПАНСПЕРМИИ

5. ТЕОРИЯ БИОХИМИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ

Божественное сотворение мира.

• Креационизм (создание) –

религиозно-философская

концепция, в рамках которой все

живые существа и сама планета в

целом созданы Богом.

Гипотеза креационизма находится вне поля научных изысканий, так как она неопровержима: невозможно научно доказать, как то что Бог не создавал жизнь, так и то, что Бог её сотворил.

Самозарождение жизни

• На протяжении тысячелетий

люди верили в самопроизвольное

зарождение жизни, считая его

обычным способом появления

живых существ из неживой

384-322 гг. до н.э.

Например, Аристотель приписывал вшам происхождение из мяса, дождевым червям – из ила прудов.

описал, как за три недели, он создал мышей.

Для этого всего-то нужно:

грязная рубашка, темный шкаф и горсть пшеницы, а чтобы процесс начался – человеческий пот.

Франческо Реди 1626 -1698 Итальянский естествоиспытатель и врач.

Он провел опыт с сосудами, в которые положил мясо, часть сосудов оставил открытыми, другие закрыл тканью. В открытых сосудах мухи отложили яички и там появились личинки мух, в закрытых сосудах личинок не было.

Таким образом была окончательно доказана невозможность самозарождения живых организмов

Эксперимент Л. Пастера с колбами с изогнутыми горлышками

Согласно гипотезе стационарного состояния

Земля не возникала,

а существовала вечно.

• Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат. eternus - вечный).
• Выдвинута немецким ученым В. Прейером в 1880 г

Теория панспермии имеет

Теория панспермии Предполагают, что жизнь на Землю занесена извне с метеоритами, кометами или даже НЛО

• Появление на Земле НЛО
• Наскальные рисунки с изображением предметов, похожих на ракеты и космонавтов
• Встречи с инопланетянами
• Находки метеоритов, содержащих органические соединения

Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных ученых

Александр Иванович Опарин

В 1924 г. А. И. Опарин в работе «Происхождение жизни» выдвинул коацерватную гипотезу, согласно которой начальные этапы химической эволюции были связаны с формированием белковых структур.

В дальнейшем ПЕРВИЧНАЯ атмосфера Земли вновь образовалась из более тяжелых вулканических газов

Она состояла из

водяного пара Н 2 О

углекислого газа СО 2

аммиака NH 3

метана CH 4

В 1924 г. Российский ученый А.И. Опарин предложил первую концепцию химической эволюции

В 1953 г. американские ученые Г. Юри и С. Миллер в условиях, приближённых к атмосфере молодой Земли, синтезировали аминокислоты, нуклеиновые кислоты и простые сахара. В лабораторных условиях они подвергли действию электрических разрядов смесь из углекислоты, аммиака, метана, водорода и воды. В ходе эксперимента были получены биологически важные органические соединения

В атмосфере Земли и в водах

первичного океана

из неорганических веществ сформировались простые органические вещества: аминокислоты, простые углеводы, спирты, азотистые основания, жирные кислоты

Стенли Миллер

Результат – синтез аминокислот, мочевины, молочной кислоты

Электрические разряды (60000 В)

Давление (n Па)

Температура (+80˚С)

Смесь газов (CO 2 , CH 4 , NH 3 , H 2 , пары воды)

этап химической эволюции – синтез белков-полипептидов, которые могли образоваться в водах первичного океана.

Белки-полипептиды

аминокислоты

Свойства коацерватов

• Избирательно поглощают из окружающей среды вещества
• Увеличиваются в размерах
• Не способны к самовоспроизведению

Коацерватные капли

возникновение мембраны, молекул нуклеиновых кислот, способных к самовоспроизведению

Пробионты

• Английский биохимик, генетик и физиолог. Автор гипотезы о « первичном бульоне», один из основоположников популяционной генетики

Гипотезы абиогенеза: гипотеза биохимической эволюции

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).

Новые открытия функций РНК

Открытие новых функций РНК, а точнее так называемых малых РНК, стало важнейшим научным событием. В 2003 году были обнаружены новые подтверждения того, что молекулы РНК - не просто посредники между ДНК и белками в процессе белкового синтеза. Появляется всё больше аргументов в пользу того, что РНК способны регулировать ("включать/ выключать") определённые гены, тем самым играя важнейшую роль в процессе дифференциации организма, а также его текущей жизнедеятельности.

• Многие из теорий, которые прозвучали сегодня используют почти одни и те же данные, но делают упор на разные аспекты. Научные теории могут быть сверхфантастическими, с одной стороны, сверхскептическими с другой. Теологические соображения тоже находят себе место в этих рамках в зависимости от религиозных взглядов их авторов. Каждая из гипотез имеет свои сильные и слабые стороны, но ни одна не дает точного ответа на вопрос о происхождении жизни.

Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель занятия: Сформировать у обучающихся систему знаний о различных взглядах на происхождение жизни на Земле.

Задачи занятия:

I. Образовательные:

1. Показать роль эксперимента в решении научных споров о происхождении жизни.
2. Обучить анализировать основные научные гипотезы о происхождении жизни.

II. Развивающие:

1. Продолжить развивать стремление к самостоятельной познавательной активности.
2. Продолжить формирование формально-логических умений объяснения, конкретизации, определения, обобщения.

III. Воспитательные:

1. Интеллектуальные – продолжить формирование научного мировоззрения.
2. Экологические – закрепление знаний о взаимосвязи живой и неживой природы.
3. Нравственные – формирование знаний и убеждений учащихся об ответственности человека за сохранение целостности биосферы нашей планеты.

Мотивация:

Происхождение жизни на нашей планете – предмет многовековых дискуссий, в которых участвовало не одно поколение человечества. Это интересная область знания, имеющая научное, философское и мировоззренческое значение, до сих пор привлекает внимание исследователей самых разных направлений.

Изучение различных теорий о возникновении жизни на Земле необходимо для составления целостного представления об историческом пути развития живой природы, формирования научного мировоззрения.

Обучающиеся должны знать:

1. Основные положения теорий о возникновении жизни;
2. Современные представления о возникновении жизни на Земле (теория биохимической эволюции).

Обучающиеся должны уметь:

1. Раскрыть ключевые положения основных теорий о возникновении жизни на Земле;
2. Дать описание опытам Ф. Реди, Л. Спалланцани, Л.Пастера, С.Миллера, раскрыть их значение для решения вопроса о происхождении жизни;
3. Раскрыть основные положения современных представлений о возникновении жизни на Земле (теории биохимической эволюции);
4. Сформулировать основные положения теории А.И.Опарина.

Оснащение занятия:

• план занятия;
• конспект;
• раздаточный материал;
• задания для контроля;
• презентация;
• ноутбук;
• мультимедийный проектор;
• экран.

Междисциплинарные связи:

а) физика (устройство приборов, физические явления);
б) химия (состав атмосферы, химические вещества);
в) история (развитие науки);
г) философия (формирование научного мировоззрения);
д) иностранный язык (перевод терминов).

Литература для преподавателя:

1. Сивоглазов В.И., Агафонов И.Б. Общая биология 10-11. – М.: Дрофа, 2005
2. Сивоглазов В.И., Сухова Т.С., Козлова Т.А. Общая биология. Пособие для учителя. – М.: АЙРИС ПРЕСС, 2004
3. Сухова Т.С. Урок биологии. Технология развивающего обучения. – М.: Вентана-Граф, 2001

Литература для обучающихся:

1. Сивоглазов В.И., Агафонов И.Б. Общая биология 10-11.– М.: Дрофа, 2005

Приветствие, проверка присутствующих по списку, пожелание успешной работы на занятии.

Цели:

• Определить уровень знаний обучающихся.
• Скорректировать уровень сложности подачи нового материала.

1.По каким основным признакам (критериям) можно отличить живой объект от неживого?

(Единство химического состава живых организмов, обмен веществ, раздражимость, рост, размножение, развитие, приспособленность к среде обитания, саморегуляция).

2. Где и когда возникли первые живые организмы? Какими они были? (Первые организмы появились около 3 млрд лет назад в водной среде, они были одноклеточными прокариотами, питались за счет органического вещества океана, анаэробы.)

3. Какие этапы в развитии растений на Земле вы можете назвать? (одноклеточные, многоклеточные; возникновение фотосинтеза, полового процесс; выход на сушу, развитие наземной растительности.)

4. Какие этапы в развитии животных на Земле вы можете назвать? (Одноклеточные, колониальные, многоклеточные; появление полового процесса; появление беспозвоночных и позвоночных животных; выход на сушу; усложнение в строении в связи с наземным образом жизни.)

5. Какие вещества входят в состав живых организмов?

(Неорганические (вода, минеральные соли) и органические (аминокислоты, белки, жиры, углеводы и др.))

3. Изучение нового материала (объяснение нового материала сопровождается показом презентации, в тексте указаны номера слайдов)

3.1. Постановка проблемы

Жизнь существует на Земле миллиарды лет. Она заполняет все уголки нашей планеты.

С глубокой древности и до нашего времени было высказано огромное количество гипотез о происхождении жизни. Специфичность живого определяет ряд вопросов, на которые необходимо ответить, решая проблему возникновения жизни:

• Как возникла и развивалась жизнь на нашей планете?
• Как возникла клетка – структурная единица живого?
• Как произошли все специфические живому вещества и структуры?
• Как сформировался существующий обмен веществ? И т.д.

