З р ж е

Зарождение жизни
на Земле
Цель урока:
 Познакомить с этапами зарождения
жизни на Земле
 С основными ароморфозами
происходящими на разных этапах
развития жизни на Земле
 Показать основных представителей
органического мира на протяжении
всех эр возникновения жизни
Из-за увеличения плотности частиц начала повышаться
температура Земли, а затем наступило охлаждение,
продолжавшееся в течение миллионов лет и
сопровождавшееся образованием химических веществ. Более
тяжелые вещества оседали к центру, образуя ядро Земли, а
более легкие образовали оболочку Земли. По мере
охлаждения поверхность Земли затвердевала, исключая места
вулканической деятельности. Благодаря большим размерам
Земля имела силу притяжения, достаточную, чтобы удержать
окружавшие ее газы. Это были совсем другие газы, нежели те,
которые содержатся в современной атмосфере. В древней
атмосфере Земли содержались вода (преимущественно в виде
пара), пар, водород, аммиак и метан. Высоко над Землей
водяной пар конденсировался, образуя тучи, и выпадал в виде
дождя на горячие скалы. Свободного кислорода не было, он
соединялся с железом, алюминием, кремнием и другими
элементами, образуя минералы в земной коре, а также входил
радиохимических, химических процессов стала
снижаться, началось охлаждение планеты, но
поверхность долгое время оставалась горячей;
продолжалась активная вулканическая деятельность
- образовывались горы и
глубокие впадины. При температуре ниже 100oC стали
изливаться дожди, образовывались моря и океаны. В
горячей дождевой воде растворялись NH3, CO2, CH4,
HCN из атмосферы, а также соли и другие вещества,
вымываемые из поверхностных слоев Земли. Между
веществами, растворенными в первобытном океане,
неизбежно должны были происходить химические
реакции, в результате которых могли образоваться
органические соединения.
Первым этапом на пути возникновения жизни на
Земле стал абиогенный (небиологический) синтез
органических молекул из неорганических.
Дальнейший этап эволюции должен был
состоять в соединении молекул с образованием
Происходило самопроизвольное концентрирование
высокомолекулярных органических веществ с образованием капелек,
называемых коацерватами - скоплениями белков или
белковоподобных веществ. Поэтому вторым этапом на пути
возникновения жизни на Земле был процесс концентрирования
органических веществ. Каждая коацерватная капля может
увеличиваться в размерах (сходно с процессом роста клеток), они
способны выделять какие-то продукты химических реакций, между
коацерватами может происходить нечто, напоминающее борьбу за
существование. Но они не обладают способностью к
самовоспроизведению. Третий, последний этап - возникновение
самовоспроизводства молекул. Образовавшиеся полипептиды не
обладают способностью к самовоспроизводству, и тем самым,
закреплять приобретенную в результате химическую структуру.
Нуклеиновые кислоты в отличие от белков способны к репликации,
т.е. созданию новых копий, неотличимых от материнских молекул.
В коацерватах могут концентрироваться органические
вещества, в них быстрее идут реакции, обмен веществ
с окружающей средой, и они даже могут делиться, как
бактерии. Шли реакции полимеризации нуклеотидов,
пока из них не сформировался протоген – первичный
ген, способный катализировать возникновение
определенной аминокислотной последовательности первого белка.
Т.О. молекулы РНК были первыми биополимерами на Земле.
Наличие кодирующих белков молекул РНК и ДНК и белковферментов, катализирующих процессы репликации
нуклеиновых кислот, позволяет образовываться системам с
обратной связью. Такие системы не имеют мембраны, не
могут быть названы живыми организмами. Биомембраны
могли образоваться на поверхности водной пленки.
