Esimest korda õnnestus Ameerika teadlasel Stanley Milleril saada laboritingimustes orgaanilisi molekule - aminohappeid, mis simuleerisid neid, mis olid ürgsel Maal 1952. aastal. Siis said need katsed sensatsiooniks ja nende autor saavutas ülemaailmse kuulsuse. Praegu jätkab ta California ülikoolis oma uurimistööd prebiootilise (elueelse) keemia alal. Installatsioon, millel esimene katse tehti, oli kolbide süsteem, millest ühes oli võimalik saada võimas elektrilahendus pingel 100 000 V. Miller täitis selle kolbi maagaasidega - metaan, vesinik ja ammoniaak, mis esinesid ürgse Maa atmosfääris. Allpool olev kolb sisaldas väikest kogust vett, mis jäljendab ookeani. Elektrilahendus oli oma tugevuselt välgulähedane ja Miller eeldas, et selle toimel tekivad keemilised ühendid, mis vette sattudes reageerivad omavahel ja moodustavad keerukamaid molekule. Tulemus ületas kõik ootused. Õhtul paigalduse välja lülitades ja järgmisel hommikul tagasi tulles leidis Miller, et vesi kolvis oli omandanud kollaka värvuse. See, mis tekkis, osutus aminohapete puljongiks – valkude ehitusplokkideks. Seega näitas see katse, kui kergesti võivad elusolendite peamised koostisosad tekkida. Kõik, mida nad vajasid, oli gaaside segu, väike ookean ja väike välk.
Teised teadlased kalduvad arvama, et Maa iidne atmosfäär erineb Milleri modelleeritud atmosfäärist ning koosnes suure tõenäosusega süsinikdioksiidist ja lämmastikust. Seda gaasisegu ja Milleri eksperimentaalset seadet kasutades püüdsid keemikud toota orgaanilisi ühendeid. Nende kontsentratsioon vees oli aga nii tühine, nagu oleks basseinis lahustatud toiduvärvi tilk. Loomulikult on raske ette kujutada, kuidas võis sellises lahjendatud lahuses elu tekkida. Kui maapealsete protsesside panus esmase orgaanilise aine varude tekkesse oli tõesti nii tühine, siis kust see üldse tuli? Võib-olla kosmosest? Asteroidid, komeedid, meteoriidid ja isegi planeetidevahelise tolmu osakesed võivad kanda orgaanilisi ühendeid, sealhulgas aminohappeid. Need maavälised objektid võivad pakkuda piisavalt orgaanilisi ühendeid, et siseneda esmasesse ookeani või väikesesse veekogusse. Sündmuste järjestus ja ajavahemik, alustades primaarse orgaanilise aine tekkest ja lõpetades elu kui sellise tekkega, jääb ja ilmselt jääb igaveseks mõistatuseks, mis paneb muretsema paljusid uurijaid, aga ka küsimus, mis Tegelikult peetakse seda eluks.
Esimeste orgaaniliste ühendite moodustumise protsessi Maal nimetatakse keemiliseks evolutsiooniks. See eelnes bioloogilisele evolutsioonile. Keemilise evolutsiooni etapid tegi kindlaks A.I. Oparin.
I etapp- mittebioloogiline ehk abiogeenne (kreeka keelest u, un - negatiivne osake, bios - elu, genesis - päritolu). Selles etapis toimusid intensiivse päikesekiirguse tingimustes Maa atmosfääris ja erinevate anorgaaniliste ainetega küllastunud primaarse ookeani vetes keemilised reaktsioonid. Nende reaktsioonide käigus võisid anorgaanilistest ainetest tekkida lihtsad orgaanilised ained - aminohapped, lihtsüsivesikud, alkoholid, rasvhapped, lämmastiku alused.
Orgaaniliste ainete sünteesimise võimalus primaarse ookeani vetes anorgaanilistest leidis kinnitust Ameerika teadlase S. Milleri ning kodumaiste teadlaste A. G. Pasynsky ja T. E. Pavlovskaja katsetes.
Miller kavandas installatsiooni, mis sisaldas gaaside segu – metaan, ammoniaak, vesinik, veeaur. Need gaasid võisid olla osa primaarsest atmosfäärist. Aparaadi teises osas oli vesi, mis pandi keema. Kõrgsurveaparaadis ringlevad gaasid ja veeaur puutusid nädala jooksul kokku elektrilahendustega. Selle tulemusena tekkis segus umbes 150 aminohapet, millest osa on valkude osa.
Seejärel kinnitati katseliselt teiste orgaaniliste ainete, sealhulgas lämmastikualuste sünteesimise võimalus.
II etapp- valkude süntees - polüpeptiidid, mis võivad tekkida esmase ookeani vetes olevatest aminohapetest.
III etapp- koacervaatide ilmumine (ladina keelest coacervus - tromb, kuhi). Amfoteersusega valgumolekulid võivad teatud tingimustel spontaanselt kontsentreerida ja moodustada kolloidseid komplekse, mida nimetatakse koatservaatideks.
Koacervaadi tilgad tekivad kahe erineva valgu segamisel. Ühe valgu lahus vees on selge. Erinevate valkude segamisel muutub lahus häguseks, selles on mikroskoobi all näha vees hõljuvaid tilka. Sellised tilgad - koatservaadid võisid tekkida 1000 esmase ookeani vetes, kus paiknesid erinevad valgud.
Mõned koatservaatide omadused on väliselt sarnased elusorganismide omadustega. Näiteks "imavad" nad keskkonnast ja akumuleerivad selektiivselt teatud aineid, suurendavad nende suurust. Võib oletada, et koatservaatide sees olevad ained astusid keemilistesse reaktsioonidesse.
Kuna "puljongi" keemiline koostis esmase ookeani erinevates osades oli erinev, ei olnud koatservaatide keemiline koostis ja omadused samad. Koatservaatide vahel võiksid tekkida konkurentsisuhted "puljongis" lahustunud ainete pärast. Koatservaate ei saa siiski pidada elusorganismideks, kuna neil puudus võime oma liiki paljundada.
IV etapp- isepaljunemiseks võimeliste nukleiinhappemolekulide tekkimine.
Uuringud on näidanud, et nukleiinhapete lühikesed ahelad on võimelised kahekordistuma ilma elusorganismidega ühenduseta – katseklaasis. Tekib küsimus: kuidas geneetiline kood Maal tekkis?
Ameerika teadlane J. Bernal (1901-1971) tõestas, et mineraalidel oli orgaaniliste polümeeride sünteesis oluline roll. Näidati, et mitmetel kivimitel ja mineraalidel – basalt, savid, liiv – on informatsioonilised omadused, näiteks saab savidel sünteesida polüpeptiide.
Ilmselt tekkis esialgu iseenesest "mineraloogiline kood", milles "tähtede" rolli täitsid alumiiniumi, raua, magneesiumi katioonid, mis vahelduvad erinevates mineraalides teatud järjekorras. Mineraalides ilmub kolme-, nelja- ja viietäheline kood. See kood määrab aminohapete valguahelaks ühendamise järjestuse. Seejärel läks infomaatriksi roll mineraalidelt RNA-le ja seejärel DNA-le, mis osutus pärilike tunnuste edasikandmisel usaldusväärsemaks.
