girniy.ru 1

МОУ Маливская СОШ

Учитель биологии: Константинова Елена Анатольевна




Тема урока: Жизнь на заре жизни.

Цель: Продолжить формирование знаний уч-ся о возникновении жизни на земле; об условиях, способствующих возникновению жизни при абиогенных условиях; познакомить с основными положениями теории Опарина-Холдейна; начать знакомить с этапами развития жизни на земле.


Тема сегодняшнего урока «Жизнь на заре жизни» является продолжением темы «Образование Земли и возникновение жизни» (слайд 1.) Сегодня на уроке мы рассмотрим как на Земле образовалась жизнь и самые первые шаги жизни на планете.

(слайд 2) План урока:

1. Живое и неживое – сходство и отличие.

2. Абиогенез и биогенез.

3. Доказательства биогенеза.

4. Гипотеза Опарина – Холдейна.

5. Первые этапы развития жизни на земле.


Вопрос возникновения и развития жизни – один из наиболее сложных и в тоже время интересных в современном естествознании.

• В силу качественного своеобразия живого мы без труда одни тела относим к живым, а другие – к неживым, но однозначного, полного и непротиворечивого определения «живое» до сих пор нет. (слайд 3)

• Вот перед вами два объекта природы:

1) Вы конечно же можете отличить живой объект от неживого. Но какие вы приведёте доказательства. (лягушка – прыгает, значит она живая, а камень лежит – он неживой)

2) Но, если, например, плоский камень бросить в воду, то он запрыгает по поверхности, прежде чем утонуть ( лягушка может размножатся и воспроизводить себе подобных, а камень – нет)

3) Можно камень расколоть молотком на несколько частей и из одного получить несколько ( есть ещё аргумент: лягушка дышит , а камень – нет)

4) Но что такое дыхание? Это, в сущности, поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Подобные процессы могут идти и в камне.(есть ещё один довод: лягушка способна расти, а камень нет)


5) Камень тоже может присоединять к себе песчинки и расти, как, например кристаллы поваренной соли или медного купороса, которые могут расти буквально на глазах, вспомните химию. (но в камне не может происходить обмен веществ)

6) На камне и внутри него идут различные химические реакции, напоминающие обмен веществ. (лягушка состоит из специфических образований - живых клеток, которые содержат ядро и хромосомы, передающие информацию из поколения в поколение, а камень нет)

Вывод: Всё живое состоит из клеток.

II. Постановка задачи на урок.

• Как произошла клетка – структурный элемент живого? При каких условиях это происходило? Это на сегодняшнем уроке и рассмотрим, также начнём знакомиться и с развитием клеток, и жизни на земле в целом.

Вопрос: Какие гипотезы о возникновении жизни были нами рассмотрены? (креационизм – божественное сотворение мира; гипотеза панспермии – занесение жизни из космоса; гипотеза стационарного состояния –жизнь существовала всегда)

Сегодня мы познакомимся ещё с двумя гипотезами развития жизни, вы попробуете доказать несостоятельность одной из них.

III. Изучение нового материала.


  1. Всё многообразие идей и гипотез о зарождении жизни сводиться к двум взаимоисключающим точкам зрения – абиогенезу и биогенезу.

  • В тетради пояснение термина «Абиогенез»

(слайд 4) Абиогенез –(от греч «а»-не. «биос» -жизнь, «генезис» - происхождение) гипотеза самопроизвольного зарождения жизни из неживой материи. Великие мудрецы античности и средневековья и даже 16 века верили , что жизнь может зародиться из неживых объектов.

Только В 17 веке теории абиогенеза стали подвергаться сомнению, и получили доказательство другие взгляды на возникновение жизни: Жизнь может зародиться только из живых объектов природы.
  • В тетради пояснение термина «Биогенез»


(слайд 5.1) Биогенез – (от греч. «биос»-жизнь, «генезис»-происхождение). Среди учёных, экспериментально доказавших, что жизнь на Земле не могла зародиться из неживых объектов были Франческо Реди, Ладзаро Спаланцани, Луи Пастер.

(слайд 5.2) Вы сейчас познакомитесь с опытами этих учёных, проанализируете их и сделаете свой вывод.

  1. Работа в группах (приложение 1)

(выступление учащихся)

Вывод: Зарождение жизни из неживых объектов невозможна.

3. Итак, жизнь не может зародиться из неживых объектов. Но как же тогда, зародилась жизнь на нашей планете. Ведь на первобытной Земле были абиогенные условия, т.е. атмосфера состояла из газов не пригодных для жизни, жёсткое ультра-космическое излучение проникало на Землю беспрепятственно т.к. не было озонового экрана. Что же тогда помогло появиться первым живым организмам на ней?

