Современная теория возникновения жизни на земле

«Архей протерозой» - Древние многоклеточные растения и животные жили в придонных слоях океана. В конце эры содержание свободного кислорода в атмосфере достигло 1%. Как же возникла жизнь? Древнейшая Земля весьма мало напоминала планету, на которой мы живем. Возможно, что необычное словосочетание «смертоносный кислород» вызовет некоторое удивление.

«Архейская и протерозойская эры» - Эры в развитии жизни на Земле. Когда появились первые эукариоты? Кем были первичные пробионты по типу питания? Архейская эра. Основные ароморфозы протерозоя? Протерозойская эра. Живые организмы появились на Земле около 3,5 млрд. лет назад. Прокариоты. Как появились растения? Что такое « Точка Пастера»?

«Развитие жизни в палеозое» - Карбон и Пермь. Карбон. Выход на сушу. К концу карбона начинается небольшое поднятие суши, некоторая сухость климата и похолодание. Развитие жизни в позднем палеозое. Руководитель: Иванова Н.Н. МОУ СОШ №43. Пермь.

«Продолжительность эры» - Основные события: Палеоген - господство млекопитающих. Архейская эра. Мезозойская эра. Эры Основные события органического мира. Ордовик - появление хордовых животных. Состав атмосферы: азот, кислород, сероводород, углекислый газ, метан. Продолжительность: 1300 млн. лет. Состав атмосферы: похож на современный состав.

«Кайнозойская эра периоды» - КАЙНОЗОЙ - расцвет покрытосеменных растений, насекомых, птиц, млекопитающих и появление человека. Море затопило часть суши. Австралия располагалась на противоположной от Британии стороне Земли. ПЛИОЦЕНОВАЯ ЭПОХА ОТ 5 ДО 2 МЛН. Дальше от края ледников уже лиственные леса сменялись хвойными. ЖИВОТНЫЙ МИР: Травоядные копытные млекопитающие продолжали бурно размножаться и эволюционировать.

«Архейская эра» - Появляются гетеротрофы. Неорганические вещества суши и атмосферы превращаются в органические. Выводы: Жизнь возникла на Земле из синтезированных абиогенным путем органических молекул. В архейской эре возникли первые живые организмы. Появляется почва. Некоторые перешли к сидячему образу жизни и превратились в организмы типа губок.

Всего в теме 10 презентаций

Как развивалась жизнь на Земле?Как развивалась жизнь на Земле? Развитие жизни на Земле началось около 3,5 млрд. лет назад, когда наступила эпоха биологической эволюции, которая продолжается и сейчас. Всё развитие можно разделить на несколько этапов (эр). Этапы развития жизни Архейская эра Протерозойская эра Палеозойская эра Мезозойская эра Кайнозойская эра Время





Архейская эра Архейская эра Начало: 3500 млн. лет назад Начало: 3500 млн. лет назад Климат: активная вулканическая деятельность, бескислородные условия жизни в мелководном море, развитие кислородной атмосферы. Климат: активная вулканическая деятельность, бескислородные условия жизни в мелководном море, развитие кислородной атмосферы.


Обитатели архея Обитатели архея Появление одноклеточных водорослей; Появление одноклеточных водорослей; Появление прокариот (бактерии и цианобактерии); Появление прокариот (бактерии и цианобактерии); Появление фотосинтеза и озонового слоя; Появление фотосинтеза и озонового слоя; Выход прокариот на сушу Выход прокариот на сушу Цианобактерии Колония сине – зеленых водорослей





Протерозойская эра Протерозойская эра Начало: 2600 млн. лет назад Начало: 2600 млн. лет назад Климат: поверхность планеты представляет собой голую пустыню, климат холодный, часты оледенения, содержание свободного кислорода в атмосфере до 1%, активное образование осадочных пород Климат: поверхность планеты представляет собой голую пустыню, климат холодный, часты оледенения, содержание свободного кислорода в атмосфере до 1%, активное образование осадочных пород Жизнь в морях На суше