Keemilise evolutsiooni protsessid aga ei selgita, kuidas elusorganismid tekkisid. Protsesse, mis viisid üleminekuni mitteelusalt elavaks, nimetas J. Bernal biopoeesiks. Biopoees hõlmab etappe, mis oleksid pidanud eelnema esimeste elusorganismide ilmumisele: membraanide tekkimine koatservaatides, ainevahetus, võime end taastoota, fotosüntees, hapniku hingamine.
Rakumembraanide moodustumine lipiidimolekulide paigutamise teel koatservaatide pinnale võib viia esimeste elusorganismide ilmumiseni. See tagas nende kuju stabiilsuse. Nukleiinhappemolekulide kaasamine koatservaatidesse andis neile võimaluse end taastoota. Nukleiinhappemolekulide enesepaljundamise protsessis tekkisid mutatsioonid, mis olid loodusliku valiku materjaliks.
Nii et koatservaatide põhjal võisid tekkida esimesed elusolendid. Ilmselt olid nad heterotroofid ja toitusid primaarse ookeani vetes sisalduvast energiarikkast komplekssest orgaanilisest ainest.
Organismide arvukuse kasvades tihenes nendevaheline konkurents, kuna ookeanivete toitainetega varustatus vähenes. Mõned organismid on omandanud võime päikeseenergia või keemiliste reaktsioonide energia abil sünteesida anorgaanilistest orgaanilisi aineid. Nii tekkisid fotosünteesiks või kemosünteesiks võimelised autotroofid.
Esimesed organismid olid anaeroobsed ja said energiat hapnikuvabade oksüdatsioonireaktsioonide, näiteks fermentatsiooni kaudu. Fotosünteesi tulek tõi aga kaasa hapniku akumuleerumise atmosfääri. Selle tulemusena on tekkinud hingamine - hapniku, aeroobse oksüdatsiooni rada, mis on umbes 20 korda tõhusam kui glükolüüs.
Algselt arenes elu ookeani vetes, kuna tugev ultraviolettkiirgus avaldas maismaal asuvatele organismidele kahjulikku mõju. Osoonikihi tekkimine hapniku akumuleerumise tagajärjel atmosfääri on loonud eeldused elusorganismide tekkeks maismaal.
Praegu on elu kohta mitu teaduslikku määratlust, kuid need kõik on ebatäpsed. Mõned neist on nii laiad, et nende alla satuvad elutud objektid, nagu tuli või mineraalide kristallid. Teised on liiga kitsad ja nende sõnul ei tunnistata elukaks muulaid, kes järglasi ei anna.
Üks edukamaid määratleb elu kui isemajandavat keemilist süsteemi, mis on võimeline käituma Darwini evolutsiooni seaduste kohaselt. See tähendab, et esiteks peab rühm elusaid isendeid tootma endale sarnaseid järglasi, kes pärivad oma vanemate tunnused. Teiseks peaksid järglaste põlvkondades avalduma mutatsioonide tagajärjed - geneetilised muutused, mis päranduvad järgmistele põlvkondadele ja põhjustavad populatsiooni varieeruvust. Ja kolmandaks on vajalik, et toimiks loodusliku valiku süsteem, mille tulemusena saavad mõned isendid teiste ees eelise ja jäävad muutunud tingimustes ellu, andes järglasi.
Millised süsteemi elemendid olid vajalikud, et sellel oleks elusorganismile omased omadused? Paljud biokeemikud ja molekulaarbioloogid usuvad, et RNA molekulidel on vajalikud omadused. Ribonukleiinhapped on spetsiaalsed molekulid. Mõned neist võivad paljuneda, muteeruda, edastades seeläbi teavet ja seetõttu võivad nad osaleda looduslikus valikus. Tõsi, nad ei suuda ise replikatsiooniprotsessi katalüüsida, kuigi teadlased loodavad, et lähiajal leitakse sellise funktsiooniga RNA fragment. Teised RNA molekulid osalevad geneetilise informatsiooni "lugemises" ja selle ülekandmises ribosoomidesse, kus sünteesitakse valgumolekule, milles osalevad kolmandat tüüpi RNA molekulid.
Seega võivad kõige primitiivsemat elussüsteemi esindada RNA molekulid, mis kahekordistuvad, läbivad mutatsioone ja alluvad looduslikule valikule. Evolutsiooni käigus tekkisid RNA baasil spetsiifilised DNA molekulid - geneetilise informatsiooni hoidjad - ja mitte vähem spetsialiseerunud valgumolekulid, mis võtsid enda kanda katalüsaatorite funktsioonid kõigi praegu teadaolevate bioloogiliste molekulide sünteesil.
Mingil ajahetkel leidis DNA, RNA ja valgu "elav süsteem" lipiidmembraani moodustatud koti sees varju ja see struktuur, mis oli välismõjude eest paremini kaitstud, toimis esimeste rakkude prototüübina. kolmele peamisele eluharule, mida tänapäeva maailmas esindavad bakterid, arhead ja eukarüootid. Mis puudutab selliste primaarsete rakkude ilmumise kuupäeva ja järjestust, siis see jääb saladuseks. Lisaks pole lihtsate tõenäosushinnangute kohaselt piisavalt aega evolutsiooniliseks üleminekuks orgaanilistelt molekulidelt esimestele organismidele – esimesed algloomad ilmusid liiga ootamatult.
Teadlased uskusid aastaid, et vaevalt sai elu tekkida ja areneda perioodil, mil Maa põrkas pidevalt kokku suurte komeetide ja meteoriitidega, ning see periood lõppes umbes 3,8 miljardit aastat tagasi. Hiljuti on aga Gröönimaa edelaosas leitud Maa vanimatest settekivimitest leitud jälgi keerukatest rakustruktuuridest, mis on vähemalt 3,86 miljardit aastat vanad. See tähendab, et esimesed eluvormid võisid tekkida miljoneid aastaid enne seda, kui meie planeedi pommitamine suurte kosmiliste kehade poolt lõppes. Kuid siis on võimalik ka täiesti erinev stsenaarium (joonis 4). Orgaaniline aine saabus Maale kosmosest koos meteoriitide ja muude maaväliste objektidega, mis pommitasid planeeti sadu miljoneid aastaid alates selle tekkimisest. Tänapäeval on kokkupõrge meteoriidiga üsna harv sündmus, kuid ka praegu voolavad kosmosest koos planeetidevahelise materjaliga Maale edasi täpselt samad ühendid, mis elu koidikul.
