Jak se jmenuje Haldanova hypotéza?

Typ lekce: lekce utváření a zdokonalování znalostí.

Typ lekce: lekce vzájemného učení.

Účel: studovat hlavní aspekty moderní teorie vzniku života na Zemi – hypotézu A.I.Oparina-J.Haldane.

1. Formovat u studentů systém znalostí o podmínkách a fázích vzniku života na Zemi v průběhu biochemické evoluce.
2. Zlepšit schopnost studentů porovnávat a analyzovat různé hypotézy, správně je identifikovat podle jejich základních charakteristik
3. Vzbudit v žácích zájem a kladný vztah k biologickým vědám a hledání ucelené teorie o problému vzniku života na Zemi.
4. Přesvědčit studenty o jedinečnosti života jako způsobu existence.

Hlavní koncepty: chemická evoluce, abiogenní syntéza, koacerváty, biopoéza.

Mezioborové vazby: s astronomií – koncept O.Yu. Schmidt; s geologií – vznik a vývoj naší planety; s historií – vývoj představ o vzniku života na Zemi od starověku až po současnost; s chemií – vznik organických látek; s ekologií – vývoj příbuzných pojmů (autotrofy, heterotrofy, prokaryota, eukaryota, aeroby, anaeroby aj.).

1. etapa. Organizační část.

2. etapa. Úvodní rozhovor.

Učitel: V minulé lekci jsme se seznámili s velkým množstvím hypotéz, teorií a konceptů o vzniku života na Zemi. Každý z vás připravil zprávu na probírané téma. Práce byly velmi zajímavé. Pojďme si ještě jednou vysledovat a zapamatovat si, jak se vyvíjely myšlenky na zkoumaný problém.

3. etapa. Opakování probrané látky (průzkum).

— Individuální průzkum: práce s kartami u tabule.

Jak dlouho existují představy o spontánním generování organismů? Jaká je zásluha Francesca Rediho v této věci?

V roce 1859 založila Pařížská akademie věd cenu za pokus vrhnout nové světlo na otázku původu života na Zemi. Kdo a kdy toto ocenění získal? Jaká byla jeho zásluha?

Frontální průzkum:

1. Celá škála hypotéz vychází ze dvou vzájemně se vylučujících úhlů pohledu. Který? Vyjmenuj je. Odpověď: Biogeneze – „žití ze života“. Abiogeneze – „život z neživého“.

2. Kromě toho lze hlavní myšlenky vysvětlující vznik života na Zemi rozdělit do pěti oblastí. Který? Učitel doporučuje obrátit se na Přílohu 1.

3. Uveďte hlavní myšlenky. Vysvětlit původ života na Zemi?

1. Metafyzický (život stvořil Bůh).
2. Teorie panspermie (život přivezený z vesmíru).
3. Teorie spontánní generace.
4. Biochemická hypotéza A.I. Oparina.
5. Hypotéza geologické věčnosti života.

Učitel uvádí statistické údaje z průzkumu mezi středoškoláky. Z 87 dotázaných studentů 42 lidí věří, že život stvořil Bůh; Věří v teorii panspermie-28; život spontánně vznikl – 5 osob; Do teorie A.I. Oparina – 12 osob; Nikdo nevěří v teorii biogeneze.

Učitel: Téměř polovina dotázaných studentů věří v křesťanské náboženství, které bylo vždy symbolem laskavosti a milosrdenství. A jelikož mladí lidé věří v dobrou budoucnost, pak bude v našem státě vše v pořádku.