Обитатели протерозоя Обитатели протерозоя Растения: одноклеточные и многоклеточные водоросли Растения: одноклеточные и многоклеточные водоросли Животные: одноклеточные, кишечнополостные, черви, моллюски, первые хордовые. Животные: одноклеточные, кишечнополостные, черви, моллюски, первые хордовые. Раковинный моллюск Отложения протерозоя





Палеозойская эра Палеозойская эра Начало: 570 млн. лет назад Начало: 570 млн. лет назад Климат: активное горообразование, наступления и отступления моря, оледенения сменяются потеплениями, сухой климат влажным. В конце эры – образование болот и рифов. Климат: активное горообразование, наступления и отступления моря, оледенения сменяются потеплениями, сухой климат влажным. В конце эры – образование болот и рифов. На суше Болото


Обитатели палеозоя Обитатели палеозоя Появление моллюсков и первых членистоногих (трилобиты) Появление моллюсков и первых членистоногих (трилобиты) Выход растений на сушу (псилофиты); Выход растений на сушу (псилофиты); Появление папоротникообразных; Появление папоротникообразных; Расцвет головоногих моллюсков и членистоногих (ракоскорпионы); Расцвет головоногих моллюсков и членистоногих (ракоскорпионы); Появление иглокожих и панцирных рыб (бесчелюстные); Появление иглокожих и панцирных рыб (бесчелюстные); Выход паукообразных на сушу Выход паукообразных на сушу Возникновение крылатых насекомых; Возникновение крылатых насекомых; Трилобит Ракоскорпион Насекомые


Итоги В конце эры основными хозяевами суши становятся пресмыкающиеся. Они перешли на лёгочное дыхание, а яйца, покрытые плотной оболочкой, были защищены от воздействия окружающей среды. Образовались новые виды голосеменных растений, сохранившихся до настоящего времени.


Мезозойская эра Мезозойская эра Начало: 230 млн. лет назад Начало: 230 млн. лет назад Климат: ослабление климатической зональности, движение материков, климат влажный и теплый, горообразование. Климат: ослабление климатической зональности, движение материков, климат влажный и теплый, горообразование.


Обитатели мезозоя Обитатели мезозоя Вымирание древовидных папоротникообразных, разнообразие голосеменных; Вымирание древовидных папоротникообразных, разнообразие голосеменных; Расцвет пресмыкающихся (крокодилы, черепахи, динозавры); Расцвет пресмыкающихся (крокодилы, черепахи, динозавры); Появление яйцекладущих млекопитающих Появление яйцекладущих млекопитающих Возникновение сумчатых и плацентарных млекопитающих Возникновение сумчатых и плацентарных млекопитающих Возникновение настоящих птиц; Возникновение настоящих птиц; Вымирание динозавров Вымирание динозавров Папоротники Костистые рыбы и предки четвероногих Настоящие птицы





Кайнозойская эра Кайнозойская эра Начало: 70 млн. лет назад Начало: 70 млн. лет назад Что происходит?: Что происходит?: Млекопитающие распространяются во всей окружающей среде, вытесняя рептилий, численность которых резко сокращается. Значительно распространяются птицы. Зарождаются различные классы млекопитающих: плотоядные, рукокрылые и предки современных обезьян и человека. Появляются травоядные (например, крупный рогатый скот, олени, лошади)


Обитатели кайнозоя Обитатели кайнозоя Появление современных групп млекопитающих; Появление современных групп млекопитающих; Разнообразие покрытосеменных растений Разнообразие покрытосеменных растений Формирование всех современных групп млекопитающих; Формирование всех современных групп млекопитающих; Появление человекообразных обезьян Появление человекообразных обезьян Появление человека; Появление человека; 4 гигантских оледенения 4 гигантских оледенения







Исследователи, пытающиеся понять тайны возникновения жизни на Земле, до сих пор спорят, что послужило импульсом к образованию первых живых организмов: молнии, действие приливов и отливов, осадки или что-либо другое. Недавнее открытие ученых-химиков склонило чашу весов в пользу еще одной версии. Исследователи Технологического института Джорджии обнаружили, что несколько РНК-подобных молекул могут спонтанно собираться в длинные геномные цепи в обыкновенной воде. И все же тайна возникновения жизни еще ищет своего первооткрывателя. Как знать, может быть, знания, полученные на этом уроке, приблизят именно вас к ее разгадке...