Maale langevad kosmoseobjektid võivad mängida keskset rolli elu tekkimisel meie planeedil, kuna mitmete teadlaste hinnangul võivad bakteritega sarnased rakud tekkida mõnel teisel planeedil ja seejärel koos asteroididega Maale jõuda. Üks tõendusmaterjal, mis toetab elu maavälise päritolu teooriat, leiti kartulikujulise meteoriidi ALH84001 seest. Algselt oli see meteoriit tükk Marsi maakoorest, mis paiskus seejärel umbes 16 miljonit aastat tagasi toimunud hiiglasliku asteroidi kokkupõrkes Marsi pinnaga plahvatusel kosmosesse. Ja 13 tuhat aastat tagasi, pärast pikka rännakut Päikesesüsteemis, maandus see meteoriidi kujul olev Marsi kivimi fragment Antarktikas, kus see hiljuti avastati. Selle sees oleva meteoriidi üksikasjalik uurimine paljastas kivistunud baktereid meenutavad vardakujulised struktuurid, mis tekitasid ägedaid teaduslikke arutelusid eluvõimaluse üle sügaval Marsi maakoores. Need vaidlused leiavad lahenduse mitte varem kui 2005. aastal, mil Ameerika Ühendriikide Riiklik Lennundus- ja Kosmoseamet viib läbi planeetidevahelise kosmoseaparaadi missiooni Marsile, et võtta proove Marsi maakoorest ja toimetada proove Maale. Ja kui teadlastel õnnestub tõestada, et Marsil asustasid kunagi mikroorganismid, saab suurema kindlustundega rääkida elu maavälisest päritolust ja võimalusest kosmosest elu tuua.
sisaldab4 kontrollitööd ja 1 lõplik testimine:
Teema kontrolltöö
"Elu tekkimine Maal"
A osa Kirjuta üles küsimuste numbrid, nende kõrvale õigete vastuste tähed.
1. Elusolendid erinevad elututest:
a) anorgaaniliste ühendite koostis; b) katalüsaatorite olemasolu;
c) molekulide vastastikmõju; d) ainevahetusprotsessid.
2. Esimesed elusorganismid meie planeedil olid:
a) anaeroobsed heterotroofid; b) aeroobsed heterotroofid;
c) autotroofid; d) sümbiontorganismid.
3. Abiogeneesi teooria olemus on:
4. Louis Pasteuri katsed osutusid võimatuks:
a) spontaanne elu genereerimine; b) elavate tekkimine ainult elavatest; c) "eluseemnete" toomine Kosmosest;
d) biokeemiline evolutsioon.
5. Nendest tingimustest on elu tekkimiseks kõige olulisemad:
a) radioaktiivsus; b) vedela vee olemasolu; c) gaasilise hapniku olemasolu; d) planeedi mass.
6. Süsinik on Maal elu aluseks, sest ta:
a) on kõige levinum element Maal;
b) esimene keemilistest elementidest hakkas veega suhtlema;
c) on väikese aatommassiga;
d) on võimeline moodustama kaksik- ja kolmiksidemetega stabiilseid ühendeid.
7. Kreatsionismi olemus on:
a) elava päritolu elutust; b) elava päritolu elust;
c) maailma loomine Jumala poolt; d) kosmosest elu sissetoomine.
8. Kui algas Maa geoloogiline ajalugu: a) üle 6 miljardi; b) 6 miljonit; c) 3,5 miljardit aastat tagasi?
9. Kust tekkisid esimesed anorgaanilised ühendid? a) Maa soolestikus; b) esmases ookeanis; c) primaarses atmosfääris?
10. Mis oli esmase ookeani tekkimise eelduseks? a) atmosfääri jahutamine; b) vajuv maa; c) maa-aluste allikate ilmumine?
11. Millised on esimesed orgaanilised ained, mis ilmusid ookeani vetesse: a) valgud; b) rasvad; c) süsivesikud; d) nukleiinhapped?
12. Millised omadused olid säilitusainetel: a) kasv; b) ainevahetus; c) paljunemine?
13. Millised omadused on probiondile omased: a) ainevahetus; b) kasv; c) paljunemine?
14. Milline toitumisviis oli esimestel elusorganismidel: a) autotroofne; b) heterotroofne?
15. Milline orgaaniline aine ilmus fotosünteetiliste taimede tulekuga : a) valgud; b) rasvad; c) süsivesikud; d) nukleiinhapped?
16.
Milliste organismide tekkimine lõi tingimused loomamaailma arenguks: a) bakterid; b) sinivetikad; c) rohevetikad?
B osa Lõpeta laused.
1. Teooria, mis postuleerib maailma loomist Jumala (Looja) poolt -….
2. Tuumaeelsed organismid, millel puudub kestaga piiratud tuum ja isepaljunemiseks võimelised organellid –….
3. Faasidest eraldatud süsteem, mis suhtleb väliskeskkonnaga avatud süsteemina -….
4. Nõukogude teadlane, kes pakkus välja elu tekke koacervaadi teooria –….
C osa Vastake küsimusele.
Loetlege A.I teooria peamised sätted. Oparin.
Miks peetakse nukleiinhapete kombineerimist koatservaadi tilkadega elu tekkimise kõige olulisemaks etapiks?
Kontrolltöö teemal "Raku keemiline organisatsioon"
valik 1
Testige ennast
2. Millised on rakus sisalduvad keemilised elemendid
makrotoitained: a) hapnik; b) süsinik; c) vesinik; d) lämmastik; e) fosfor; f) väävel; g) naatrium; h) kloor; i) kaalium; j) kaltsium; l) raud; m) magneesium; m) tsink?
3. Kui suur on vee osakaal rakus keskmiselt: a) 80%; b) 20%; 1% ulatuses?
Millist elutähtsat ühendit sisaldab raud: a) klorofüll; b) hemoglobiin; c) DNA; d) RNA?
Millised ühendid on valgumolekulide monomeerid:
6. Milline osa aminohapete molekulidest neid üksteisest eristab: a) radikaal; b) aminorühm; c) karboksüülrühm?
7. Millise keemilise sideme abil on primaarstruktuuriga valgumolekulis omavahel seotud aminohapped: a) disulfiid; b) peptiid; c) vesinik?
8. Kui palju energiat vabaneb 1 g valgu lagunemisel: a) 17,6 kJ; b) 38,9 kJ?
9. Millised on valkude põhifunktsioonid: a) ehitamine; b) katalüütiline; c) mootor; d) transport; e) kaitsev; f) energia; g) kõik ülaltoodud?
10. Milliste ühendite hulka kuuluvad seoses veega lipiidid: a) hüdrofiilsed; b) hüdrofoobne?
11. Kui rakkudes sünteesitakse rasvu: a) ribosoomides; b) plastiidid; c) EPS?
12. Milline on rasvade tähtsus taimeorganismile: a) membraanide ehitus; b) energiaallikas; c) soojuse reguleerimine?
13. Millest protsessi tulemusena tekivad orgaanilised ained
anorgaanilised: a) valkude biosüntees; b)) fotosüntees; c) ATP süntees?
14. Millised süsivesikud on monosahhariidid? a) sahharoos; b) glükoos; c) fruktoos; d) galaktoos; e) riboos; e) desoksüriboos; g) tselluloos?
15. Millised polüsahhariidid on tüüpilised taimerakkudele: a) tselluloos; b) tärklis; c) glükogeen; d) kitiin?
Milline on süsivesikute roll loomarakkudes:
17. Mis sisaldub nukleotiidis: a) aminohape; b) lämmastikalus; c) ülejäänud fosforhape; d) süsivesikud?
18. Mis spiraal on DNA molekul: a) üksik; b) kahekordne?
19. Milline nukleiinhapetest on suurima pikkuse ja molekulmassiga:
a) DNA; b) RNA?
