Прообразами живых организмов были. Теории развития жизни на земле

Контрольно-измерительные материалы по теме «Возникновения и развитие жизни на Земле»

Дата____________ Фамилия, имя________________________ Класс________

Вариант 1

I .Дополните утверждения:

1. Согласно биохимической теории,жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся __________________и _________________законам;

2.Согласно теории абиогенеза _____________________________________________-

3. Согласно теории стационарного существования, жизнь___________________________

4. Первые живые организмы (пробионты),появившиеся на Земле, по способу дыхания были_______________________ и питания были ___________________.

5. С момента появления на Земле организмов-прокариот прошло ____________млрд. .лет

первых одноклеточных организмов-эукариот прошло___________ млн. лет

II

1. появления основных структур и процессов на ранних этапах возникновения и эволюции жизни на Земле.:

А. органические мономеры-полимеры-брожение-клетки-дыхание-фотосинтез

В. органические мономеры-полимеры-клетки--фотосинтез-дыхание

С. органические полимеры- мономеры-клетки-фотосинтез-брожение-дыхание

Д. органические мономеры-полимеры-клетки-дыхание-брожение-фотосинтез

В. кембрий, ордовик, силур, девон,карбон, пермь

С. ордовик, кембрий, силур,девон, карбон,пермь

Д. девон, карбон, ордовик, силур, пермь,кембрий

3. правильная геохронологическая последовательность периодов мезозоя:

А. юра,триас, мел

В. мел.юра. триас

С. триас. юра. мел

Д. мел.триас, юра

III .Отметьте верные высказывания «да» или « нет»:

1.Согласно коацерватной гипотезе, первые белковые структуры (протобионты) появились на Земле в результате самопроизвольного разделения водного раствора полимеров на капельки с высокой концентрацией веществ.

2.Основная причина совершенствования коацерватов до первичных живых существ-способность капель к самосборке и самовоспроизведению с нарастающей сложностью.

3.Началом биологической эволюции на Земле принято считать момент возникновения первых одноклеточных эукариотических организмов-растений, животных, грибов.

IV .Установи соответствие:

А) В 1947 г сформулировал теорию биопоэза.

Б) В 1929 г установил, что источник энергии для абиогенного синтеза служит ультрафиолетовое излучение

В) установил, что микроорганизмы образуются из спор переносимых по воздуху

Г) впервые дал определение "жизни»

Д) В 1861 году опытным путем доказал невозможность появление живого от неживого

Е)В 1924 г сформулировал коацерватную гипотезу.

V. Тест.

1.Кто из названных ученых окончательно опроверг теорию самозарождения организмов?

А. Дарвин В. Ламарк С. Пастер Д. Реди

2.Суть теории самозарождения заключается в том, что она поддерживает идею:

А. возникновения живых организмов из неживых

В. возникновения живого от живого

С. создание живого высшими силами

Д. занесение организмов из вне

3.Одним из важнейших этапов возникновения жизни можно считать:

А. появление аминокислот

В. появление углеводов

С. появление нуклеиновых кислот

Д. появление липидов

4.Какое свойство органических молекул позволило им стать «основой жизни»?

А. способность к разнообразным химическим реакциям

В. способность к самоорганизации и воспроизведению

С. сложность их строения

5.Источниками энергии для синтеза органических молекул на древней Земле могли быть:

А.видимый свет

В. ультрафиолетовое излучение

Д. все перечисленное

6.Древняя атмосфера Земли была, вероятно восстановительной, так как:

В. органические соединения не синтезировались в окисляющей среде

С. соединения органических веществ с кислородом неустойчивые

Д.все перечисленное

Контрольно-измерительные материалы по теме «Возникновение и развитие жизни на Земле»

Дата____________ Фамилия, имя________________________ Класс________

Вариант 2

I .Дополните утверждения:

1. Согласно теории панспермии. жизнь _____________________________________

2.Согласно теории биогенеза, _____________________________________________-

3. Организмы.появившиеся на Земле при истощении запаса абиогенных органических веществ, по способу дыхания ___________________________способу питания____________________

4.Появление на Земле процесса фотосинтеза привело к накоплению _________________

И обогащению ___________________ ______________

5. По современным представлениям возраст Земли составляет______________ млрд.лет

II .Установи правильную последовательность:

1.характерную для первичной атмосферы Земли:

А. азот-аммиак-метан-сероводород-пары воды

В. кислород-аммиак-сероводород-оксиды углерода-метан

С. кислород-аммиак-оксиды углерода-метан-азот

Д. аммиак-метан-сероводород-оксиды углерода-пары воды

2.правильная геохронологическая последовательность периодов палеозоя:

А. кембрий, силур, ордовик, пермь, карбон, девон

В. ордовик, кембрий, силур,девон, карбон,пермь

С. девон, карбон, ордовик, силур, пермь,кембрий

Д. кембрий, ордовик, силур, девон,карбон, пермь

3. правильная геохронологическая последовательность периодов мезозоя:

А. триас.юра. мел

В. юра, триас, мел

С. мел. юра. триас

Д. мел. триас, юра

III .Отметьте верные высказывания «да» или «нет»:

1.Согласно коацерватной гипотезе, коацерваты обладали свойствами живого потому, что они состояли из белковых молекул и избирательно поглощали вещества.

2.Гипотеза,постулированная А. И. Опариным и экспериментально проверенная С. Миллером, заключается в том, что первичный океан содержал высокие концентрации белков и нуклеиновых кислот

3.Накопление в атмосфере первичной Земли кислорода и появление озонового экрана привело к прекращению абиогенного синтеза органических веществ и защите первых организмов от ультрафиолетового излучения.

IV .Установи соответствие:

А. Господство покрытосеменных, расцвет насекомых, костистых рыб, птиц, плацентарных и сумчатых млекопитающих, появление приматов.

Б. Начало расцвета пресмыкающихся, появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб.

В. Возникновение первых прокариот-появление цианобактерий, железобактерий, сине-зеленых анаэробных автотрофных предшественников зеленых водорослей

Г. Расцвет бактерий, смена прокариот эукариотами; одноклеточность сменяется многоклеточностью, бурный расцвет водорослей и вымирание одноклеточных.

Д. Появление кистеперых рыб, выход позвоночных на сушу, появление стегацефалов, распространение на суше высших споровых растений.

Е. Формирование в результате оледенения современных покрытосеменных растений, вымирание мамонтов, саблезубых тигров. расцвет крупных копытных млекопитающих.историческое развитие человека.

Ж. Господство пресмыкающихся, появление археоптерикса, господство голосеменных растений.

З. Расцвет земноводных, появление летающих насекомых, пауков, скорпионов, расцвет папоротникообразных, появление семенных папоротников.

V .Тест:

1.Убедительность опыта Луи Пастера заключалась в том, что:

А. он преградил путь «жизненной силе», запаяв колбу с питательной средой

В. стерилизовал питательную среду и доказал, что в ней нет микроорганизмов

С. доказал, что микроорганизмы могут быть занесены в питательную среду только вместе с внешним воздухом.

2.В смеси Миллера содержались аммиак и метан. Почему эти вещества были необходимы для опыта:

А. он хотел доказать, что эти вещества содержались в составе первичной атмосферы Земли

В. он хотел доказать невозможность зарождения жизни в первичной атмосфере Земли

С. он хотел доказать возможность синтеза органических соединений в условиях первичной атмосферы Земли.

Д. нет ответа

3.Какая реакция лежит в основе образования аммиака:

А. реакция углекислого газа с азотом

В. реакция воды с азотом

С. реакция водорода с азотом.

Д. реакция азота и кислорода

А. они могли поглощать одни вещества из внешней среды и выделять в нее другие

В.они были ограничены от водной среды подобием мембраны

С.они могли менять размеры

Д.по всем указанным причинам

5.Фотосинтез и окислительный метаболизм:

А. появились внезапно

В. были первой метаболической системой

С. подготовили базу для возникновения кислородного метаболизма

Д. все перечисленное

6.Если первичные формы жизни возникли 4 млрд. лет назад,то:

А. поверхность Земли могла быть слишком горячей, чтобы на ней существовали океаны

В. океаны были бы замерзшими

С. эти жизненные формы должны были бы синтезировать глюкозу из СО 2 и Н 2 О

Д. не было бы воды для того. чтобы поддерживать их рост

Бакирова Рашида Шайкеновна, учитель биологии и химии

КГУ№7,г.Шахтинск,Карагандинская обл. Республика Казахстан

Строение первых живых организмов хотя и было гораздо совершеннее, чем у коацерватных капелек, но все же оно было несравненно проще нынешних живых существ. Естественный отбор, начавшийся в коацерватных капельках, продолжался и с появлением жизни. В течение долгого времени строение живых существ все более улучшалось, приспособлялось к условиям существования.