Нам предстоит познакомиться с гипотезами возникновения жизни, проанализировать их и сформировать представление о том, как возникла и развивалась жизнь на Земле.

3.2. Развитие представлений о возникновении жизни на Земле (слайд№1)

С незапамятных времен происхождение жизни было загадкой для человечества. С момента своего появления благодаря труду человек начинает выделяться среди остальных живых существ.

Но способность задать себе вопрос “откуда мы?” человек получает сравнительно недавно – 7-8 тыс. лет назад.

До этого времени человек с трудом отделял себя от других животных (человек был и охотником, и своеобразной дичью), но постепенно он стал отграничивать себя от природы своим внутренним духовным миром. Первые примитивные формы веры в нереальные, сверхъестественные или божественные силы, возникли уже 35-40 тыс. лет назад.

3.3. Основные теории происхождения жизни на Земле (Слайд №2)

• Креационизм
(Слайд №3)

"Таковы факты – живое может возникать не только в результате спаривания животных, но и разложения почвы... Некоторые растения развиваются из семян, а другие самозарождаются под действием сил природы из разлагающейся земли или определенных частей растений..."

Однако с приходом Христианства, особенно в Средние века, теория спонтанного зарождения оказалась под гнетом Церкви. Ее считали атрибутом колдовства и проявлением дьявольщины. Тем не менее, она продолжала существовать.

На рубеже XVI-XVIIв.в. Ван Гельмонт (1579 – 1644 г.г.) описал эксперимент, в котором ему удалось из грязного белья и пшеницы, помещенных в темный шкаф, получить мышей. Активным началом зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот. (Слайд №5) – концепция биогенеза (от греч. “bios” – жизнь, “genesis” – происхождение).(Слайд № 6)

В 1668г. итальянский врач Франческо Реди (1626-1698 гг.) доказал, что белые черви, которые встречаются в мясе, являются личинками мух; если мясо или рыбу закрыть, пока они свежие, и предотвратить доступ мух, то они, хотя и сгниют, но не произведут червей. Из этого Ф. Реди сделал вывод о возникновении живого только из живого). (Слайд №7) В 1765 году Ладзардо Спалланцани (1729-1799 гг.) подвергнул мясные и овощные отвары кипячению и сразу же запечатал их. Через несколько дней он исследовал отвары и не обнаружил никаких признаков жизни. Из этого он заключил, что высокая температура уничтожила все живое, и ничего нового уже не могло возникнуть. (Слайд №8)

Дж. Нидхем – сторонник витализма (от лат. vita – жизнь), объяснил отрицательные результаты, полученные Л. Спалланцани, тем, что тот подвергал свои настои слишком жесткой обработке, в результате которой разрушалась их "жизненная сила". (Слайд №9) По мнению виталистов, “жизненная сила” присутствует всюду. Достаточно лишь “вдохнуть” её, и неживое станет живым.

В 1862 г. великий французский ученый Луи Пастер (1822-1895 гг.) публикует свои наблюдения по проблеме произвольного самозарождения. Он доказывает, что внезапное возникновение (“спонтанное самозарождение”) микробов в различных видах гниющих настоек или экстрактов не есть возникновение жизни. Гниение и брожение – это результат жизнедеятельности микроорганизмов, внесенных извне. Его исследования окончательно разрушили вековые предрассудки о спонтанном самозарождении.

Рис.1. Опыт Л. Пастера в колбах с S-образными горлами:

1 - колба с подсахаренной дрожжевой водой; после стерилизации и охлаждения остается стерильной в течение длительного времени;

2 - та же колба через 48 ч после удаления изогнутого горла; наблюдается рост микроорганизмов. (слайды №10,11)

• Теория стационарного состояния
(Слайд №12)

Если следовать этой теории, Земля существовала вечно, никогда не возникая, всегда была способна поддерживать жизнь, и любые изменения на ней являлись совершенно незначительными. Эта теория в настоящее время не выдерживает никакой критики.

• Теория панспермии
(Слайд №13)

В V в. до н.э. греческий философ Анаксагором высказал идею космического посева – панспермии (от греч. “pan” – все и “sperma” – семя). По его учению жизнь возникла из семени, которое существует “всегда и везде”. Согласно этой теории, зародыши жизни занесены на Землю метеоритами или космической пылью. Данная теория не предлагает никакого механизма возникновения жизни, просто выдвигая постулат о внеземном ее происхождении. Утверждается, что жизнь могла возникать неоднократно в различное время и в разных местах Вселенной.

Современная теория происхождения жизни основана на идее о том, что биологические молекулы могли возникнуть в далеком геологическом прошлом неорганическим путем.