Lõpeta laused
Süsivesikud on jagatud rühmadesse …………………….
Rasvad on ……………………
Kahe aminohappe vahelist sidet nimetatakse ……………
Ensüümide peamised omadused on ………… ..
DNA täidab …………… ..
RNA täidab …………… ..
1. Mille nelja elemendi sisaldus rakus on eriti kõrge: a) hapnik; b) süsinik; c) vesinik; d) lämmastik; e) raud; f) kaalium; g) väävel; h) tsink; i) kallis?
2. Millise rühma keemilisi elemente on 1,9% märgkaalust
rakud; a) organogeenid (süsinik, vesinik, lämmastik, hapnik); c) makrotoitained; b) mikroelemendid?
Milline elutähtis ühend sisaldab magneesiumi: a) klorofüll; b) hemoglobiin; c) DNA; d) RNA?
Milline on vee tähtsus raku elutegevuseks:
5. Mis on rasvad, mis lahustuvad: a) vees; b) atsetoon; c) õhk; d) bensiin?
6. Milline on rasvamolekuli keemiline koostis: a) aminohapped; b) rasvhapped; c) glütseriin; d) glükoos?
7. Milline on rasvade tähtsus loomaorganismile: a) membraanide ehitus; b) energiaallikas; c) soojuse reguleerimine; d) veeallikas; e) kõik ülaltoodud?
Kui palju energiat vabaneb 1 g rasva lagunemisel: a) 17,6 kJ; b) 38,9 kJ?
Mis moodustub fotosünteesi tulemusena: a) valgud; b) rasvad; c) süsivesikud?
11. Millised polüsahhariidid on iseloomulikud loomarakule: a) tselluloos; b) tärklis; c) glükogeen; d) kitiin?
12. Milline on süsivesikute roll taimerakus: a) ehitamine; b) energia; c) transport; d) nukleotiidide komponent?
13. Kui palju energiat vabaneb 1 g süsivesikute lagunemisel: a) 17,6 kJ; b) 38,9 kJ?
Mitu teadaolevat aminohapet osaleb valkude sünteesis: a) 20; b) 23; c) 100?
Milles sünteesitakse rakuvalkude organellid: a) kloroplastides; b) ribosoomid; c) mitokondrites; d) EPS-is?
17. Mis on nukleiinhappe monomeer?
a) aminohape; b) nukleotiid; c) valgu molekul?
18. Milliste ainete hulka kuulub riboos: a) valgud; b) rasvad; c) süsivesikud?
19. Millised ained sisalduvad DNA nukleotiidides: a) adeniin; b) guaniin; c) tsütosiin; d) uratsiil; e) tümiin; f) fosforhape, g) riboos; h) desoksüriboos?
II
... Lõpeta laused
1. Süsivesikud on jagatud rühmadesse ………………….
2. Rasvad on …………………
3. Kahe aminohappe vahelist sidet nimetatakse ……………
4. Ensüümide peamised omadused on ………… ..
5. DNA täidab …………… ..
6. RNA täidab …………… ..
DEKOODER
Valik number 1
I a: 2-d, f, g, h, i, k, l, m; 3-a; 4GB; 5-d; 6-a; 7-6; 8-a; 9-g; 10-6; 11-tolline; 12-a, b; 13-6; 14-b, c, d, e; 15-a, b; 16. sajand; 17-b, c, d; 18-6; 19-a.
Valik number 2
1-a, b, c, d; 2-6; 3-a; 4-d; 5-b, c, d; 6-b, c; 7-d; 8-6; 9-tolline; 10-a, b; 11. sajand; 12-a.b, d; 13-a; 14-a; 15-b; 16-b, c, d; 17-6; 18-tolline; 19-a.b.v, d, f, 3.
1.monosahhariidid, oligosahhariidid, polüsahhariidid
2.glütserooli ja kõrgemate rasvhapete estrid
3.peptiid
4.Katalüüsi kiiruse spetsiifilisus ja sõltuvus sõltub temperatuurist, pH-st, substraadist ja ensüümi kontsentratsioonist
5.päriliku teabe säilitamine ja edastamine
6. messenger RNA-d kannavad RK-st valgusünteesi kohta infot valgu struktuuri kohta, määravad aminohapete asukoha valgumolekulides. Transpordi-RNA-d toimetavad aminohappe valgusünteesi piirkonda. Ribosomaalsed RNA-d on osa ribosoomidest, määrates nende struktuuri ja toimimise.
Kontrolltöö teemal "Rakkude struktuur ja elutegevus"
valik 1
I. Millised elusraku omadused sõltuvad bioloogiliste membraanide toimimisest:
a) selektiivne läbilaskvus; b) veeimavus ja -peetus; c) ioonivahetus; d) eraldatus keskkonnast ja seotus sellega; e) kõik ülaltoodud?
2. Läbi milliste membraani osade kaudu kantakse vett: a) lipiidikiht; b) valgupoorid?
3. Millised tsütoplasma organellid on ühemembraanse ehitusega: a) välimine rakumembraan; b) ES; c) mitokondrid; d) plastiidid; e) ribosoomid; f) Golgi kompleks; g) lüsosoomid?
4. Mis eraldab raku tsütoplasma keskkonnast: a) ES (endoplasmaatiline retikulum) membraanid; b) raku välimine membraan?
Mitmest subühikust ribosoom koosneb: a) ühest; b) kaks; c) kolm?
Mida ribosoomi sisaldab: a) valgud; b) lipiidid; c) DNA; d) RNA?
Millised organellid on iseloomulikud ainult taimerakkudele: a) ES; b) ribosoomid; c) mitokondrid; d) plastiidid?
Millised plastiidid on värvitud: a) leukoplastid; b) kloroplastid; c) kromoplastid?
11. Millistele organismidele on tuum iseloomulik: a) prokarüootidele; b) eukarüootid?
12. Milline tuumastruktuuridest osaleb ribosoomi subühikute koostamisel: a) tuuma ümbris; b) tuum; c) tuumamahl?
13. Milline membraanikomponentidest määrab selektiivse läbilaskvuse omaduse: a) valgud; b) lipiidid?
14. Kuidas suured valgumolekulid ja osakesed läbivad membraani: a) fagotsütoos; b) pinotsütoos?
15. Millised tsütoplasma organellid on mittemembraanse ehitusega: a) ES; b) mitokondrid; c) plastiidid; d) ribosoomid; e) lüsosoomid?
16. Milline organoid seob raku ühtseks tervikuks, teostab ainete transporti, osaleb valkude, rasvade, liitsüsivesikute sünteesis: a) välimine rakumembraan; b) ES; c) Golgi kompleks?
17. Millises tuumastruktuuris on ribosoomi subühikute kogum: a) tuumamahlas; b) tuumas; c) tuumaümbrises?
18. Mis on ribosoomide ülesanne: a) fotosüntees; b) valgusüntees; c) rasvade süntees; d) ATP süntees; e) transpordifunktsioon?