Вначале пищей для живых существ были только органические вещества, возникшие из первичных углеводородов. Но с течением времени количество таких веществ уменьшилось. В этих условиях первичные живые организмы выработали в себе способность строить органические вещества из элементов неорганической природы - из углекислоты и воды. В процессе последовательного развития у них появилась способность поглощать энергию солнечного луча, разлагать за счет этой энергии углекислоту и строить в своем теле из ее углерода и воды органические вещества. Так возникли простейшие растения - сине-зеленые водоросли. Остатки сине-зеленых водорослей обнаруживаются в древнейших отложениях земной коры.

Другие живые существа сохранили прежний способ питания, но пищей им стали служить первичные растения. Так возникли в своем первоначальном виде животные.

На заре жизни и растения, и животные были мельчайшими одноклеточными существами, подобными живущим в наше время бактериям, сине-зеленым водорослям, амебам. Большим событием в истории последовательного развития живой природы стало возникновение многоклеточных организмов, т. е. живых существ, состоящих из многих клеток, объединенных в один организм. Постепенно, но значительно быстрее, чем раньше, живые организмы становились все сложнее и разнообразнее.

С образованием сложных ультра молекулярных систем (пробионтов) включающих нуклеиновые кислоты, белки ферменты и механизм генетического кода, появляется жизнь на Земле. Пробионты нуждались в различных химических соединениях - нуклеотидах, аминокислотах и др. Из-за низкой степени генетической информации, пробионты обладали достаточно ограниченными возможностями. Дело в том, что они использовали для своего роста готовые органические соединения, синтезированные в ходе химической эволюции, и если бы жизнь на своем раннем этапе существовала только в форме одного вида организмов, то первичный бульон был бы достаточно быстро исчерпан.

Однако благодаря тенденции к приобретению большого разнообразия свойств, и в первую очередь, к возникновению способности синтезировать органические вещества из неорганических соединений с использованием солнечного света, этого не произошло.

В начале следующего этапа образуются биологические мембраны-органеллы, ответственные за форму, структуру и активность клетки. Биологические мембраны построены из агрегатов белков и липидов, способных отграничить органическое вещество от среды и служить защитной молекулярной оболочкой. Предполагается, что образование мембран могло начаться еще в процессе формирования коацерватов. Но для перехода от коацерватов к живой материи были необходимы не только мембраны, но и катализаторы химических процессов - ферменты или энзимы. Отбор коацерватов усиливал накопление белково-подобных полимеров, ответственных за ускорение химических реакций. Результаты отбора фиксировались в строении нуклеиновых кислот. Система успешно работающих последовательностей нуклеотидов в ДНК усовершенствовалась именно путем отбора. Возникновение самоорганизации зависело как от исходных химических предпосылок, так и от конкретных условий земной среды. Самоорганизация возникла как реакция на определенные условия. При самоорганизации отсеивалось множество различных неудачных вариантов, до тех пор, пока основные черты строения нуклеиновых кислот и белков не достигли оптимального соотношения с точки зрения естественного отбора.

Благодаря предбиологическому отбору самих систем, а не только отдельных молекул, системы приобрели способность совершенствовать свою организацию. Это был уже следующий уровень биохимической эволюции, который обеспечивал возрастание их информационных возможностей. На последнем этапе эволюции обособленных органических систем сформировался генетический код. После образования генетического кода эволюция развивается вариациями. Чем дальше она продвигается во времени, тем многочисленнее и сложнее вариации.

