Гипотеза происхождения живого вещества

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Контрольная работа

по дисциплине «Современная научная картина мира»

ТЕМА: «Гипотеза происхождения живого вещества»

Нижневартовск 2015

Введение

Основные признаки живого. Каждый организм представляет собой совокупность упорядоченно взаимодействующих структур, образующих единое целое, т.е. является системой. Живые организмы обладают признаками, которые отсутствуют у большинства неживых систем. Однако среди этих признаков нет ни одного такого, который был бы присущ только живому. Возможный способ описать жизнь - это перечислить основные свойства живых организмов.

Одна из наиболее примечательных особенностей живых организмов - это их сложность и высокая степень организации. Они характеризуются упорядоченным внутренним строением и содержат множество различных сложных молекул. наследственность жизнь эволюция генетика

Любая составная часть организма имеет специальное назначение и выполняет определенные функции. Это относится не только к органам и клеткам, но и к внутриклеточным структурам и молекулам.

Живые организмы обладают способностью извлекать, преобразовывать и использовать энергию окружающей среды - либо в форме органических питательных веществ, либо в виде энергии солнечного излучения. Благодаря этой энергии и вещества поступающим из окружающей среды организмы поддерживают свою целостность и осуществляют различные функции, возвращают же в природу продукты распада и преобразованную энергию в виде тепла, т.е. организмы способны к обмену веществом и энергией.

Организмы способны специфически реагировать на изменения окружающей среды. Способность реагировать на внешнее раздражение - универсальное свойство живого.

Живые организмы хорошо приспособлены к среде обитания. Они прекрасно соответствуют своему образу жизни. Особенности строения, функций и поведения данного организма, отвечающие его образу жизни, называют адаптациями.

Самая поразительная особенность живых организмов - способность к самовоспроизведению, т.е. размножению. Потомство всегда сходно с родителями. Существуют механизмы передачи информации о признаках и функциях организмов из поколения в поколение. В этом проявляется наследственность. Механизмы хранения и передачи наследственных свойств одинаковы для всех видов. Однако сходство родителей и потомков никогда не бывает полным: потомки, будучи похожи на родителей, всегда чем-то отличаются от них. В этом состоит явление изменчивости, основные законы которой также общие для всех видов. Таким образом, живым организмам свойственны размножения, наследственность и изменчивость.

Для живого характерна способность к историческому развитию и изменению от простого к сложному. Этот процесс называют эволюцией. В результате эволюции возникло все многообразие живых организмов, приспособленных к определенным условиям существования.

Глава 1. Общее представление

Что такое жизнь? Каждая наука выдвигает свою гипотезу. Материалистическая философия о жизни высказывается так: Жизнь - это особая форма движения материи. С биологической точки зрения Жизнь - по определению Ф. Энгельса, «… есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка»[1]. С точки зрения системно - синергетического подхода жизнь - это форма существования макроскопических гетерогенных открытых систем, далеких от равновесия, способных к самоорганизации, саморегуляции и самовоспроизведению.

Клетка (лат. « целлюла» и греч. «цитос» ) - элементарная живая система, основная структурная единица растительных и живых организмов, способная к самовозобновлению, саморегуляции и самовоспроизведению. Она была открыта английским ученым Р. Гуком в 1665 году. Клетка обладает множеством функций, но существовать самостоятельно она не может, кроме одноклеточных т.к амеба, зеленая эвглена, вольвокс и т.д.

Появление жизни биологической системы - это деление клетки. Деление клетки - это процесс увеличения числа клеток путем деления исходной клетки. Согласно одному из положений клеточной теории, « клетки образуются только из клеток», что исключает «самозарождению» клеток или образование их из неклеточного «живого вещества». Известны три типа деления клеток: митоз, амитоз, мейоз. Митоз - соматические клетки (клетки тела) растений и животных. Мейоз - осуществляется при образовании половых клеток у животных и спор у растений. Амитоз - это прямое деление клеток (для клеток зародышевых оболочек животных или эндосперма семени растений).

При постоянном изменении среды обитания климат (суровые зимы, жаркое лето). Каждый живой организм приспосабливается к этим условиям т.е. адаптируется. Организмы размножаются, но до половозрелого состояния дожидаются относительно не многие. Значительная часть погибает, не оставив потомство совсем, или оставляет малое. Между особями как одного вида, так и разных видов возникает борьба за существование.

Существует 3 формы борьбы за существование. 1) Внутривидовая (состязание), 2) Межвидовая, 3) Борьба с неблагоприятными условиями. Следствием борьбы за существование является естественный отбор. Существует ещё и искусственный отбор, этот отбор происходит под влиянием новых сортов и пород, более устойчивее к неблагоприятным условиям.

Глава 2. Гипотезы о происхождении жизни на Земле

Существуют несколько гипотез о происхождении жизни на Земле. Например более распространенный креационизм ( результат творения сверхъестественного существа - Бога).