19. Milline on ATP molekuli struktuur: a) biopolümeer; b) nukleotiid; c) monomeer?
20. Millistes organellides sünteesitakse ATP taimerakus: a) ribosoomides; b) mitokondrites; c) kloroplastides?
21. Kui palju energiat sisaldab ATP: a) 40 kJ; b) 80 kJ; c) 0 kJ?
22. Miks nimetatakse dissimilatsiooni energiavahetuseks: a) energia neeldub; b) vabaneb energia?
23. Mida hõlmab assimilatsiooniprotsess: a) orgaaniliste ainete süntees koos energia neeldumisega; b) orgaaniliste ainete lagunemine koos energia vabanemisega?
24. Millised rakus toimuvad protsessid on assimilatiivsed: a) valgusüntees; b) fotosüntees; c) lipiidide süntees; d) ATP süntees; e) hingamine?
25. Millises fotosünteesi etapis tekib hapnik: a) tume; b) valgus; c) pidevalt?
26. Mis juhtub ATP-ga fotosünteesi valgusfaasis: a) süntees; b) poolitamine?
27. Milline on ensüümide roll fotosünteesis: a) neutraliseerida; b) katalüüsida; c) lõhki?
28. Milline on inimese toitumisviis? a) autotroofne; b) heterotroofne; c) segatud?
29. Mis funktsioon on DNA-l valgusünteesis: a) isekaheldumine; b) transkriptsioon; c) tRNA ja rRNA süntees?
30. Millele vastab DNA molekuli ühe geeni informatsioon: a) valk; b) aminohape; c) geen?
31. Mida vastab tripletile ja RNA-le: a) aminohape; b) valk?
32. Mis moodustub ribosoomis valgu biosünteesi käigus: a) tertsiaarse struktuuriga valk; b) sekundaarse struktuuriga valk; a) polüpeptiidahel?
2. variant
Millistest molekulidest koosneb bioloogiline membraan: a) valkudest; b) lipiidid; c) süsivesikud; d) vesi; e) ATP?
Läbi milliste membraani osade kantakse ioone: a) lipiidikiht; b) valgupoorid?
Millised tsütoplasma organellid on kahemembraanilise ehitusega: a) ES; b) mitokondrid; c) plastiidid; d) Golgi kompleks?
a) köögiviljad; b) loomad?
Kui moodustuvad ribosoomi subühikud, a) tsütoplasmas; b) tuumas; c) vakuoolides?
Millistes organellides asuvad ribosoomid:
7. Miks nimetatakse mitokondreid rakkude energiajaamadeks: a) viivad läbi valgusünteesi; b) ATP süntees; c) süsivesikute süntees; d) ATP lõhustamine?
8. Millised organellid on ühised taime- ja loomarakkudele: a) ES; b) ribosoomid; c) mitokondrid; d) plastiidid? 9. Millised plastiidid on oranžikaspunase värvusega: a) leukoplastid; b) kloroplastid; c) kromoplastid?
10. Millised plastiidid säilitavad tärklist: a) leukoplastid; b) kloroplastid; c) kromoplastid?
11. Milline tuumastruktuur kannab organismi pärilikke omadusi: a) tuumaümbris; b) tuumamahl; c) kromosoomid; d) tuum?
12. Millised on tuuma funktsioonid: a) päriliku teabe salvestamine ja edastamine; b) osalemine rakkude jagunemises; c) osalemine valkude biosünteesis; d) DNA süntees; e) RNA süntees; f) ribosoomi subühikute moodustumine?
13. Kuidas nimetatakse mitokondrite sisemisi struktuure: a) graanuliteks; b) cristae; c) maatriks?
14. Milliseid struktuure moodustab kloroplasti sisemembraan: a) gran-tülakoidid; b) strooma tülakoidid; c) strooma; d) crista?
15. Millised plastiidid on rohelised: a) leukoplastid; b) kloroplastid; c) kromoplastid?
16. Millised plastiidid annavad värvi õie kroonlehtedele, viljadele, sügislehtedele:
a) leukoplastid; b) kloroplastid; c) kromoplastid?
17. Millise struktuuri tekkimisega eraldus tuum tsütoplasmast: a) kromosoomid; b) tuum; c) tuumamahl; d) tuumaümbris?
18. Mis on tuuma mähis: a) pidev mähis; b) poorne kest?
19. Millised ühendid on ATP osa: a) lämmastikalus; b) süsivesikud; c) kolm fosforhappe molekuli; d) glütseriin; e) aminohape?
20. Millistes organellides sünteesitakse loomarakus ATP: a) ribosoomid; b) mitokondrid; c) kloroplastid?
21. Millise mitokondrites toimuva protsessi tulemusena sünteesitakse ATP: a) fotosüntees; b) hingamine; c) valkude biosüntees?
22. Miks nimetatakse assimilatsiooni plastiliseks vahetuseks: a) tekivad orgaanilised ained; b) orgaaniline aine laguneb?
23. Mida hõlmab dissimilatsiooniprotsess: a) orgaaniliste ainete süntees energia neeldumisega; c) orgaaniliste ainete lagunemine koos energia vabanemisega?
24. Mis vahe on orgaanilise aine oksüdatsioonil mitokondrites
samade ainete põlemisel: a) soojuse eraldumine; b) soojuse vabanemine ja ATP süntees; c) ATP süntees; d) oksüdatsiooniprotsess toimub ensüümide osalusel; e) ilma ensüümide osaluseta?
25. Millistes raku organellides toimub fotosünteesi protsess: a) mitokondrites; b) ribosoomid; c) kloroplastid; d) kromoplastid?
26. Millise ühendi lõhestamisel eraldub fotosünteesi käigus vaba hapnik:
a) C02; b) H20; c) ATP?
27. Millised taimed toodavad kõige rohkem biomassi ja eraldavad kõige rohkem hapnikku:
a) vaidlustatud; b) seeme; c) vetikad?
28. Millised raku komponendid osalevad otseselt valkude biosünteesis: a) ribosoomid; b) tuum; c) tuumaümbris; d) kromosoomid?
29. Milline tuuma struktuur sisaldab teavet ühe valgu sünteesi kohta: a) DNA molekul; b) nukleotiidide kolmik; c) geen?
30. Millised komponendid moodustavad ribosoomi keha: a) membraanid; b) valgud; c) süsivesikud; d) RNA; e) rasvad?
31. Mitu aminohapet osaleb valkude biosünteesis, a) 100; b) 30; aastal 20?
32. Kus on moodustunud valgu molekuli kompleksstruktuurid: a) ribosoomis; b) tsütoplasmaatilises maatriksis; c) endoplasmaatilise retikulumi kanalites?
Uurimine
Valik 1:
1e; 2b; 3a, f, g; 4b; 5 B; 6a, d; 7b; 8 g; 9a; 10b; 11b; 12b; 13b; 14a; 15 g; 16b; 17b; 18b; 19b, c; 20b, c; 21b; 22b; 23a; 24a, b, c, d; 25b; 26 a; 27 a, b, c; 28b; 29b, c; 30a; 31a; 32c.
2. valik:
1a, b; 2a4 3b, c; 4a; 5 B; 6a, c, d, e; 7b; 8a, b, c; 9c; 10a; 11c; 12kõik; 13b; 14a, b; 15b; 16c; 17 g; 18b; 19a, b, c: 20b; 21b; 22a; 23b; 24c, d; 25c; 26b; 26b; 28a, d; 29c; 30b, d; 31c; 32c.
