«Теория возникновения жизни» - Теории возникновения жизни на Земле. Опыт Миллера и Юри. Самозарождение жизни. Эксперимент повторялся несколько раз в 1953-1954 годах. Споры микроорганизмов оседали на изогнутой трубке и не могли проникнуть в питательную среду. Теория биопоэза. Последующие дожди растворяли полипептиды. Панспермия. Был проведён в 1953 году Миллером и Юри.

«Гипотеза А.И.Опарина» - Первичная атмосфера Земли имела восстановительный характер. Гипотеза происхождения жизни А.И.Опарина. Общие выводы по теории А.И.Опарина. Опыты Г.Юри и С.Миллера (1955). Абиогенный синтез простейших органических соединений из неорганических. Этапы возникновения жизни на Земле. Возникновение генетического кода, мембраны и начало биологической эволюции.

«Развитие органического мира» - Длительность: ОТ 408 ДО 360 МЛН. Архейская эра. Длительность: ОТ 248 ДО 213 МЛН. Длительность: ОТ 25 ДО 5 МЛН. В более теплых областях земного шара раскинулись обширные степи. Мезойская эра. Силурийский период. Первые многоклеточные животные возникли 900-1000 млн. лет назад. Ордовикский период. Длительность: ОТ 0,01 МЛН.

«Развитие Земли» - Отдыхая на берегу, мы укрылись от палящего зноя в тени саксаулового леса, раскинувшегося у самой воды. ЗАЛ № 1 Практическая работа: 1. Изучить предложенные экспонаты. 2. Определить: а) Какие образцы являются ископаемыми остатками организмов(окаменелости) б) Какие образцы являются реконструируемыми. 3. Сформулировать вывод: Для чего необходимо изучать ископаемые остатки организмов? 4. Из предложенных букв сложить название науки, изучающей древние окаменелости.

«Происхождение жизни» - Биохимическая эволюция. Теория стационарного состояния. Самопроизвольное зарождение жизни. Опровержение теории самозарождения. Теории происхождения жизни. Работу готовила ученица 10 «А» класса. Креационизм. Опыты Луи Пастера. Дмитрюкова Екатерина. Теория панспермии. В каждой молекуле есть определенная структурная организация.

«Продолжительность жизни» - За одну единицу физического времени единица массы прирастает на cm(t) единиц массы. Определение q(t) и tmax для птиц. Аппроксимация зависимостей w(M) и (qcrit/q0)(M). Единица физиологического времени имеет размерность [энергия/масса/время]. Наиболее строгое определение дал Дж. – Единица внутреннего времени ([T]).

Всего в теме 20 презентаций

Слайд 1

Текст слайда:

Начальные этапы биологической эволюции

Автотрофное питание (хемосинтез, фотосинтез ФС-1 и ФС-2)
Аэробный тип обмена веществ
Появление эукариот
Появление полового процесса
Появление многоклеточных организмов

Слайд 2

Текст слайда:

Слайд 3

Текст слайда:

Появление многоклеточных организмов «Теория гастреи»

Эрнст Ге́нрих Фили́пп А́вгуст Ге́ккель (16 февраля 1834, Потсдам - 9 августа 1919, Йена) - немецкий естествоиспытатель и философ. Автор термина «экология». Разработал теорию происхождения многоклеточных (так называемая теория гастреи) (1866), сформулировал биогенетический закон, согласно которому в индивидуальном развитии организма как бы воспроизводятся основные этапы его эволюции, построил первое генеалогическое древо животного царства.

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Текст слайда:

Илья Ильич Мечников

Создатель учения о фагоцитозе и
теории происхождения
многоклеточности - Илья Ильич
Мечников в 1908 г. был удостоен
Нобелевской премии за исследования
флоры кишок.

Слайд 7

Текст слайда:

В последние годы жизни Мечников
разрабатывал теорию старения
организма. После длительных поисков
он пришел к выводу, что стареющий
организм отравляется ядами
собственных бактерий из толстой
кишки, которые можно, однако,
уничтожить с помощью палочек
молочной кислоты. Поэтому Мечников в
качестве противоядия предлагал
принимать кислое молоко. Мечников
разработал строжайшую диету, с
помощью которой можно продлить
жизнь человека.