Однажды возникнув, жизнь стала развиваться быстрыми темпами показывая ускорение эволюции во времени. Так, развитие от первичных пробионтов до аэробных форм потребовало около 3 млрд лет, тогда как с момента возникновения наземных растений и животных прошло около 500 млн лет; птицы и млекопитающие развились от первых наземных позвоночных за 100 млн лет, приматы выделились за 12-15 млн лет, для становления человека потребовалось около 3 млн лет.

Заключение .

Истинная основа жизни образовалась в результате появления клетки, в которой биологические мембраны объединили отдельные органеллы в единое целое.

Первые клетки были примитивны и не имели ядра. Но такие клетки существуют и в настоящее время. Удивительно, ведь они появились более 3 млрд. лет назад.

Первые клетки были прообразом всех живых организмов: растений, животных, бактерий. Позже, в процессе эволюции, под воздействием дарвиновских законов естественного отбора клетки совершенствовались и появились специализированные клетки высших многоклеточных, растений и животных - метафитов и метазоа.

В качестве объединяющей зависимости между химической эволюцией переходящей затем в биохимическую и биологическую эволюцию можно привести следующую:

простые молекулы

сложные макромолекулы и ультра молекулярные системы (пробионты)

одноклеточные организмы.

Итак, живой мир сотворен. На это потребовалось более 3 миллиардов лет, и это было самым трудным. Не поддается перечислению огромное количество вариантов развития исходных углеродных соединений. Однако самым важным был результат – возникновение жизни на Земле.

Несмотря на важность знаний, относительно условий, причин и процессов появления жизни на Земле в наше время НТП многие не уделяют этому должного внимания. Хотя для всех должно быть очень ясно, что жизнь, окружающая нас, формировалась в течение такого гигантского периода времени, который просто неподвластен нашему сознанию. И только поэтому, тот ущерб, который уже был нанесен всему живому за прошедший век, пока еще не привел к необратимым последствиям. Однако, благодаря НТП человек сам, не осознавая того, создает все более опасные для всего живого изобретения. И, к сожалению, никто не знает, какое из них будет последним….

А ведь мы часть живого мира, на создание которого потребовались миллиарды лет. Думаю, есть о чем задуматься.

Литература.

Ващекин Н.П. «Концепции современного естествознания», М, МГУК, 2000

Потеев М.И. «Концепции современного естествознания», Санкт-Петербург, Питер, 1999

Югай Г. А. «Общая теория жизни», М., Мысль, 1985

Урок биологии в 9 классе по теме «Начальные этапы развития жизни»

Нефедова Е. В .,учитель

биологии МОУ

«Гимназия № 58» г. Саратов

Цель урока: изучить причины и следствия развития жизни на Земле.

Задачи:

образовательная: рассмотреть основные этапы биологической эволюции, выяснить ее причины, и значение;

развивающая: продолжить формирование умений анализировать, выявлять причинно – следственные связи, формировать выводы.

Методы: беседа, сообщения учащихся.

Оборудование: компьютер, интерактивная доска, таблицы, карточки.

План урока

Организационный момент.

Опрос домашнего задания (карточки, вопросы, тесты).

Изучение нового материала:

Закрепление.

Подведение итогов. Выставление оценок. Домашнее задание.

Ход урока

Организационный момент.

Опрос домашнего задания «Современные представления о возникновении жизни» можно начать с вопросов:

Какие химические элементы и их соединения были в первичной атмосфере Земли?

Укажите условия, необходимые для абиогенного образования органических соединений.

Какие соединения были распространены в водах первичного океана?

Что такое коацерваты?

В чем сущность химической эволюции на ранних этапах существования Земли?

Какое событие положило начало биологической эволюции?

Когда на Земле появились первые клеточные организмы?

В это же время некоторые ученики работают по карточкам.

Закончить опрос домашнего задания можно тестами:

Тесты для повторения темы: «Возникновение жизни на Земле»

1. Кто из названных ученых окончательно опроверг теорию самозарождения организмов?

а) Дарвин

б) Пастер

в) Ламарк

2. Суть теории самозарождения заключается в том, что она поддерживает идею:

а) возникновение живых организмов из неживых тел

б) возникновение живого от живого

в) создания живого высшими силами

3. Согласно биохимической теории жизнь:

а) существовала всегда

б) занесена на нашу планету из вне

в) возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам

4. В смеси Миллера содержались аммиак и метан. Почему эти вещества были необходимы для опыта?

