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.