4. Jaké byly názory na vznik života ve starověku? Odpověď: Myšlenka spontánní generace byla rozšířena ve starověkém světě. Aristoteles: Červi se vynořují z hnijícího masa pod vlivem „životní síly“. Starověký římský filozof Titus Lucretius Carus v 1. století před naším letopočtem v díle „O povaze věcí“ napsal:

„Může to být snadno vidět.
Jako z hromady páchnoucího hnoje,
Živí červi lezou, rodí se. “

5. Řekni nám o homunkulu? Odpověď: Středověký alchymista Paracelsus v 16. století navrhl recept na vytvoření malého živého člověka. Rozkládající se moč doporučoval po určitou dobu ponechat v dýni a poté ji umístit do žaludku koně, kde se homunkulus vyvine. V poetické podobě se tyto myšlenky promítají do brilantního díla I.V. Goethe “Faust”

6. Jaká je zásluha M.M. Terechovský? Odpověď: Martyn Matveevich v roce 1775 uzavřel nádobu s vývarem a uvařil ji. Vývar byl skladován velmi dlouho, ale neobjevily se v něm žádné mikroorganismy.

7. Žák odpovídá u tabule. Karta č. 1.Odpověď: Myšlenky přetrvaly až do 19. století. Ale v 17. a 18. století se vědci snažili experimenty dokázat nemožnost spontánního generování života. V 17. století prováděl Francesco Redi experimenty: (obr. č. 1.)

1. Syrové maso v uzavřeném hrnci.
2. Syrové maso ve čtyřech nádobách bylo otevřené, ve 4 bylo pokryto mušelínem. Kisey (důraz na písmeno „I“) je lehká průsvitná bavlněná látka. Výsledek: larvy muchniček se objevily v otevřených nádobách, ale v uzavřených nádobách nedocházelo ke spontánní tvorbě.

8. Jak souvisely otázky o původu života s rodinou Charlese Darwina? Odpověď: Spontánní generování připustil i Erasmus Darwin (dědeček Charlese Darwina), spor se rozhořel v roce 1859 po vydání pojednání lékaře Poucheta o samovolném generování organismů. Ve stejném roce vyšla kniha „Původ druhů“ od Charlese Darwina a vyvstala otázka: „Jak vznikl život na Zemi?

9. Žák odpovídá u tabule Karta č. 2. Odpověď: Cena byla založena za pokus vrhnout nové světlo na otázku původu života na Zemi. Cenu obdržel v roce 1862 Louis Pasteur. Pasteurův experiment: v nádobě s hrdlem ve tvaru S byl vývar dlouho skladován a zůstal sterilní, protože mikroorganismy se usadily na stěnách zakřivené zkumavky a nevstoupily do vývaru. Jakmile se však ohyb trubice opláchl vývarem, začalo hnití způsobené mikroorganismy. L. Pasteur dokázal nemožnost spontánního vzniku života. (obr. č. 2.)[1].

10. Co je pasterizace? Proč se tento proces nazývá tímto způsobem? Odpověď: Jedná se o metodu ničení mikrobů v tekutinách a potravinách jednorázovým zahřátím na teplotu obvykle 60-70 °C po různou dobu 15 až 30 minut. Toto jméno je spojeno se jménem vědce, který tento objev učinil. Louis Pasteur.

11. Co víte o hypotéze věčnosti života? Odpověď: Švédský vědec Svante August Arrhenius a Vladimir Ivanovič Vernadskij věřili, že život a jeho počátky byly přivezeny z vesmíru. Říká se tomu teorie panspermie. Zakladatel, německý chemik Justus Liebig, předpokládal, že jednoduché organismy nebo spory byly přenášeny z planety na planetu pomocí meteoritů.

Učitel: A opět vyvstává otázka: „Pokud život nevznikl na Zemi, jak tedy vznikl mimo Zemi?

„Moderní teorie původu života na Zemi je hypotézou A.I. Oparin – John Bernal.”

„Život je věčné poznání. Vezmi své zaměstnance a jdi.”

Každý z vás chápe slova epigrafu po svém. A na konci lekce budete muset odpovědět na otázku: “Proč jsou tato slova brána jako epigraf?”

Učitel: Dnes musíme zjistit, co je podstatou teorie A. I. Oparina-J. Bernala. Seznámíme se s následujícími pojmy a zásluhami vědců, kteří přispěli k rozvoji představ o vzniku života na Zemi. (obr. č. 3).