а) он хотел доказать, что эти вещества содержались в составе первичной атмосферы Земли.

б) он хотел доказать невозможность зарождения жизни в первичной атмосфере Земли.

в) он хотел доказать возможность синтеза органических соединений в условиях первичной атмосферы Земли.

5. Какая реакция лежит в основе образования аммиака?

а) реакция углекислого газа с азотом

б) реакция воды с азотом

в) реакция водорода с азотом

6. Суть гипотезы А.И. Опарина заключается:

а) в признании абиогенного синтеза органических соединений.

б) в отрицании абиогенного синтеза органических соединений.

в) в утверждении, что жизнь была привнесена из вне.

а) они могли поглощать одни вещества из внешней среды и выделять в нее другие.

б) они были отграничены от водной среды подобием мембраны.

в) по всем указанным причинам.

8. Одним из важнейших этапов возникновения жизни можно считать:

а) появление аминокислот

б) появление углеводов

в) появление нуклеиновых кислот

9. Какое свойство органических молекул позволило им стать «основой жизни»?

а) способность к разнообразным химическим реакциям

б) способность к самоорганизации и воспроизведению

в) сложность их строения

10. Согласно космической теории жизнь:

а) возникала неоднократно из неживого вещества

б) занесена на нашу планету из вне

в) была создана сверхъестественным существом в определенное время.

Правильные ответы: 1 – б, 2 – а, 3 – в, 4 – в, 5 – в, 6 – а, 7 – в, 8 – в, 9 – б,

Изучение нового материала «Начальные этапы развития жизни на Земле

Прокариоты – первые одноклеточные организмы (презентация).

Появление эукариот (сообщение учащегося).

Появление многоклеточных организмов (сообщение учащегося).

После объяснения материала ребята выполняют работу в тетради на печатной основе (А.Ю. Цибулевский Биология- 9. Рабочая тетрадь к учебнику).

Закрепление:

1.Тесты для закрепления темы «Начальные этапы развития жизни»

Выберите правильные варианты ответов:

1. Первые живые организмы (пробионты), появившиеся на Земле, по способу дыхания и способу питания были;

а) анаэробными гетеротрофами;

б) анаэробными фототрофами;

в) аэробными гетеротрофами.

2. Организмы, появившиеся на Земле при истощении запаса абиогенных органических веществ, по способу дыхания и способу питания были;

а) анаэробными гетеротрофами;

б) анаэробными фототрофами;

в) аэробными гетеротрофами.

3. Накопление в атмосфере первичной Земли кислорода и появление озонового экрана привело к:

а) началу абиогенного синтеза органических веществ и прекращению ультрафиолетового излучения;

б) началу абиогенного синтеза органических веществ и усилению ультрафиолетового излучения;

в) прекращение абиогенного синтеза органических веществ и защите первых организмов от ультрафиолетового излучения.

4. Началом биологической эволюции на Земле принято считать момент возникновения первых:

а) органических веществ, синтезированных абиогенным путем;

б) коацерватных капель, микросфер и других агрегатов из органических веществ;

в) одноклеточных прокариотических организмов – пробионтов;

5. С момента начала биологической эволюции на Земле скорость эволюционного процесса:

а) не изменялась;

б) постоянно возрастала;

в) постоянно убывала;

6. Крупнейшим ароморфозом, оказавшим существенное воздействие на ранние этапы эволюции жизни на Земле, стало:

а) появление новых клеток – прокариот;

б) появление первых клеток – эукариот;

в) возникновение фотосинтеза у анаэробных прокариот;

7. Первые многоклеточные эукариотические организмы на Земле произошли в ходе эволюции от:

а) одноклеточных прокариот;

б) одноклеточных эукариот;

в) многоклеточных прокариот.

Правильные ответы: 1 –а, 2 – б, 3 – в, 4 – в, 5 – б, 6 – в, 7 –б.

2. Работа с учебником (закончите предложение):

У первых одноклеточных организмов – прокариотов – наследственный материал не был окружен мембраной, а находился...(прямо в цитоплазме).

