основные этапы развития жизни на земле химический предбиологический биологический социальный
1.Возникновение и развитие жизни на Земле. Химический, предбиологический, биологический и социальные этапы.
В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:
Гипотеза биохимической эволюции
Гипотеза панспермии(гипотеза о возможности переноса живых организмов или их зародышей через космическое пространство)
Гипотеза стационарного состояния жизни (Земля никогда не возникала, а существовала вечно)
Гипотеза самозарождения (спонтанное зарождение живых существ из неживых материалов)
Теория креационизма, согласно которой мир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким верховным существом или божеством.
В этом едином процессе можно выделить три основных этапа. Это предбиологическая эволюция – до возникновения жизни; биологическая эволюция – этап до появления человека; и, наконец, социальная эволюция – это развитие человеческого общества.
Теория химической эволюции или предбиотическая эволюция— первый этап эволюции жизни:
1) Под действием ультрафиолетовых лучей и электрических разрядов молний в атмосфере образовались первые молекулы простейших органических соединений (аминокислоты, полинуклеотиды, полипептиды);
2) Образование в океане «первичного бульона»
3) Органические соединения, вступая между собой в различные взаимодействия в течение миллионов лет, образовали отдельные сложные молекулы: белки, липиды, нуклеиновые кислоты, сахара и др.
Биологическая эволюция —развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формирование адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.
1) Появление первых прокариотов. Они были гетеротрофами с малоэффективным анаэробным типам обмена веществ.
4) С появлением фотосинтезирующих организмов в атмосферу стал выделяться кислород. Который под действием ультрафиолетового излучения частично превращается в озон. Сформировался защитный озоновый слой.
5) В условиях окислительной атмосферы появился энергетически более выгодный кислородный тип обмена веществ. Появились аэробные бактерии.
Социальная эволюция— процесс структурной реорганизации в результате которой возникает социальная форма качественно отличающаяся от предшествующей формы по-другому: социальное развитие. Основы общей теории социальной эволюции были заложены Г. Спенсером.
Основные этапы развития жизни на земле химический предбиологический биологический социальный
Основные этапы развития жизни на Земле
1. Что такое полимеризация?
2. Что общего и чем отличаются процессы гликолиза и дыхания?
3. В чем отличие эукариот от прокариот?
Вы уже знаете, что жизнь, прежде чем она достигла современного многообразия, прошла длительный путь эволюции.
Гипотеза Опарина — Холдейна была принята и развивалась многими учеными. В 1947 г. английский ученый Джон Бернал сформулировал гипотезу биопоэза. Он выделил три основных этапа формирования жизни: абиогенное возникновение органических мономеров (химический), формирование биологических полимеров (предбиологический) и возникновение первых организмов (биологический) (рис. 142).
Этап химической эволюции.
На этом этапе происходил абиогенный синтез органических мономеров. Вы уже знаете, что древняя атмосфера Земли была насыщена вулканическими газами, в состав которых входили оксиды серы, азота, аммиак, оксиды и двуоксиды углерода, пары воды и ряд других веществ. Активная вулканическая деятельность, сопровождавшаяся выбросами больших масс радиоактивных компонентов, сильные и частые электрические разряды во время практически не прекращающихся гроз, а также ультрафиолетовое излучение способствовали образованию органических соединений. Древняя атмосфера не содержала свободного кислорода, поэтому органические соединения не окислялись и могли накапливаться в теплых и даже кипящих водах различных водоемов, постепенно усложняться по строению, формируя так называемый «первичный бульон».
Продолжительность этих процессов составляла многие миллионы и десятки миллионов лет.
Этап предбиологической эволюции.
На этом этапе протекали реакции полимеризации, которые могли активизироваться при значительном увеличении концентрации раствора (пересыхание водоема) и даже во влажном песке. В конечном счете сложные органические соединения формировали белково-нуклеиново-липоидные комплексы (ученые называли их по-разному: коацерваты, гиперциклы, пробионты, прогеноты и т. д.). В результате предбиологического естественного отбора появились первые примитивные живые организмы, которые вступили в биологический естественный отбор и дали начало всему органическому миру на Земле. Жизнь, очевидно, развивалась в водной среде на некоторой глубине, так как единственной защитой от ультрафиолетового излучения была вода.
Биологический этап эволюции.
Большинство ученых считают, что первые примитивные живые организмы были близки по строению к прокариотам, Они питались органическими веществами «перечного бульона», т. е. были гетеротрофами. Самой древней формой обмена веществ являлся, по-видимому, гликолиз.
