Presentación de la teoría de la evolución química oparina. Presentación - Evolución bioquímica. a etapa. Conversación introductoria

En 1924, el científico ruso Alexander Ivanovich Oparin formuló por primera vez las principales disposiciones del concepto de evolución prebiológica. Consideró el surgimiento de la vida como un proceso natural único, que consistió en la evolución química inicial que tuvo lugar en las condiciones de la Tierra primitiva, que se trasladó gradualmente a un nivel cualitativamente nuevo de evolución bioquímica.

La esencia de la hipótesis era la siguiente: el origen de la vida en la Tierra es un largo proceso evolutivo de formación de materia viva en las profundidades de lo inanimado. Y esto sucedió a través de la evolución química, como resultado de lo cual las sustancias orgánicas más simples se formaron a partir de las inorgánicas bajo la influencia de poderosos factores fisicoquímicos.

Considerando el problema del origen de la vida a través de la evolución bioquímica, Oparin distingue tres etapas de la transición de materia inanimada a materia viva: 1 etapa de síntesis de compuestos orgánicos iniciales a partir de sustancias inorgánicas en las condiciones de la atmósfera primaria de la Tierra primitiva; 2 etapa de formación en los reservorios primarios de la Tierra a partir de los compuestos orgánicos acumulados de biopolímeros, lípidos, hidrocarburos;

En la primera etapa, hace unos 4 mil millones de años, cuando la Tierra estaba sin vida, tuvo lugar en ella la síntesis abiótica de compuestos carbonosos y su posterior evolución prebiológica. Este período de la evolución de la Tierra se caracterizó por numerosas erupciones volcánicas con la liberación de una gran cantidad de lava incandescente. A medida que el planeta se enfrió, el vapor de agua de la atmósfera se condensó y cayó sobre la Tierra con lluvias, formando enormes masas de agua.

Como la superficie de la Tierra aún estaba caliente, el agua se evaporó y luego, enfriándose en la atmósfera superior, volvió a caer a la superficie del planeta, proceso que continuó durante muchos millones de años. Así, se disolvieron varias sales en las aguas del océano primario. Además, ingresaron compuestos orgánicos: azúcares, aminoácidos, bases nitrogenadas, ácidos orgánicos, etc., que se forman continuamente en la atmósfera bajo la influencia de la radiación ultravioleta, la alta temperatura y la actividad volcánica activa.

El océano primario probablemente contenía en forma disuelta varias moléculas orgánicas e inorgánicas que ingresaron a él desde la atmósfera y las capas superficiales de la Tierra. La concentración de compuestos orgánicos estaba en constante aumento y, al final, las aguas del océano se convirtieron en un "caldo" de sustancias proteicas de péptidos.

En la segunda etapa, a medida que las condiciones en la Tierra se suavizaron, bajo la influencia de descargas eléctricas, energía térmica y rayos ultravioleta en las mezclas químicas del océano primario, fue posible formar compuestos orgánicos complejos de biopolímeros y nucleótidos, que, combinándose gradualmente y volviéndose más complejos, convertidos en protobiontes (antepasados ​​precelulares de los organismos vivos). El resultado de la evolución de sustancias orgánicas complejas fue la aparición de coacervados o gotas de coacervados.

Los coacervados son complejos de partículas coloidales, cuya solución se divide en dos capas: una capa rica en partículas coloidales y un líquido casi libre de ellas. Los coacervados tenían la capacidad de absorber diversas sustancias disueltas en las aguas del océano primario. Como resultado, la estructura interna de los coacervados cambió, lo que llevó a su desintegración o a la acumulación de sustancias, es decir. al crecimiento y cambio en la composición química, lo que aumenta su resistencia en condiciones en constante cambio.

La teoría de la evolución bioquímica considera a los coacervados como sistemas prebiológicos, que son grupos de moléculas rodeadas por una capa de agua. Los coacervados fueron capaces de absorber diversas sustancias orgánicas del ambiente externo, lo que brindó la posibilidad de un metabolismo primario con el ambiente.