Слайд 8

Текст слайда:

Медаль им. И.И. Мечникова "За практический вклад в укрепление здоровья нации" учреждена Президиумом Российской академии естественных наук. Награде присвоено имя великого ученого - Ильи Ильича Мечникова, почетного члена Петербургской академии наук, Лауреата Нобелевской премии, одного из основоположников научной школы иммунологии.

Слайд 9

Текст слайда:

Слайд 10

Текст слайда:

Трихоплакс

Трихоплакс (Trichoplax adhaerens), примитивное морское многоклеточное животное (из группы фагоцителлозоа), листовидное тело которого (до 3 мм) состоит из наружного слоя клеток со жгутиками и внутренней паренхимы, образованной амёбообразными клетками. Размножается бесполым и половым путём. По строению Т. близок к фагоцителле (см. Фагоцителлы теория) - общему предку всех многоклеточных животных (по И. И. Мечникову).

Слайд 11

Текст слайда:

Этот очаровательный блинчик - трихоплакс (Trichoplax adhaerens), самое примитивное многоклеточное животное на Земле. Трихоплаксы - маленькие (около 3 мм) бесцветные существа. Форма их тела напоминает пластинку. Несколько тысяч клеток расположены в два слоя. Между ними находится полость, заполненная жидкостью, нервная координация отсутствует.
Передвигаются с помощью колебательного движения ресничек эпителия, при этом форма их тела беспрерывно изменяется. Пищевое поведение зависит от количества доступной пищи: когда концентрация пищевых ресурсов низкая, организмы передвигаются быстрее и активнее, чаще изменяя форму. При высоких концентрациях пищевых ресурсов они приобретают плоскую форму и становятся малоподвижными.

Когда-то давно лучше всех про трихоплакса выразился Реми:
-Очень странные звери. Они не только ползают, не знаю, чем, но и плавают не знаю, в чём!

Слайд 12

Текст слайда:

Trichoplax adhaerens

В своей первой статье Шульце сообщает, что родовое название Trichoplax он произвел от двух греческих слов: trichia - волосы и plaka - пластинка; это в прямом переводе означает «волосатая пластинка». Таким образом, исследователь подчеркнул две особенности строения животного: пластинчатую форму тела и наличие жгутиков. Видовое наименование Шульце произвел от греческого слова adhaero, что можно перевести так: «прилипать», «сцепляться». Действительно, Т. adhaerens как в неподвижном, так и в подвижном состоянии плотно прилегает к субстрату своей вентральной поверхностью.

Возникновение фотосинтеза -аэробный обмен в-в -появление эукариот -появление многоклеточности. События:

Под эволюцией фотосинтеза понимают последовательное становление и изменение процесса преобразования солнечной энергии в химическую для синтеза сахаров из углекислого газа, с выделением кислорода в качестве побочного продукта. Возникновение фотосинтеза

В ходе развития жизни на земле первые фотосинтезирующие организмы появились достаточно рано и в качестве источников электронов использовали мощные восстановители, такие как водород или сероводород, поэтому изначально весь фотосинтез был аноксигенным (бескислородным).

Будучи окруженными близкими по составу, но еще неживыми органическими соединениями, первичные существа могли осуществлять в бескислородной среде анаэробный гетеротрофный тип питания с помощью небольшого набора ферментов. Постепенное истощение и деградация органических веществ, синтезированных абиогенным путем, сопровождались накоплением все более окисленных соединений, вплоть до появления наиболее бедного энергией соединения углерода - углекислоты. Это влекло за собой необходимость все большего и большего совершенствования и усложнения ферментативного аппарата, необходимого для ассимиляции все более окисленных веществ.

В этих условиях, которые все еще характеризовались отсутствием в среде кислорода, вполне вероятно возникновение первичных автотрофных организмов, которые осуществляли восстановление углекислоты за счет химической энергии, полученной из минеральных веществ. Такой тип питания получил название хеморедукции. Среди современных организмов известна группа сульфатредуцирующих микроорганизмов, которые восстанавливают сульфаты до сероводорода, используя для этой цели молекулярный водород.