При увеличении численности гетеротрофных прокариотических клеток запас органических соединений в первичном океане истощался. В этих условиях обострилась конкуренция между древними прокариотами, которая, с одной стороны, способствовала усложнению их строения, с другой — привела к появлению новых способов получения энергии для жизненных процессов. Так произошли крупные ароморфозы — появление автотрофного способа питания (хемосинтез и фотосинтез) и фиксация атмосферного азота. Организмы, способные к автотрофности, т. е. к синтезу органических веществ из неорганических за счет реакций окисления и восстановления, получили значительные преимущества в конкурентной борьбе.
В результате фотосинтеза в земной атмосфере начал накапливаться кислород. Это привело к смене восстановительной атмосферы планеты на окислительную, что явилось предпосылкой для возникновения нового типа энергетических процессов — дыхания, отличающегося от гликолиза и брожения значительно большим выходом энергии и ставшего вследствие этого основой более быстрого и эффективного типа обмена веществ.
Способность синтезировать при дыхании большее количество АТФ позволила организмам расти и размножаться быстрее, а также усложнять свои структуры и обмен веществ.
Гипотезы происхождения эукариот.
Большинство ученых считают, что эукариоты произошли от прокариотических клеток. Существует две наиболее признанные гипотезы происхождения эукариотических клеток и их органоидов.
Первая гипотеза связывает происхождение эукариотической клетки и ее органоидов с процессом впячивания клеточной мембраны (рис. 143).
Больше сторонников имеет гипотеза симбиотического происхождения эукариотической клетки. Согласно этой гипотезе, митохондрии, пластиды и базальные тельца ресничек и жгутиков эукариотической клетки были когда-то свободноживущими прокариотическими клетками. Органеллами они стали в процессе симбиоза (рис. 144).
В пользу этой гипотезы свидетельствует наличие собственных РНК и ДНК в митохондриях и хлоропластах. По своему строению РНК митохондрий сходны с РНК пурпурных бактерий, РНК хлоропластов ближе к РНК цианобактерий.
Гипотеза симбиотического происхождения эукариотических клеток. Гипотеза происхождения эукариотических клеток и их органелл путем впячивания клеточной мембраны.
1. Какие основные этапы можно выделить в возникновении и развитии жизни на Земле?
2. Какое значение для эволюции живых организмов имело появление в атмосфере планеты свободного кислорода?
3. Какие доводы свидетельствуют в пользу симбиотической гипотезы происхождения эукариотической клетки?
На основании сравнения последовательности нуклеотидов в рибосомных РНК ученые пришли к выводу, что все живые организмы можно отнести к трем группам: эукариотам, эубактериям и архебактериям (две последние группы — прокариоты).
Поскольку генетический код во всех трех группах один и тот же, была выдвинута гипотеза, что они имеют общего предка, которого назвали «прогенот» (т. е. прародитель). Предполагается, что эубактерии и архебактерии могли произойти от прогенота, а современный тип эукариотической клетки, по-видимому, мог возникнуть в результате симбиоза древнего эукариота с эубактериями (рис. 145).
Именно это, как считают ученые, обеспечило большое сходство строения всех прокариот, а впоследствии и эукариот.
Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 10 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта
Онлайн библиотека с учениками и книгами, плани-конспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
86. Возникновение и развитие жизни на Земле. Химический(предбиологический), биологический и социальный этапы. Гипотезы о возникновении жизни.
В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:
Гипотеза биохимической эволюции
Гипотеза стационарного состояния жизни
Теории самозарожденияистационарного состоянияпредставляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований противоречат выводам этих теорий.
Теория панспермиине решает принципиального вопроса о возникновении жизни, она только отдаляет его в ещё более туманное прошлое Вселенной, хотя и не может исключаться как гипотеза о начале жизни на Земле.
Также существует теория креационизма, согласно которой всё многообразие органического мира,человечества,планетыЗемля, а такжемир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким верховным существом или божеством. Она неопровержима: научными методами невозможно доказать, как то, что Бог не сотворял жизни, так и то, что Бог её сотворял. Кроме того, эта теория не даёт удовлетворительного ответа на вопрос о причинах возникновения и существования самого верховного существа, обычно просто постулируя его безначальность.
В этом едином процессе можно выделить три основных этапа. Это предбиологическая эволюция – до возникновения жизни; биологическая эволюция – этап до появления человека; и, наконец, социальная эволюция – это развитие человеческого общества.
Теория химической эволюцииилипребиотическая эволюция— первый этап эволюции жизни, в ходе которогоорганические, пребиотические вещества возникли изнеорганическихмолекул под влиянием внешних энергетических и селекционных факторов и в силу развертывания процессов самоорганизации, свойственных всем относительно сложным системам, которыми бесспорно являются все углерод-содержащие молекулы.