Они были гетеротрофами, т.е. использовали в качестве источника энергии (пищи)… (готовые органические соединения, находящиеся в растворенном виде в водах первичного океана).

Поскольку в атмосфере Земли свободного кислорода не было, они имели анаэробный (бескислородный) тип обмена, эффективность которого… (невелика).

Появление большого количества гетеротрофов приводило к истощению вод первичного океана: в нем оставалось все меньше… (готовых органических веществ).

Первыми фотосинтезирующими организмами, выделяющими в атмосферу О 2 , были…(синезеленые водоросли).

Со временем в результате взаимополезного сосуществования (симбиоза) различных прокариот возникли… (эукариоты, у которых появилось настоящее ядро, окруженное оболочкой).

Появление двойного набора генов сделало возможным…(обмен полными копиями генов между разными организмами, принадлежащими к одному виду, - возник половой процесс).

На рубеже архейской и протерозойской эр половой процесс привел к… (значительному увеличению разнообразия живых организмов благодаря созданию новых многочисленных комбинаций генов).

Около 2,6 млрд. лет тому назад появились… (многоклеточные организмы).

3. Вопросы:

1. Как питались первые живые организмы?

2.Что такое фотосинтез? Какую роль в развитии жизни на Земле сыграло его появление?

3. Какие организмы впервые стали выделять в атмосферу свободный кислород?

4. Какое значение для эволюции имело появление полового процесса?

Подведение итогов. Выставление оценок. Домашнее задание.

БИОНИКА Бионика – самая популярная из молодых наук, возникшая в 60-х годах 20-го столетия. Название происходит от древнегреческого слова «бион» – элемент жизни, буквально живущий. Эмблемой бионики является скальпель и паяльник, соединенные знаком интеграла, а девизом – «Живые прототипы – ключ к новой технике» Бионика – это наука, занимающаяся изучением построения и функционирования биологических систем, их применения для коренного усовершенствования уже существующих и создания новых машин, приборов, аппаратов, строительных конструкций и т.д. В процессе продолжительной эволюции природа создала на Земле бесчисленное множество живых организмов, многие из которых по праву могут быть отнесены к «Живым инженерным системам», функционирующим очень точно, научно и экономично, отличаются поразительной точностью, способностью реагировать на тончайшие изменения внешней среды, запоминать и учитывать эти изменения, приспосабливаться к ним. Бионика выделяет несколько направлений: Биологическое и медицинское, математическое и техническое и др.

Бионика в медицине Изобретение анестезии в медицине способствовало наблюдение за осами. Осы впрыскивали нервнопаралитическое вещество в область нервных стволов пауку, полностью его парализуя, но не убивая его, который неподвижно лежал в осином гнезде до появления личинок и служил им кормом.

Примером современной бионики в медицине служит технология реконструкции и наращивание зубной эмали, наращивание ногтей и волос. Основой для этой технологии является принцип построения морских губок, а также техника строения гнезд стрижей-саланганов. Оба этих принципа основаны на химиоотвердевающей и светоотвердевающей методиках.

Мало кто знает, что состояние глубокой спячки многих мелких грызунов и насекомых в зимнее время, при котором замедляется обменный процесс в органах и тканях, помогло проводить операции на сердце и головном мозге. В это время осознанно переохлаждают тело человека для замедления обменных процессов в тканях и органах.

Снегоступы Лапы американских зайцев- беляков на ступнях окружены пушистыми «ковриками», благодаря чему их вес лучше распределён и они могут ступать по мягкому снегу. Снегоступы – обувь для охотников в Арктике – созданы абсолютно по такому же принципу: они распределяют вес тела по всей площади обуви.

Липучка (велькро) В 1957 году обыкновенный репейник, который цеплялся за шерсть собаки, вдохновил швейцарского инженера Жоржа де Мистраля на изобретение «липучки». Потратив на своё изобретение целых 8 лет, он создал «липучку» - синтетический материал, сделанный из двух нейлоновых полосок. Одна покрыта крошечными петельками, а вторая мельчайшими крючочками. Когда их соединяют вместе, они крепко прилипают друг к другу, но могут легко снова разделиться.