Абиогенный путь возникновения жизни на Земле ( греч. «а» - Частица отрицания, «биос» - жизнь) Возникновение живых тел из веществ неорганической (неживой) природы, которое происходило в три этапа. Автор этой гипотезы - советский ученый Опарин А.И. (1924)

Архейская эра ( греч. «архайос» - древний) - самая древняя эра в геологической истории Земли; её возраст более 3,5 млрд. лет. В эту пору зарождалась жизнь на Земле. Следов живых организмов не обнаружено, но многие горные породы, встречающейся в отложениях, могли возникнуть лишь при участии бактерий и цианобактерий.

Второй этап возникновения жизни на Земле, согласно гипотезе А.И. Опарина, - этап образования из простых органических соединений в водах первичного океана белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот. Разрозненные молекулы соединения концентрировались и формировали коацерваты, действующие как открытые системы, способные к обмену веществ с окружающей средой и к росту.

Гипотеза вечной жизни - гипотеза, пытающаяся объяснить происхождение жизни на Земле путем заноса из космического пространства спор растений, микроорганизмов, которые там существуют вечно в виде космических зачатков. Автор этой гипотезы - шведский ученый С. Аррениус (1859-1927); сторонники этого вклада есть и среди современных ученых.

Гипотезы о происхождении и эволюции клетки - существующие в науке предположения о путях перехода от пробионта (первичной живой клетке) к настоящей растительной и животной клетке. Существуют две точки зрения: первая - о внутриклеточном происхождении органоидов из мембранных систем; вторая - о симбиотическом происхождении двухмембранных органелл - митохондрий и хлоропластов.

Живое тело - открытая саморегулирующаяся и самовоспроизводящаяся система, построенная из биополимеров - белков и нуклеиновых кислот (М. Волькенштейн, 1965г.). Первые живые тела возникли при взаимодействии коацерватов и нуклеиновых кислот; их называют пробионтами.

Звездная стадия истории Земли - Предлагаемая ранняя стадия (возраст более 6 млрд. лет), когда Земля представляла собой раскаленный до температуры свыше 1000? шар. Все химические элементы находились в виде атомов. Вследствие вращательного движения при постепенном снижении температуры атомы тяжелых металлов перемещались к центру Земли, а на поверхности оставались атомы легких элементов (N, H, C, O). При их взаимодействии образовывалось много газов, поднимавшихся наверх.

Кайнозойская эра (греч. «кайнос» - новый, «Зое» - жизнь) эра новой жизни, которая длится 67 млн. лет и продолжается в наши дни. Именно в эту эру животные и растительный мир постепенно приобрел современный облик. Кайнозойская эра - эра возникновения на Земле Человека, культурных растений и домашних животных. Эта эра представлена тремя периодами: палеогеном, неогеном, антропогеном.

Мезозойская эра (греч. «мезос» - средний, «Зое» - жизнь) - средняя эра в развитии жизни на Земле, наступившая после палеозоя. Она длилась 240 млн. лет и подразделяется на три периода: триасовый, юрский и меловой. Эта эра характеризуется относительной стабильностью растительного и животного мира в триасовой и юрский периоды, когда господствовали голосеменные растения и гигантские пресмыкающиеся; особое место занимали теплокровные животные. Но в середине мелового периода, вероятно по космогоническим причинам, на Земле резко меняется климат, меняется флора и фауна, вымирают гигантские животные и их место заняли млекопитающие, птицы, голосеменные сменяются на покрытосеменные растения. Таким образом, в меловом периоде произошла «биологическая революция».

Палеозойская эра (греч. «палайос» - древний, «зое» - жизнь) - эра древний жизни; её возраст 570 млн. лет. Подразделяется на кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермский периоды. В палеозойскую эру растительный мир развивался от водорослей до первых семенных растений; животный мир - от примитивных морских бесчерепных хордовых до наземных пресмыкающихся.

Первичная атмосфера - воздушная оболочка Земли, образовавшаяся около 6 млрд. лет назад из газов, поднимающихся от горячей планеты в результате идущих там реакций. В настоящие время эти же газы выделяют действующие вулканы.

Первичный океан - водная оболочка Земли, образовавшаяся в результате охлаждения планеты ниже 100? и начавшийся конденсации водяных паров. На Землю полились, горячи ливни, и образовались большие водоемы. В атмосфере происходили частые грозы, на поверхность Земли свободно проникало ультрафиолетовое излучение, вулканы извергали карбиды. В результате взаимодействие карбидов с водой возникли углеводороды. Таким образом, создались предпосылки для образования органических веществ.

