Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле»



Скачать 111.48 Kb.
Дата25.07.2014
Размер111.48 Kb.
ТипПрезентация

Урок № 61.

Тема: Развитие представлений о возникновении жизни. Современное состояние проблемы


Задача: познакомить учащихся с современной теорий происхождения и основными этапами развития жизни на Земле.

Оборудование: презентация «Основные этапы развития жизни на Земле».

Ход урока.

I. Организационный момент.

II. Проверка знаний.

Фронтальный опрос по вопросам на с.232.



III. Изучение нового материала.

Происхождение жизни на нашей планете – предмет многовековых дискуссий, в которых участвовало не одно поколение человечества. Это интересная область знания, имеющая научное, философское и мировоззренческое значение, до сих пор привлекает внимание исследователей самых разных направлений.

Изучение различных теорий о возникновении жизни на Земле необходимо для составления целостного представления об историческом пути развития живой природы, формирования научного мировоззрения.

Современная теория происхождения жизни основана на идее о том, что биологические молекулы могли возникнуть в далеком геологическом прошлом неорганическим путем.

Наибольшее распространение в ХХ в. получила теория биохимической эволюции, предложенная независимо друг от друга российским химиком А.И.Опариным (1894 – 1980 г.г.) и английским биологом Д.Холдейном (1892 – 1964 г.г.).


  • Теория биохимической эволюции

1 этап – абиогенное возникновение органических мономеров

Наша планета возникла около 4,6млрд лет назад. Постепенное уплотнение планеты сопровождалось выделением огромного количества тепла, распадались радиоактивные соединения, от Солнца шел поток жесткого ультрафиолетового излучения. Спустя 500 млн. лет началось медленное остывание Земли. Образование земной коры сопровождалось активной вулканической деятельностью. Считается, что первичная атмосфера состояла преимущественно из аммиака, воды, метана, окиси и двуокиси углерода. Отсутствие кислорода придавало ей восстановительные свойства. 3 мая 1924 г. на собрании Русского ботанического общества молодой ученый А. И. Опарин высказал мнение, что в условиях первичной атмосферы Земли, значительно отличающейся от нынешней, мог происходить синтез всех необходимых для зарождения жизни веществ-предшественников.

В таких условиях органические вещества могли создаваться гораздо проще и могли сохраняться, не претерпевая распада длительное время. А.И.Опарин полагал, что сложные вещества могли синтезироваться из более простых в условиях океана. Необходимая для реакций энергия приносилась солнечной радиацией, т.к. защитного озонового экрана еще не существовало; также синтез имел место в условиях грозовых разрядов.

Условия на первобытной Земле.



Первичная гидросфера

Первичная атмосфера

На поверхности находилось менее 0,1 объема воды сегодняшних океанов.

Среда слабощелочная (рН=8-9).

Ливни, непрерывные грозы.


Пары воды (H2O), метан (CH4), аммиак (NH3), сероводород (H2S), углекислый газ(CO2), инертные газы, водород (H2).

Разнообразие находившихся в океане простых соединений и большие масштабы времени позволяют предположить возможность накопления в океане большого количества органики, образовавшей "первичный бульон", в котором могла зародиться жизнь.

Схема образования “первичного бульона”

http://festival.1september.ru/articles/609173/img1.gif

Подтверждение эта теория нашла в экспериментах С. Миллера, проведенных в 1953 году. (Слайд 18)



http://festival.1september.ru/articles/609173/img3.gif

Рис.2. Схема прибора С. Миллера:



1 —

реакционная колба; 2 — вольфрамовые электроды; 3 — искровой разряд; 4 — колба с кипящей водой; 5 — холодильник; 6 — ловушка;7 — кран, через который в аппарат подается газовая смесь

Через газовую смесь, содержащую метан, аммиак, молекулярный водород и пары воды, т. е.имитирующую атмосферный состав первобытной Земли, он пропускал электрические разряды, а затем анализировал образующиеся продукты реакции. В реакционную колбу, содержащую смесь газов, были вмонтированы вольфрамовые электроды. В течение недели пропускали искровые разряды напряжением 60000 В. В другой колбе (малой) воду поддерживали в состоянии кипения. Пары воды проходили через реакционную колбу и конденсировались в холодильнике. В процессе циркуляции они захватывали из реакционной колбы продукты реакции и переносили их в ловушку, где и осуществлялось их концентрирование. При идентификации продуктов реакции были обнаружены органические соединения: мочевина, молочная кислота и некоторые аминокислоты.