Узоры на покрышке шины Наши пальцы покрыты мелким узором складок и углублений, которые помогают удерживать гладкие или мокрые предметы. Узоры на покрышке шины – увеличенный вариант того же приспособления – гарантируют, что шины не будут скользить на мокрой дороге.

Застёжка-молния Перо состоит из тысяч тончайших ворсинок, укреплённых вдоль его стержня. Каждая ворсинка снабжена микроскопическим и крючочками. Они сцепляются таким образом, что создают, ровную плотную поверхность пера. Внутри скользящего замка застёжки-молнии находятся клинья, которые либо соединяют, либо разъединяют зубчики. Эти зубчики плотно и надёжно цепляются крючками друг за друга.

Изготовление бумаги Люди делают бумагу, обрабатывая древесину и превращая её в мягкую массу, которая затем выжимается, очищается, отбеливается и раскатывается в листы. Осы – изобретатели естественного способа бумажного производства. Они строят гнёзда из частиц пережёванной древесины, смачивая их своей слюной. Древесно-стружечная плита является аналогичным материалом, только осиная слюна заменена искусственным клеем.

Дамбы Бобры перекрывают плотинами небольшие реки, создавая запруды, где сооружают хижины. Их дамбы настолько хорошо построены, что могут держаться веками. Люди возводят дамбы для создания больших искусственных водоёмов, содержащих миллионы литров воды. Эти огромные запасы воды используются в домах, на фабриках, заводах.

Туннель Суслики выкапывают длинные лабиринты, соединённых между собой туннелей. Главное в них – хорошая циркуляция воздуха, поэтому они сооружают вулканоподобные вентиляционные башни. Туннель под Ла-Маншем – один из самых гигантских инженерных проектов 20 века. Он предназначен для скоростной железнодорожной перевозки между Великобританией и Францией. Вентиляционные системы гарантируют безопасность от ядовитых веществ и газов, а также делают воздух чистым.

Конструкция зданий Сложная сеть прожилок на нижней стороне листа гигантской водяной лилии надёжно укрепляет и поддерживает его обширную поверхность. Подобное расположение жилок было скопировано в некоторых конструкциях зданий, самое знаменитое из них - Хрустальный дворец в Лондоне.

Архитекторы, дизайнеры, инженеры, психологи и биологи разработали проект «Вертикальный бионический город-башня». Через 15 лет в Шанхае должен появится этот город. Он рассчитан на 100 тысяч человек. В основу проекта положен «принцип конструкции дерева». Башня-город будет иметь форму кипариса высотой 1228м, в башне будет 300 этажей, 12 вертикальных кварталов между ними перекрытия-стяжки с садами. Тщательно продуманная конструкция аналогично строению ветвей и всей кроны кипариса.

Теория биохимической эволюции
До середины XX в. многие ученые полагали, что органические соединения могут возникать только в живом организме. Именно поэтому их назвали органическими соединениями в противоположность веществам неживой природы - минералам, которые получили название неорганических соединений. Считалось, что органические вещества возникают только биогенно, а природа неорганических веществ совершенно иная, поэтому возникновение даже простейших организмов из неорганических веществ совершенно невозможно. Однако после того как из обычных химических элементов было синтезировано первое органическое соединение, представление о двух разных сущностях органических и неорганических веществ оказалось несостоятельным. В результате этого открытия возникли органическая химия и биохимия, изучающие химические процессы в живых организмах.

Кроме того, данное научное открытие позволило создать концепцию биохимической эволюции, согласно которой жизнь на Земле возникла в результате физических и химических процессов . В основу этой гипотезы были положены данные о сходстве веществ, входящих в состав растений и животных, о возможности в лабораторных условиях синтезировать органические вещества, составляющие белок.

Академик А.И. Опарин опубликовал в 1924 г. свой труд «Происхождение жизни», где была изложена принципиально новая гипотеза происхождения жизни. Суть гипотезы сводилась к следующему: зарождение жизни на Земле - длительный эволюционный процесс становления живой материи в недрах неживой. И произошло это путем химической эволюции, в результате которой простейшие органические вещества образовались из неорганических под влиянием сильнодействующих физико-химических факторов , и тем самым химическая эволюция постепенно поднялась на качественно новый уровень и перешла в биохимическую эволюцию.