Kontrolltöö teemal "Organismide paljunemine ja areng"
"Sula välja"
Mis on raku elutsükkel?
Millised on postembrüonaalse arengu tüübid?
Mis on blastula struktuur?
Millised on kromosoomide funktsioonid?
Mis on mitoos?
Mis on rakkude diferentseerumine?
Milline on gastrula struktuur?
Millised idukihid tekivad embrüonaalse arengu käigus?
Nimetage kolm Venemaa teadlast, kes on andnud suure panuse embrüoloogia arengusse.
Loetlege mitmerakuliste loomade embrüonaalse arengu etapid.
Mis on embrüonaalne induktsioon?
Millised on kaudse arendamise eelised otsese arenduse ees?
Millisteks perioodideks jaguneb organismide individuaalne areng?
Mis on ontogenees?
Millised faktid kinnitavad, et embrüo on terviklik süsteem?
Milline on kromosoomide ja DNA komplekt meioosi 1. ja 2. profaasis?
Mis on reproduktiivperiood?
Milline on kromosoomide ja DNA komplekt meioosi 1. ja 2. metafaasis?
Kui suur on kromosoomide ja DNA arv mitoosi anafaasis ja meioosi anafaasis 2?
Loetlege mittesugulise paljunemise tüübid.
Loetlege embrüogeneesi etapid.
Mitu kromosoomi ja DNA-d on rakkudel mitoosi metafaasis ja meioosi 2 telofaasis?
Mis on blastula vegetatiivne poolus?
Nimetage kromosoomide tüübid (struktuuri järgi).
Mis on Blastocel ja Gastrocoel?
Sõnastage biogeneetiline seadus.
Mis on rakkude spetsialiseerumine?
Mis on meioos?
Kui suur on kromosoomide arv rakkudes mitoosi alguses ja lõpus?
Mis on stress?
Loetlege meioosi faasid.
Kui palju munarakke ja seemnerakke moodustub gametogeneesi tulemusena?
Mis on bivalentsid?
Kes on primaarsed ja sekundaarsed õõnsused?
Mis on neurula?
Millistest perioodidest koosneb interfaas?
Mis on viljastamise bioloogiline tähtsus?
Kuidas meioosi teine jagunemine lõpeb?
Mis on homöostaas?
Mis on sporulatsioon?
Mis on paljunemise bioloogiline tähendus?
Mis tähtsus on paljunemisel looduses?
Mis on gastrula?
Millised on linnumuna osad?
Millised on sügoodi funktsioonid?
Kuidas väljendub regeneratsioon kõrgelt organiseeritud loomadel ja inimestel?
Millised idukihid moodustuvad mitmerakulistel loomadel gastrula staadiumis?
Loetlege meioosi faasid.
Milliseid etappe loomad metamorfoosiga arengu käigus läbivad?
Mis on otsene ja kaudne areng?
Kuidas lõhustumine erineb mitootilisest jagunemisest?
Milliseid etappe eristatakse inimese embrüojärgses arengus?
Mis on amitoos?
Millised elundid arenevad inimese embrüos mesodermist?
Milline on kromosoomide ja DNA komplekt meioosi anafaasis 1 ja anafaasis 2?
Loetlege mitoosi faasid.
Mis on loomade embrüonaalne areng?
Kui suur on kromosoomide ja DNA arv rakkudes mitoosi profaasis ja meioosi anafaasis 2?
Millised on munaraku ja sperma funktsioonid?
Mis on kromosoomi struktuur?
Mitu kromosoomi ja DNA-d on rakus mitoosi anafaasis ja meioosi 1. metafaasis?
Mis juhtub rakuga interfaasi ajal?
Loetlege munade moodustumise peamised etapid.
Mis on regenereerimine?
Milline on kromosoomide ja DNA komplekt meioosi 1. ja 2. telofaasis?
Kes lõi biogeneetilise seaduse?
Mis on konjugatsioon?
Mis on ristuvad kromosoomid?
Milleni ületamine viib?
Kuidas seletada lindude ja inimeste munade suuruse erinevusi?
Mis on blastula struktuur?
Millises meioosi faasis konjugatsioon toimub ja mis see on?
Kuidas nimetatakse oogeneesi etappe?
Millises meioosi faasis toimub ristumine ja mis see on?
Mis on ületamise bioloogiline tähtsus?
Millisest idukihist moodustub inimese süda?
Kuidas meioosi esimene jagunemine lõpeb?
Testige ennast
1. Mis tüüpi rakkude jagunemisega ei kaasne kromosoomide komplekti vähenemine: a) amitoos; b) meioos; c) mitoos?
2. Milline kromosoomide komplekt saadakse diploidse tuuma mitootilisel jagunemisel: a) haploidne; b) diploidne?
3. Mitu kromatiidi on mitoosi lõpuks kromosoomis: a) kaks; b) üks?
4. Millise jagunemisega kaasneb kromosoomide arvu vähenemine (vähenemine) rakus poole võrra: a) mitoos; 6) amitoos; c) meioos? 5. Millises meioosi faasis toimub kromosoomide konjugatsioon: a) 1. profaasis; 6) metafaasis 1; c) 2. faasis?
6. Millist paljunemisviisi iseloomustab sugurakkude moodustumine: a) vegetatiivne; b) aseksuaalne; c) seksuaalne?
7. Milline kromosoomide komplekt on spermatosoididel: a) haploidne; b) diploidne?
8. Millises tsoonis gametogeneesi ajal toimub meiootiline rakkude jagunemine:
a) kasvutsoonis; 6) sigimisvööndis; c) valmimisvööndis?
9. Milline sperma ja munaraku osa on geneetilise informatsiooni kandja: a) kest; b) tsütoplasma; c) ribosoomid; d) tuum?
10. Millise idukihi arenguga seostatakse sekundaarse kehaõõne tekkimist: a) ektoderm; b) mesoderm; c) endoderm?
11. Millise idukihi tõttu tekib akord: a) ektoderm; b) endoderm; c) mesoderm?
Võimalus 2
1. Milline jagunemine on tüüpiline somaatiliste rakkude jaoks: a) amitoos; b) mitoos; c) meioos?
2. Mitu kromatiidi on kromosoomis profaasi alguseks: a) üks; b) kaks?
3. Mitu rakku tekib mitoosi tulemusena: a) 1; b) 2; c) 3; d) 4?
4. Mis tüüpi rakkude jagunemise tulemusena saadakse neli haploidset rakku:
a) mitoos; b) meioos; c) amitoos?
Milline kromosoomide komplekt on sügoodil: a) haploidne; b) diploidne?
Mis moodustub ovogeneesi tulemusena: a) sperma; b) munarakk; c) sügoot?
7. Millised organismide paljunemisviisidest tekkisid evolutsiooni käigus kõigist hiljem: a) vegetatiivsed; b) aseksuaalne; c) seksuaalne?
9. Miks nimetatakse kahekihilise embrüo staadiumi gastrulaks:
a) näeb välja nagu kõht; b) on sooleõõnega; c) kas teil on kõht?