(Слайд 6) Ответ на этот вопрос даёт гипотеза Опарина – Холдейна, которую мы сейчас и рассмотрим.

4. В 1924 году Опарин опубликовал основные положения своей гипотезы происхождения жизни на Земле. В основе гипотезы – абиогенное возникновение живой материи возможно только в условиях древней атмосферы и отсутствии живых организмов

Вопрос: А какие условия были на первобытной земле? (после образования ядра и земной коры, газы, участвующие в их формировании, начали выделятся на поверхность и образовали атмосферу, в состав которой входили: метан, аммиак, углекислый газ водород и вода)

(слайд 7.1) Постоянные ливни и сильнейшие грозовые разряды сотрясали первичную атмосферу планеты. В этих условиях, по мнению Опарина, под действием мощных электрических разрядов, а также ультрафиолетового излучения (кислород в атмосфере отсутствовал, и, следовательно, не было защитного озонового экрана) и высокой радиации могли возникать органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».


Следующим этапом, было образование многомолекулярных комплексов – коацерватов. Известно, что в концентрированных растворах белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов при определённых условиях могут образовываться сгустки, называемые коацерватными каплями, или коацерватами.

(слайд7.2) Коацерваты- это ещё не живые существа. У них проявляются лишь, некоторые признаки, характерные для живых организмов, - рост и обмен с окружающей средой.


  • Запись в тетради – пояснение термина «коацерват» - белковый мембранный комплекс имеющий частичные признаки живого-рост и обмен с окружающей средой.

Джон Холдейн также выдвинул гипотезу абиогенного происхождения жизни в 1929году, но он считал, что первичной была не коацерватная система, способная к обмену веществ с окружающей средой, а макромолекулярная система, способная к самовоспроизводству.

5. (слайд 8) запись в тетради «Этапы возникновения жизни».

1)Абиогенный синтез простейших органических соединений (мономеров) из неорганических

Абиогенный синтез полимеров (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот) из простых органических соединений

2) Образование коацерватов - высокомолекулярных веществ в виде высококонцентрированного раствора

3) Взаимодействие коацерватов с окружающей средой, сходство с живыми организмами.

Возникновение генетического кода, мембраны и начало биологической эволюции

6. Гипотеза Опарина –Холдейна завоевала много сторонников, так как возможность абиогенного синтеза органических биополимеров получила экспериментальное подтверждение (слайд 9) в 1953 году американским учёным Стенли Миллером. В специально созданной им установке были смоделированы условия, предположительно существовавшие в первичной атмосфере. Пропуская в стеклянном сосуде в течение недели электрические разряды напряжением до 60 000 В через смесь метана, аммиака, водорода и паров воды под давлением в несколько паскалей при температуре +800С, он получил мочевину, простейшие жирные кислоты, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот, в частности глицин и аланин. Этот эксперимент подтверждал справедливость идеи абиогенного синтеза органических веществ как первого шага на пути создания жизни на Земле



7. (слайд 10) Биологическая эволюция.

В результате предбиологического естественного отбора появились первые примитивные живые организмы, которые вступили в биологический естественный отбор и дали начало всему многообразию органической жизни на земле.

Первые клетки были анаэробными гетеротрофами, они питались органическими веществами «первичного бульона» энергию получали в процессе брожения. С увеличением численности гетеротрофных прокариотических клеток запас органических соединений в первичном океане истощался. В этих условиях преимущество получали организмы, способные усваивать энергию солнца и синтезировать органические вещества из неорганических. С появлением автотрофности постепенно сформировался процесс фотосинтеза.

Вывод: Появление автотрофных организмов внесло грандиозные изменения во все процессы существования нашей планеты.

8. В результате ароморфозов жизнь стала усложняться и за многовековую историю Земли приобрела самые разнообразные формы.


  • Пояснение в тетради термина «Ароморфоз» - прогрессивное эволюционное изменение строения и функций, приводящее к общему повышению уровня организации организмов

Первые живые организмы появились на земле примерно 3500 – 3900 млн.лет назад и были одноклеточными, по строению похожими на ныне живущих бактерий. Они основали особую группу организмов – прокариот. В результате ароморфозов позднее возникли более сложные одноклеточные формы, давшие начало группе эукариот, о происхождении которых существует несколько гипотез: одна из них симбиотическая. (слайд11)

Согласно этой гипотезе, митохондрии и пластиды были когда-то свободноживущими прокариотическими клетками. Органоидами они стали в процессе симбиоза.

Вывод: Ароморфозы приводили к усложнению организации организмов.

9. Давайте теперь рассмотрим эволюцию жизни по этапам.

(слайд12) Вся история развития земли и органического мира на ней поделена на эоны, эры и периоды. Время существования Земли разделено на два главных интервала (эона): Фанерозой и Докембрий (Криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков.