Первый этап возникновения жизни на Земле - согласно гипотезе А.И. Опарина, это образование органических веществ из неорганических, происходившие в водах первичного океана более 3,5 млрд. лет назад. При этом на Землю, которую ещё не защищал озоновый экран, свободно проникало ультрафиолетовое излучение; в атмосфере происходили грозовые разряды. В условия бескислородной среды атмосфера насыщалась альдегидами, спиртами, аминокислотами.

Планетарная стадия истории Земли - период до органической эволюции, когда на Земле сформировались первичная атмосфера и первичный океан. Из атомов синтезировались неорганические соединения. Возраст этой стадии - от 3,5 до 6 млрд. лет.

Протерозойская эра (греч. «протерос» - более ранний, «зое» - жизнь) - эра ранней жизни. Её возраст 2,7 млрд. лет. В это время кроме бактерий, синезеленных водорослей, появились первые ядерные организмы, как одно - так многоклеточные, зеленые водоросли. Фотосинтетическая деятельность водорослей, создала условия жизни в воде животных, т.к. вода обогатилась молекулярным кислородом.

Самозарождение жизни - донаучное представление об абиотическом пути появления на Земле живых организмов, в присутствии свежего воздуха в любой момент развития жизни на Земле, в том числе и в современных условиях. Эти взгляды были опровергнуты М. М. Тереховским ( XVIIIв.) и Л. Пастером (XIXв.) доказавшими невозможность абиогенного зарождения живых существ в современных условиях.

Самопроизвольное зарождение живых организмов - Взгляды ученых древнего мира и средних веков, сходившийся к тому, что живые существа зарождаются из воды, мяса, навоза, грязного белья и т.д. ( Аристотель, Ван Гельмонт) Антинаучность этих взглядов доказал Ф. Реди (XVIIв.).

Теория возникновения жизни на Земле - Теория, построенная на целом ряде экспериментальных исследований ученых разных стран, В основе, которой лежит гипотеза академика А. И. Опарина и возникновение жизни на Земле абиогенным путем Основные положения теории следующие: 1) органические вещества образовались из неорганических 2) Органические вещества взаимодействовали, образуя более сложные вещества - свободные гены. 3) Свободные гены соединялись с другими высокомолекулярными органическими веществами. 4) Вокруг них стали образовываться белково-липидные мембраны. 5) возникли клетки.

Третий этап возникновения жизни на Земле - согласно гипотезе А. И. Опарина, этап развития жизни, когда коацерваты соединялись, укрупнялись, взаимодействовали между собой и с другими веществами, поглощаемыми ими. В результате взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами образовались первые живые вещества.

Глава 3. Биологическая эволюция и концепция генетики

В России с XVIII в. складывались эволюционные представления о природе; высказывали М. В. Ломоносов, А. Н. Радищев и др. Отрицая метафизический подход, они выдвигали идеи развития, изменяемости и связи явлений природы.

А. Н. Радищев, писатель и Филисов, рассматривает природу в ее единстве и развитии от простого к более сложному, от горных пород к растениям, животным к человеку, включая человеческое сознание.

Эти эволюционные идеи получили развитие в трудах рядов ученых-философов и писателей.

Учение Дарвина и современный дарвинизм. Многие новые открытия и обобщения углубили и пополнили эволюционную теорию, основы которой были заложены Дарвином. Во время Дарвина науке ничего не было известно о закономерностях непрямого деления клеток, не знали законов наследственности и изменчивости. Много нового внесено в понимание вида, его структуры, образования новых видов, установлены закономерности эволюционного процесса, открылись перспективы управления эволюцией.

Факторы эволюции. Основные положения теории эволюции Дарвина - это такие как естественный отбор, искусственный отбор, отбор в популяциях, в настоящее время не утратили своего значения, а получили новые подтверждение и развитие. Глубоко разрабатываются учения о мутациях и комбинативной изменчивости, исследуется механизм их возникновения. Выявляются новые факторы эволюции, к числу которых следует отнести популяционные волны, или волны жизни.

К факторам эволюции относится также изоляция, т. е. возникновение различных преград к свободному скрещиванию особей, что приводит к появлению существенных различий в генном составе разных популяций одного вида, т. е. к еще большему обособлению популяции.

Единственным эволюционным фактором направляющего значения является естественный отбор, так как его действия обусловлено конкретными условиями среды и ведет к приспособлению для существования в ней видов.

Эмбриологическое доказательство эволюции. Индивидуальное развитие у всех многоклеточных организмов начинается с деления оплодотворенной яйцеклетки - зиготы. При делении формируется двух -, затем трехслойный зародыш, образуя различные органы из зародышевых листков. При сравнении эмбрионального развития бросается в глаза сходство ранних этапов индивидуального развития у животных, относящихся к одному типу или классу. Позвоночные (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие) на раннем этапе эмбрионального развития очень похожи. Каждая особь - повторяет историю развития своего предка. Краткое повторение филогенеза в онтогенезе называется «биогенетическим законам». Этот закон был открыт во второй половине XIX века немецким ученым Э. Геккелем и Ф. Мюллером.