Než budeme mluvit o vzniku života na Zemi, připomeňme si původ naší planety.

Cvičení! Jděte k tabuli a pomocí obrazového materiálu si promluvte o konceptu Otto Yulievicha Schmidta.

(Student odpovídá na tabuli)

Publikum může nahlédnout do Přílohy 2 a výkresy č. 4, č. 5; „Velký třesk“, „Zrození Země“, „Jak na Zemi vznikl život“.

(Žák hovoří o konceptu O.Yu. Schmidta)

V souladu s konceptem O.Yu. Schmidt, před více než 5 miliardami let, v důsledku velkého třesku, bylo Slunce vytvořeno z oblaku plynu a prachu. Ze zbývající části oblaku obíhajícího kolem Slunce vznikly planety sluneční soustavy včetně Země.

Zpočátku byla Země studená, ale díky rozpadu radioaktivních prvků se zahřála, teplota v jejích hloubkách dosáhla nad 1000 °C. V důsledku toho se pevné horniny začaly tavit a rozkládat se určitým způsobem: ve středu – nejtěžší. A na povrchu jsou nejlehčí. Pod vlivem vysoké teploty vstoupily látky do chemických reakcí.

Atmosféra Země byla v té době bez kyslíku. Skládal se z dusíku, vodní páry, oxidu uhličitého, sirovodíku, čpavku, metanu atd. Volný kyslík, který se uvolňoval z pláště, byl rychle spotřebován oxidačními procesy.

Pak přišlo období ochlazení planety. Teplota na zemském povrchu klesla na 100° C. Začala kondenzace vodní páry v atmosféře a začaly vydatné deště, které trvaly tisíciletí. Horká voda vyplnila prohlubně zemského povrchu.

Učitel: Takže máme vody prapůvodního oceánu na starověké Zemi.

Tento koncept rozvinul nebo prohloubil ve svých dílech v roce 1924 A.I. Oparin, v roce 1929 anglický biolog J. Haldane a v roce 1947 anglický fyzik John Bernal.

Proces vzniku prvních organických sloučenin na Zemi se nazývá chemická evoluce.

(Viz obr. č. 6 a č. 7.) [5] Toto jsou hlavní tabulky, se kterými budeme v lekci pracovat.

Učitel: Otázka č. 1. Etapy chemické evoluce (na desce).

Dnes mi ve třídě bude pomáhat kreativní skupina dvou studentů.

První student: hovoří o abiogenní syntéze. (Viz Obr. č. 5 a Dodatek 3).

Nebiologické nebo abiogenní (z řeckého “a” – negativní částice, “BIOS” – život, “geneze” – původ). V této fázi probíhaly chemické reakce v zemské atmosféře a ve vodách primárního oceánu, nasycených různými anorganickými látkami, v podmínkách intenzivního slunečního záření. Při těchto reakcích mohly z anorganických látek vznikat jednoduché organické látky – aminokyseliny, jednoduché sacharidy, alkoholy, mastné kyseliny, dusíkaté zásady.

Učitel: Bylo možné tyto předpoklady nějakým způsobem ověřit?

Druhý student: mluví o Millerově zážitku. (Viz obr. č. 8)[1].

Možnost syntézy organických látek z anorganických ve vodách primárního oceánu potvrdily experimenty amerického vědce S. Millera a domácích vědců A.G. Pasynsky a T.E. Pavlovskaya.

Miller navrhl instalaci, ve které byla umístěna směs plynů: metan, čpavek, vodík, vodní pára. Tyto plyny mohly být součástí primární atmosféry. V další části aparatury byla voda, která byla přivedena k varu. Plyny a vodní pára cirkulující v aparatuře pod vysokým tlakem byly vystaveny elektrickým výbojům po dobu jednoho týdne. Díky tomu se ve směsi vytvořilo asi 150 aminokyselin, z nichž některé jsou součástí bílkovin.

1. etapa – abiogenní syntéza nízkomolekulárních organických látek (biomonomerů) z anorganických látek. (Ukažte na obr.č.6 a č.7).