Рис. 1
В 1924 году советский биохимик Александр Иванович Опарин (см. Рис. 1) выпустил книгу под названием «Происхождение жизни». Эта книга в буквальном смысле всколыхнула научный мир того времени. Согласно гипотезе Опарина, жизнь зародилась в результате ряда химических превращений, которые протекали на протяжении длительного времени в специфических условиях молодой планеты.

Согласно современным научным данным, Земля образовалась 6 млрд лет тому назад из газопылевого облака, состоящего из скоплений газа и замерших пылевых частиц, образованных разными химическими элементами (см. Рис. 2, 3). Постепенно это облако уплощалось и разогревалось, в нем сформировались Солнце и первичные планеты. Затем при остывании небесных тел определялись их структуры. Так у Земли появились ядро, мантия, кора и первичная атмосфера.

В первичной атмосфере присутствовали водород, водяной пар, а также углекислый газ, метан и аммиак. Благодаря конденсации водяных паров сформировались воды первичного Мирового океана.

Рис. 2

Рис. 3

По мнению Опарина, с помощью энергии ультрафиолета, а также электрической энергии разрядов молнии в бескислородных условиях молодой Земли мог начаться синтез органических веществ из неорганических, то есть химическая эволюция.

В 1953 году американские ученые Стенли Миллер и Гарольд Юри (см. Рис. 4) сконструировали установку, в которой они достаточно точно воспроизвели условия древней Земли, ее атмосферы и Мирового океана.

Рис. 4

В специальной колбе через смесь газов метана, аммиака, водорода и паров воды при температуре 80°С пропускали электрический разряд, имитирующий разряд молнии. Через неделю в конденсате, образовавшемся в результате охлаждения содержимого колбы, были обнаружены простые органические соединения: молочная кислота, мочевина и некоторые аминокислоты. Так было получено экспериментальное подтверждение гипотезы Опарина (см. Рис. 5).

Рис. 5

Согласно этой гипотезе, первым шагом на пути химической эволюции стал абиогенный синтез органических веществ из неорганических. Второй шаг - образование сложных органических веществ из более простых - по мнению Опарина, мог происходить путем коацервации, то есть самопроизвольного разделения белкового раствора на отдельные капли. Примерно так, как это происходит в бульоне, когда выделяются отдельные капельки жира ().

Рис. 6
Были и другие точки зрения. Например, британский ученый Джон Холдейн (см. Рис. 6) предполагал, что образование сложных органических веществ из более простых может происходить путем кристаллизации белковых молекул на каком-то минеральном субстрате.

Были и другие гипотезы, но все они сходились в главном, предлагая лишь различия в путях, которыми первичные живые организмы могли образоваться на нашей планете.

Третьим шагом на пути химической эволюции было образование биополимеров мембранных структур. Возможно, это происходило следующим образом: органические соединения, которые синтезировались абиогенным путем, растворялись в водах Мирового океана, образуя так называемый «органический бульон», в то время как нерастворимые белки и углеводы образовывали на поверхности Мирового океана своеобразную пленку. Воды Мирового океана находятся в постоянном движении. А значит, возможно, в результате постоянного перемещения этих пленок образовывались складки и пузырьки. Благодаря порывам ветра такие пузырьки могли отрываться от поверхности и слегка подниматься вверх. А затем, снова падая на поверхность Мирового океана, они покрывались уже вторым слоем мембраны. Возможно, именно так образовались первые мембранные организмы. В течение миллионов лет, мембраны усовершенствовались, что привело в конечном итоге к возникновению предшественников живых организмов, так называемых протобионтов. Протобионты, по мнению Опарина, отличались от настоящих клеточных организмов тем, что в них еще не происходили сложные процессы обмена веществ и передачи генетической информации (см. Рис. 7).

Этапы развития жизни на Земле согласно гипотезе Опарина-Холдейна


Рис. 7

Переход от протобионотов к настоящим клеточным организмам, случившийся около 3,5 млрд лет назад, ознаменовал начало биологической эволюции ().

Список литературы

  1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. - М.: Дрофа, 2009.
  2. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию. Учебник для 9 кл. 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002.
  3. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 кл. общеобразовательных учреждений / Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. - 2-е изд., перераб. - М.: Вентана-Граф, 2005.

Домашнее задание

  1. Какие органические вещества необходимы для формирования протобионтов?
  2. Что изучает и на какие вопросы отвечает палеонтология?
  3. Могла ли возникнуть жизнь на других планетах?
  4. Что доказывают опыты С. Миллера и Г. Юри?

Технологическая карта урока «Развитие жизни на Земле»

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность учащихся

Познавательная

Коммуникативная

Регулятивная

Осуществля

емые действия

Формируе

мые способы деятельности

Осуществля

емые действия

Формируе

мые способы деятельности

Осуществля

емые действия

Формируе

мые способы деятельности

1.Самоопред. к деятельности.

Цель: включение в учебную деятельность на личностно-значимом уровне. Поиск формулирования темы через решение проблемного вопроса.

Создание эмоционального настроя через постановку проблемного вопроса. (показ учебного фильма «Происхождение жизни на Земле»)

Смотрят и анализируют

учебный фильм

Выдвижение предположений и их обоснование

Включаются в урок во взаимодействии с учителем

Сотрудничество с учителем

Пытаются решить проблему

2.Актуализация знаний и затруднений в деятельности. Цель: обеспечение восприятия, осмысления, первичного запоминания знаний и способов действий, связей и отношений в объекте изучения, подготовка мышления учащихся и организация ими внутренней потребности к построению учебных действий, фиксирование индивидуального затруднения в пробном действии по усвоению данной темы. Поиск формулирования темы урока.

Вспомнить определения: Что такое эволюция?, Что такое идиоадаптация?

Что такое ароморфоз?,

Какие факторы относятся к неживой природе?

Учащимся предлагается работа с гербарием с помощью которого называют ароморфозы и идиоадаптации у растений, а с помощью фоторяда- ароморфозы и идиоадаптации у животных.

Приложение № 1

Включаются в работу во взаимодействии с учителем. Отвечают на вопросы учителя, заполняют рабочие листы.

Анализ известной информации и ее преобразование.

Включаются в работу во взаимодействии с учителем.

Сотрудничество с учителем

Формулируют тему урока и записывают ее в рабочий лист.

Сопоставление известного с тем, что еще не известно

3.Построение проекта выхода из затруднений и реализация построенного проекта.

Учитель предлагает выполнить групповую исследовательскую работу по заполнению таблицы Обучающиеся получают задания по исследованию трех эр. Просматривают учебные фильмы и заполняют таблицу в рабочих листах Используется и дополнительная литература. На данном этапе работы закрепляется умение обучающихся работать в группах, выполнять разнообразные задания с выделением существенных характеристик объекта, уметь преобразовывать информацию из одного вида в другой, а также умение оценивать других.

(Приложения № 1,2)

Выполняют исследовательскую работу с опорой на учебные фильмы, учебники и дополнительную литературу .

Определение понятий «биологический прогресс», «Биологический регресс», «Эра развития жизни», выявление организмов вставших на путь прогрессе и путь регресса. Устанавливать причинно- следственные связи.

Работа и консультации в группе

Осуществление совместной познавательной деятельности в группе в сотрудничестве с учителем

Заносят информацию своей группы в таблицу. Оценивают работу других

Умение выполнять разнообразные задания с выделением существенных характеристик объекта, уметь преобразовывать информацию из одного вида в другой. Умение оценивать других.

4.Физминутка

А теперь, ребята, встать,

Руки медленно поднять,

Пальцы сжать, потом разжать,

Руки вниз, так постоять.

Наклонитесь вправо, влево,

И беритесь вновь за дело.

Выполнение упражнений под руководством дежурного ученика.

5.Первичное закрепление.

Цель: установить правильность усвоения нового материала. Выявить неверные представления и их коррекция. Усвоение учащимися нового способа действия при работе с рабочими картами и формирование умений его применять.