En la tercera etapa, como sugirió Oparin, la selección natural comenzó a operar. En la masa de gotas de coacervados se llevó a cabo la selección de los coacervados más resistentes a estas condiciones ambientales. El proceso de selección se prolongó durante muchos millones de años, como resultado de lo cual solo sobrevivió una pequeña parte de los coacervados. Sin embargo, las gotas de coacervado supervivientes fueron capaces de metabolismo primario. Y el metabolismo es la propiedad principal de la vida.

Al mismo tiempo, habiendo alcanzado un cierto tamaño, la gota de la madre podría desintegrarse en las hijas, que conservaban las características de la estructura de la madre. Así, podemos hablar de la adquisición por coacervados de la propiedad de la autorreproducción, uno de los signos de vida más importantes. De hecho, en esta etapa, los coacervados se convirtieron en los organismos vivos más simples.

Una mayor evolución de estas estructuras prebiológicas solo fue posible con la complicación de los procesos metabólicos y energéticos dentro del coacervado. Solo una membrana podría proporcionar un aislamiento más fuerte del entorno interno de las influencias externas. Se formaron capas de lípidos alrededor de los coacervados, ricos en compuestos orgánicos, que separan el coacervado del medio acuático circundante. En el curso de la evolución, los lípidos se transformaron en la membrana externa, lo que aumentó significativamente la viabilidad y resistencia de los organismos.

En protocélulas como cacrevates o microesferas, se produjeron reacciones de polimerización de nucleótidos hasta que se formó un protógeno a partir de ellas, el gen principal capaz de catalizar la aparición de una secuencia de aminoácidos específica, la primera proteína. Probablemente la primera de esas proteínas fue la precursora de una enzima que cataliza la síntesis de ADN o ARN.

Esas protocélulas, en las que surgió el mecanismo primitivo de la herencia y la síntesis de proteínas, rápidamente se dividieron y tomaron en sí mismas toda la materia orgánica del océano primario. En esta etapa, ya existía la selección natural para la tasa de reproducción; se retomó cualquier mejora en la biosíntesis y las nuevas protocélulas sustituyeron a todas las anteriores.

La teoría de A.I. Oparin fue apoyada calurosamente por el profesor de Cambridge John Haldane. Abrió la controversia sobre el origen de la vida en un artículo publicado en el Rationalist Annual en 1929. En él, D. Haldane planteó la hipótesis de que enormes cantidades de compuestos orgánicos se acumulaban en la Tierra primitiva, formando lo que él llamó sopa caliente diluida; más tarde se le pegó el nombre de sopa primitiva.

El moderno concepto doble de sopa primitiva y generación espontánea de vida proviene de la teoría del origen de la vida de Oparin-Haldane. El mayor éxito de la teoría de Oparin-Haldane fue un experimento muy publicitado realizado en 1953 por el estudiante graduado estadounidense Stanley Miller.

Charles Darwin creía que la materia inanimada podía transformarse en materia viva con la ayuda de la electricidad; después de todo, su abuelo, Erasmus Darwin, estaba impresionado por el Frankenstein de Mary Shelley. La idea de que los ejercicios pirotécnicos con electricidad pudieran dar vida era de inmenso atractivo; por lo que no es sorprendente que haya un gran interés en el experimento de Stanley Miller, cuyos resultados se publicaron en 1953.

El experimento de Miller, que marcó un punto de inflexión en esta área, fue extremadamente simple. El aparato constaba de dos matraces de vidrio conectados en un circuito cerrado. Uno de los frascos contiene un dispositivo que simula los efectos del rayo: dos electrodos, entre los cuales se produce una descarga a un voltaje de aproximadamente 60 mil voltios; en otro matraz, el agua está hirviendo constantemente. Luego, la nave espacial se llena con una atmósfera que supuestamente existía en la Tierra antigua: metano, hidrógeno y amoníaco.

