Az amerikai tudósnak, Stanley Millernek először sikerült olyan laboratóriumi körülmények között szerves molekulákat - aminosavakat - előállítania, amelyek a primitív Földön 1952-ben léteztek. Aztán ezek a kísérletek szenzációvá váltak, szerzőjük pedig világhírre tett szert. Jelenleg a Kaliforniai Egyetemen folytatja a prebiotikus (élet előtti) kémiával kapcsolatos kutatásait. A berendezés, amelyen az első kísérletet elvégezték, egy lombikrendszer volt, amelyek közül az egyikben erős elektromos kisülést lehetett elérni 100 000 V feszültség mellett. Miller ezt a lombikot földgázokkal töltötte meg - metánnal, hidrogénnel és ammóniával, amelyek jelen voltak a primitív Föld légkörében. Az alábbi lombik kis mennyiségű vizet tartalmazott, ami az óceánt utánozza. Az elektromos kisülés erősségében közel volt a villámhoz, és Miller arra számított, hogy hatására kémiai vegyületek keletkeznek, amelyek vízbe kerülve egymással reakcióba lépve bonyolultabb molekulákat képeznek. Az eredmény minden várakozást felülmúlt. Amikor este kikapcsolta a telepítést, majd másnap reggel visszatért, Miller megállapította, hogy a lombikban lévő víz sárgás színűvé vált. Ami kialakult, kiderült, hogy az aminosavak levese - a fehérjék építőkövei. Így ez a kísérlet megmutatta, milyen könnyen képződhetnek az élőlények elsődleges összetevői. Csak gázkeverékre volt szükségük, egy kis óceánra és egy kis villámra.
Más tudósok hajlamosak azt hinni, hogy a Föld ősi légköre eltér attól, amit Miller modellezett, és valószínűleg szén-dioxidból és nitrogénből állt. Ezzel a gázkeverékkel és Miller kísérleti elrendezésével a vegyészek megpróbáltak szerves vegyületeket előállítani. Koncentrációjuk azonban a vízben olyan elhanyagolható volt, mintha egy csepp ételfestéket oldottak volna fel egy úszómedencében. Természetesen nehéz elképzelni, hogyan keletkezhetett élet egy ilyen híg oldatban. Ha valóban olyan jelentéktelen volt a földi folyamatok hozzájárulása az elsődleges szervesanyag-tartalékok létrehozásához, akkor ez egyáltalán honnan származik? Talán az űrből? Az aszteroidák, üstökösök, meteoritok és még a bolygóközi por részecskéi is hordozhatnak szerves vegyületeket, beleértve az aminosavakat is. Ezek a földönkívüli objektumok elegendő szerves vegyületet biztosíthatnak ahhoz, hogy bejussanak az elsődleges óceánba vagy egy kis víztestbe. Az események sorrendje és időintervalluma, kezdve az elsődleges szervesanyag képződésétől és az élet, mint olyan megjelenéséig, sok kutatót aggasztó rejtély marad, és valószínűleg örökre az is marad, valamint az a kérdés, hogy miben? sőt életnek számít.
Az első szerves vegyületek képződésének folyamatát a Földön kémiai evolúciónak nevezik. Megelőzte a biológiai evolúciót. A kémiai evolúció szakaszait A. I. Oparin azonosította.
I. szakasz- nem biológiai, vagy abiogén (a görög u, un - negatív részecske, biosz - élet, genezis - eredet) szóból. Ebben a szakaszban a Föld légkörében és az elsődleges óceán különféle szervetlen anyagokkal telített vizeiben kémiai reakciók zajlottak intenzív napsugárzás körülményei között. E reakciók során szervetlen anyagokból - aminosavakból, egyszerű szénhidrátokból, alkoholokból, zsírsavakból, nitrogéntartalmú bázisokból - egyszerű szerves anyagok képződhettek.
S. Miller amerikai tudós, valamint A. G. Pasynsky és T. E. Pavlovskaya hazai tudósok kísérletei megerősítették a szerves anyagok szervetlen anyagokból történő szintetizálásának lehetőségét az elsődleges óceán vizében.
Miller egy olyan berendezést tervezett, amely gázkeveréket tartalmazott - metán, ammónia, hidrogén, vízgőz. Ezek a gázok az elsődleges légkör részei lehettek. A készülék másik részében víz volt, amit felforraltak. A nagynyomású készülékben keringő gázok és vízgőz egy hétig elektromos kisüléseknek voltak kitéve. Ennek eredményeként körülbelül 150 aminosav keletkezett a keverékben, amelyek egy része a fehérjék része.
Ezt követően kísérletileg igazolták más szerves anyagok, köztük nitrogéntartalmú bázisok szintézisének lehetőségét.
II szakasz- fehérjék szintézise - polipeptidek, amelyek az elsődleges óceán vizében található aminosavakból képződhetnek.
szakasz III- koacervátumok megjelenése (a latin coacervus - rög, kupac szóból). Az amfoter hatású fehérjemolekulák bizonyos körülmények között spontán koncentrálódhatnak és kolloid komplexeket képezhetnek, amelyeket koacervátumoknak nevezünk.
A koacervátum cseppek két különböző fehérje összekeverésével jönnek létre. Egy fehérje vizes oldata tiszta. Különböző fehérjék keverésekor az oldat zavarossá válik, mikroszkóp alatt vízben úszó cseppek látszanak benne. Az ilyen cseppek - koacervátumok 1000 elsődleges óceán vizében jelenhettek meg, ahol különféle fehérjék találhatók.
A koacervátumok bizonyos tulajdonságai külsőleg hasonlóak az élő szervezetek tulajdonságaihoz. Például "felszívódnak" a környezetből, és szelektíven felhalmoznak bizonyos anyagokat, megnövekednek a méretük. Feltételezhető, hogy a koacervátumokban lévő anyagok kémiai reakciókba léptek.
Mivel a "leves" kémiai összetétele az elsődleges óceán különböző részein eltérő volt, a koacervátumok kémiai összetétele és tulajdonságai nem voltak azonosak. A koacervátumok között versenyviszonyok alakulhatnak ki a „levesben” oldott anyagokért. A koacervátumok azonban nem tekinthetők élő szervezeteknek, mivel nem voltak képesek saját fajtájukat szaporítani.
szakasz IV- önreprodukcióra képes nukleinsavmolekulák megjelenése.
Tanulmányok kimutatták, hogy a nukleinsavak rövid láncai képesek megkétszereződni anélkül, hogy bármilyen kapcsolatuk lenne az élő szervezetekkel – egy kémcsőben. Felmerül a kérdés: hogyan jelent meg a genetikai kód a Földön?
J. Bernal (1901-1971) amerikai tudós bebizonyította, hogy az ásványok fontos szerepet játszanak a szerves polimerek szintézisében. Kimutatták, hogy számos kőzet és ásvány - bazalt, agyag, homok - információs tulajdonságokkal rendelkezik, például polipeptidek szintetizálhatók agyagokon.
Nyilvánvalóan kezdetben magától keletkezett egy "ásványi kód", amelyben a "betűk" szerepét alumínium, vas, magnézium kationjai játszották, különböző ásványokban egy bizonyos sorrendben váltakozva. Az ásványokban három-, négy- és ötbetűs kód jelenik meg. Ez a kód határozza meg az aminosavak fehérjelánchoz való kapcsolódási sorrendjét. Ezután az információs mátrix szerepe az ásványokból az RNS-be, majd a DNS-be került, amely megbízhatóbbnak bizonyult az örökletes tulajdonságok átvitelében.