2 этап – образование биологических полимеров и коацерватов

А.И. Опарин считал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. Молекулы белков образовывали комплексы с молекулами окружающей их воды. Слияние таких комплексов друг с другом приводило к их отделению от водной среды, образовывались коацерваты(от лат. “coacervus” – сгусток). Капли-коацерваты были способны: обмениваться веществами с окружающей средой, накапливать различные соединения. Поглощение коацерватами ионов металлов приводило к образованию ферментов. Белки в коацерватах защищали нуклеиновые кислоты от разрушающего действия ультрафиолета. В самих каплях происходили дальнейшие химические превращения попавших туда веществ. На границе капель с внешней средой выстраивались молекулы липидов, образуя примитивную мембрану, повышающую стабильность всей системы.



http://festival.1september.ru/articles/609173/img4.gif

3 этап – формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов)

Вокруг коацерватов, богатых органическими соединениями, возникли слои липидов, отделивших коацерват от окружающей водной среды. Липиды преобразовались в ходе эволюции в наружную мембрану, существенно повысившую жизнеспособность и устойчивость организмов. Так возникли пробионты – примитивные гетеротрофные организмы, питавшиеся органическими веществами первичного бульона. Произошло это 3,5 – 3,8 млрд. лет назад. Закончилась химическая эволюция.



Сущность теории А.И. Опарина можно сформулировать в виде трёх постулатов:

1. Жизнь – одна из стадий эволюции Вселенной. 2.Возникновение жизни – закономерный результат химической эволюции соединений углерода. 3. Для перехода от химической эволюции к биологической необходимы формирование и естественный отбор целостных обособленных от среды, но постоянно с ней взаимодействующих многомолекулярных систем, которые были названы пробионтами.


IV. Закрепление знаний

Работа с вопросами на с.236, 238, 243.



V. Домашнее задание

Изучить § 8.2 - 8.4, вопросы, подготовить сообщения о развитии жизни на Земле в архее, протерозое, палеозое.



Дополнительный материал для сообщений.

Архей - древнейшая геологическая эра Земли (3,5 - 2,6 млрд. лет назад). Первичная кора, образовавшаяся в результате охлаждения Земли, беспрерывно разрушалась паром и газом, которые выделяло раскаленное вещество. Извергаемая миллионами вулканов лава застывала на поверхности, образуя первичные горы и плоскогорья, материки и океанические впадины. Мощная, плотная атмосфера также охлаждалась, в результате чего выпадали обильные дожди. На горячей земной поверхности они мгновенно превращались в пар. Сплошные облака обволакивали Землю, препятствуя прохождению солнечных лучей, согревающих ее поверхность. Твердая кора охладилась, океанические впадины заполнились водой. Первичный океан, реки, атмосфера разрушали первичные горы и материки, образуя первые осадочные породы. На протяжении многих миллионов лет истории Земли эти породы, неоднократно подвергаясь воздействию раскаленного вещества, громадного давления и высокой температуры, сильно изменились. Ныне они твердые и плотные. С ними связано образование многих полезных ископаемых: строительного камня, слюды, никелевой руды, каолина, золота, молибдена, меди, кобальта, радиоактивных минералов, железа. В архейскую эру в теплых водах первичного океана протекали различные химические реакции между солями, щелочами и кислотами. Им благоприятствовали солнечная радиация, плотная атмосфера, ионизация воды, вызываемая разрядами огромных молний. Ко времени архея относится возникновение первых прокариот (бактерий и сине-зеленых) - организмов, которые в отличие от эукариот не обладают оформленным клеточным ядром и типичным хромосомным аппаратом (наследственная информация реализуется и передается через ДНК).    В отложениях архея найдены также остатки нитчатых водорослей. В этот период появляются гетеротрофные организмы не только в море, но и на суше. Образуется почва. В атмосфере снижается содержание метана, аммиака, водорода, начинается накопление углекислого газа и кислорода. На рубеже архея и протерозоя произошло два крупных эволюционных события: появились половой процесс и многоклеточность. Гаплоидные организмы (бактерии и сине-зелёные водоросли) имеют один набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется у них в фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется в процессе естественного отбора, если вредна, устраняется. Гаплоидные организмы непрерывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды, вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах. Диплоидность, возникшая одновременно с оформленным ядром, позволяет сохранить мутации и использовать их как резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных преобразований.