2. etapa – tvorba biopolymerů, (zobrazit na obr. č. 6) – polynukleotidy, protein-lipidové systémy atd.

3. etapa— výskyt koacervátů (probiontů).

Učitel: příběh o koacervátech. (Příloha 4, Příloha 5): z latinského „coacervus“ – sraženina, hromada. Molekuly bílkovin, které jsou amfoterní, se za určitých podmínek mohou spontánně koncentrovat a vytvářet koloidní komplexy, které se nazývají koacerváty. Koacervátové kapičky se tvoří, když se smíchají dva různé proteiny. Roztok jednoho proteinu ve vodě je průhledný. Při smíchání různých proteinů se roztok zakalí a pod mikroskopem jsou vidět kapky plovoucí ve vodě. Takové kapky koacervátů mohly vzniknout ve vodách prvotního oceánu, kde se nacházely různé proteiny.

Definice: Koacerváty jsou fázově oddělené systémy organických látek. (probionti, rodové organismy). (Ukažte na obrázku. Příloha 5).

Koacervátové kapky mohou sloužit jako modely primárních prebiologických systémů – probiontů.

4. etapa – vznik molekul nukleové kyseliny schopných samoreprodukce.

5. etapa. Krok za krokem opakování – konsolidace.

1. Definujte: chemická evoluce (jedná se o proces vzniku organických sloučenin na Zemi).

2. Vyjmenuj etapy chemické evoluce.

• abiogenní syntéza biomonomerů;
• syntéza biopolymerů;
• vzhled koacervátů;
• vznik molekul nukleové kyseliny schopných samoreprodukce.

3. Kdo experimentálně potvrdil abiogenní syntézu? (S. Miller, A.G. Pasynsky, T.E. Pavlovskaya).

4. Co jsou to koacerváty?

(Jde o fázově oddělené systémy organických látek).

Učitel: Procesy chemické evoluce však vysvětleny nejsou. Jak vznikly živé organismy?

J. Bernal nazval procesy, které vedly k přechodu od neživé k živé biopoéze.

Definice: Biopoiesis je přechod od neživého k živému.

Stádia biopoézy měla vést ke vzniku prvních živých organismů.

Hlavní fáze biopoézy:

1. vzhled membrán v koacervátech,
2. vznik schopnosti sebereprodukce,
3. vznik metabolismu
4. výskyt fotosyntézy,
5. výskyt kyslíkového dýchání. (zobrazit v tabulce).

Zadání: Studenti pracují ve dvojicích. Učitel dává ke každému stolu seznam otázek na papíře. Každá miniskupina odpovídá na otázky. Odpověď je třeba najít v textu učebnice.

1. Jak se u koacervátů vytvořily buněčné membrány? Co je na tom pozitivního? (Zarovnáním molekul lipidů na povrchu koacervátů. Tím byla zajištěna stabilita jejich tvaru)
2. Proč byla schopnost sebereprodukce možná u koacervátů? (Vzhledem k zahrnutí molekul nukleové kyseliny do koacervátů)
3. Jaký druh výživy měli první tvorové? Proč? (Způsob krmení je heterotrofní, protože ve vodách primárního oceánu bylo mnoho hotových organických látek)
4. Jaký byl důvod pro potřebu výskytu autotrofních organismů? (Zvýšil se počet živých organismů a zesílila konkurence. U některých organismů se vyvinula schopnost syntetizovat organické látky z anorganických. S využitím energie slunce (fotosyntéza) nebo energie chemické reakce (chemosyntéza) vznikly autotrofy)
5. Proč byly první živé organismy anaerobní? (Ve vodním prostředí pravděpodobně ještě nebyl kyslík)
6. Proč vzniklo aerobní dýchání? (Aerobní dýchání vzniklo, protože nástup fotosyntézy vedl k akumulaci kyslíku v atmosféře)
7. Proč se organismy mohly vynořit z vody na pevninu? (Zpočátku se život vyvíjel ve vodách oceánu, protože ultrafialové záření na ně mělo škodlivý vliv. A vznik ozónové vrstvy v důsledku akumulace kyslíku v atmosféře vytvořil předpoklady pro dosažení pevniny)

Poslední krok ověření úlohy s rozšířeným vysvětlením

Učitel! Na základě všeho, co bylo řečeno, musíme vyvodit závěr.