Появление в этот период, который характеризовался сильно восстановительными условиями среды, светпоглощающих пигментов фотосенсибилизаторов привело, очевидно, к замене химической энергии в процессах хеморедукции на световую. Возник простейший тип фотоавтотрофного питания, который получил название фоторедукции и бактериального фотосинтеза. Такой тип питания осуществляют современные фототрофные бактерии - пурпурные серобактерии (Thiorhodaceae) и зеленые серобактерии (Chlorobacteriaceae),

Пурпурные и зеленые серобактерии восстанавливают углекислоту за счет энергии света, используя в качестве Н-донора сероводород (H2S):

Вода является более окисленным соединением по сравнению с сероводородом. Использование ее в качестве донора водорода связано с необходимостью дополнительной затраты энергии и стало возможно благодаря дальнейшему совершенствованию фотохимического аппарата, которое состояло в появлении у растений (начиная с сине-зеленых водорослей) хлорофилла (вместо бактериохлорофилла) и дополнительной фотохимической системы, так называемой «фотосистемы П».

Появление на Земле фотосинтеза было обусловлено всем ходом предшествовавшей биологической эволюции и явилось поворотным пунктом в переходе от анаэробного к аэробному типу обмена веществ.

Около 2 млрд.250 лет назад в верхних слоях атмосферы Земли появился озоновый экран, не пропускающий коротковолновое ультрафиолетовое излучение.

Примерно 3,5 млрд лет тому назад на Земле уже существовали прокариоты. Именно таков возраст самых древних пород, в которых находят их ископаемые остатки. Бактерии безраздельно господствовали на протяжении значительной части архея (4,0-2,5 млрд лет назад) и протерозоя (2,5-0,6 млрд лет назад) и сформировали первую в истории Земли биосферу - прокариотную. Важнейшим ее компонентом были цианобактерии - одни из наиболее сложно устроенных прокариот, обладающие способностью к фотосинтезу. ЭВОЛЮЦИЯ ЭУКАРИОТ.

Первые ископаемые эукариоты датируются возрастом примерно в 1,5 млрд лет. Предками эукариот, по-видимому, были гетеротрофные прокариоты. Первым шагом на пути становления эукариотной организации должна была стать утрата жесткой клеточной стенки. Это позволило перейти к питанию посредством пино- и фагоцитоза, что кардинальным образом изменило способности организма по части использования источников питания. Появилась возможность заглатывать крупные частицы пищи, включая другие микроорганизмы. ПОЯВЛЕНИЕ ЭУКАРИОТ.

Симбиоз с бактерией, обладающей способностью к аэробному расщеплению простых органических соединений, давал протоэукариотной клетке несомненный энергетический выигрыш, поскольку аэробный метаболизм в энергетическом плане намного выгоднее анаэробного. Постепенно симбионт превратился в клеточную органеллу - митохондрию. Хлоропласты формировались сходным способом, но симбионтом в этом случае были обладающие способностью к фотосинтезу цианобактерии. Дальнейшая эволюция эукариот шла по пути формирования различных многоклеточных организмов. Возникали состоящие из одинаковых клеток слоевища, которые в дальнейшем дали начало водорослям, а на основе колониальных форм впоследствии сформировались животные. Именно многоклеточные организмы стали играть ведущую роль в формировании биосфер протерозоя и фанерозоя (около 0,6 млрд лет назад - до наших дней). Клетка эукариот формировалась в середине протерозоя на основе совершенствования организации прокариот. Митохондрии и хлоропласты были приобретены в результате симбиоза древних эукариот с бактериями.

1 из 44

Презентация - Биохимическая эволюция

Текст этой презентации

Теория абиогенеза (биохимической эволюции). Модель А.Опарина -Дж. Холдейна. Опыты С. Миллера. Проблемы и противоречия теории

В 1923 году советским биохимиком Алексеем Опариным была разработана теория биохимической эволюции.