10. Millise idukihi tekkimisega algab kudede ja elundisüsteemide areng:
a) ektoderm; b) endoderm; c) mesoderm?
11. Millise idukihi tõttu moodustub seljaaju: a) ektoderm; b) mesoderm; c) endoderm?
Uurimine
Valik number 1
1c ; 2b; 3b; 4c; 5a; 6c; 7a; 8c; 9 g; 10b; 11c
Valik number 2
1b; 2b; 3b; 4b; 5 B; 6b; 7c; 8a; 9b; 10c; 11a.
Lõplik testimine
KURSUSE KONTROLLIMISE TÖÖ
"Üldbioloogia" 10. klass
Valik 1.
Juhised õpilastele
Test koosneb osadest A, B, C. Selle sooritamiseks kulub 60 minutit. Lugege hoolikalt iga ülesannet ja soovitatud vastusevariante, kui neid on. Vastake alles pärast seda, kui olete küsimusest aru saanud ja kõiki vastusevariante analüüsinud.
Täitke ülesandeid nende andmise järjekorras. Kui mõni ülesanne tekitab teile probleeme, jätke see vahele ja proovige täita need vastused, milles olete kindel. Kui teil on aega, võite naasta vastamata ülesannete juurde.
Erineva keerukusega ülesannete täitmise eest antakse üks või mitu punkti. Täidetud ülesannete eest saadud punktid summeeritakse. Proovige täita võimalikult palju ülesandeid ja koguda kõige rohkem punkte.
Soovime teile edu!
Esimeste orgaaniliste ühendite teket Maal nimetatakse keemiliseks evolutsiooniks. See eelnes bioloogilisele evolutsioonile. Keemilise evolutsiooni etapid tegi kindlaks A.I. Oparin.
I etapp – mittebioloogiline ehk abiogeenne (kreeka keelest u, un – negatiivne osake, bios – elu, genees – päritolu). Selles etapis toimusid intensiivse päikesekiirguse tingimustes Maa atmosfääris ja erinevate anorgaaniliste ainetega küllastunud primaarse ookeani vetes keemilised reaktsioonid. Nende reaktsioonide käigus võisid anorgaanilistest ainetest tekkida lihtsad orgaanilised ained - aminohapped, alkoholid, rasvhapped, lämmastiku alused.
Orgaaniliste ainete sünteesimise võimalus primaarse ookeani vetes anorgaanilistest leidis kinnitust Ameerika teadlase S. Milleri ning kodumaiste teadlaste A. G. Pasynsky ja T. E. Pavlovskaja katsetes.
Miller kavandas installatsiooni, mis sisaldas gaaside segu – metaan, ammoniaak, vesinik, veeaur. Need gaasid võisid olla osa primaarsest atmosfäärist. Aparaadi teises osas oli vesi, mis pandi keema. Kõrgsurveaparaadis ringlevad gaasid ja veeaur puutusid nädala jooksul kokku elektrilahendustega. Selle tulemusena tekkis segus umbes 150 aminohapet, millest osa on valkude osa.
Seejärel kinnitati katseliselt teiste orgaaniliste ainete, sealhulgas lämmastikualuste sünteesimise võimalus.
II etapp - valkude süntees - polüpeptiidid, mis võivad tekkida esmase ookeani vetes olevatest aminohapetest.
III staadium - koatservaatide ilmumine (ladina keelest coacervus - tromb, kuhi). Amfoteersusega valgumolekulid võivad teatud tingimustel spontaanselt kontsentreerida ja moodustada kolloidseid komplekse, mida nimetatakse koatservaatideks.
Koacervaadi tilgad tekivad kahe erineva valgu segamisel. Ühe valgu lahus vees on selge. Erinevate valkude segamisel muutub lahus häguseks, selles on mikroskoobi all näha vees hõljuvaid tilka. Sellised tilgad - koatservaadid võisid tekkida 1000 esmase ookeani vetes, kus paiknesid erinevad valgud.
Mõned koatservaatide omadused on väliselt sarnased elusorganismide omadustega. Näiteks "imavad" nad keskkonnast ja akumuleerivad selektiivselt teatud aineid, suurendavad nende suurust. Võib oletada, et koatservaatide sees olevad ained astusid keemilistesse reaktsioonidesse.
Kuna "puljongi" keemiline koostis esmase ookeani erinevates osades oli erinev, ei olnud koatservaatide keemiline koostis ja omadused samad. Koatservaatide vahel võiksid tekkida konkurentsisuhted "puljongis" lahustunud ainete pärast. Koatservaate ei saa siiski pidada elusorganismideks, kuna neil puudus võime oma liiki paljundada.
IV etapp - isepaljunemiseks võimeliste nukleiinhappemolekulide tekkimine.
Uuringud on näidanud, et nukleiinhapete lühikesed ahelad on võimelised kahekordistuma ilma elusorganismidega ühenduseta – katseklaasis. Tekib küsimus: kuidas geneetiline kood Maal tekkis?
Ameerika teadlane J. Bernal (1901-1971) tõestas, et mineraalidel oli orgaaniliste polümeeride sünteesis oluline roll. Näidati, et mitmetel kivimitel ja mineraalidel – basalt, savid, liiv – on informatsioonilised omadused, näiteks saab savidel sünteesida polüpeptiide.
Ilmselt tekkis esialgu iseenesest "mineraloogiline kood", milles "tähtede" rolli täitsid alumiiniumi, raua, magneesiumi katioonid, mis vahelduvad erinevates mineraalides teatud järjekorras. Mineraalides ilmub kolme-, nelja- ja viietäheline kood. See kood määrab aminohapete valguahelaks ühendamise järjestuse. Seejärel läks infomaatriksi roll mineraalidelt RNA-le ja seejärel DNA-le, mis osutus pärilike tunnuste edasikandmisel usaldusväärsemaks.
Keemilise evolutsiooni protsessid aga ei selgita, kuidas elusorganismid tekkisid. Protsesse, mis viisid üleminekuni mitteelusalt elavaks, nimetas J. Bernal biopoeesiks. Biopoees hõlmab etappe, mis oleksid pidanud eelnema esimeste elusorganismide ilmumisele: membraanide tekkimine koatservaatides, ainevahetus, võime end taastoota, fotosüntees, hapniku hingamine.
Rakumembraanide moodustumine lipiidimolekulide paigutamise teel koatservaatide pinnale võib viia esimeste elusorganismide ilmumiseni. See tagas nende kuju stabiilsuse. Nukleiinhappemolekulide kaasamine koatservaatidesse andis neile võimaluse end taastoota. Nukleiinhappemolekulide enesepaljundamise protsessis tekkisid mutatsioonid, mis olid materjaliks.
Nii et koatservaatide põhjal võisid tekkida esimesed elusolendid. Ilmselt olid nad heterotroofid ja toitusid primaarse ookeani vetes sisalduvast energiarikkast komplekssest orgaanilisest ainest.
Organismide arvukuse kasvades tihenes nendevaheline konkurents, kuna ookeanivete toitainetega varustatus vähenes. Mõned organismid on omandanud võime päikeseenergia või keemiliste reaktsioonide energia abil sünteesida anorgaanilistest orgaanilisi aineid. Nii tekkisid fotosünteesiks või kemosünteesiks võimelised autotroofid.