Nejběžnější hypotézou o původu života na Zemi je Oparin-Bernalova hypotéza.

Život vznikl přirozeně z anorganické hmoty. Biologické evoluci předcházela evoluce chemická.

Vyvracení (odpůrci teorie).

Učitelka V žádném případě nechci vymazat vše, co bylo řečeno výše, ale tato teorie má i odpůrce.

Jedním z nich je Fred Hoyle, astronom. Nedávno navrhl, že myšlenka, že život vznikl z náhodných interakcí molekul popsaných výše, je „stejně absurdní a nepravděpodobná jako představa, že by hurikán procházející skládkou odpadu mohl vést k sestavení Boeingu 747“.

Nejobtížnější věcí pro Oparin-Bernalovu hypotézu je vysvětlit vznik schopnosti živých systémů reprodukovat se. Hypotézy na toto téma jsou stále nepřesvědčivé. Podrobnosti přechodu od složitých neživých látek k jednoduchým organismům jsou zahaleny tajemstvím.

Tato otázka je slepým místem v biologické vědě.

Učitel: Chlapi! Odpovědět. Odpovězte prosím na otázku. uvedeno na začátku lekce. Proč jsou slova napsaná na tabuli epigrafem?

Student: Asi proto, že každý z nás má svou vlastní životní cestu.

Učitel: Ano. Rozhodně! Každý z vás má svou vlastní životní cestu. Všechny budou jiné. A možná se někdo z vás stane biologem a vyřeší problém, který jsme se pokusili vyřešit v této lekci. Rád bych vám dal slova na rozloučenou a vyjádřil se slovy Matky Terezy. Matka Tereza (Agnes Gonxha Bojaxhiu, narozená ve Skopje, moderní Jugoslávie, žila v letech 1910-1997) je žena, která se neúnavně věnovala charitativní práci. Katolická jeptiška, známá po celém světě svou misionářskou prací, získala v roce 1979 Nobelovu cenu. Toto jméno se již stalo známým. Ale svět si ji pamatuje.

“Život je příležitost, využijte ji”
Život je krása, obdivuj ji
Život je sen, splňte si ho
Život je hra, hraj ji.”

Shrnutí lekce: Ze všeho, co bylo dnes řečeno, můžeme vyvodit závěr.

Nejčastější hypotéza A.I. Oparin – J. Bernal, podle kterého život na zemi vznikl přirozeně z anorganické hmoty Biologické evoluci předcházela evoluce chemická, která zahrnovala řadu etap.

Přechod od neživého k živému je biopoéza.

Učitel: Děkuji všem Aktivně pracovali: (seznam). Málokdo odpověděl (seznam).

Sada: 9 – „5“, 12 – „4“, 3 – „3“.

1. Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. “Obecná biologie.” Učebnice pro 10. ročník všeobecně vzdělávacích institucí. Za reakce G.M. Dymshitsa. Moskva: Vzdělávání, 2001.
2. Beljajev D.K. “Obecná biologie”. Učebnice pro ročníky 10-11 ve všeobecně vzdělávacích institucích. Editoval Dymshits. – Moskva, Vzdělávání, 2001.
3. Myagkova A.N., Komissarov B.D. “Metody výuky obecné biologie.” Manuál pro učitele. Moskva: Osvícení, 1973.
4. Kulev A.V. „Obecná biologie“ 10. ročník, učební pomůcka. Petrohrad: Parita, 2001.
5. Oparin AI. “Původ života”. Moskva: Mladá garda, 1954.
6. Matthews Rupert Jak život začal. Z knižní série „Co se stalo před naším letopočtem“. Volgograd: “Kniha”, 1992.