Рассмотрим вариант решения задания из учебника Пасечник, Каменский, Рубцов 11 класс, Просвещение: § 27. Происхождение жизни на Земле 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.