Esimesed organismid olid anaeroobsed ja said energiat hapnikuvabade oksüdatsioonireaktsioonide, näiteks fermentatsiooni kaudu. Fotosünteesi tulek tõi aga kaasa hapniku akumuleerumise atmosfääri. Selle tulemusena on tekkinud hingamine - hapniku, aeroobse oksüdatsiooni rada, mis on umbes 20 korda tõhusam kui glükolüüs.
Algselt arenes elu ookeani vetes, kuna tugev ultraviolettkiirgus avaldas maismaal asuvatele organismidele kahjulikku mõju. Osoonikihi tekkimine hapniku akumuleerumise tagajärjel atmosfääri on loonud eeldused elusorganismide tekkeks maismaal.
Maa pinnal oli olukord teistsugune.
Siin pidid algselt tekkinud süsivesinikud olema astunud keemilisse interaktsiooni neid ümbritsevate ainetega, eelkõige maakera atmosfääri veeauruga. Süsivesinikud on tulvil tohutut keemilist potentsiaali. Mitmete keemikute arvukad uuringud, eriti vene akadeemiku A. Favorski ja tema koolkonna töö, näitavad süsivesinike erakordset võimet erinevateks keemilisteks muundumisteks.Meie jaoks pakub erilist huvi süsivesinike võime suhteliselt lihtsalt endasse vett lisada. . Pole kahtlust, et need süsivesinikud, mis algselt tekkisid maapinnale, oma põhimassis, oleksid pidanud ühinema veega. Selle tulemusena tekkis maa atmosfääris mitmesuguseid uusi aineid. Varem ehitati süsivesinike molekule ainult kahest elemendist: süsinikust ja vesinikust. Kuid vesi sisaldab lisaks vesinikule ka hapnikku. Seetõttu sisaldasid uute ainete molekulid juba kolme erineva elemendi - süsiniku, vesiniku ja hapniku - aatomeid. Peagi liitus nendega veel neljas element – lämmastik.
Suurte planeetide (Jupiter ja Saturn) atmosfääris leiame koos süsivesinikega alati veel ühe gaasi – ammoniaagi. See gaas on meile hästi teada, kuna selle vees lahustumisel moodustub ammoniaak. Ammoniaak on lämmastiku ühend vesinikuga. Seda gaasi leiti selle eksisteerimise perioodil, mida me nüüd kirjeldame, märkimisväärses koguses ka Maa atmosfääris. Seetõttu ühendati süsivesinikud mitte ainult veeauruga, vaid ka ammoniaagiga. Samal ajal tekkisid ained, mille molekulid olid juba ehitatud neljast erinevast elemendist - süsinikust, vesinikust, hapnikust ja lämmastikust.
Seega oli Maa sel ajal, mida me kirjeldame, paljas kivine kera, mille pinnast ümbritses veeauru atmosfäär. Selles atmosfääris leidus gaaside kujul ka neid erinevaid aineid, mis saadi süsivesinikest. Võime õigustatult nimetada neid aineid orgaanilisteks aineteks, kuigi need ilmusid ammu enne esimeste elusolendite ilmumist. Oma struktuurilt ja koostiselt sarnanesid need mõnede keemiliste ühenditega, mida saab eraldada loomade ja taimede kehadest.
Maa jahtus järk-järgult, andes soojust külmale planeetidevahelisele ruumile. Lõpuks lähenes selle pinna temperatuur 100 kraadile ning seejärel hakkas atmosfääri veeaur tilkadeks paksenema ja tormas vihma kujul Maa kuumale kõrbepinnale. Võimsad vihmasajud kallasid Maale ja ujutasid selle üle, moodustades ürgse keeva ookeani. Atmosfääris leiduv orgaaniline aine kandus ka nende hoovihmadega ja läks selle ookeani vetesse.
Mis nendega järgmiseks juhtuma pidi? Kas saame sellele küsimusele mõistlikult vastata? Jah, praegu saame neid või sarnaseid aineid lihtsalt valmistada, kunstlikult hankida oma laborites kõige lihtsamatest süsivesinikest. Võtame nende ainete vesilahuse ja jätame enam-vähem kõrgele temperatuurile seisma. Kas need ained jäävad siis muutumatuks või toimuvad mitmesugused keemilised muutused? Selgub, et isegi neil lühikestel perioodidel, mil saame laborites vaatlusi teha, ei jää orgaanilised ained muutumatuks, vaid muunduvad muudeks keemilisteks ühenditeks. Vahetu kogemus näitab, et sedalaadi orgaaniliste ainete vesilahustes toimub nii palju ja erinevaid muundumisi, et neid on isegi raske lühidalt kirjeldada. Kuid nende transformatsioonide peamine üldine suund taandub sellele, et suhteliselt lihtsad primaarsete orgaaniliste ainete väikesed molekulid ühinevad üksteisega tuhandel viisil ja moodustavad seega järjest suuremaid ja keerukamaid molekule.
Selguse huvides toon siin ainult kaks näidet. Veel 1861. aastal näitas meie kuulus kaasmaalane, keemik A. Butlerov, et kui lahustada lubjavees formaliini ja jätta see lahus sooja kohta seisma, siis mõne aja pärast omandab see magusa maitse. Selgub, et nendes tingimustes ühinevad kuus formaliini molekuli, moodustades ühe suurema ja keerukama suhkrumolekuli.
Meie Teaduste Akadeemia vanim liige Aleksei Nikolajevitš Bach jättis formaliini ja kaaliumtsüaniidi vesilahuse pikaks ajaks seisma. Sel juhul tekkisid veelgi keerukamad ained kui Butlerovi omad. Neil oli tohutuid molekule ja nende struktuur lähenes valkudele, mis on iga elusorganismi peamised koostisosad.
Selliseid näiteid on kümneid ja sadu. Need tõestavad kahtlemata, et veekeskkonnas on kõige lihtsamad orgaanilised ained kergesti muunduvad palju keerulisemateks ühenditeks nagu suhkrud, valgud ja muud ained, millest loomade ja taimede kehad on ehitatud.
Tingimused, mis loodi esmase kuuma ookeani vetes, ei erinenud palju meie laborites reprodutseeritud tingimustest. Seetõttu pidanuks tolleaegses ookeanis igas punktis, igas kuivavas lombis moodustuma samad keerulised orgaanilised ained, mille said Butlerov, Bach ja teiste teadlaste katsed.
Niisiis tekkis ürgookeani vetes vee ja süsivesinike kõige lihtsamate derivaatide vastastikuse mõju tulemusena rea järjestikuste keemiliste muundumiste tulemusena materjal, millest kõik elusolendid praegu on ehitatud. See oli siiski ainult ehitusmaterjal. Elusolendite – organismide – tekkeks pidi see materjal omandama vajaliku struktuuri, kindla korralduse. Kui ma võin nii öelda, siis see oli ainult telliskivi ja tsement, millest sai hoone ehitada, kuid see pole veel hoone ise.
Kui leiate vea, valige tekstiosa ja vajutage Ctrl + Enter.
Laadimine ...