А. И. Опарин, русский биохимик, академик, еще в 1924 г. опубликовал свою первую книгу по данной проблеме происхождения жизни путем биохимической эволюции
2 марта 1894 г. - 21 апреля 1980 г.

миллиарды лет назад при формировании планеты первыми органическими веществами были углеводороды, которые образовались в океане из более простых соединений.
Основу этой теории составляла идея:

Появление жизни А. Опарин рассматривал как единый естественный процесс, который состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень - биохимическую эволюцию.

Суть гипотезы:
Зарождение жизни на Земле - длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой
Произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химических факторов.

Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой:
1) этап синтеза исходных органических соединений из неорганических веществ в условиях первичной атмосферы ранней Земли; 2) этап формирования в первичных водоемах Земли из накопившихся органических соединений биополимеров, липидов, углеводородов; 3) этап самоорганизации сложных органических соединений, возникновение на их основе и эволюционное совершенствование процессов обмена веществом и воспроизводства органических структур, завершающееся образованием простейшей клетки.

Первый этап (около 4 млрд. лет назад)
По мере остывания планеты водяные пары, находившиеся в атмосфере, конденсировались и обрушивались на Землю ливнями, образуя огромные водные пространства.
Поскольку поверхность Земли оставалась горячей, вода испарялась, а затем, охлаждаясь в верхних слоях атмосферы, вновь выпадала на поверхность планеты.
Таким образом в водах первичного океана были растворены различные соли и органические соединения
Эти процессы продолжались многие миллионы лет

Второй этап
Происходит смягчение условий на Земле, под воздействием на химические смеси первичного океана электрических разрядов, тепловой энергии и ультрафиолетовых лучей стало возможным образование сложных органических соединений - биополимеров и нуклеотидов, которые, постепенно объединяясь и усложняясь.
Итогом эволюции сложных органических веществ стало появление коацерватов, или коацерватных капель.

Коацерваты - это комплексы коллоидных частиц, раствор которых разделяется на два слоя:
слой, богатый коллоидными частицами
жидкость, почти свободную от них
Коацерваты оказались способными поглощать из внешней среды различные органические вещества, что обеспечило возможность первичного обмена веществ со средой.

сохранившиеся коацерватные капли обладали способностью к первичному метаболизму
Третий этап
Начал действовать естественный отбор
в результате сохранилась только малая часть коацерватов
достигнув определенных размеров, материнская капля могла распадаться на дочерние, которые сохраняли особенности материнской структуры

Позднее теория биохимической эволюции получила развитие в трудах английского учёного Джона Холдейна

Дж. Холдейн, английский генетик и биохимик, с 1929 г. развивал идеи, созвучные представлениям А. И. Опарина.

Жизнь явилась результатом длительных эволюционных углеродных соединений. Вещества, близкие по своему химическому составу к белкам и другим органическим соединениям, составляющие основу живых организмов, возникли на основе углеводородов.
Джон Холдейн сформулировал гипотезу

В дальнейшем поглощая из окружавшей среды белковые вещества, структура коацерватов усложнялась, и они стали похожи на примитивные, но уже живые клетки, а химические соединения внутреннего состава позволяли им расти, видоизменяться, осуществлять обмен веществ и размножаться.
Коацерват (от лат. coacervātus - «собранный в кучу») или «Первичный бульон» - многомолекулярный комплекс, капли или слои с большей концентрацией разведённого вещества, чем в остальной части раствора того же химического состава.

Теория биохимической эволюции и происхождения жизни на Земле, высказанная Алексеем Опариным, признана многими учеными, однако из-за большого количества предположений и допущений, она вызывает некоторые сомнения.