A kémiai evolúció folyamatai azonban nem magyarázzák meg, hogyan keletkeztek az élő szervezetek. J. Bernal biopoiesisnek nevezte azokat a folyamatokat, amelyek az élettelenből az élőbe való átmenethez vezettek. A biopoiesis olyan szakaszokat foglal magában, amelyeknek meg kellett volna előzniük az első élő szervezetek megjelenését: a membránok megjelenése a koacervátumokban, az anyagcsere, az önreprodukciós képesség, a fotoszintézis, az oxigénlégzés.
A sejtmembránok kialakulása a lipidmolekulák koacervátumok felületén történő elrendezésével az első élő szervezetek megjelenéséhez vezethet. Ez biztosította alakjuk stabilitását. A nukleinsavmolekulák koacervátumokba való beépítése lehetővé tette számukra, hogy szaporodjanak. A nukleinsavmolekulák önreprodukciós folyamatában mutációk keletkeztek, amelyek a természetes szelekció anyagául szolgáltak.
Tehát a koacervátumok alapján létrejöhettek az első élőlények. Nyilvánvalóan heterotrófok voltak, és az elsődleges óceán vizében található, energiában gazdag összetett szerves anyagokkal táplálkoztak.
Az élőlények számának növekedésével a verseny fokozódott közöttük, mivel az óceánok vizeinek tápanyagellátása csökkent. Egyes élőlények napenergia vagy kémiai reakciók energiája segítségével képesek szerves anyagokat szintetizálni szervetlenekből. Így keletkeztek a fotoszintézisre vagy kemoszintézisre képes autotrófok.
Az első organizmusok anaerobok voltak, és oxigénmentes oxidációs reakciókon, például fermentáción keresztül kaptak energiát. A fotoszintézis megjelenése azonban az oxigén felhalmozódásához vezetett a légkörben. Ennek eredményeként létrejött a légzés - egy oxigén, aerob oxidációs út, amely körülbelül 20-szor hatékonyabb, mint a glikolízis.
Eredetileg az óceán vizeiben fejlődött ki az élet, mivel az erős ultraibolya sugárzás káros hatással volt a szárazföldi élőlényekre. Az ózonréteg megjelenése az oxigén légkörben való felhalmozódása következtében megteremtette az előfeltételeket az élő szervezetek szárazföldi megjelenéséhez.
Jelenleg számos tudományos definíció létezik az életről, de ezek mind pontatlanok. Némelyikük olyan széles, hogy élettelen tárgyak, például tűz vagy ásványi kristályok esnek alájuk. Mások túl szűkek, és szerintük az utódot nem adó öszvéreket nem ismerik el élőnek.
Az egyik legsikeresebb az életet önfenntartó kémiai rendszerként határozza meg, amely képes a darwini evolúció törvényeinek megfelelően viselkedni. Ez azt jelenti, hogy először is egy élő egyedcsoportnak hozzájuk hasonló utódokat kell szülnie, akik szüleik tulajdonságait öröklik. Másodszor, az utódnemzedékekben a mutációk következményeinek meg kell nyilvánulniuk - genetikai változásoknak, amelyeket a következő generációk örökölnek, és a populáció változékonyságát okozzák. Harmadszor pedig szükség van a természetes szelekció rendszerének működésére, amelynek eredményeként egyes egyedek előnyhöz jutnak másokkal szemben, és megváltozott körülmények között életben maradnak, utódokat adva.
A rendszer mely elemeire volt szükség ahhoz, hogy az élő szervezet jellemzőivel rendelkezzen? Számos biokémikus és molekuláris biológus úgy véli, hogy az RNS-molekulák rendelkeznek a szükséges tulajdonságokkal. A ribonukleinsavak speciális molekulák. Némelyikük képes replikálódni, mutálódni, ezáltal információt továbbítani, és így részt vehet a természetes kiválasztódásban. Igaz, maguk nem képesek katalizálni a replikációs folyamatot, bár a tudósok azt remélik, hogy a közeljövőben ilyen funkciójú RNS-töredéket találnak majd. Más RNS-molekulák részt vesznek a genetikai információ "beolvasásában" és riboszómákba való átvitelében, ahol fehérjemolekulák szintetizálódnak, amelyekben a harmadik típusú RNS-molekulák vesznek részt.
Így a legprimitívebb élő rendszert az RNS-molekulák megkettőződése, mutációkon megy keresztül és természetes szelekciónak vetik alá. Az evolúció során az RNS alapján speciális DNS-molekulák - a genetikai információ őrzői - és nem kevésbé specializált fehérjemolekulák keletkeztek, amelyek katalizátor funkciót vettek fel az összes jelenleg ismert biológiai molekula szintézisében.
Valamikor egy DNS-ből, RNS-ből és fehérjéből álló "élő rendszer" talált menedéket egy lipidmembrán által alkotott tasak belsejében, és ez a külső hatásoktól jobban védett szerkezet szolgált a legelső sejtek prototípusaként. az élet három fő ágához, amelyeket a modern világban baktériumok, archaeák és eukarióták képviselnek. Ami az ilyen elsődleges sejtek megjelenésének dátumát és sorrendjét illeti, továbbra is rejtély marad. Ezenkívül egyszerű valószínűségi becslések szerint nincs elég idő a szerves molekulákról az első szervezetekre való evolúciós átmenetre - az első protozoák túl hirtelen jelentek meg.
A tudósok sok éven át úgy gondolták, hogy aligha keletkezhetett és fejlődhetett élet abban az időszakban, amikor a Földet folyamatosan nagy üstökösökkel és meteoritokkal ütköztek, és ez az időszak körülbelül 3,8 milliárd évvel ezelőtt ért véget. A közelmúltban azonban a Föld legrégebbi üledékes kőzeteiben, Grönland délnyugati részén találtak legalább 3,86 milliárd éves összetett sejtszerkezetek nyomait. Ez azt jelenti, hogy az élet első formái évmilliókkal azelőtt keletkezhettek, hogy bolygónk nagy kozmikus testekkel történő bombázása megszűnt. Ekkor azonban egy teljesen más forgatókönyv is lehetséges (4. ábra). A szerves anyagok az űrből érkeztek a Földre meteoritokkal és más földönkívüli objektumokkal együtt, amelyek a kialakulása óta több száz millió évig bombázták a bolygót. Manapság a meteorittal való ütközés meglehetősen ritka esemény, de még most is az űrből a bolygóközi anyaggal együtt pontosan ugyanazok a vegyületek áramlanak tovább a Földre, mint az élet hajnalán.