El aparato funcionó durante una semana, después de lo cual se examinaron los productos de reacción. Era sobre todo un lío viscoso de conexiones aleatorias; También se encontró una cierta cantidad de sustancias orgánicas en la solución, incluidos los aminoácidos más simples: glicina (NH2CH2COOH) y alanina (NH2CH (CH3) COOH).

La publicación de datos del experimento de Miller generó un interés sin precedentes, y pronto muchos otros científicos comenzaron a repetir este experimento. Al mismo tiempo, se encontró que una modificación de las condiciones experimentales permite obtener una pequeña cantidad de otros aminoácidos. Sin embargo, fue difícil repetir el experimento y muchos resultados se obtuvieron solo después de muchos intentos fallidos. Se informó que durante los experimentos, surgieron los componentes básicos necesarios para la vida.

Lista de fuentes utilizadas 1. OM Belotserkovsky, AI Oparin. Experimento numérico en turbulencia del orden al caos. RAS 2nd, agregar. ed.- M .: Nauka, pág. 2. Oparin A.I. El surgimiento de la vida en la Tierra. 3er revisado ed.-M.: AN SSSR, pág. 3. Oparin A.I. La vida, su naturaleza, origen y desarrollo. Instituto de Bioquímica. - M.: AN SSSR, pág. 4. Teorías básicas del origen de la vida en la Tierra [Recurso electrónico]: Modo de acceso: Internet - http // ateismy.net. 5. El origen de la vida [Recurso electrónico]: Modo de acceso: Internet - http // intrae.narod.ru. 6. Rudenko A.P. El papel de la química en la solución del problema de la evolución química y la biogénesis // Chemistry and World Outlook. M., pág.

1 diapositiva

2 diapositivas

Incluso Charles Darwin comprendió que la vida solo puede surgir en ausencia de vida. “Pero si ahora ... en cualquier reservorio caliente que contenga todas las sales de amonio y fósforo necesarias y accesible a la luz, el calor, la electricidad, etc., se formara químicamente una proteína capaz de transformaciones más y más complejas, entonces esta sustancia sería ser destruido o absorbido inmediatamente, lo que era imposible en el período anterior a la aparición de los seres vivos "

3 diapositivas

La segunda condición bajo la cual puede surgir la vida es la ausencia de oxígeno libre en la atmósfera. Este importante descubrimiento fue realizado por el científico ruso A.I. Oparin en 1924 (el científico inglés J.B.S. Haldane llegó a la misma conclusión en 1929).

4 diapositivas

Etapas del origen de la vida en la Tierra. Síntesis abiogénica de los compuestos orgánicos más simples a partir de los inorgánicos. Síntesis abiogénica de polímeros (proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos) a partir de los compuestos orgánicos más simples Formación de coacervados como separación de sustancias de alto peso molecular en una solución en forma de solución altamente concentrada. Interacción de coacervados con el medio ambiente, similitud con organismos vivos: crecimiento, nutrición, respiración, metabolismo, reproducción. La aparición del código genético, la membrana y el inicio de la evolución biológica.

5 diapositivas

La atmósfera de la Tierra primitiva hace 4-4,5 mil millones de años estaba formada por hidrógeno y sus compuestos (vapor de agua, metano, amoníaco, dióxido de carbono) y era de naturaleza reductora. Tres diferencias entre la atmósfera primitiva de la Tierra y la moderna: Ausencia de oxígeno libre, que excluía la posibilidad de oxidación directa y profunda de compuestos de carbono reducido. Una abundancia de radiación de onda corta, que creó oportunidades para procesos fotoquímicos abiogénicos. La ausencia de organismos vivos con su perfecto metabolismo, involucra rápidamente una variedad de sustancias orgánicas en la órbita de su acción.

6 diapositivas

Experimentos de G. Yuri y S. Miller (1955) Los ácidos grasos más simples, urea, acético, ácido fórmico, aminoácidos, incluidos glicina, alanina, ácido aspártico y glutámico.