Постулирует, что жизнь возникла на Земле именно из неживой материи, в условиях, имевших место на планете миллиарды лет назад. Эти условия включали наличие источников энергии, определенного температурного режима, воды и других неорганических веществ - предшественников органических соединений. Атмосфера тогда была бескислородной (источником кислорода в настоящее время являются растения, а тогда их не было).
«Гипотеза Опарина-Холдейна»

Этапы развития жизни на Земле по гипотезе Опарина-Холдейна
Временной период Этапы возникновения жизни События, происходящие на Земле
От 6,5 до 3,5 млрд лет тому назад 1 Образование первичной атмосферы, содержащей метан, аммиак, углекислый газ, водород, окись углерода и пары воды
2 Охлаждение планеты (ниже температуры +100 °С на ее поверхности); конденсация паров воды; образование первичного океана; растворение в его воде газов и минеральных веществ; мощные грозы Синтез простых органических соединений - аминокислот, сахаров, азотистых оснований - в результате действия мощных электрических разрядов (молний) и ультрафиолетовой радиации
3 Образование простейших белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, жиров; коацерватов
От 3,5 до 3 млрд лет тому назад 4 Образование протобионтов, способных к самовоспроизведению и регулируемому обмену веществ, в результате возникновения мембран с избирательной проницаемостью и взаимодействий нуклеиновых кислот и белков
3 млрд лет тому назад 5 Возникновение организмов, имеющих клеточное строение (первичных прокариот-бактерий)

Весьма убедительные доказательства возможности осуществления 2-го и 3-го этапов развития жизни получены в результате многочисленных экспериментов по искусственному синтезу биологических мономеров.

Впервые в 1953 г. С. Миллер (США) создал достаточно простую установку, на которой ему удалось из смеси газов и паров воды под действием ультрафиолетового облучения и электрических разрядов синтезировать ряд аминокислот и других органических соединений

Публикация в журнале Science описывает данные, ускользнувшие от ученых 50 с лишним лет назад.
Молодой сотрудник Университета Чикаго, Стэнли Миллер, проводит свои знаменитые эксперименты по синтезу биологических молекул. 1953 год. //Архив Химического факультета Калифорнийского университета в Сан-Диего

Тогда нобелевский лауреат Гарольд Юри, получивший престижную премию за открытие тяжелой воды и увлекшийся впоследствии проблемами космохимии,
вдохновил одного из своих подопечных, Стэнли Миллера, теорией доисторического абиотического супа, из которого под влиянием внешних факторов получились первые органические молекулы.
29 апреля 189 - 5 января 1981 (87 лет)

Для того чтобы воссоздать реакции в лаборатории в условиях, приближенных к тем, что царили на Земле миллиарды лет назад, Миллер, разработал оригинальный химический прибор.

Прибор состоит из большой реакционной колбы, содержащей пары метана, аммиака и водорода, в которую снизу нагнетается горячий водяной пар. Сверху же расположены вольфрамовые электроды, генерирующие искровой разряд. Моделируя таким образом условия грозы в окрестностях действующего прибрежного вулкана, Миллер надеялся получить в ходе синтеза биологические молекулы.
Кипящая вода (1) создает поток пара, который усиливается соплом аспиратора (врезка), искра, проскакивающая между двумя электродами (2), запускает набор химических превращений, холодильник (3) охлаждает поток водяного пара, содержащего продукты реакции, которые оседают в ловушке (4).// Нед Шоу, Университет Индианы.

В своем опыте Миллер использовал газовую смесь, состоящую из:
аммиак
метан
водород
водяной пар
По предположению Миллера, именно эта смесь преобладала в первичной атмосфере Земли

Так как эти газы не могли вступить в реакцию в естественных условиях, Миллер подвергал их воздействию электрической энергии, имитируя грозовые разряды, от которых, как предполагалось, была получена энергия в ранней атмосфере
При температуре 100 ° С смесь кипятилась в течение недели, систематично подвергаясь воздействию электрических разрядов.
Проведенный в конце недели анализ хемосинтеза показал, что из двадцати аминокислот, составляющих основу любого белка, образовались только три

После смерти Стивена Миллера, разбирая его дневники и архивы, близкие и коллеги обнаружили записи, относящиеся к работам 50-х годов, а также несколько склянок с подписями.
Подписи указали на то, что содержимое склянок – не что иное, как продукты синтеза в аппаратах Миллера, сохраненные автором в неприкосновенном виде.