A Földre zuhanó űrobjektumok központi szerepet játszhatnak az élet kialakulásában bolygónkon, hiszen számos kutató szerint a baktériumokhoz hasonló sejtek egy másik bolygón is felbukkanhatnak, majd az aszteroidákkal együtt eljuthatnak a Földre. Egy olyan bizonyítékot találtak, amely alátámasztja az élet földönkívüli eredetének elméletét az ALH84001 nevű burgonya alakú meteoritban. Eredetileg ez a meteorit a marsi kéreg egy darabja volt, amely aztán egy robbanás következtében kilökött az űrbe, amikor egy hatalmas aszteroida ütközött a Mars felszínével, ami körülbelül 16 millió évvel ezelőtt történt. 13 ezer évvel ezelőtt pedig a Naprendszeren belüli hosszú utazás után a marsi kőzetdarab meteorit formájában landolt az Antarktiszon, ahol nemrégiben fedezték fel. A benne lévő meteorit részletes vizsgálata megkövesedett baktériumokra emlékeztető rúd alakú struktúrákat tárt fel, ami heves tudományos vitát váltott ki a marsi kéreg mélyén található élet lehetőségéről. Ezeket a vitákat legkorábban 2005-ben oldják meg, amikor is az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Repülési és Űrhivatala bolygóközi űrhajó-küldetést hajt végre a Marsra, hogy mintákat vegyen a marsi kéregből, és mintákat szállítson a Földre. És ha a tudósoknak sikerül bebizonyítani, hogy egykor mikroorganizmusok laktak a Marson, akkor nagyobb fokú magabiztossággal lehet majd beszélni az élet földönkívüli eredetéről és az élet űrből való elhozásának lehetőségéről.
magába foglalja4 ellenőrzési munka és 1 végső tesztelés:
Ellenőrző munka a témában
"A földi élet eredete"
A rész Írja le a kérdések számozását, mellé írja a helyes válaszok betűjelét!
1. Az élőlények különböznek az élettelenektől:
a) a szervetlen vegyületek összetétele; b) katalizátorok jelenléte;
c) a molekulák egymás közötti kölcsönhatása; d) anyagcsere folyamatok.
2. Bolygónk első élőlényei a következők voltak:
a) anaerob heterotrófok; b) aerob heterotrófok;
c) autotrófok; d) szimbionta szervezetek.
3. Az abiogenezis elméletének lényege:
4. Louis Pasteur kísérletei lehetetlennek bizonyultak:
a) spontán életgenerálás; b) az élőnek csak az élőből való kiemelkedése; c) az „élet magvainak” behozatala a Kozmoszból;
d) biokémiai evolúció.
5. Ezek közül a feltételek közül a legfontosabb az élet kialakulásához:
a) radioaktivitás; b) folyékony víz jelenléte; c) gáz halmazállapotú oxigén jelenléte; d) a bolygó tömege.
6. A szén a földi élet alapja, mert ő:
a) a leggyakoribb elem a Földön;
b) a kémiai elemek közül az első elkezdett kölcsönhatásba lépni a vízzel;
c) kis atomtömege;
d) képes kettős és hármas kötésekkel stabil vegyületeket képezni.
7. A kreacionizmus lényege:
a) az élő származása az élettelenből; b) az élő eredete az élőktől;
c) a világ Isten általi teremtése; d) életet hozni az űrből.
8. Amikor a Föld geológiai története elkezdődött: a) több mint 6 milliárd; b) 6 millió; c) 3,5 milliárd évvel ezelőtt?
9. Honnan keletkeztek az első szervetlen vegyületek: a) a Föld belsejében; b) az elsődleges óceánban; c) az elsődleges légkörben?
10. Mi volt az elsődleges óceán megjelenésének előfeltétele: a) a légkör hűtése; b) süllyedő föld; c) földalatti források megjelenése?
11. Melyek az első szerves anyagok, amelyek megjelentek az óceán vizeiben: a) fehérjék; b) zsírok; c) szénhidrátok; d) nukleinsavak?
12. Milyen tulajdonságai voltak a tartósítószereknek: a) növekedés; b) anyagcsere; c) szaporodás?
13. Milyen tulajdonságok rejlenek egy probionban: a) anyagcsere; b) növekedés; c) szaporodás?
14. Milyen táplálkozási módjuk volt az első élő szervezeteknek: a) autotróf; b) heterotróf?
15. Milyen szerves anyagok jelentek meg a fotoszintetikus növények megjelenésével a) fehérjék; b) zsírok; c) szénhidrátok; d) nukleinsavak?
16.
Mely organizmusok megjelenése teremtette meg az állatvilág fejlődésének feltételeit: a) baktériumok; b) kék-zöld algák; c) zöld algák?
B rész Egészítsd ki a mondatokat!
1. A világ Isten (Teremtő) általi teremtését feltételező elmélet -….
2. Maguk előtti élőlények, amelyeknek nincs héja által határolt magjuk és önszaporodásra képes organellumjuk -….
3. A külső környezettel kölcsönhatásba lépő fázisleválasztott rendszer nyitott rendszerként -….
4. A szovjet tudós, aki az élet keletkezésének koacervátum elméletét javasolta -….
C rész Válaszoljon a kérdésre.
Sorolja fel az A.I. elméletének főbb rendelkezéseit! Oparin.
Miért tekintik a nukleinsavak koacervát cseppekkel való kombinációját az élet kialakulásának legfontosabb szakaszának?
Ellenőrző munka a "Sejt kémiai szervezete" témában
1.opció
Tesztelje magát teszt
2. Milyen kémiai elemeket tartalmaz a sejt
makrotápanyagok: a) oxigén; b) szén; c) hidrogén; d) nitrogén; e) foszfor; f) kén; g) nátrium; h) klór; i) kálium; j) kalcium; l) vas; m) magnézium; m) cink?
3. Átlagosan mekkora a víz aránya a sejtben: a) 80%; b) 20%; 1%-ban?
Milyen létfontosságú vegyületet tartalmaz a vas: a) klorofill; b) hemoglobin; c) DNS; d) RNS?
Mely vegyületek fehérjemolekulák monomerei:
6. Az aminosavmolekulák melyik része különbözteti meg őket egymástól: a) gyök; b) aminocsoport; c) karboxilcsoport?
7. Milyen kémiai kötéssel kapcsolódnak össze az elsődleges szerkezetű fehérjemolekulában található aminosavak: a) diszulfid; b) peptid; c) hidrogén?
8. Mennyi energia szabadul fel 1 g fehérje lebontása során: a) 17,6 kJ; b) 38,9 kJ?
9. Melyek a fehérjék fő funkciói: a) építő; b) katalitikus; c) motor; d) szállítás; e) védő; f) energia; g) a fentiek mindegyike?
10. A vízzel kapcsolatban milyen vegyületek közé tartoznak a lipidek: a) hidrofil; b) hidrofób?
11. Ahol a zsírok szintetizálódnak a sejtekben: a) riboszómákban; b) plasztidok; c) EPS?
12. Mi a zsírok jelentősége a növényi szervezet számára: a) a membránok szerkezete; b) energiaforrás; c) hőszabályozás?
13. A folyamat eredményeként szerves anyagok keletkeznek
szervetlen: a) fehérje bioszintézis; b)) fotoszintézis; c) ATP szintézis?
14. Milyen szénhidrátok a monoszacharidok? a) szacharóz; b) glükóz; c) fruktóz; d) galaktóz; e) ribóz; e) dezoxiribóz; g) cellulóz?
15. Milyen poliszacharidok jellemzőek a növényi sejtekre: a) cellulóz; b) keményítő; c) glikogén; d) kitin?
Mi a szénhidrátok szerepe az állati sejtben:
17. Mit tartalmaz a nukleotid: a) aminosav; b) nitrogénbázis; c) a maradék foszforsav; d) szénhidrát?
18. Milyen spirál a DNS-molekula: a) egyetlen; b) dupla?
19. Melyik a legnagyobb hosszúságú és molekulatömegű nukleinsavak közül:
a) DNS; b) RNS?