Наибольшее распространение в ХХ в. получила теория биохимической эволюции, предложенная независимо друг от друга российским химиком А.И.Опариным (1894 – 1980 г.г.) и английским биологом Д. Холдейном (1892 – 1964 г.г.).

• Теория биохимической эволюции
(Слайд №15)

1 этап – абиогенное возникновение органических мономеров Наша планета возникла около 4,6 млрд лет назад. Постепенное уплотнение планеты сопровождалось выделением огромного количества тепла, распадались радиоактивные соединения, от Солнца шел поток жесткого ультрафиолетового излучения. Спустя 500 млн. лет началось медленное остывание Земли. Образование земной коры сопровождалось активной вулканической деятельностью. Считается, что первичная атмосфера состояла преимущественно из аммиака, воды, метана, окиси и двуокиси углерода. Отсутствие кислорода придавало ей восстановительные свойства. 3 мая 1924 г. на собрании Русского ботанического общества молодой ученый А. И. Опарин высказал мнение, что в условиях первичной атмосферы Земли, значительно отличающейся от нынешней, мог происходить синтез всех необходимых для зарождения жизни веществ-предшественников.

В таких условиях органические вещества могли создаваться гораздо проще и могли сохраняться, не претерпевая распада длительное время. А.И.Опарин полагал, что сложные вещества могли синтезироваться из более простых в условиях океана. Необходимая для реакций энергия приносилась солнечной радиацией, т.к. защитного озонового экрана еще не существовало; также синтез имел место в условиях грозовых разрядов.

Условия на первобытной Земле (слайды №16,17):

Разнообразие находившихся в океане простых соединений и большие масштабы времени позволяют предположить возможность накопления в океане большого количества органики, образовавшей "первичный бульон", в котором могла зародиться жизнь.

Схема образования “первичного бульона”

Подтверждение эта теория нашла в экспериментах С. Миллера, проведенных в 1953 году. (Слайд 18)

Рис.2. Схема прибора С. Миллера:

1 - реакционная колба; 2 - вольфрамовые электроды; 3 - искровой разряд; 4 - колба с кипящей водой; 5 - холодильник; 6 - ловушка; 7 - кран, через который в аппарат подается газовая смесь

Через газовую смесь, содержащую метан, аммиак, молекулярный водород и пары воды, т. е. имитирующую атмосферный состав первобытной Земли, он пропускал электрические разряды, а затем анализировал образующиеся продукты реакции. В реакционную колбу, содержащую смесь газов, были вмонтированы вольфрамовые электроды. В течение недели пропускали искровые разряды напряжением 60000 В. В другой колбе (малой) воду поддерживали в состоянии кипения. Пары воды проходили через реакционную колбу и конденсировались в холодильнике. В процессе циркуляции они захватывали из реакционной колбы продукты реакции и переносили их в ловушку, где и осуществлялось их концентрирование. При идентификации продуктов реакции были обнаружены органические соединения: мочевина, молочная кислота и некоторые аминокислоты.

2 этап – образование биологических полимеров и коацерватов (Слайд №19)

А.И. Опарин считал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. Молекулы белков образовывали комплексы с молекулами окружающей их воды. Слияние таких комплексов друг с другом приводило к их отделению от водной среды, образовывались коацерваты (от лат. “coacervus” – сгусток). Капли-коацерваты были способны: обмениваться веществами с окружающей средой, накапливать различные соединения. Поглощение коацерватами ионов металлов приводило к образованию ферментов. Белки в коацерватах защищали нуклеиновые кислоты от разрушающего действия ультрафиолета. В самих каплях происходили дальнейшие химические превращения попавших туда веществ. На границе капель с внешней средой выстраивались молекулы липидов, образуя примитивную мембрану, повышающую стабильность всей системы.

3 этап – формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов) Вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделивших коацерват от окружающей водной среды. Липиды преобразовались в ходе эволюции в наружную мембрану, существенно повысившую жизнеспособность и устойчивость организмов. Так возникли пробионты – примитивные гетеротрофные организмы, питавшиеся органическими веществами первичного бульона. Произошло это 3,5 – 3,8 млрд лет назад. Закончилась химическая эволюция.

Сущность теории А.И. Опарина можно сформулировать в виде трёх постулатов:

1. Жизнь – одна из стадий эволюции Вселенной. 2. Возникновение жизни – закономерный результат химической эволюции соединений углерода. 3. Для перехода от химической эволюции к биологической необходимы формирование и естественный отбор целостных обособленных от среды, но постоянно с ней взаимодействующих многомолекулярных систем, которые были названы пробионтами.

Выводы. (Слайд №20)

Слайд 2

Задачи урока:

• Познакомить с основными гипотезами возникновения жизни;
• Показать как менялись взгляды на возникновение жизни по мере накопления знаний.