Биологическая эволюция— необратимое и направленное историческое развитиеживой природы, сопровождающееся изменением генетического составапопуляций, формированиемадаптаций,видообразованиемивымираниемвидов, преобразованиемэкосистемибиосферыв целом. Биологическую эволюцию изучаетэволюционная биология
Социальная эволюция— «процесс структурной реорганизации во времени, в результате которой возникает социальная формаилиструктура, качественно отличающаяся от предшествующей формы». Частным случаем социальной эволюции является социальноеразвитие.Основы общей теории социальной эволюции были заложены Г. Спенсеромещё до разработкиЧ. Дарвиномобщей теориибиологической эволюции.
87.Положение вида homo sapiens в системе животного мира. Качественное своеобразие человека.
Челове́к разу́мный (лат.Homo sapiens) (в биологии) —видродаЛюди(Homo) из семейства гоминидв отрядеприматов, единственный живущий в настоящее время. От современныхчеловекообразных, помимо рядаанатомических особенностей, отличается значительной степенью развития материальной культуры (включая изготовление и использование орудий), способностью к членораздельнойречииабстрактному мышлению. Человек, как биологический вид — предмет исследованияфизической антропологии.Природа и сущность человекаявляется предметом как философского, так и религиозного диспута
Вместе с рядом вымерших видов человек разумный образует род человек(Homo). От ближайшего вида —неандертальцев— человек разумный отличается рядом особенностей строения скелета (высокий лоб, редукция надбровных дуг, наличие сосцевидного отростка височной кости, отсутствие затылочного выступа — «костного шиньона», вогнутое основание черепа, наличиеподбородочного выступана нижнечелюстной кости, «кинодонтные» коренные зубы, уплощеннаягрудная клетка, как правило, относительно более длинные конечности) и пропорциями отделов головного мозга («клювовидные» лобные доли у неандертальцев, широко округленные у человека разумного). В настоящее время идетработа по расшифровке генома неандертальцев, которая позволяет углубить представления о характере отличий этих двух видов.
Во второй половинеXX векаряд исследователей предложили считатьнеандертальцевподвидомH. sapiens—H. sapiens neanderthalensis. Основанием для этого послужили исследования физического облика, образа жизни, интеллектуальных способностей и культуры неандертальцев. Кроме того, неандертальцев часто рассматривали как непосредственных предков современного человека. Однако сравнениемитохондриальной ДНКлюдей и неандертальцев позволяет предположить, что расхождение их эволюционных линий произошло около 500 000 лет назад[1]. Эта датировка несовместима с гипотезой о происхождении современных людей от неандертальцев, поскольку эволюционная линия современных людей обособилась позднее 200 000 лет назад. В настоящее время большинство палеантропологов склонны считать неандертальцев отдельным видом в составе родаHomo—H. neanderthalensis.
В2005были описаны останки, возраст которых составляет ок. 195 000 лет (плейстоцен).Анатомические отличия экземпляров побудили исследователей выделить новый подвид Homo sapiens idaltu («Старейшина»)[
Возникновение и развитие жизни на земле. Химический, предбиологический, биологический и социальные
этапы.
1.Химическая эволюция — это совокупность процессов, протекавших в Космосе и на ранних этапах существования Земли, приведших к возникновению жизни. На первом этапе образовались литосфера, гидросфера, атмосфера. Литосфера возникла вследствие вулканизма. Ежегодно вулканы выбрасывают на поверхность Земли около 1 км. За время существования Земли, при нынешней активности вулканов, было выброшено такое количество лавы, которой достаточно для образования коры Земли.
2.Этап предбиологической эволюции. На этом этапе протекали реакции полимеризации, которые могли активизироваться при значительном увеличении концентрации раствора (пересыхание водоема) и даже во влажном песке. В конечном счете сложные органические соединения формировали белково-нуклеиново-липоидные комплексы (ученые называли их по-разному: коацерваты, гиперциклы, про- бионты, прогеноты и т. д.). В результате предбиологического естественного отбора появились первые примитивные живые организмы, которые вступили в биологический естественный отбор и дали начало всему органическому миру на Земле. Жизнь, очевидно, развивалась в водной среде на некоторой глубине, так как единственной защитой от ультрафиолетового излучения была вода.
3.Биологический этап эволюции. Большинство ученых считают, что первые примитивные живые организмы были близки по строению к прокариотам, Они питались органическими веществами «перечного бульона», т. е. были гетеротрофами. Самой древней формой обмена веществ являлся, по-видимому, гликолиз.