Опыты Стэнли Миллера, попытавшегося в пробирке повторить зарождение жизни на Земле, были куда успешнее, чем полагал сам Миллер. Современные методы позволили найти не пять, а все 22 аминокислоты в химической посуде, запечатанной ученым многие десятилетия назад

На протяжении последующих 20 лет было установлено:
Атмосфера в опыте Миллера была фиктивной
Ранняя атмосфера Земли состояла не из метана и аммиака, а из азота, двуокиси углерода и водных испарений, а эксперимент Миллера был ничем иным, как откровенной ложью.
В опытах, для получения аминокислот, брали готовый аммиак, а сам по себе, абиогенным способом, образуется он только при высоком давлении и температурах из эквималярной смеси водорода и азота, в присутствии катализатора

Миллер использовал в эксперименте механизм "холодного капкана", то есть образовавшиеся аминокислоты сразу же были изолированы от внешней среды.
Если бы не было этого механизма, атмосферные условия тотчас же разрушили бы эти молекулы.

Миллер, использовав метод «холодного капкана», сам сокрушил свое же утверждение о возможности свободного образования аминокислот в атмосфере.
В итоге все усилия показали, что даже в идеальных условиях лаборатории невозможно синтезировать аминокислоты без механизма "холодного капкана", чтобы предотвратить расщепление аминокислот уже под влиянием собственной среды, так что не может быть и речи о случайном их возникновении в природе.

Научные проблемы опытов Миллера
Полученные аминокислоты оказались «неживыми»: не того направления вращения – эффект «киральности». в результате опыта было получено множество D-аминокислот. D-аминокислоты отсутствуют в структуре живого организма.

“проблемы хиральности” В результате опыта были получены аминокислоты с разным поворотом (ориентацией) от воображаемой оси, что делает практически невозможным их соединение в протеин (б-ок)

киральность
Термин "хиральность" происходит от греческого слова "хирос" - рука.

Тип урока - комбинированный

Методы: частично-поисковый, про-блемного изложения, объясни-тельно-иллюстративный.

Цель:

Формирование у учащихся целостной системы знаний о живой природе, ее системной организации и эволюции;

Умения давать аргументированную оценку новой информации по биоло-гическим вопросам;

Воспитание гражданской ответственности, самостоятельности, инициативности

Задачи:

Образовательные : о биологических системах (клетка, организм, вид, экосистема); истории развития современных представлений о живой природе; выдающихся открытиях в биологической науке; роли биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира; методах научного познания;

Развитие творческихспособностей в процессе изучения выдающихся достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру; сложных и противоречивых путей развития современных научных взглядов, идей, теорий, концепций, различных гипотез (о сущности и происхождении жизни, человека) в ходе работы с различными источниками информации;

Воспитание убежденности в возможности познания живой природы, необходимости бережного отношения к природной среде, собственному здоровью; уважения к мнению оппонента при обсуждении биологических проблем

ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОБУЧЕНИЯ- УУД

Личностные результаты обучения биологии :

1. воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину; осознание своей этнической принадлежности; усвоение гуманистических и традиционных ценностей многонационального российского общества; воспитание чувства ответственности и долга перед Родиной;

2. формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию, осознанному выбору и построению дальнейшей индивидуальной траектории образования на базе ориентировки в мире профессий и профессиональных предпочтений, с учётом устойчивых познавательных интересов;

Метапредметные результаты обучения биологии:

1. умение самостоятельно определять цели своего обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи в учёбе и познавательной деятельности, развивать мотивы и интересы своей познавательной деятельности;

2. овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы;

3. умение работать с разными источниками биологической информации: находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и

оценивать информацию;

Познавательные : выделение существенных признаков биологических объектов и процессов; приведение доказательств (аргументация) родства человека с млекопитающими животными; взаимосвязи человека и окружающей среды; зависимости здоровья человека от состояния окружающей среды; необходимости защиты окружающей среды; овладение методами биологической науки: наблюдение и описание биологических объектов и процессов; постановка биологических экспериментов и объяснение их результатов.