Egészítsd ki a mondatokat
A szénhidrátok csoportokra vannak osztva …………………….
A zsírok ……………………
A két aminosav közötti kötést ………………
Az enzimek fő tulajdonságai: ………… ..
A DNS a ………………………….
Az RNS a következő funkciókat látja el: …………… ..
1. A sejtben különösen magas a négy elem tartalma: a) oxigén; b) szén; c) hidrogén; d) nitrogén; e) vas; f) kálium; g) kén; h) cink; i) édesem?
2. A kémiai elemek melyik csoportja a nedves tömeg 1,9%-a
sejtek; a) szerves anyagok (szén, hidrogén, nitrogén, oxigén); c) makrotápanyagok; b) nyomelemek?
Melyik létfontosságú vegyület tartalmaz magnéziumot: a) klorofill; b) hemoglobin; c) DNS; d) RNS?
Mi a víz jelentősége a sejt életében?
5. Miben oldódnak a zsírok: a) vízben; b) aceton; c) a levegő; d) benzin?
6. Milyen kémiai összetételű a zsírmolekula: a) aminosavak; b) zsírsavak; c) glicerin; d) glükóz?
7. Mi a zsírok jelentősége az állati szervezet számára: a) a membránok szerkezete; b) energiaforrás; c) hőszabályozás; d) vízforrás; e) a fentiek mindegyike?
Mennyi energia szabadul fel 1 g zsír lebontása során: a) 17,6 kJ; b) 38,9 kJ?
Ami a fotoszintézis eredményeként keletkezik: a) fehérjék; b) zsírok; c) szénhidrát?
11. Milyen poliszacharidok jellemzőek egy állati sejtre: a) cellulóz; b) keményítő; c) glikogén; d) kitin?
12. Mi a szénhidrát szerepe a növényi sejtben: a) építő; b) energia; c) szállítás; d) nukleotidok komponense?
13. Mennyi energia szabadul fel 1 g szénhidrát lebontása során: a) 17,6 kJ; b) 38,9 kJ?
Hány ismert aminosav vesz részt a fehérjeszintézisben: a) 20; b) 23; c) 100?
Melyekben szintetizálódnak a sejtfehérjék organellumai: a) kloroplasztiszokban; b) riboszómák; c) mitokondriumokban; d) az EPS-ben?
17. Mi a nukleinsav monomer?
a) aminosav; b) nukleotid; c) fehérje molekula?
18. Milyen anyagokhoz tartozik a ribóz: a) fehérjék; b) zsírok; c) szénhidrát?
19. Milyen anyagokat tartalmaznak a DNS-nukleotidok: a) adenin; b) guanin; c) citozin; d) uracil; e) timin; f) foszforsav, g) ribóz; h) dezoxiribóz?
II
... Egészítsd ki a mondatokat
1. A szénhidrátok csoportokra vannak osztva ………………….
2. A zsírok ……………………
3. A két aminosav közötti kötést ……………
4. Az enzimek fő tulajdonságai: ………… ..
5. A DNS a …………… .. funkcióit tölti be.
6. Az RNS a következő funkciókat látja el: …………… ..
DEKODER
1. számú lehetőség
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 hüvelykes; 12-a, b; 13-6; 14-b, c, d, e; 15-a, b; 16. század; 17-b, c, d; 18-6; 19-a.
2. számú lehetőség
1-a, b, c, d; 2-6; 3-a; 4-d; 5-b, c, d; 6-b, c; 7-d; 8-6; 9 hüvelykes; 10-a, b; 11. század; 12-a.b, d; 13-a; 14-a; 15-b; 16-b, c, d; 17-6; 18 hüvelykes; 19-a.b.v, d, f, 3.
1.monoszacharidok, oligoszacharidok, poliszacharidok
2.glicerin és magasabb zsírsavak észterei
3.peptid
4. A katalízis sebességének specifitása és függése a hőmérséklettől, pH-tól, szubsztráttól és enzimkoncentrációtól függ
5.örökletes információk tárolása és továbbítása
6. A messenger RNS-ek a fehérje szerkezetére vonatkozó információkat továbbítják az RK-ból a fehérjeszintézis helyére, meghatározzák az aminosavak elhelyezkedését a fehérjemolekulákban. A transzport RNS-ek az aminosavat a fehérjeszintézis helyére szállítják. A riboszómális RNS-ek a riboszómák részét képezik, meghatározzák szerkezetüket és működésüket.
Ellenőrző munka "A sejtek szerkezete és létfontosságú tevékenysége" témában
1.opció
I. Az élő sejt milyen tulajdonságai függenek a biológiai membránok működésétől:
a) szelektív permeabilitás; b) vízfelvétel és vízvisszatartás; c) ioncsere; d) a környezettől való elszigeteltség és az azzal való kapcsolat; e) a fentiek mindegyike?
2. A membrán mely részein keresztül szállítják a vizet: a) lipidréteg; b) fehérje pórusok?
3. A citoplazma mely szervei rendelkeznek egymembrános szerkezettel: a) külső sejtmembrán; b) ES; c) mitokondriumok; d) plasztidok; e) riboszómák; f) a Golgi komplexum; g) lizoszómák?
4. Mi választja el a sejt citoplazmáját a környezettől: a) az ES membránjai (endoplazmatikus retikulum); b) a külső sejtmembrán?
Hány alegységből áll a riboszóma: a) egy; b) kettő; c) három?
Mit tartalmaz a riboszóma: a) fehérjék; b) lipidek; c) DNS; d) RNS?
Milyen organellumok jellemzőek csak a növényi sejtekre: a) ES; b) riboszómák; c) mitokondriumok; d) plasztidok?
Mely plasztidok színtelenek: a) leukoplasztok; b) kloroplasztiszok; c) kromoplasztok?
11. Mely szervezetekre jellemző a mag: a) prokarióták; b) eukarióták?
12. A nukleáris struktúrák közül melyik vesz részt a riboszóma alegységek összeállításában: a) magburok; b) a sejtmag; c) atomlé?
13. A membránkomponensek közül melyik határozza meg a szelektív permeabilitás tulajdonságát: a) fehérjék; b) lipidek?
14. Milyen nagy fehérjemolekulák és részecskék haladnak át a membránon: a) fagocitózis; b) pinocitózis?
15. A citoplazma mely szervei nem membrán szerkezetűek: a) ES; b) mitokondriumok; c) plasztidok; d) riboszómák; e) lizoszómák?
16. Melyik organoid köti egységes egésszé a sejtet, végzi az anyagok szállítását, vesz részt a fehérjék, zsírok, összetett szénhidrátok szintézisében: a) a külső sejthártya; b) ES; c) a Golgi-komplexus?
17. A nukleáris struktúrák közül melyikben található a riboszóma alegységek összeállítása: a) a sejtmag lében; b) a sejtmagban; c) a nukleáris burokban?
18. Mi a riboszómák funkciója: a) fotoszintézis; b) fehérjeszintézis; c) zsírok szintézise; d) ATP szintézise; e) szállítási funkció?
19. Milyen szerkezetű az ATP molekula: a) biopolimer; b) nukleotid; c) monomer?
20. Mely sejtszervekben szintetizálódik az ATP növényi sejtben: a) riboszómákban; b) mitokondriumokban; c) kloroplasztiszokban?