    Протерозой (с греч. "первичная жизнь) - огромный по продолжительности этап исторического развития Земли (2,6 млрд.-570 млн. лет назад).
На рубеже архея и протерозоя переход состава атмосферы от химически активного углекислотного к нейтральному, безусловно, должен был сказаться и на организации земной жизни. По-видимому именно это событие послужило толчком к возникновению принципиально новых – эукариотных форм одноклеточных организмов и водорослей с чётко обособленным ядром и другими органоидами. Среди этих эукариотов были представители 3-х царств: грибов, растений и животных, разнообразие которых особенно возросло  во второй половине протерозоя – 1700-542 млн. лет назад (ранее этот период назывался рифей). В начале этого временного промежутка появились одноклеточные растения, затем – примерно 1 млрд. лет назад – многоклеточные растения (зелёные и красные морские водоросли) и одноклеточные животные, и наконец 700 млн. лет назад возникли первые представители многоклеточных животных.

Богатая фауна неопротерозоя открыта в районе Эдиакара в Южной Австралии, где найдено около 1600 экземпляров животных, на основании изучения которых австралийскими геологами М. Глеснером и М. Уэйдом описано около 30 видов. Более 60% коллекции района относится к кишечнополостным. Особенно многочисленны медузы. Велико разнообразие кольчатых червей. Кроме них имеются членистоногие.

Разнообразие фауны района, в т.ч. новых, до этого не известных науке видов животных, позволило учёным назвать её эдиакарской, по месту обнаружения. Впоследствии представители эдиакарской фауны были найдены во многих местах земного шара, в том числе в Северной и Южной Америке, в Африке, на Ньюфаундленде. На территории СНГ наиболее богатые сборы многоклеточных животных этой фауны сделаны в Приднестровье и на Летнем берегу Белого моря (Онежский полуостров), где известны медузоидные и другие формы. Отдельные находки представителей эдиакаровой фауны имеются в разных районах Сибири.

Таким образом представители эдиакарской фауны были очень широко распространены по всей Земле, т.е. развитие мягкотелых многоклеточных животных, не имеющих минерального скелета, таких как книдарии, кольчатые и плоские черви, членистоногие и иглокожие, было общепланетарным. Жизнедеятельность животных протерозойской эры проявилась в виде следов ползания, проедания грунта, вырытых норок и отпечатков.


Палеозой (от греч. "древняя жизнь") - геологическая эра (570-230 млн. лет) со следующими периодами:

  • кембрий (570-500 млн.лет)

  • ордовик (500-440 млн. лет)

  • силур (440-410 млн. лет)

  • девон (410-350 млн. лет)

  • карбон (350-285 млн. лет)

  • пермь (285-230 млн. лет).

    В самом начале палеозоя произошло внезапное появление и быстрое расселение форм с твёрдым минеральным скелетом: фосфатным, известковым, кремниевым. К ним относятся хиолиты, акритархи, хиолительминты, строматопороидеи, гастроподы, мшанки, пелециподы (двустворки), брахиоподы (плеченогие) и археоциаты – древнейшие рифостроящие организмы, вымершие к концу раннего кембрия.

Широко распространены древнейшие членистоногие – трилобиты. Они составляли значительную часть органического мира кембрийских и ордовикских морей, менее многочисленны они были в силуре и вымерли в конце палеозойской эры. К беспозвоночным палеозойской эры, свободно плававшим на поверхности моря, относятся граптолиты, время существования которых в основном ограничено ордовиком и силуром, и головоногие моллюски из группы наутилоидов, особенно богато представленные в ордовике. В девонском периоде они отходят на второй план, но быстро развиваются гониатиты с более сложно построенной раковиной; наконец, в верхнем палеозое широко распространились одноклеточные животные – фораминиферы, среди которых особенно важны фузулиниды, имевшие раковины необычайно сложного строения. Изменения раковин фузулинид в сравнительно короткие отрезки времени позволяют с большей детальностью сопоставлять одновозрастные отложения, заключающие их остатки в разных районах. Поверхность суши в палеозойскую эру заселяли многоножки, появившиеся ещё в кембрии, скорпионы, пауки, клещи, насекомые. В карбоне, в связи со значительным расцветом наземной флоры, появились брюхоногие моллюски с лёгочным дыханием, первые летающие насекомые; возросло разнообразие пауков и скорпионов. Среди насекомых было много довольно крупных форм. Например, у древней стрекозы меганевры размах крыльев достигал одного метра. Чуть меньше были похожие на меганевру стенодиктии. Даже многоножки достигали в длину более 2-ух метров! Как считают учёные, гигантизм насекомых был вызван более высоким уровнем кислорода в атмосфере того времени. Из позвоночных в кембрии и ордовике распространены примитивные бесчелюстные: телодонты и разнощитковые, а в силурийском, и особенно в девонском периоде, широко представлены двоякодышащие, кистепёрые и лучепёрые рыбы. Девон даже называют "веком рыб", ведь, наряду с костными рыбами, в водах девонских морей плавали пластинокожие, хрящевые и акантоды. В карбоне среди рыб преобладали акуловые и лучепёрые. Из кистепёрых рыб в конце девона развились земноводные (амфибии) – первые животные, вышедшие на сушу. Древние амфибии относятся к вымершей группе панцирноголовых (стегоцефалов). В каменноугольном и особенно в пермском периоде наряду с ними существовали травоядные и хищные пресмыкающиеся.