При увеличении численности гетеротрофных прокариотических клеток запас органических соединений в первичном океане истощался. В этих условиях обострилась конкуренция между древними прокариотами, которая, с одной стороны, способствовала усложнению их строения, с другой — привела к появлению новых способов получения энергии для жизненных процессов. Так произошли крупные ароморфозы — появление автотрофного способа питания (хемосинтез и фотосинтез) и фиксация атмосферного азота. Организмы, способные к автотрофности, т. е. к синтезу органических веществ из неорганических за счет реакций окисления и восстановления, получили значительные преимущества в конкурентной борьбе.
4.Социальный этап эволюции- это происхождение(появление) человека.
4Человек современного типа.
Экзаменационный билет № 47
1.Постэмбриональное развитие.
Постэмбриональный онтогенез начинается с момента рождения, при выходе из зародышевых оболочек или при выходе из яйцевых оболочек и заканчивается смертью. Включает следующие периоды:
1.Ювенильный( дорепродуктивный)-от рождения до полового созревания
2.Репродуктивный(период зрелости)- организм способен к самовоспроизведению
3.Пострепродуктивный(период старения)- заканчивается смертью
Ювенильный период характеризуется продолжением начавшегося ещё в эмбриональный период органогенеза и увеличением размеров тела. Уже вначале этого периода все органы достигают той степени дифференцировки, при которой молодой организм может существовать и развиваться вне организма матери.
Пубертатный периуд называется стабильной стадией, т.к. организм в этот период функционирует как устойчивая система, способная поддерживать постоянство своего внутреннего состава в изменяющихся условиях внешней среды.В данный период осуществляется функция- размножения.
Период старения, Характеризуется уменьшением интенсивности обмена веществ, ослаблением физиологических, биохимических и морфологических функций.
В постнатальном периоде выделяют несколько критических периодов:
-новорождение-первые дни после рождения в связи с перстройкой всех процессов жизнедеятельности.
-половое созревание(12-16 лет), когда происходит гормональная перестройка.
-половое увядание(около 50 лет)- когда происходит угасани функций эндокринных желёз.
Теория происхождения жизни. Основные этапы происхождения жизни (химический, предбиологический, биологический, социальный).
Теорий возникновения жизни на Земле создано довольно много. Основные из них можно разбить на пять групп:
— теория стационарного состояния;
Креационисты уверены, что жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; её придерживаются последователи большинства религиозных учений (особенно христиане, мусульмане, иудеи). Никаких научных подтверждений этой точки зрения нет: в религии истина постигается через божественное откровение и веру. Процесс сотворения мира мыслится как имевший место лишь единожды и недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести указанную концепцию за рамки научного исследования.
Согласно теории стационарного состояния Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, которая, если и изменялась, то очень мало. Сторонники этой теории считают, что наличие ископаемых остатков древних животных указывает лишь на то, что в исследуемый период их численность увеличивалась, либо они жили в местах, благоприятных для сохранения остатков. В настоящее время приверженцев этой теории почти не осталось.
Теория спонтанного зарождения возникла в древнем Китае, Вавилоне и Греции в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Приверженцем этой теории был и Аристотель. Её последователи считали, что определённые вещества содержат «активное начало», которое при подходящих условиях может создать живой организм. Одним из экспериментов, якобы подтверждавшим эту теорию, был эксперимент Ван Гельмонта, в котором у этого ученого за 3 недели из грязной рубашки и горсти пшеницы в тёмном шкафу появились мыши. Открытие Левенгуком микроорганизмов добавило ей новых приверженцев. Однако тщательные и аккуратные эксперименты, поставленные Франческо Реди, Ладзаро Спалланциани и Луи Пастером, поставили крест на теории спонтанного зарождения.
Сторонники теории панспермиипредполагают, что жизнь на Землю занесена извне с метеоритами, кометами или даже НЛО. Шансов обнаружить жизнь в пределах Солнечной системы (не считая Земли) ничтожно мало, однако, вполне возможно, что жизнь могла возникнуть возле какой-то другой звезды. Астрономические исследования показали, что в составе некоторых метеоритов и комет имеются органические соединения (в частности, аминокислоты), которые могли сыграть роль «семян» при падении на Землю. Однако, доводы панспермистов не дают ответа на вопрос, откуда взялась жизнь в других мирах.
Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных учёных. Земля возникла около пяти миллиардов лет назад; первоначально температура её поверхности была очень высокой. По мере её остывания образовались твёрдая поверхность (литосфера). Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 100° C, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время из первичных соединений и образовывалась сложные органические вещества; энергию для реакций синтеза доставляли грозовые разряды и интенсивная ультрафиолетовая радиация. Накоплению веществ способствовало отсутствие живых организмов – потребителей органики – и главного окислителя – кислорода.