Образование биомембраны и формирование ее структуры
продолжалось много миллионов лет. Эволюционно
закреплялись лишь такие системы, которые были способны к
саморегуляции и самовоспроизведению. Полагают, что это и
были первые живые организмы - пробионты. Первые
организмы были анаэробными гетеротрофами, затем мог
появиться, скорее всего у анаэробных бактерий, способных к
азотфиксации, бактериальный фотосинтез. Но это был
бескислородный фотосинтез, поскольку первые
фотосинтезирующие бактерии могли получать водород путем
расщепления органики или сероводорода. И лишь
цианобактерии (цианобактерии, или синезеленые) первыми
перешли к фоторасщеплению воды. При таком фотосинтезе
стал выделяться кислород как побочный продукт.
Появление озонового экрана защитило первичные организмы
от ультрафиолетового облучения и положило конец
абиогенному синтезу органических веществ. До этого
момента вода защищала первые живые организмы от
интенсивного солнечного излучения, а с появлением
озонового слоя жизнь “вышла” из воды и распространилась
по всей поверхности Земли.
Вскоре после возникновения жизни сформировалось три
надцарства: архебактерии, эубактерии (включая синезеленые) и эукариоты (грибы, растения, простейшие,
животные). Вероятно, архебактерии сохранили
значительное сходство с пробионтами. Они обитают в
бескислородных слоях, концентрированных солевых
растворах, горячих вулканических источниках. Эубактерии
чрезвычайно широко представлены в биосфере.
Крупным ароморфозом было возникновение фотосинтеза, в
результате которого аэробные прокариоты (предъядерные)
за короткое время освоили разнообразные условия среды. Из
этой группы выделились эукариоты (ядерные). Появление
ядерных организмов - новый этап в эволюции жизни.
Кайнозойска
я
(новой
жизни)
Появление и развитие человека. Животный и растительный мир
принял современный облик
Мезозойская
(средней
жизни)
Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя и
зубастые птицы еще распространены. Преобладают костистые
рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных. Появление и
распространение покрытосеменных.
Господство млекопитающих, птиц
Появление хвостатых лемуров, долгопятов, позднее – парапитеков,
дриопитеков.
Бурный
расцвет
насекомых.
Продолжается
вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы
головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений.
Господство
пресмыкающихся.
Появление
археоптерикса.
Процветание головоногих моллюсков. Господство голосеменных.
Начало
расцвета
пресмыкающихся.
млекопитающих, настоящих костистых рыб.
Палеозойск
ая
(древней
жизнь)
Появление
первых
Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение зверозубых
пресмыкающихся.
Вымирание
трилобитов.
Исчезновение
каменноугольных лесов. Богатая флора голосеменных.
Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся.
Появление летающих форм насекомых, пауков, скорпионов.
Заметное уменьшение трилобитов. Расцвет папоротникообразных.
Появление семенных папоротников.
Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб. Появление
стегоцефалов. Распространение на суше высших споровых.
Пышное развитие кораллов, трилобитов. Появление бесчелюстных
позвоночных – щитковых. Выход растений на сушу – псилофиты.
Широкое распространение трилобитов, водорослей.
Процветают морские беспозвоночные. Широкое распространение
трилобитов, водорослей.
Прот ерозойска
я
(ранней жизни)
Органические остатки редки и малочисленны, но относятся ко всем
типам беспозвоночных. Появление первичных хордовых- подтипа
бесчерепных
Архейская
(самая древняя
в истории
земли)
Следы жизни незначительны. Породы органического происхождения
указывают на существование бактерий и водорослей.
Сине- зеленые
водоросли
Проверь себя:
 Назовите эры развития органического мира на
Земле.
 Какие основные процессы происходили в
архейскую и протерозойскую эры?
 С чем связано появление и вымирание
динозавров в течении одной эры?
 В какой период появился человек на Земле?
 Перечислите предков современного человека ,
начиная с австралопитеков.
Список используемой литературы:
1.
2.
3.
4.
Энциклопедия «Кирилл и Мефодий» (DVD- ДИСК)
Общая биология: учеб. Для 10-11 кл./ Д.К. Беляев,
П.М. Бородин, Н.Н. Воронцов.
http||www.biologi/ru
Общая биология: В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов,
Н.И. Сонин. Учебн. Для 10-11 классов.