7 diapositiva

Las conclusiones generales sobre la teoría de AI Oparin Life surgieron en la Tierra de forma abiogénica. La evolución biológica fue precedida por una larga evolución química. El surgimiento de la vida es una etapa en la evolución de la materia en el Universo. La regularidad de la ocurrencia de las principales etapas del surgimiento de la vida se puede verificar experimentalmente en el laboratorio y expresarse en forma de diagrama: átomos → moléculas simples → macromoléculas → coacervados → probiontes → organismos unicelulares. La atmósfera primaria de la Tierra era de naturaleza reductora. Debido a esto, los primeros organismos fueron heterótrofos. Los principios darwinianos de selección natural y supervivencia del más apto se pueden aplicar a los sistemas prebiológicos. En la actualidad, lo vivo proviene solo de lo vivo (biogénico), se excluye la posibilidad del resurgimiento de la vida en la Tierra.

La más popular entre los científicos modernos es la hipótesis de Oparin-Haldane sobre el origen de la vida en la Tierra. Según la hipótesis, la vida se originó a partir de materia inanimada (abiogénicamente) como resultado de complejas reacciones bioquímicas.

Las provisiones

Para contar brevemente sobre la hipótesis del origen de la vida, conviene destacar tres etapas de la formación de la vida según Oparin:

• la aparición de compuestos orgánicos;
• la formación de compuestos poliméricos (proteínas, lípidos, polisacáridos);
• la aparición de organismos primitivos capaces de reproducirse.

Arroz. 1. Esquema de evolución según Oparin.

Biogénico, es decir la evolución biológica fue precedida por la evolución química, como resultado de lo cual se formaron sustancias complejas. Su formación fue influenciada por la atmósfera anóxica de la Tierra, la luz ultravioleta y las descargas de rayos.

Los biopolímeros surgieron de sustancias orgánicas, que se formaron en formas de vida primitivas (probiontes), separándose gradualmente del ambiente externo por una membrana. La aparición de ácidos nucleicos en probiontes contribuyó a la transmisión de información hereditaria y a la complicación de la organización. Como resultado de la selección natural a largo plazo, solo quedaron aquellos organismos capaces de reproducirse con éxito.

Arroz. 2. Probiontes.

Aún no se han obtenido experimentalmente probiontes o procedimientos. Por tanto, no está del todo claro cómo una acumulación primitiva de biopolímeros podría pasar de una estancia sin vida en un caldo a la reproducción, la nutrición y la respiración.

Historia

La hipótesis de Oparin-Haldane ha recorrido un largo camino y ha sido criticada más de una vez. La historia de la formación de la hipótesis se describe en la tabla.

Artículos TOP-2quien leyó junto con esto

Año	Científico	Eventos principales
	El biólogo soviético Alexander Ivanovich Oparin	Las principales disposiciones de la hipótesis de Oparin se formularon por primera vez en su libro El origen de la vida. Oparin sugirió que los biopolímeros (compuestos de alto peso molecular) disueltos en agua, bajo la influencia de factores externos, pueden formar gotas de coacervados o coacervados. Estas son sustancias orgánicas reunidas, que se separan condicionalmente del entorno externo y comienzan a apoyar el metabolismo con él. El proceso de coacervación - separación de la solución con la formación de coacervados - es la etapa previa de la coagulación, es decir. Adhesión de pequeñas partículas. Fue como resultado de estos procesos que aparecieron aminoácidos del "caldo primario" (término de Oparin), la base de los organismos vivos.
	El biólogo británico John Haldane	Independientemente de Oparin, comenzó a desarrollar puntos de vista similares sobre el problema del origen de la vida. A diferencia de Oparin, Haldane asumió que en lugar de coacervados, se formaron sustancias macromoleculares capaces de reproducirse. Haldane creía que las primeras sustancias de este tipo no eran proteínas, sino ácidos nucleicos.
	Químico estadounidense Stanley Miller	Como estudiante, recreó un ambiente artificial para obtener aminoácidos de materia inanimada (químicos). El experimento de Miller-Urey simuló las condiciones de la Tierra en matraces interconectados. Los matraces se llenaron con una mezcla de gases (amoníaco, hidrógeno, monóxido de carbono), de composición similar a la atmósfera primitiva de la Tierra. En una parte del sistema, había agua hirviendo constantemente, cuyos vapores estaban sujetos a descargas eléctricas (relámpago simulado). Mientras se enfriaba, el vapor se acumulaba en forma de condensado en el tubo inferior. Después de una semana de experimento continuo, se encontraron aminoácidos, azúcares, lípidos en el matraz.
	El biólogo británico Richard Dawkins	En su libro The Selfish Gene, sugirió que no se trataba de gotitas coacervadas que se formaban en el caldo primordial, sino de moléculas reproductoras. Bastaba con que surgiera una molécula para que sus copias llenaran el océano.