Регулятивные: умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач; умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учёта интересов; формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (далее ИКТ-компетенции).

Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру-гих видов деятельности.

Технологии: Здоровьесбережения, проблем-ного, раз-вивающего обучения, групповой деятельно-сти

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Ход урока

Задачи

Сформировать представление о начальных эта-пах биологической эволюции. Проанализировать значение появления эукари-от, полового процесса, фотосинтеза, многоклеточности для дальнейшего развития жизни на Земле.

Продолжить работу над общебиологическими понятиями, умением учащихся устанавливать би-ологические закономерности.

Основные положения

1.Первыми живыми организмами на планете были гетеротрофные прокариотеские организмы

2,.Истощение органических запасов первичного океана вызвало появление автотрофного питания, в частности фотосинтеза.

Появление эукариотических организмов сопровождалось возникновением диплоидности и ограниченного оболочкой ядра.

На рубеже архейской и протерозойской эр произошли первые многоклеточные.

Начальные этапы биологической эволюции

Наиболее важными событиями биологической эволюции после возникновения фотосинтеза и аэробного типа обмена следует считать появление эукариот и многоклеточности.

В результате взаимополезного сожительства — симбио-за — различных прокариотических клеток возникли ядер- ные, или эукариотические, организмы. Сущность гипотезы симбиогенеза заключается в следующем. Основ-ной «базой» для симбиоза была, по-видимому, гетеротроф-ная амебоподобная клетка. Пищей ей служили более мел-кие клетки. Одним из объектов питания такой клетки мог-ли стать дышащие кислородом аэробные бактерии, способные функционировать и внутри клетки-хозяина, про-изводя энергию. Те крупные амебовидные клетки, в теле ко-торых аэробные бактерии оставались невредимыми, оказа-лись в более выгодном положении, чем клетки, продолжав-шие получать энергию анаэробным путем — брожением. В дальнейшем бактерии-симбионты превратились в мито-хондрии. Когда к поверхности клетки-хозяина прикрепи-лась вторая группа симбионтов — жгутикоподобных бакте-рий, сходных с современными спирохетами, возникли жгу-тики и реснички. В результате подвижность и способность к нахождению пищи у такого организма резко возросли. Так возникли примитивные животные клетки — предшествен-ники ныне живущих жгутиковых простейших.

Образовавшиеся подвижные эукариоты путем симбиоза с фотосинтезирующими (возможно, цианобактериями) орга-низмами дали водоросль, или растение. Очень важно то об-стоятельство, что строение пигментного комплекса у фото-синтезирующих анаэробных бактерий поразительно сходно с пигментами зеленых растений. Такое сходство не случайно и указывает на возможность эволюционного преобразования фотосинтезирующего аппарата анаэробных бактерий в ана-логичный аппарат зеленых растений. Изложенная гипотеза о возникновении эукариотических клеток через ряд последо-вательных симбиозов хорошо обоснована, и ее приняли мно-гие ученые. Во-первых, одноклеточные водоросли и сейчас легко вступают в союз с животными-эукариотами. Например, в теле инфузории туфельки обитает водоросль хлорелла. Во- вторых, некоторые органоиды клетки, такие как митохонд-рии и пластиды, по строению своей ДНК удивительно похожи на прокариотические клетки — бактерии и цианобактерии.

Возможности эукариот по освоению среды еще боль-шие . Связано это с тем, что организмы, обладающие ядром, имеют диплоидный набор всех наследственных задатков — генов, т. е. каждый из них представлен в двух вариантах.

привел к значительному увеличению разнообразия живых организмов благодаря созданию новых многочислен-ных комбинаций генов. Одноклеточные организмы быстро размножились на планете. Однако их возможности в освое-нии среды обитания ограничены. Они не могут и расти бес-предельно. Объясняется это тем, что дыхание простейших организмов осуществляется через поверхность тела. При увеличении размеров клетки одноклеточного организма его поверхность возрастает в квадратичной зависимости, а объем — в кубической, в связи с чем биологическая мем-брана, окружающая клетку, неспособна обеспечить кис-лородом слишком большой организм. Иной эволюционный путь осуществился позже, около 2,6 млрд лет назад, когда появились организмы, эволюционные возможности кото-рых значительно шире, — многоклеточные организмы.

