Параграф 27 ГДЗ Пасечник 11 класс (Биология)

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.

Выполнение

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 — проверка гипотезы экспериментальным путём.

Какие доводы за и против гипотезы панспермии можно привести?

4. 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.

5. Каковы основные положения гипотезы Опарина — Холдейна?
А. И. Опарин и Дж. Б. С. Холдейн высказали гипотезу о возникновении жизни в процессе биохимической эволюции углеродных соединений. Они исходили из того, что в современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно, а абиогенез был возможен только в условиях древней атмосферы и при отсутствии живых организмов.

Основные этапы по Опарину — Холдейну:

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.

Первые три этапа относятся к периоду химической эволюции, а с четвёртого начинается биологическая эволюция.

6. Какие экспериментальные доказательства можно привести в пользу этой гипотезы?
В 1953 году Стэнли Миллер и Гарольд Юри в лабораторных условиях смоделировали предполагаемые условия первичной атмосферы Земли и под действием электрических разрядов получили простые органические вещества — аминокислоты. Это доказало принципиальную возможность абиогенного синтеза органических соединений из неорганических веществ.

Основа схемы (ментальной карты) «Гипотезы о происхождении жизни»

• Креационизм — жизнь создана сверхъестественным существом.
• Теория стационарного состояния — жизнь существовала всегда.
• Теория самопроизвольного зарождения — жизнь неоднократно возникала из неживого вещества.
• Панспермия — жизнь занесена на Землю извне.
• Теория биохимической эволюции — жизнь возникла в результате химических и физических процессов.

Примеры: панспермия — занесение жизни из космоса; биохимическая эволюция — опыт Миллера — Юри; креационизм — религиозное объяснение происхождения жизни.

Обсудите, насколько справедливо высказывание Дарвина.
Высказывание Чарлза Дарвина отражает представления своего времени, но не полностью соответствует современным данным. Сегодня считают, что первые формы жизни могли возникнуть не в «тёплом водоёме», а в других условиях, например в гидротермальных источниках. Кроме того, эксперименты показали возможность образования органических молекул в условиях, близких к ранней Земле. Поэтому мысль Дарвина была важной, но в свете современных знаний её нельзя считать полностью справедливой.