Arroz. 3. Experimento de Miller.

El experimento de Miller ha sido criticado repetidamente y no se reconoce plenamente como una confirmación práctica de la teoría de Oparin-Haldane. El principal problema es la obtención de sustancias orgánicas a partir de la mezcla formada, que forman la base de la vida.

¿Qué hemos aprendido?

De la lección aprendimos sobre la esencia de la hipótesis del origen de la vida en la tierra de Oparin-Haldane. Según la teoría, las sustancias de alto peso molecular (proteínas, grasas, carbohidratos) surgieron a partir de materia inanimada como resultado de reacciones bioquímicas complejas bajo la influencia del entorno externo. La hipótesis fue probada por primera vez por Stanley Miller, recreando las condiciones de la Tierra antes del nacimiento de la vida. Como resultado, se obtuvieron aminoácidos y otras sustancias complejas. Sin embargo, la forma en que se reprodujeron estas sustancias quedó sin confirmación.

Prueba por tema

Evaluación del informe

Puntuación media: 4.4. Total de puntuaciones recibidas: 161.

resúmenes de otras presentaciones

"Teorías del origen de la vida" - Teorías del origen de la vida. Teoría del coacervado de proteína de Oparin. El mundo del ARN como precursor de la vida moderna. Evolución bioquímica. Fecha de origen del universo. Panspermia. Teorías del origen del universo y el origen de la vida. Teoría del estado estacionario. Generación espontánea de vida. Teorías del origen del universo. Creacionismo. Prueba. La idea del origen del mundo.

"La historia del origen de la vida en la Tierra" - Ciencia. Materiales. Hipótesis de la panspermia. Hipótesis de la evolución bioquímica. Hipótesis de creación. Científicos. Hipótesis de generación espontánea. El surgimiento de la vida. El surgimiento de la vida en la Tierra. Hipótesis estacionaria. Hipótesis de generación espontánea y estado estacionario.

"Teorías del origen de la vida" - El origen de la vida en la Tierra. Hipótesis de la biopoyesis. Vía abiogénica. Creacionismo. Método biogénico. Teorías del origen de la vida. Hipótesis de la panspermia. Los organismos son diferentes de los no vivos. Compuestos orgánicos. Qué es la vida. Van Helmont. Hipótesis estacionaria. La hipótesis del origen espontáneo de la vida en la Tierra. Teoría de la evolución bioquímica de Oparin. El microbiólogo francés Louis Pasteur. Propiedades proteicas.

"Hipótesis del origen de la vida en la Tierra" - Francesco Redi. Hipótesis de generación espontánea de vida. El agua es la base de la vida. Los seres vivos pueden surgir de seres no vivos. La esencia de la abiogénesis. Gotas coacervadas. Hipótesis de la panspermia. La hipótesis creacionista está fuera del campo científico. Hipótesis de creación. Estado de vida estacionario. Luis Pasteur. La experiencia de Francesco Redi. Los experimentos de Louis Pasteur. Hay varias hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra. 2 puntos de vista mutuamente excluyentes.