Первая попытка разрешения вопроса о происхождении многоклеточных организмов принадлежит немецкому био-логу Э. Геккелю (1874). В построении своей гипотезы он ис-ходил из исследований эмбрионального развития ланцетни-ка, проведенных к тому времени А. О. Ковалевским и дру-гими зоологами. Основываясь пабиогенетическом законе,

Э. Геккель полагал, что каждая стадия онтогенеза повторяет какую-то стадию, пройденную предками данного вида во время филогенетического развития. По его представлени-ям, стадия зиготы соответствует одноклеточным предкам, стадия бластулы — шарообразной колонии жгутиковых. В дальнейшем, в соответствии с этой гипотезой, произошло впячивание (инвагинация) одной из сторон шарообразной колонии (как при гаструляции у ланцетника) и образовался гипотетический двухслойный организм, названный Гекке-лем гастреей, поскольку он похож на гаструлу.

Представления Э. Геккеля получили название теории гастреи. Несмотря на механистичность рассуждений Гекке-ля, отождествлявшего стадии онтогенеза со стадиями эво-люции органического мира, теория гастреи сыграла важную роль в истории науки, так как способствовала утверждению

монофилетических(из одного корня) представлений о про-исхождении многоклеточных.

Основу современных представлений о возникновении многоклеточных организмов составляет гипотеза И. И. Меч-никова (1886) — гипотеза фагоцителлы. По предположе-нию ученого, многоклеточные произошли от колониальных простейших — жгутиковых. Пример такой органи-зации — ныне существующие колониальные жгутиковые типа вольвокс.

Среди клеток колонии выделяются движущие, снабжен-ные жгутиками; питающие, фагоцитирующие добычу и уно-сящие ее внутрь колонии; половые, функцией которых яв-ляется размножение. Первичным способом питания таких примитивных колоний был фагоцитоз. Клетки, захватив-шие добычу, перемещались внутрь колонии. Затем из них образовалась ткань — энтодерма, выполняющая пищева-рительную функцию. Клетки, оставшиеся снаружи, выпол-няли функцию восприятия внешних раздражений, защиты и функцию движения. Из подобных клеток развивалась по-кровная ткань — эктодерма. Часть клеток специализиро-валась на выполнении функции размножения. Они стали половыми клетками. Так колония превратилась в прими-тивный, но целостный многоклеточный организм.

Подтверждением гипотезы фагоцителлы служит строение примитивного многоклеточного организма — трихоплакса. Русский ученый А. В. Иванов установил, что трихоплакс по своему строению соответствует гипотетическому существу — фагоцителле и должен быть выделен в особый тип живот-ных — фагоцитпеллоподобных, занимающих промежуточ-ное положение между многоклеточными и одноклеточными организмами.

Потребность в увеличении скорости передвижения, не-обходимого для захвата пищи, благоприятствовала дальней-шей дифференцировке, что обеспечило эволюцию многокле-точных — животных и растений, и привела к увеличению многообразия форм живого.

Основные этапы хими-ческой и биологической эволюции.

Таким образом, возникновение жизни на Земле носит за-кономерный характер, и ее появление связано с длительным процессом химической эволюции, происходившей на нашей планете. Формирование структуры, отграничивающей орга-низм от окружающей среды, — мембраны с присущими ей свойствами — способствовало появлению живых организ-мов и ознаменовало начало биологической эволюции. Как простейшие живые организмы, возникшие около 3 млрд лет назад, так и более сложно устроенные в основе своей струк-турной организации имеют клетку.

Самостоятельная работа

			Строение	Размноже-ние
См. урок 8	См. урок 1 (царства живых организмов)

проверка

Характери-стика пер-вичных организмов	Характеристика ныне живущих организмов
			Строение	Размноже-ние
Гетеротрофы	гетротрофное	анаэробное	одноклеточное
Анаэробы				половое