С накоплением научной информации меняются взгляды в философии - формируется материалистическое учение; в биологии появляются первые представления об эволюции, содержащиеся уже в поздних работах К. Линнея, а затем эволюционное учение Ж.-Б. Ламарка (XVIII - XIXвв.)

Генетика изучает закономерности наследственности, изменчивости, которые присущи всем живым организмам.

Наследственность - свойство живых организмов передавать свои признаки и свойства следующим поколениям, т. Е. передавать их по наследству.

Изменчивость - свойство организмов приобретать новые, измененные признаки и свойства под влиянием внешних и внутренних факторов.

Как подчеркивал Чарльз Дарвин, наследственность и изменчивость являются важным фактором эволюции органического мира.

Г. Мендель - основатель генетики в результате многолетних опытов над горохом впервые в истории биологической науки открыл три фундаментальные закономерности наследственности.

1) Моногибридное скрещивание.

2) Закон расщепления.

3) Дигибридное скрещивание.

В результате скрещивания проявлялись промежуточные, такие как неполное доминирование, анализирующие скрещивание, чистота гамет, наследование признаков при комплементарном взаимодействии генов, наследование признаков при эпистатическом взаимодействии генов и др.

Генетика занимается решением целого ряда теоретических и практических проблем биологии, в частности:

Изучает структуры и функции материальных основ наследственности - хромосом, генов, молекул ДНК и РНК;

Определение закономерностей передачи признаков и свойств организмов следующим поколениям;

Установление закономерностей появление у организмов наследственной изменчивости под влиянием различных физических и химических факторов;

Разработка эффективных методов выведения новых сортов растений, пород домашних животных, штаммов полезных микроорганизмов;

Изучение причин развития различных наследственных заболеваний у человека, разработкой эффективных методов их предупреждения и лечения;

Оздоровлением экологической среды, разработкой генетических методов защиты генофонда организмов от действия отрицательно влияющих на нее факторов.

Заключение

Как в древности, так и в последующее время у людей существовали разные понятия, мнения об окружающей природе, многообразии растений, животных и других живых существ, об их происхождении. Впервые Ж. Б. Ламарком было создано учение об изменчивости органического мира, однако не сумел объяснить, каковы движущие факторы эволюции.

Впервые Дарвин объяснил эволюцию органического мира и появление различной приспособленности у организмов. Он установил, что движущими силами эволюции являются изменчивость, наследственность, борьба за существование и естественный отбор.

Во время Ч. Дарвина некоторые области биологии были еще не развиты В последующем благодаря достижениям генетики, экологии и других наук эволюционное учение получило новую трактовку, и была создана синтетическая теория эволюции, которое всесторонне объяснила пути появления новых видов в природе.

Несмотря на то, что генетика как наука сформировалась только в ХХ века, за короткое время она достигла значительных успехов.

Грегор Мендель первым в истории науки открыл закономерности наследования и свойств организма. Он ввел в науку представление о наследственном факторе. Этот фактор в последующим был назван геном.

Были установлено, что признаки, которые ответственны за гены, находящийся в половой хромосоме, наследуются сцеплено с полом. Гены, расположенные в аутосомах, передаются по наследству без сцепления полом.

Значительные успехи были и достигнуты в генетики человека.

Списки используемой литературы

1) Биология, основы цитологии и генетики. Изд. Ташкент Мед. лит - ра. имени Абу Али ибн Сино. 2004 г.

2) Общая биология. 10 - 11кл. Изд. 3 Ташкент. Редакция «шарк» 2004 г.

3) Биология справочник. Т. Л. Богданова, Е. А. Солодова. Изд. 2. Москва «АСТ-ПРЕСС ШКОЛА» 2005г.

4) Общая биология. Зав. Ред. Т. П. Крюкова. Ред. Л. А. Приходько. Москва 1986г.

5) Общая биология 10-11кл. Под ред. академ. Д. К. Беляева, профессора Г. М. Дымшица. Мин. Образ. РФ. Изд. 5. Москва «Просвещение» 2005г.

Ссылки

6)Маркс К. , Энгельс Ф. Соч 2 изд. Т. 20. Стр 616.

7) Биология справ. ( Богданова, Солодова) ООО «АСТ-ПРЕСС ШКОЛА» 2005г стр. 64

8) Общая биология 9-10кл. Зав. Ред. Т. П. Крюкова. Ред. Л. А. Приходько. Москва 1986г. Стр. 11

9) Общая биология. 10 - 11кл. Изд. 3 Ташкент. Редакция «шарк» 2004 г. Стр. 237

10) Общая биология. 10 - 11кл. Изд. 3 Ташкент. Редакция «шарк» 2004 г. Стр. 112

Размещено на Allbest.ru