Растительный мир палеозойской эры развивался так же быстро, как и животный.

В кембрии и ордовике растения были представлены главным образом водорослями. Вопрос о существовании высших наземных растений в это же время остаётся открытым: известны немногочисленные остатки спор и отпечатков, видовая принадлежность которых неясна. В отложениях силура встречаются остатки спор, а в породах нижнего девона повсеместно имеются отпечатки примитивных низкорослых растений – риниофитов, по-видимому, населявших прибрежные районы. В среднем и верхнем девоне растительность становится значительно разнообразнее: распространены древовидные плауновые, первые членистостебельные (в том числе клинолисты), прапапоротники, прогимноспермы и первые голосеменные. Образуется почвенный покров.

Следующий за девоном карбон – время расцвета наземной  флоры, представленной хвощеподобными каламитами, древовидными плауновыми (лепидодендроны, сигилярии и др.), различными папоротниками, папоротникообразными семенными (птеридоспермами) и кордаитами. Густая лесная растительность этого времени послужила материалом для образования многочисленных пластов каменного угля. Начиная с карбона отмечается появление палеофлористических областей: Еврамерийской, Ангарской и Гондванской. В пределах последней, видимо, уже существовала так называемая глоссоптериевая флора, особенно характерная для следующего, пермского периода.

В самом конце палеозоя, на границе перми и триаса, произошло грандиозное вымирание многих представителей флоры и фауны, именуемое «Великим вымиранием». За короткий временной промежуток исчезло 96% всех морских видов, 70% видов речных позвоночных и 83% всего класса насекомых. Исчезли плоские и морщинистые кораллы, бластоидеи, граптолиты, триллобиты, фузулиниды, эвриптероидеи, многие аммониты, мшанки, морские лилии, членораздельные брахиоподы. Значительно сократилось разнообразие споровых растений: плауновидных и хвощевых.



Причины самого грандиозного из вымираний до конца не известны. Из существующих гипотез наиболее убедительной выглядит гипотеза, согласно которой причиной катастрофы явилось излияние траппов – огромного объёма базальтов за геологически короткое время (вначале относительно небольших Эмейшаньских траппов около 260 млн. лет назад, затем колоссальных Сибирских траппов 251 млн. лет назад). Огромные массы изверженных пород могли создать эффект вулканической зимы, либо прямо противоположный – парниковый. В любом случае последствия для живых организмов были губительными.

Похожие:

Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» iconУрок №18: «Основные этапы развития жизни на Земле». (Тему урока запиши в тетрадь)
В 1947 году Д. Бернал сформулировал гипотезу биопоэза и выделил три основных этапа. Изучи этапы формирования жизни на Земле. Ответь...
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» iconПрезентация по биологии в 9 классе «Взгляды и гипотезы о происхождении жизни на Земле» Коврова Татьяна Владимировна, учитель биологии моу «сош №2» г. Большой Камень Приморского края
Цель: познакомить учащихся с различными взглядами на проблему возникновения и развития жизни на Земле
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» iconЛекция. Оборудование: презентация «ver Urok№1»
Цель: повторить основные элементы комбинаторики; рассмотреть этапы развития теории вероятностей как науки
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» icon«Краткая история развития жизни на Земле»
Цель: в результате работы над модулем вы должны запомнить последовательность периодов развития жизни на Земле
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» iconРабочая программа учебной дисциплины м в. 01. Основные этапы развития теории языка в отечественной и зарубежной лингвистике
М в. 01. Основные этапы развития теории языка в отечественной и зарубежной лингвистике
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» iconГенезис и этапы развития экономической теории
Зарождение и основные этапы развития экономической теории. Истоки экономической науки. Древний Восток. Древняя Греция. Древний Рим....
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» iconМодуль I «Геологическое строение Земли»
Интегрирующая цель: в результате ты должен запомнить последовательность эр, составляющие им периоды: усвоить основные этапы развития...
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» icon«Европейские исследования»
Звития человеческого общества, и особенностям развития отдельных регионов, а также проследить динамику исторического развития и выделить...
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» iconГипотезы о возникновении жизни на Земле
Цель: Познакомить учащихся с основными гипотезами происхождения жизни на Земле. Показать, как менялись взгляды на возникновение жизни...
Презентация «Основные этапы развития жизни на Земле» icon2. Основные этапы развития экономической теории

Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org