21. Mennyi energiát tartalmaz az ATP: a) 40 kJ; b) 80 kJ; c) 0 kJ?
22. Miért nevezik a disszimilációt energiacserének: a) energia nyelődik el; b) energia szabadul fel?
23. Mit tartalmaz az asszimilációs folyamat: a) szerves anyagok szintézise energiafelvétellel; b) szerves anyagok bomlása energia felszabadulásával?
24. Milyen a sejtben lezajló folyamatok asszimilatívak: a) fehérjeszintézis; b) fotoszintézis; c) lipidszintézis; d) ATP szintézise; e) légzés?
25. A fotoszintézis melyik szakaszában képződik oxigén: a) sötét; b) fény; c) folyamatosan?
26. Mi történik az ATP-vel a fotoszintézis világos szakaszában: a) szintézis; b) szétválás?
27. Mi a szerepe az enzimeknek a fotoszintézisben: a) semlegesítik; b) katalizál; c) hasít?
28. Hogyan étkezik az ember: a) autotróf; b) heterotróf; c) vegyes?
29. Mi a DNS funkciója a fehérjeszintézisben: a) önkettőzés; b) átírás; c) tRNS és rRNS szintézise?
30. Minek felel meg a DNS-molekula egy génjének információja: a) fehérje; b) aminosav; c) gén?
31. Mi a triplettnek és az RNS-nek felel meg: a) aminosav; b) fehérje?
32. Mi képződik a riboszómában a fehérjebioszintézis során: a) harmadlagos szerkezetű fehérje; b) másodlagos szerkezetű fehérje; a) polipeptid lánc?
2. lehetőség
Milyen molekulákból áll a biológiai membrán: a) fehérjék; b) lipidek; c) szénhidrátok; d) víz; e) ATP?
A membrán mely részein keresztül szállítják az ionokat: a) lipidréteg; b) fehérje pórusok?
A citoplazma mely organellumjai kétmembrános szerkezetűek: a) ES; b) mitokondriumok; c) plasztidok; d) Golgi-komplexus?
egy zöldség; b) állatok?
Ahol riboszóma alegységek képződnek, a) a citoplazmában; b) a magban; c) vakuolákban?
Mely organellumokban találhatók a riboszómák:
7. Miért nevezik a mitokondriumokat a sejtek energiaállomásainak: a) fehérjeszintézist végeznek; b) ATP szintézise; c) szénhidrátok szintézise; d) az ATP hasítása?
8. Milyen organellumok közösek a növényi és állati sejtekben: a) ES; b) riboszómák; c) mitokondriumok; d) plasztidok? 9. Mely plasztidok narancsvörös színűek: a) leukoplasztok; b) kloroplasztiszok; c) kromoplasztok?
10. Mely plasztiszok tárolják a keményítőt: a) leukoplasztok; b) kloroplasztiszok; c) kromoplasztok?
11. Melyik magszerkezet viseli a szervezet örökletes tulajdonságait: a) magburok; b) atomlé; c) kromoszómák; d) a nucleolus?
12. Mik a kernel feladatai: a) örökletes információk tárolása és továbbítása; b) részvétel a sejtosztódásban; c) részvétel a fehérje bioszintézisben; d) DNS-szintézis; e) RNS szintézis; f) riboszóma alegységek képződése?
13. Hogyan nevezik a mitokondriumok belső szerkezetét: a) szemcsék; b) cristae; c) mátrix?
14. Milyen struktúrákat hoz létre a kloroplaszt belső membránja: a) gran tilakoidok; b) a stroma tilakoidjai; c) stroma; d) Crista?
15. Mely plasztidok zöldek: a) leukoplasztok; b) kloroplasztiszok; c) kromoplasztok?
16. Mely plasztidok adnak színt a virágszirmoknak, terméseknek, őszi leveleknek:
a) leukoplasztok; b) kloroplasztiszok; c) kromoplasztok?
17. Milyen szerkezet megjelenésével vált el a sejtmag a citoplazmától: a) kromoszómák; b) a sejtmag; c) atomlé; d) nukleáris burok?
18. Mi a nukleáris burkológörbe: a) folytonos burkológörbe; b) porózus héj?
19. Milyen vegyületek részei az ATP-nek: a) nitrogéntartalmú bázis; b) szénhidrát; c) három molekula foszforsav; d) glicerin; e) aminosav?
20. Mely sejtszervecskékben szintetizálódik az ATP állati sejtben: a) riboszómák; b) mitokondriumok; c) kloroplasztiszok?
21. A mitokondriumokban végbemenő folyamatok eredményeként szintetizálódik az ATP: a) fotoszintézis; b) légzés; c) fehérje bioszintézis?
22. Miért nevezik az asszimilációt képlékeny cserének: a) szerves anyagok keletkeznek; b) a szerves anyag lebomlik?
23. Mit tartalmaz a disszimilációs folyamat: a) szerves anyagok szintézise energiafelvétellel; c) szerves anyagok bomlása energia felszabadulásával?
24. Mi a különbség a szerves anyagok oxidációja között a mitokondriumokban?
ugyanazon anyagok égéséből: a) hőleadás; b) a hő felszabadulása és az ATP szintézise; c) az ATP szintézise; d) az oxidációs folyamat enzimek részvételével megy végbe; e) enzimek részvétele nélkül?
25. A fotoszintézis folyamata a sejt mely sejtszerveiben megy végbe: a) a mitokondriumokban; b) riboszómák; c) kloroplasztiszok; d) kromoplasztok?
26. Melyik vegyület felhasadásakor szabad oxigén szabadul fel a fotoszintézis során:
a) C02; b) H20; c) ATP?
27. Mely növények termelik a legtöbb biomasszát és bocsátják ki a legtöbb oxigént:
a) vitatott; b) vetőmag; c) algák?
28. A sejt mely összetevői vesznek részt közvetlenül a fehérje bioszintézisben: a) riboszómák; b) a sejtmag; c) nukleáris burok; d) kromoszómák?
29. A sejtmag melyik szerkezete tartalmaz információt egy fehérje szintéziséről: a) DNS-molekula; b) nukleotidhármas; c) gén?
30. Milyen összetevők alkotják a riboszóma testét: a) membránok; b) fehérjék; c) szénhidrátok; d) RNS; e) zsírok?
31. Hány aminosav vesz részt a fehérjék bioszintézisében, a) 100; b) 30; 20-ban?
32. Hol keletkeznek a fehérjemolekula komplex szerkezetei: a) a riboszómában; b) a citoplazmatikus mátrixban; c) az endoplazmatikus retikulum csatornáiban?
Vizsgálat
1.opció:
1e; 2b; 3a, f, g; 4b; 5 B; 6a, d; 7b; 8g; 9a; 10b; 11b; 12b; 13b; 14a; 15 g; 16b; 17b; 18b; 19b, c; 20b, c; 21b; 22b; 23a; 24a, b, c, d; 25b; 26a; 27 a, b, c; 28b; 29b, c; 30a; 31a; 32c.
2. lehetőség:
1a, b; 2a4 3b, c; 4a; 5 B; 6a, c, d, e; 7b; 8a, b, c; 9c; 10a; 11c; 12all; 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.
Ellenőrző munka "Az élőlények szaporodása és fejlődése" témában
"Kienged"
Mi a sejt életciklusa?
Melyek a posztembrionális fejlődés típusai?
Mi a blastula szerkezete?
Mi a kromoszómák funkciója?
Mi a mitózis?
Mi a sejtdifferenciálódás?
Milyen a gastrula felépítése?
Milyen csírarétegek képződnek az embrionális fejlődés során?
Nevezzen meg három orosz tudóst, akik nagyban hozzájárultak az embriológia fejlődéséhez!
Sorolja fel a többsejtű állatok embrionális fejlődésének szakaszait!
Mi az embrionális indukció?
Milyen előnyei vannak a közvetett fejlesztésnek a közvetlen fejlesztéssel szemben?
Milyen időszakokra oszlik az élőlények egyedfejlődése?
Mi az ontogenetika?
Milyen tények igazolják, hogy az embrió egy integrált rendszer?
Mi a kromoszómák és a DNS halmaza a meiózis 1. és 2. profázisában?
Mi a reproduktív időszak?
Mi a kromoszómák és a DNS halmaza a meiózis 1. és 2. metafázisában?
Mennyi a kromoszómák és a DNS a mitózis anafázisában és a meiózis 2. anafázisában?
Sorolja fel az ivartalan szaporodás típusait!
Sorolja fel az embriogenezis szakaszait!
Hány kromoszómája és DNS-e lesz a sejteknek a mitózis metafázisában és a 2. meiózis telofázisában?
Mi a blastula vegetatív pólusa?
Nevezze meg a kromoszómák típusait (szerkezet szerint).
Mi az a Blastocel és Gastrocoel?
Fogalmazzon meg egy biogenetikai törvényt.
Mi az a sejtspecializáció?
Mi a meiózis?
Mennyi a kromoszómák száma a sejtekben a mitózis kezdetén és végén?
Mi a stressz?
Sorolja fel a meiózis fázisait!
Hány petesejt és spermium keletkezik a gametogenezis eredményeként?
Mik azok a bivalensek?
Kik az elsődleges és másodlagos üregek?
Mi az a neurula?
Milyen időszakokból áll az interfázis?
Mi a megtermékenyítés biológiai jelentősége?
Hogyan végződik a meiózis második osztódása?
Mi az a homeosztázis?
Mi a sporuláció?
Mi a szaporodás biológiai jelentése?
Mi a jelentősége a szaporodásnak a természetben?
Mi az a gastrula?
Milyen részei vannak a madártojásnak?
Mik a zigóta funkciói?
Hogyan fejeződik ki a regeneráció a jól szervezett állatokban és emberekben?
Milyen csírarétegek képződnek többsejtű állatokban a gastrula stádiumban?
Sorolja fel a meiózis fázisait!
Milyen szakaszokon mennek keresztül az állatok a metamorfózissal járó fejlődés során?
Mi a közvetlen és közvetett fejlesztés?
Miben különbözik a hasítás a mitotikus osztódástól?
Milyen szakaszok különböztethetők meg az ember posztembrionális fejlődésében?
Mi az amitózis?
Milyen szervek fejlődnek ki az emberi embrióban a mezodermából?
Mi a kromoszómák és a DNS halmaza a meiózis 1. anafázisában és 2. anafázisában?
Sorolja fel a mitózis fázisait!
Mi az állati embrionális fejlődés?
Mennyi a kromoszómák és a DNS száma a sejtekben a mitózis profázisában és a meiózis 2. anafázisában?
Mi a petesejt és a sperma funkciója?
Mi a kromoszóma szerkezete?
Hány kromoszóma és DNS lesz egy sejtben a mitózis anafázisában és a meiózis 1. metafázisában?
Mi történik egy sejttel az interfázis során?
Sorolja fel a tojásképződés főbb szakaszait!
Mi a regeneráció?
Mi a kromoszómák és a DNS halmaza a meiózis 1. és 2. telofázisában?
Ki alkotta meg a biogenetikai törvényt?
Mi az a ragozás?
Mik azok a crossover kromoszómák?
Mihez vezet az átkelés?
Mivel magyarázhatja a madarak és az emberek tojásainak méretbeli különbségeit?
Mi a blastula szerkezete?
A meiózis melyik fázisában történik a konjugáció és mi az?
Hogyan nevezzük az oogenezis szakaszait?
A meiózis melyik fázisában történik az átkelés és mi az?
Mi az átkelés biológiai jelentősége?
Melyik csírarétegből alakul ki az emberi szív?
Hogyan végződik a meiózis első osztódása?
Tesztelje magát teszt
1. Milyen típusú sejtosztódást nem kísér a kromoszómakészlet csökkenése: a) amitózis; b) meiózis; c) mitózis?
2. Milyen kromoszómakészletet kapunk a diploid mag mitotikus osztódása során: a) haploid; b) diploid?
3. Hány kromatid van a kromoszómában a mitózis végére: a) kettő; b) egy?
4. Milyen osztódással jár egy sejtben a kromoszómák számának felére való csökkenése (csökkenése): a) mitózis; 6) amitózis; c) meiózis? 5. A meiózis melyik fázisában történik a kromoszómák konjugációja: a) az 1. profázisban; 6) az 1. metafázisban; c) a 2. prózában?
6. Milyen szaporodási módra jellemző az ivarsejtek képződése: a) vegetatív; b) ivartalan; c) szexuális?
7. Milyen kromoszómák vannak a spermiumokban: a) haploid; b) diploid?
8. A gametogenezis során melyik zónában történik meiotikus sejtosztódás:
a) a növekedési zónában; 6) a szaporodási övezetben; c) az érési zónában?
9. A spermium és a petesejt mely része a genetikai információ hordozója: a) héj; b) citoplazma; c) riboszómák; d) mag?
10. Melyik csíraréteg kialakulásához kapcsolódik másodlagos testüreg megjelenése: a) ektoderma; b) mezoderma; c) endoderma?
11. Milyen csíraréteg miatt keletkezik a húr: a) ektoderma; b) endoderma; c) mezoderma?
választási lehetőség 2
1. Milyen osztódás jellemző a szomatikus sejtekre: a) amitózis; b) mitózis; c) meiózis?
2. Hány kromatid van a kromoszómában a profázis kezdetére: a) egy; b) kettő?
3. Hány sejt keletkezik a mitózis következtében: a) 1; b) 2; c) 3; d) 4?
4. Milyen típusú sejtosztódás eredményeként négy haploid sejtet kapunk:
a) mitózis; b) meiózis; c) amitózis?
Milyen kromoszómakészlettel rendelkezik egy zigóta: a) haploid; b) diploid?
Mi keletkezik az ovogenezis eredményeként: a) spermiumok; b) petesejt; c) zigóta?
7. Az élőlények szaporodási módjai közül melyik alakult ki később az evolúció során: a) vegetatív; b) ivartalan; c) szexuális?
9. Miért nevezik a kétrétegű embrió stádiumát gastrulának?
a) úgy néz ki, mint egy gyomor; b) bélüreggel rendelkezik; c) hasa van?
10. Melyik csíraréteg megjelenésével indul meg a szövetek és szervrendszerek fejlődése:
a) ektoderma; b) endoderma; c) mezoderma?
11. Milyen csíraréteg miatt alakul ki a gerincvelő: a) ektoderma; b) mezoderma; c) endoderma?
Vizsgálat
1. számú lehetőség
1c ; 2b; 3b; 4c; 5a. 6c; 7a. 8c. 9 g; 10b; 11c
2. számú lehetőség
1b; 2b; 3b; 4b; 5 B; 6b; 7c; 8a; 9b; 10c; 11a.
Végső tesztelés
A TANFOLYAM ELLENŐRZÉSI MUNKÁJA
„Általános biológia” 10. évfolyam
1.opció.
Útmutató diákoknak
A teszt A, B, C részből áll. A teszt kitöltése 60 percet vesz igénybe. Gondosan olvassa el az egyes feladatokat és a javasolt válaszlehetőségeket, ha vannak. Csak azután válaszoljon, hogy megértette a kérdést és elemezte az összes válaszlehetőséget.
Végezze el a feladatokat a megadott sorrendben. Ha egy feladat problémát okoz, hagyja ki, és próbálja meg kitölteni azokat a válaszokat, amelyekben biztos vagy. Ha van időd, visszatérhetsz az elmulasztott feladatokhoz.
Különböző bonyolultságú feladatok elvégzéséért egy vagy több pont jár. Az elvégzett feladatokért kapott pontok összegzésre kerülnek. Próbálj meg minél több feladatot teljesíteni, és szerezd meg a legtöbb pontot.
Sok sikert kívánunk!
Az első szerves vegyületek képződését a Földön kémiai evolúciónak nevezzük. Megelőzte a biológiai evolúciót. A kémiai evolúció szakaszait A. I. Oparin azonosította.
I. szakasz - nem biológiai, vagy abiogén (a görög u, un - negatív részecske, biosz - élet, genezis - eredet). Ebben a szakaszban a Föld légkörében és az elsődleges óceán különféle szervetlen anyagokkal telített vizeiben kémiai reakciók zajlottak intenzív napsugárzás körülményei között. E reakciók során szervetlen anyagokból - aminosavakból, alkoholokból, zsírsavakból, nitrogéntartalmú bázisokból - egyszerű szerves anyagok keletkezhettek.
S. Miller amerikai tudós, valamint A. G. Pasynsky és T. E. Pavlovskaya hazai tudósok kísérletei megerősítették a szerves anyagok szervetlen anyagokból történő szintetizálásának lehetőségét az elsődleges óceán vizében.
Miller egy olyan berendezést tervezett, amely gázkeveréket tartalmazott - metán, ammónia, hidrogén, vízgőz. Ezek a gázok az elsődleges légkör részei lehettek. A készülék másik részében víz volt, amit felforraltak. A nagynyomású készülékben keringő gázok és vízgőz egy hétig elektromos kisüléseknek voltak kitéve. Ennek eredményeként körülbelül 150 aminosav keletkezett a keverékben, amelyek egy része a fehérjék része.
Ezt követően kísérletileg igazolták más szerves anyagok, köztük nitrogéntartalmú bázisok szintézisének lehetőségét.
II. szakasz - fehérjék szintézise - polipeptidek, amelyek aminosavakból képződhetnek az elsődleges óceán vizeiben.
III. szakasz - koacervátumok megjelenése (a latin coacervus - vérrög, kupac). Az amfoter hatású fehérjemolekulák bizonyos körülmények között spontán koncentrálódhatnak és kolloid komplexeket képezhetnek, amelyeket koacervátumoknak nevezünk.
A koacervátum cseppek két különböző fehérje összekeverésével jönnek létre. Egy fehérje vizes oldata tiszta. Különböző fehérjék keverésekor az oldat zavarossá válik, mikroszkóp alatt vízben úszó cseppek látszanak benne. Az ilyen cseppek - koacervátumok 1000 elsődleges óceán vizében jelenhettek meg, ahol különféle fehérjék találhatók.
A koacervátumok bizonyos tulajdonságai külsőleg hasonlóak az élő szervezetek tulajdonságaihoz. Például "felszívódnak" a környezetből, és szelektíven felhalmoznak bizonyos anyagokat, megnövekednek a méretük. Feltételezhető, hogy a koacervátumokban lévő anyagok kémiai reakciókba léptek.
Mivel a "leves" kémiai összetétele az elsődleges óceán különböző részein eltérő volt, a koacervátumok kémiai összetétele és tulajdonságai nem voltak azonosak. A koacervátumok között versenyviszonyok alakulhatnak ki a „levesben” oldott anyagokért. A koacervátumok azonban nem tekinthetők élő szervezeteknek, mivel nem voltak képesek saját fajtájukat szaporítani.
IV. szakasz - az önreprodukcióra képes nukleinsavmolekulák megjelenése.
Tanulmányok kimutatták, hogy a nukleinsavak rövid láncai képesek megkétszereződni anélkül, hogy bármilyen kapcsolatuk lenne az élő szervezetekkel – egy kémcsőben. Felmerül a kérdés: hogyan jelent meg a genetikai kód a Földön?
J. Bernal (1901-1971) amerikai tudós bebizonyította, hogy az ásványok fontos szerepet játszanak a szerves polimerek szintézisében. Kimutatták, hogy számos kőzet és ásvány - bazalt, agyag, homok - információs tulajdonságokkal rendelkezik, például polipeptidek szintetizálhatók agyagokon.
Nyilvánvalóan kezdetben magától keletkezett egy "ásványi kód", amelyben a "betűk" szerepét alumínium, vas, magnézium kationjai játszották, különböző ásványokban egy bizonyos sorrendben váltakozva. Az ásványokban három-, négy- és ötbetűs kód jelenik meg. Ez a kód határozza meg az aminosavak fehérjelánchoz való kapcsolódási sorrendjét. Ezután az információs mátrix szerepe az ásványokból az RNS-be, majd a DNS-be került, amely megbízhatóbbnak bizonyult az örökletes tulajdonságok átvitelében.
A kémiai evolúció folyamatai azonban nem magyarázzák meg, hogyan keletkeztek az élő szervezetek. J. Bernal biopoiesisnek nevezte azokat a folyamatokat, amelyek az élettelenből az élőbe való átmenethez vezettek. A biopoiesis olyan szakaszokat foglal magában, amelyeknek meg kellett volna előzniük az első élő szervezetek megjelenését: a membránok megjelenése a koacervátumokban, az anyagcsere, az önreprodukciós képesség, a fotoszintézis, az oxigénlégzés.
A sejtmembránok kialakulása a lipidmolekulák koacervátumok felületén történő elrendezésével az első élő szervezetek megjelenéséhez vezethet. Ez biztosította alakjuk stabilitását. A nukleinsavmolekulák koacervátumokba való beépítése lehetővé tette számukra, hogy szaporodjanak. A nukleinsavmolekulák önreprodukciós folyamatában mutációk keletkeztek, amelyek anyagként szolgáltak.
Tehát a koacervátumok alapján létrejöhettek az első élőlények. Nyilvánvalóan heterotrófok voltak, és az elsődleges óceán vizében található, energiában gazdag összetett szerves anyagokkal táplálkoztak.
Az élőlények számának növekedésével a verseny fokozódott közöttük, mivel az óceánok vizeinek tápanyagellátása csökkent. Egyes élőlények napenergia vagy kémiai reakciók energiája segítségével képesek szerves anyagokat szintetizálni szervetlenekből. Így keletkeztek a fotoszintézisre vagy kemoszintézisre képes autotrófok.
Az első organizmusok anaerobok voltak, és oxigénmentes oxidációs reakciókon, például fermentáción keresztül kaptak energiát. A fotoszintézis megjelenése azonban az oxigén felhalmozódásához vezetett a légkörben. Ennek eredményeként létrejött a légzés - egy oxigén, aerob oxidációs út, amely körülbelül 20-szor hatékonyabb, mint a glikolízis.
Eredetileg az óceán vizeiben fejlődött ki az élet, mivel az erős ultraibolya sugárzás káros hatással volt a szárazföldi élőlényekre. Az ózonréteg megjelenése az oxigén légkörben való felhalmozódása következtében megteremtette az előfeltételeket az élő szervezetek szárazföldi megjelenéséhez.
Más volt a helyzet a Föld felszínén.
Itt a kezdetben képződött szénhidrogének kémiai kölcsönhatásba léptek a körülöttük lévő anyagokkal, elsősorban a földi légkör vízgőzével. A szénhidrogének hatalmas kémiai potenciállal rendelkeznek. Számos kémikus tanulmánya, különösen A. Favorszkij orosz akadémikus és iskolája munkája bizonyítja a szénhidrogének kivételes képességét a különféle kémiai átalakulások során.. Számunkra különösen érdekes a szénhidrogének azon képessége, hogy viszonylag könnyen hozzá tudjanak adni vizet. . Kétségtelen, hogy azoknak a szénhidrogéneknek, amelyek eredetileg a Föld felszínén, fő tömegükben megjelentek, vízzel kellett volna egyesülniük. Ennek hatására a föld légkörében különféle új anyagok keletkeztek. Korábban a szénhidrogén-molekulák csak két elemből épültek fel: szénből és hidrogénből. De a víz a hidrogénen kívül oxigént is tartalmaz. Ezért az újonnan megjelenő anyagok molekulái már három különböző elem - szén, hidrogén és oxigén - atomjait tartalmazták. Hamarosan egy másik negyedik elem is csatlakozott hozzájuk - a nitrogén.
A nagy bolygók (Jupiter és Szaturnusz) légkörében a szénhidrogénekkel együtt mindig találhatunk egy másik gázt - ammóniát. Ezt a gázt jól ismerjük, mivel vízben oldva az úgynevezett ammóniát képezi. Az ammónia nitrogén hidrogénnel alkotott vegyülete. Ezt a gázt a Föld légkörében is jelentős mennyiségben találták fennállásának abban az időszakában, amelyet most ismertetünk. Ezért a szénhidrogének nemcsak vízgőzzel, hanem ammóniával is keveredtek. Ugyanakkor olyan anyagok keletkeztek, amelyek molekulái már négy különböző elemből - szénből, hidrogénből, oxigénből és nitrogénből - épültek fel.
Tehát abban az időben, amikor leírjuk, a Föld egy csupasz sziklás gömb volt, amelyet a felszíntől egy vízgőz atmoszféra burkolt be. Ebben a légkörben, gázok formájában, ott voltak azok a különféle anyagok is, amelyeket szénhidrogénekből nyertek. Ezeket az anyagokat joggal nevezhetjük szerves anyagoknak, bár jóval az első élőlények megjelenése előtt jelentek meg. Szerkezetükben és összetételükben hasonlítottak néhány kémiai vegyülethez, amelyek az állatok és növények testéből izolálhatók.
A Föld fokozatosan lehűlt, hőjét leadva a hideg bolygóközi térnek. Végül felszínének hőmérséklete megközelítette a 100 fokot, majd a légkör vízgőze cseppekké kezdett sűrűsödni és eső formájában a Föld forró sivatagi felszínére zúdult. Erőteljes esőzések özönlöttek a Földre és elárasztották, létrehozva az ősi forrásban lévő óceánt. A légkörben lévő szerves anyagokat is elvitték ezek a záporok, és átjutottak ennek az óceánnak a vizébe.
Mi lesz velük ezután? Tudunk-e ésszerűen válaszolni erre a kérdésre? Igen, jelenleg a legegyszerűbb szénhidrogénekből könnyen előállíthatjuk ezeket vagy hasonló anyagokat, mesterségesen beszerezhetjük laboratóriumainkban. Vegyünk ezekből az anyagokból vizes oldatot, és hagyjuk állni többé-kevésbé magas hőmérsékleten. Ezek az anyagok ezután változatlanok maradnak, vagy különféle kémiai átalakulásokon mennek keresztül? Kiderült, hogy a szerves anyagok még azokban a rövid időkben is, amelyek során laboratóriumi megfigyeléseket végezhetünk, nem maradnak változatlanok, hanem más kémiai vegyületekké alakulnak. A közvetlen tapasztalatok azt mutatják, hogy a szerves anyagok ilyen jellegű vizes oldataiban olyan sokféle átalakulás történik, hogy még röviden leírni is nehéz. Ám ezeknek az átalakulásoknak a fő általános iránya abból adódik, hogy az elsődleges szerves anyagok viszonylag egyszerű kis molekulái ezerféleképpen egyesülnek egymással, és így egyre nagyobb és összetettebb molekulákat alkotnak.
A pontosítás kedvéért itt csak két példát mondok. Híres honfitársunk, A. Butlerov vegyész még 1861-ben kimutatta, hogy ha a formalint mészvízben feloldjuk, és ezt az oldatot meleg helyen állni hagyjuk, akkor egy idő után édes ízű lesz. Kiderült, hogy ilyen körülmények között hat formalin molekula egyesül egy nagyobb, összetettebb cukormolekulát alkotva.
Tudományos Akadémiánk legidősebb tagja, Alekszej Nyikolajevics Bach a formalin és a kálium-cianid vizes oldatát sokáig állni hagyta. Ebben az esetben még összetettebb anyagok keletkeztek, mint Butlerové. Hatalmas molekulákkal rendelkeztek, és szerkezetükben megközelítették a fehérjéket, minden élő szervezet fő alkotóelemeit.
Több tucat és száz ilyen példa van. Kétségtelenül bizonyítják, hogy a vízi környezetben a legegyszerűbb szerves anyagok könnyen átalakulhatnak sokkal összetettebb vegyületekké, például cukrokká, fehérjékké és más anyagokká, amelyekből az állatok és növények teste épül fel.
Az elsődleges forró óceán vizében kialakult feltételek nem sokban különböztek a laboratóriumainkban reprodukált körülményektől. Ezért az akkori óceán bármely pontján, bármely száradó tócsában ugyanazoknak az összetett szerves anyagoknak kellett volna képződniük, amelyeket Butlerov, Bach és más tudósok kísérletei során nyert.
Tehát a víz és a szénhidrogének legegyszerűbb származékai közötti kölcsönhatás eredményeként, egymást követő kémiai átalakulások során, az ősóceán vizeiben kialakult az az anyag, amelyből jelenleg minden élőlény épül. Ez azonban továbbra is csak építőanyag volt. Ahhoz, hogy élőlények - organizmusok - létrejöhessenek, ennek az anyagnak el kellett sajátítania a szükséges szerkezetet, bizonyos szervezettséget. Ha szabad így fogalmaznom, csak téglából és cementből lehetett épületet építeni, de ez még nem maga az épület.
Ha hibát talál, válasszon ki egy szövegrészt, és nyomja meg a gombot Ctrl + Enter.
Betöltés ...