Цель урока:
- познакомить учащихся с разными гипотезами возникновения жизни на Земле,
- выявлять в них обоснованные стороны и слабые места,
- иметь собственное мнение по данной проблеме.
Предлагаемую презентацию можно использовать в качестве лекционного материала с дополнительными пояснениями. А можно в начале урока попросить высказать учеников их версии о том, как возникла жизнь на нашей планете, обсудить возможности, найти несоответствия, большую часть времени посвятить рассмотрению теории А.И. Опарина и в заключении в качестве обобщения показать данную презентацию.
Рано или поздно каждый из нас задается вопросом о том, откуда возникла жизнь на Земле. Этот вопрос, вернее поиски ответа на него, порождает горячие споры, как в среде ученых, так и религиозных деятелей. Так откуда же произошла жизнь?
Божественная теория возникновения человечества
Божественная теория является самой древней из всех существующих теорий возникновения жизни на сегодняшний день. Некое всесильное существо создало мир и всё существующее в нём за семь дней. Сначала был только один человек – Адам, но так как ему одному было одиноко, то пока он спал, Бог создал из его ребра женщину – Еву. Но они вкусили запретный плод – знание, которое предложил им змей, и этим обрекли себя на изгнание из рая и жизнь в жестоком мире. От Адама и Евы произошли и все остальные люди.
Учтем то, что теории Творца и сейчас придерживается огромное количество людей. В разных религиях много совпадающих фактов. Не все вопросы объясняются материальными причинами.
Теория панспермии
Согласно теории панспермии, предложенной в 1865 году немецким ученым Г. Рихтером и окончательно сформулированной шведским ученым Аррениусом в 1895 году, жизнь могла быть занесена на Землю из космоса. Наиболее вероятно попадание живых организмов внеземного происхождения с метеоритами и космической пылью. Это предположение основывается на данных о высокой устойчивости некоторых организмов и их спор к радиации, глубокому вакууму, низким температурам и другим воздействиям. Или целенаправленно какими-то космическими существами была заселена Земля и, может быть, сейчас над нами ведется наблюдение. Но вопрос об изначальном возникновении жизни остается без ответа.
Теория абиогенеза (живое из неживого)
Эта теория была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Древнем Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384—322 гг. до н. э.), которого часто провозглашают основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения жизни. Согласно этой гипотезе, определенные «частицы» вещества содержат некое «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Аристотель был прав, считая, что это активное начало содержится в оплодотворенном яйце, но ошибочно полагал, что оно присутствует также в солнечном свете, тине и гниющем мясе.
Факты и эксперименты.
- Известный ученый Ван Гельмонт описал эксперимент, в котором он за три недели якобы создал мышей. Для этого нужны были грязная рубашка, тёмный шкаф и горсть пшеницы. Активным началом в процессе зарождения мыши Ван Гельмонт считал человеческий пот.
- В 1688 году итальянский биолог и врач Франческо Реди подошел к проблеме возникновения жизни более строго и подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Реди установил, что маленькие белые червячки, появляющиеся на гниющем мясе, — это личинки мух. Проведя ряд экспериментов, он получил данные, подтверждающие мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза).
Далее можно рассмотреть рисунки в учебнике и объяснить опыты Л.Пастера о невозможности самопроизвольного зарождения жизни.
Концепция биогенеза (биохимической эволюции)
В зависимости от того, что считается первичным, различают два методологических подхода к вопросу возникновения жизни:
- Генобиоз - методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода.
- Голобиоз - методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделенных способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма.
Теория А.И. Опарина
Теория возникновения жизни, предложенная советским ученым Александром Опариным (1894-1980) надолго стала одной из самых влиятельных в научном мире. Данная теория описывает жизнь с позиций материалистической методологии и постулирует самозарождение жизни под воздействием физико-химических процессов, протекающих в условиях первобытной Земли. Теория Опарина, таким образом, является теорией химической эволюции. А.И. Опарин полагал, что первоначально имело место образование белковоподобных соединений, комплексных коллоидных систем «коацерватов» и затем первичных живых тел.
Суть теории Опарина заключается в следующем:
- Первобытная Земля имела разреженную (то есть лишенную кислорода) атмосферу.
- Когда на эту атмосферу стали воздействовать различные естественные источники энергии - например, грозы и извержения вулканов - то при этом начали самопроизвольно формироваться основные химические соединения, необходимые для органической жизни.
- С течением времени молекулы органических веществ накапливались в океанах, пока не достигли консистенции горячего разбавленного бульона. Однако в некоторых районах концентрация молекул, необходимых для зарождения жизни, была особо высокой, и там образовались нуклеиновые кислоты и протеины.
- Некоторые из этих молекул оказались способны к самовоспроизводству.
- Взаимодействие между возникшими нуклеиновыми кислотами и протеинами, в конце концов, привело к возникновению генетического кода.
- В дальнейшем эти молекулы объединились, и появилась первая живая клетка.
- Первые клетки были гетеротрофами, они не могли воспроизводить свои компоненты самостоятельно и получали их из бульона. Но со временем многие соединения стали исчезать из бульона, и клетки были вынуждены воспроизводить их самостоятельно. Так клетки развивали собственный обмен веществ для самостоятельного воспроизводства.
- Благодаря процессу естественного отбора из этих первых клеток появились все живые организмы, существующие на Земле.
Данная теория является наиболее логичной и доказательной, признается большинством ученых, имеет экспериментальные доказательства некоторых этапов( опыты C.Миллера по синтезу аминокислот в 1955 г.). Но все же вопрос как из неживых коацерватных капель, возникли живые клетки, остается без ответа. На сегодняшний день не существует ни одной идеальной со всех позиций теории возникновения жизни на Земле. Каждая из теорий имеет свои недостатки и преимущества и имеет право на существование. Какую из них выберете вы, решайте сами.
Домашнее задание: изучить основные положения данных теорий, указать ту, которая кажется Вам наиболее убедительной, уметь приводить доказательства.
Презентацию Вы можете получить у автора статьи.