"El problema del origen y la esencia de la vida" - El concepto de estado estacionario. Propiedad de quiralidad. Los seres vivos se diferencian de los no vivos en su estructura celular. La idea de generación espontánea. Oparin. ARN mensajero. Creacionismo. Complejos de sistemas. El concepto de origen espontáneo (espontáneo) de la vida. La esencia de la vida y el problema del origen de la vida. Aproximación de sustrato a la definición de vida. Origen del concepto de vida. Proceso de reproducción. Observación microscópica.

"Los organismos más antiguos de la Tierra": tipo braquiópodo. Equipo. Teorías del origen de la vida en la tierra. Teoría del espacio. Teoría evolutiva. Lista de subdivisiones temporales. La teoría de la generación espontánea. Teorías del origen de la vida. En qué período vivimos contigo. Similitudes y diferencias. El concepto de tabla geocronológica. Creó su propia teoría. Clase de moluscos bivalvos. Cerradura de peine. Clase de trilobites. Jan Baptist Van Helmont.

resúmenes de otras presentaciones

Hipótesis de la evolución bioquímica - Miller, Stanley Lloyd. El proceso que condujo al surgimiento de la vida en la Tierra. El experimento Miller-Yuri. Caldo primario. Gotas coacervadas. La hipótesis de A.I. Oparin. El origen de la vida en la Tierra. Condiciones para el origen de la vida. Teoría de Oparin-Haldane. Varios aspectos.

"Hipótesis de Oparin" - Célula viva. Biografía de A.I. Oparin. La hipótesis de A.I. Oparin sobre el origen de la vida en la Tierra. Formación de la atmósfera terrestre. Alexander Ivanovich Oparin. Biólogo inglés. Etapas del origen de la vida en la Tierra. Biografía. Instalación de Stanley Miller. La teoría del origen de la vida en la Tierra. La hipótesis del origen espontáneo de la vida. Concepto. Hipótesis de la evolución bioquímica. Coágulos llamados gotitas coacervadas.

"Teorías de biogénesis y abiogénesis" - Partidarios de la teoría de la panspermia. Demócrito. Gusanos La tierra nunca llegó a existir. Teorías de biogénesis y abiogénesis sobre el origen de la materia viva. La teoría de la generación espontánea. Aminoácidos. Falta de organismos vivos. Bioquímico y genetista inglés John Haldane. Etapas del origen de la vida en la Tierra. Creacionismo. La teoría de la evolución bioquímica. Creacionistas. La teoría de la generación espontánea. Describe la etapa bioquímica de la evolución química.

"Evolución química": la vida surgió en condiciones inadecuadas para la biota moderna. Geocronología. La historia geológica de la Tierra es inseparable de su evolución biológica. Solo unos pocos cientos están involucrados en la construcción de los vivos. El concepto de autoorganización en química. La protoestrella es el sol. El químico ruso A.P. Rudenko. Se conocen alrededor de 8 millones de compuestos químicos. Hipótesis de la evolución bioquímica (Oparin-Haldane). Elementos que forman las duras cáscaras de los planetas.

"Evolución bioquímica de la oparina" - Evolución bioquímica. 2) La formación de biopolímeros, lípidos, hidrocarburos en los cuerpos de agua primarios de la Tierra a partir de los compuestos orgánicos acumulados. 1894-1980. Considerando el problema del origen de la vida a través de la evolución bioquímica, Oparin distingue tres etapas de la transición de la materia inanimada a la materia viva. Teoría de Oparin. El origen de la vida en la Tierra es un largo proceso evolutivo de formación de materia viva en las profundidades de lo inanimado.

"Teoría de la evolución bioquímica" - Concentración de sustancias en gotas coacervadas. La tercera etapa se caracterizó por la excreción. La transición a la nutrición autótrofa fue de gran importancia para la evolución. La vida fue creada por un ser sobrenatural. El químico estadounidense S. Fox preparó una mezcla de aminoácidos. Los procesos como resultado de los cuales podría surgir vida en la Tierra. Una hipótesis que considera la vida como resultado de una larga evolución. Moléculas simples.