Перечислите основные положения гипотезы А. И. Опарина.
1. В современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно. Абиогенное (т. е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.
2. В состав древней атмосферы входили метан, аммиак, углекислый газ, водород, пары воды и другие неорганические соединения. Под действием мощных электрических разрядов, ультрафиолетового излучения и высокой радиации из этих веществ могли возникать органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».
3. В «первичном бульоне» из биополимеров образовывались многомолекулярные комплексы — коацерваты. В коацерватные капли из внешней среды попадали ионы металлов, выступавшие в качестве первых катализаторов. Из огромного количества химических соединений, присутствовавших в «первичном бульоне», отбирались наиболее эффективные в каталитическом отношении комбинации молекул, что в конечном счете привело к появлению ферментов. На границе между коацерватами и внешней средой выстраивались молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны.
4. На определенном этапе белковые пробионты включили в себя нуклеиновые кислоты, создав единые комплексы, что привело к возникновению таких свойств живого, как самовоспроизведение, сохранение наследственной информации и ее передача последующим поколениям. Пробионты, у которых обмен веществ сочетался со способностью к самовоспроизведению, можно уже рассматривать как примитивные проклетки, дальнейшее развитие которых происходило по законам эволюции живой материи.
Какие экспериментальные доказательства можно привести в пользу данной гипотезы?
В 1953 г. эта гипотеза А. И. Опарина была экспериментально подтверждена опытами американского ученого С. Миллера. В созданной им установке были смоделированы условия, предположительно существовавшие в первичной атмосфере Земли. В результате опытов были получены аминокислоты. Сходные опыты многократно повторялись в различных лабораториях и позволили доказать принципиальную возможность синтеза в таких условиях практически всех мономеров основных биополимеров. В дальнейшем было установлено, что при определенных условиях из мономеров возможен синтез более сложных органических биополимеров: полипептидов, полинуклеотидов, полисахаридов и липидов.
В чём отличия гипотезы А. И. Опарина от гипотезы Дж. Холдейна?
Согласно взглядам Дж. Холдейна, впервые изложенным в 1929 г., первичной была не коацерватная система, способная к обмену веществ с окружающей средой, а макромолекулярная система, способная к самовоспроизводству. Другими словами, А. И. Опарин отдавал первенство белкам, а Дж. Холдейн - нуклеиновым кислотам.
Какие доводы приводят оппоненты, критикуя гипотезу А. И. Опарина?
В рамках данной гипотезы не удаётся объяснить главную проблему: как произошёл качественный скачок от неживого к живому.
Какая проблема, на ваш взгляд, является наиболее сложной в вопросе происхождения жизни?
Основная трудность связана с невозможностью проведения прямого эксперимента по возникновению жизни. Учёные могут лишь моделировать те условия и процессы, которые, по их мнению, могли в конечном счёте привести к появлению жизни на нашей планете.
Почему учёные считают, что открытия, сделанные при изучении РНК, могут дать ключ к решению проблемы возникновения жизни?
Возможно, ключ к пониманию данной проблемы дадут открытия, сделанные при изучении РНК.
Считалось, что носителем генетической информации является только ДНК, но оказалось, что РНК также обладает «генетической памятью». Более того, некоторые РНК имеют явно выраженную каталитическую активность и способны к саморепродукции в отсутствие белковых ферментов. Таким образом, древняя РНК могла совмещать в себе каталитические и информационно-генетические функции, что обеспечивало макромолекулярной системе способность к саморепродукции.
Если данное предположение верно, то, очевидно, дальнейшая эволюция шла в направлении РНК —» белок —» ДНК.
Какие основные этапы можно выделить в возникновении и развитии жизни на Земле?
Существует много гипотез, пытающихся объяснить возникновение и развитие жизни на нашей планете. И хотя они предлагают различные подходы к решению данной проблемы, большинство из них предполагает наличие трёх эволюционных этапов: химической, предбиологической и биологической эволюции.
Проверочная работа по теме: «Возникновение жизни на Земле»
- Первичные организмы – это…
1. Коацерваты
2. Нуклеиновые кислоты
3. Протобионты
4. Гетеротрофы
- Гетеротрофы питаются…
1. Неорганическими веществами
2. Солнечной энергией
3. Готовыми органическими веществами
4. Энергией химических соединений
- Автотрофы…
1. Используют энергию, выделяющуюся при распаде органических веществ
2. Самостоятельно синтезируют органические вещества
3. Питаются готовыми органическими веществами
4. Энергию получают путём брожения
- Первые фотосинтезирующие организмы:
1. Коацерваты
2. Протобионты
3. Гетеротрофы
4. Цианобактерии
- Образование свободного кислорода произошло в ходе
1. Брожения
2. Окисления органических веществ
3. Расщепления углекислого газа
4. Расщепления воды
- Накопление свободного кислорода обусловило возникновение
1. Дыхания
2. Питания
3. Фотосинтеза
4. Брожения
- Что защищает Землю от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей?
1. Кислород
2. Углекислый газ
3. Озон
4. Хлорофилл
- Путём биосинтеза и распада органических соединений возникла:
1. Атмосфера
2. Биосфера
3. Суша
4. Вода