Предлагается учащимся на основе отобранного материала заполнить общую таблицу «Развитие жизни на Земле». И затем используется самопроверка

(Приложение №1)

Заполняют таблицу на основе информации каждой из групп. Проводят самопроверку с помощью ключа. Сравнивают и обобщают полученные знания.(Приложение №3)

Закрепление понятий

Работа и консультация в парах

Осуществление совместной познавательной деятельности в сотрудничестве с учителем

Умение оценивать других и давать самооценку своим действиям

6.Самостоятельная работа и самопроверка

Цель: применение нового знания в измененной ситуации, выявления качества и уровня овладения знаниями и способами действий. Обеспечение их коррекции.

Направляет деятельность учащихся на выполнение работы с проверочным тестом.

(Приложение № 1)

Индивидуальная работа учащихся в рабочих листах. Самопроверка с помощью теста.

Устанавливают связи между частным и общим, осуществляют синтез полученной информации

Индивидуальная работа в рабочих листах

Осуществление совместной познаватель

ной деятельности

Проводят самооценку своим действиям

Умение давать самооценку своим действиям

7.Рефлекия.

Цель: самооценка учащимися результатов своей учебной деятельности, осознание метода построения и границ применения нового способа действия.

Учитель предлагает учащимся осмыслить свои действия на уроке и дать самооценку, используя для этого задание в рабочих листах

(Приложение №1)

Проводят самооценку своей деятельности на уроке индивидуально, с помощью рабочего листа

Индивидуальная работа в рабочих листах. Диалог с учителем и обучающимися.

Открытость учащихся к передаче и осмыслению своих действий; освоение разных способов коммуникаций. Умение полно и точно выражать свои мысли.

Проводят самооценку деятельности на уроке

Умение оценивать других и давать самооценку своим действиям.

8.Домашнее задание.

Цель: обеспечить понимание цели, содержания и способов выполнения домашнего задания.

Учитель комментирует домашнее задание.

Слушают комментарий учителя и записывают домашнее задание.

ПРИЛОЖЕНИЕ №2

Эра

Биологический прогресс

Биологический регресс

Растения

Животные

Растения

Животные

1.Палеозойская эра

Папоротники, хвощи, плауны. Встречаются голосеменные.

Стегоцефаллы, крылатые насекомые. Появляются пресмыкающиеся.

Папоротники

Земноводные (стегоцефаллы)

2.Мезозойская эра

Моллюски, морские пресмыкающиеся, ящеры, растительноядные динозавры, появляются птицы, возникают сумчатые и плацентарные животные.

Пресмыкающиеся

3.Кайнозойская эра

Однодольные растения (травянистой формы).

Отряд приматов, млекопитающие. Встречаются люди.

Древесная растительность

Морские пресмыкающиеся,

динозавры.

ПРИЛОЖЕНИЕ № 3

Задание первой группе.

Вы в каменноугольном периоде палеозойской эры:

1.Представителей какого Отдела растений вы встречаете чаще всего?

2.Назовите основные ароморфозы в растительном мире.

3.Как далеко продвинулась эволюция животных? Какие Типы достигли биологического прогресса?

4.Какие группы животных и растений встали на путь регрессивного развития?

________________________________________________________________________________________________

Задание второй группе.

Вы в юрском периоде мезозойской эры.

1.Какие растения и животные стоят в авангарде эволюции?

2.Приведите примеры ароморфозов и идиоадаптаций в растительном и животном мире.

3.Какие Отделы растений и Типы животных встали на путь регресса?

4. Какие Отделы растений и Типы животных встали на путь прогресса?

5.Опишите климатические условия и рельеф.

______________________________________________________________________________________________

Задание третьей группе.

Вы в третичном периоде кайнозойской эры.

1.Чем объяснить широкое распространение покрытосеменных растений? В чем их преимущество перед

2.Какой Тип животных достиг биологического прогресса?

3.Какие Отделы растений и Типы животных встали на путь биологического регресса?

4.Может ли состояться ваша встреча с людьми?

5.Опишите климатические условия и рельеф.