(слайд 13,1) Криптозой - разделён на две эры: Архейскую и протерозойскую.

Фанерозой – на три: Палеозойскую, Мезозойскую и Кайнозойскую.

(слайд 13,2) На этой диаграмме видно как отличаются временные отрезки друг от друга. Очень большой промежуток времени отводиться на – Архейскую эру (эру древнейшей жизни) и её начальный этап - Катархей.

(Слайд 14) Катархей- охватывает первый миллиард лет существования нашей планеты, (от 4500до 3500 млн. лет назад)- геологический эон, первая половина архея

Условия: Земля была безжизненной, лишенной гидросферы и кислородной атмосферы планетой, на территории которой осуществлялась интенсивная вулканическая деятельность. В это время происходит формирование земной коры.

«Органическая жизнь»: образование первичного бульона, процесс коацервации

(слайд 15) Архейская эра началась 3,5 млрд. лет назад, продолжительность эры 900 млн. лет

Условия: Океан тогда покрывал большую часть планеты, острова вулканического происхождения поднимались из воды и исчезали. Образовывались древнейшие горные породы, выплавившиеся из жидкой мантии. Состав океана, по всей вероятности, был кислотным.

Органический мир: эра прокариот – бактерий и цианобактерий. Появление первых эукариот

10. Работа с учебником (слайд 16) задание: В тексте учебника п.35 стр.129 (последний абзац) найдите какие ароморфозы, появились в Архейскую эру.

• Проверка работы. Запись в тетрадь схемы со слайда 14. «Ароморфоза архейской эры»

IV. Рефлексия. (слайд 17)

Что вы узнали на сегодняшнем уроке?

1. Зарождение жизни из неживых объектов…. (невозможна)

2. Жизнь возникла в определённый период развития земли по теории…(Опарина - Холдейна)

3. С. Миллер экспериментально доказал возможность зарождения…(органических молекул)


4. История Земли разделена на… (на эры и периоды)

5. Эра начала биологической эволюции -…. (архейская)

6. Возможно эукариоты возникли в результате… (симбиоза)

7. Один из первых ароморфозов Архейской эры…. (фотосинтез)


V. Домашнее задание. (слайд18) П.33,34 Стр.129 - статья«Катархей»


Литература:

И.Н.Пономарёва, О.А.Корнилова, Н.М.Чернова. Учебник: Основы общей биологии. Москва, «Вентана-Граф» 2005г.

А.А.Каменский, Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник. Учебник: Биология. Введение в общую биологию и экологию Москва, «Дрофа» 2000г.

О.А.Пепеляева, И.В. Сунцова. Поурочные разработки по общей биологии.

Москва «Вако»»2006г.

Приложение

Задание для 1 группы

Проанализируйте опыт Франческо Реди.



Цель опыта - проверить возможность зарождения насекомых из неживого.

Опыт: Франческо Реди решил проверить, действительно, как это считалось черви –личинки мух зарождаются из гниющего мяса. Для этого он уложил мясо в банки. Несколько банок оставил открытими, несколько - накрыл лёгкой марлей и более плотным пергаментом. Все куски мяса начали гнить. Но черви появились только в открытых банках.

Вывод:


Задание для 2 группы

Проанализируйте опыт Л. Спалланциани.


В 1765 году Ладзаро Спалланцани провёл следующий опыт: подвергнув мясные и овощные отвары кипячению в течение нескольких часов, он сразу же их запечатал, после чего снял с огня. Исследовав жидкости через несколько дней, Спалланцани не обнаружил в них никаких признаков жизни. Из этого он сделал вывод, что высокая температура уничтожила все формы живых существ и что без них ничто уже живое не могло возникнуть.

Ответьте на вопрос: какая другая причина могла препятствовать росту микроорганизмов в экспериментах Спалланцани?



Задание для 3 группы

Проанализируйте опыт Луи Пастера.



Цель: доказать невозможность самопроизвольного зарождения жизни в современных условиях.

Пастер поручил своим помощникам приготовить весьма необычные колбы — их горлышки были вытянуты и загнуты книзу наподобие лебединых шей. В эти колбы он наливал отвар, кипятил его, не закупоривая сосуд, и оставлял в таком виде на несколько дней. По прошествии этого времени в отваре не оказывалось ни одного живого микроорганизма, несмотря на то, что не нагретый воздух свободно проникал в открытое горлышко колбы. Пастер объяснял это тем, что все микробы, содержащиеся в воздухе, просто-напросто оседают на стенках узкого горлышка и не добираются до питательной среды. Свои слова он подтвердил, хорошенько встряхнув колбу, так чтобы бульон ополоснул стенки изогнутого горлышка, и обнаружив на этот раз в капле отвара микроскопических животных.

Вывод: