Світоглядні та наукові погляди на походження та історичний розвиток життя

Тема: Світоглядні та наукові погляди на походження та історичний розвиток життя

Мета:розглянути основні гіпотези виникнення життя на Землі, обговорити їх сильні та слабкі сторони; розвивати критичне мислення; виховувати вміння дискутувати і сприймати інші точки зору.

Обладнання і матеріали:таблиці або слайди презентації з ілюстраціями до різних гіпотез походження життя на Землі.

Базові поняття і терміни:хімічна еволюція, панспермія, стаціонарний стан, креаціонізм, органогенні елементи, каталітичні реакції, первинна атмосфера.

Державні вимоги щодо рівня загальноосвітньої підготовки учнів:

Учень/учениця:

характеризує:

-розвиток поглядів на походження різноманіття живих істот;

пояснює:

- різноманіття організмів як результат еволюції;

аналізує:

- різні погляди на виникнення життя на Землі;

Тип уроку: комбінований

Хід уроку

І. Привітання

Привітання вчителя і учнів. Перевірка готовності до уроку. Перевірка присутніх.

ІІ. Повідомлення теми уроку

Прийом «Відстрочена розгадка»

Проблема походження життя та пізнання його суті здавна хвилювала не лише вчених, а й широкі верстви населення. З розвитком поглядів на навколишній світ, набуття багатьох наукових результатів досліджень та спостережень теорії виникнення життя на Землі поширилися, але їх залишається декілька й на сьогодні. Яка з теорій є достовірної, а чи має вона бути єдиною? Це слід з’ясувати на уроці тема якого «Світоглядні та наукові погляди на походження та історичний розвиток життя».

ІІІ. Очікування

Учні називають осановні теорії зародження життя на Землі, відстоюють власну думку

ІV. Актуалізація опорних знань

Чи вірите ви, що:

життя походить з космосу?

життя походить з неорганічних речовин?

життя походить з органічних речовин. 

Доведіть свою думку

За даними космології усі планети і Земля в тому числі , були колись розпеченими тілами. Очевидно, у цей період на Землі не було і не могло бути життя, тому що однією умовою її існування є температура навколишнього середовища  – не вище + 50…+ 70 ^оС. Яким же чином на мертвій, абсолютно стерильній Землі виникло життя, з’явилися організми , здатні до розмноження і розвитку? Саме на ці питання, і попередні питання, на які ви не змогли дати відповідь, ми сьогодні і будемо з вами її шукати.

V. Інформаційне повідомлення

Розповідь учителя з елементами бесіди

Існують чотири групи теорій, які пояснюють появу життя на Землі. Це креаціонізм, теорія стаціонарного стану, теорія панспермії та теорії хімічної еволюції.

Основним положенням будь-якої креаціоністської теорії є поява життя внаслідок надзвичайної божественної події. Теорія стаціонарного стану більш екзотична. Її основою є положення про те, що Земля є вічною. Вона існувала завжди, і також завжди на ній існувало життя. Ця теорія припускає вимирання видів, але вважає, що нові види не утворюються. А відсутність решток існуючих видів у осадових породах давніх епох пояснюється незначною чисельністю цих видів у ті епохи.

Теорія панспермії стверджує, що життя у Всесвіті виникало один або кілька разів (як варіант — існувало вічно). Але на Землі воно не виникало, а було занесене з допомогою метеоритів інших космічних об’єктів чи штучно інопланетянами.

Найбільш обґрунтованими в наш час є теорії, які пояснюють виникнення життя шляхом хімічної еволюції з неорганічних речовин. Існує кілька варіантів цих гіпотез.

Згідно з теорією О. І. Опаріна і Д. Холдейна, процес виникнення життя на Землі пройшов кілька етапів.

Етапи виникнення життя на Землі

1953 р. американський хімік С. Міллер провів експеримент, котрий, як уважалося тоді, вирішував питання про те, яким чином виникло життя на Землі. У герметичному скляному приладі вчений відтворив умови, які були характерні для первісної планети. Через газову суміш, яка вміщувала метан, амоніак і водень, Міллер пропускав електричні розряди, а воду на дні приладу нагрівав, імітуючи стародавній океан. Через кілька днів дослідник виявив у колбі наявність амінокислот. Експерименти Міллера довели можливість абіогенного (небіологічного) синтезу важливих для життя молекул.

Передбачається, що перші живі організми Землі могли бути гетеротрофами, тому що їм були доступні готові органічні молекули, які утворюються шляхом хімічного синтезу в первинному середовищі їхнього існування. З появою хемо- й фотосинтезу в атмосфері Землі з’явився і став накопичуватися кисень, після чого почав формуватись «озоновий екран».

Яка молекула була першою — білок чи нуклеїнова кислота? Суперечка біохіміків, еволюціоністів та інших учених навколо цієї проблеми нагадує знайому дискусію: «Що було раніше — курка чи яйце?» Як відомо, білок не може бути синтезований у живій клітині з амінокислот без контролю з боку нуклеїнових кислот, які несуть інформацію про структуру всіх білків певного виду. Разом з тим, нуклеїнові кислоти можуть реплікуватися («розмножуватися») лише за наявності білків-ферментів (полімераз, лігаз).

1989 р. американські біохіміки Т. Чек і С. Альтман знайшли певний клас РНК, здатних до самокаталізу своєї реплікації (аутосплайсинг). Таким чином, певні види РНК можуть виконувати подвійну функцію — генну (точніше, його копії) та каталізатора подвоєння цього гена, тобто бути і «яйцем» і «куркою» одночасно. Згідно з цими фактами виникли гіпотези, наприклад У. Гілберта (СІЛА), що перші земні організми складались із простих молекул РНК, які самовідтворювались. Поступово такі організми набули здатності синтезувати білки (поява яких забезпечила швидкий та ефективний рух реплікації), і ліпіди (жири), що формують разом із білками мембрану, допомогли виникнути клітинним структурам.

Деякі вчені (А. Ребек, Л. Оргел та ін.) дотримуються думки, що первинно існували гібридні молекули, які виявляли властивості і білків, і нуклеїнових кислот. Такі молекули теж були одержані в біохімічних лабораторіях.

Оригінальну точку зору висловив німецький дослідник Г. Вехтершойзер. На його думку, спочатку життя з’явилось як певна послідовність перетворень органічних сполук, що адсорбовані на кристалах піриту FeS₂. Принципово новим у цій гіпотезі є те, що утворення та перетворення біомолекул здійснюється на межі твердої та рідкої фаз (гетерофазне середовище), а не в рідко-фазному «первинному бульйоні».

VІ. Практичне застосування набутих знань

Робота в групах

Клас об’єднується в чотири  групи. Кожна група, використовуючи власні знання біохімії та еволюції, обґрунтовує й захищає одну з теорій походження життя (бажано розглянути теорії панспермії, стаціонарного стану, Опаріна — Холдейна і Вехтершойзера).

VІІ. Хвилинка розвантаження

Старі  українські легенди про походження життя на Землі

Легенда 1

«Здавна, коли землі ще не було, всюди була вода. Ще не було і нас. А чорт жив десь у хатах, хтозна-де жив. Бог прийшов до чорта та й повів чорта до Дніпра, щоб пірнув та виніс піску в руці. Він пірнув, у руках не винесе: вода вимиє. Бог повів його до другого, до мільшого, дак він відтіля виніс піску. Бог тим сіяв тут усюди по тих водах, і стало вже сухо і світ став… Кажуть старі люди, що так було».

Легенда 2

«Старі люди розказують, що колись у повітрі колихалося щось таке, ніби шар-м’яч. Хтось його штовхнув, і він розірвався; полетіли шматки цього шару в різні боки й утворилися Земля, Сонце, Місяць, зорі. З одного шматка утворилася Земля, що ми на ній живемо. Завдяки китові, який підмостив свого хвоста, затрималася наша Земля, а то була б полетіла в бездну. Цьому китові довго лежать обридло і почав він ковиляти хвостом, а земля заворушилась».

VІІІ. Підведення підсумків уроку

1. Підсумок уроку.

2. Домашнє завдання: опрацювати відповідний параграф підручника.