Рассматривая проблему возникновения жизни путем биохимической эволюции, Опарин выделяет три этапа перехода от неживой материи к живой:

Синтез исходных органических соединений из неорганических веществ в условиях первичной атмосферы первобытной Земли;

Формирование в первичных водоемах Земли из накопившихся органических соединений биополимеров, липидов, углеводородов;

Самоорганизация сложных органических соединений, возникновение на их основе и эволюционное совершенствование процесса обмена веществ и воспроизводства органических структур, завершающееся образованием простейшей клетки.

Несмотря на всю экспериментальную обоснованность и теоретическую убедительность, концепция Опарина имеет как сильные, так и слабые стороны.

Сильной стороной концепции является достаточно точное соответствие ее химической эволюции, согласно которой зарождение жизни есть закономерный результат добиологической эволюции материи. Убедительным аргументом в пользу этой концепции выступает также возможность экспериментальной проверки ее основных положений. Это касается лабораторного воспроизведения не только предполагаемых физико-химических условий первичной Земли, но и коацерватов, имитирующих доклеточного предка и его функциональное особенности.

Слабая сторона концепции - это невозможность объяснить сам момент скачка от сложных органических соединений к живым организмам - ведь ни в одном из поставленных экспериментов получить жизнь так и не удалось. Кроме того, Опарин допускает возможность самовоспроизведения коацерватов при отсутствии молекулярных систем с функциями генетического кода. Иными словами, без реконструкции эволюции механизма наследственности объяснить процесс скачка от неживого к живому невозможно. Поэтому сегодня считается, что решить эту сложнейшую проблему биологии без привлечения концепции открытых каталитических систем, молекулярной биологии, а также кибернетики не получится

Сущность этой теории состоит в том, что биологической эволюции - т.е. появлению, развитию и усложнению различных форм живых организмов, предшествовала химическая эволюция - длительный период в истории Земли, связанный с появлением, усложнением и совершенствованием взаимодействия между элементарными единицами, «кирпичиками», из которых состоит все живое - органическими молекулами.

По мнению большинства ученых (в первую очередь астрономов и геологов), Земля сформировалась как небесное тело около 5 млрд лет назад путем конденсации частиц вращавшегося вокруг Солнца газопылевого облака.
В этот период Земля представляла собой раскаленный шар, температура поверхности которого достигала 4000-8000°С.
Постепенно, за счет излучения тепловой энергии в космическое пространство, Земля начинает остывать. Около 4 млрд лет назад Земля остывает настолько, что на ее поверхности формируется твердая кора; одновременно из ее недр вырываются легкие, газообразные вещества, поднимающиеся вверх и формирующие первичную атмосферу. По составу первичная атмосфера существенно отличалась от современной. Свободный кислород в атмосфере древней Земли отсутствовал, а в ее состав входили водород (Н 2), метан (СН 4), аммиак (NH 3), пары воды (Н 2 О), азот (N 2), окись и двуокись углерода (СО и С0 2).
Отсутствие в атмосфере первичной Земли свободного кислорода является важной предпосылкой возникновения жизни, поскольку кислород легко окисляет и тем самым разрушает органические соединения. Поэтому при наличии в атмосфере свободного кислорода накопление на древней Земле значительного количества органических веществ было бы невозможно.
Когда температура первичной атмосферы достигает 100°С, в ней начинается синтез простых органических молекул, таких, как аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты , пр остые сахара, многоатомные спирты, органические кислоты и др. Энергию для синтеза поставляют грозовые разряды, вулканическая деятельность, жесткое космическое излучение и, наконец, ультрафиолетовое излучение Солнца, от которого Земля еще не защищена озоновым экраном, причем именно ультрафиолетовое излучение ученые считают основным источником энергии для абиогенного (т.е. проходящего без участия живых организмов) синтеза органических веществ.

При температуре первичной атмосферы ниже 100°С формируется первичный океан, начинается синтез простых органических молекул, а затем и сложных биополимеров. Прообразами живых организмов являются коацерватные капли, появившиеся в первичном океане и сформировавшими органический бульон. Коацерватные капли обладают некоторым подобием обмена веществ:

• могут избирательно впитывать из раствора некоторые вещества и выделять в окружающую среду продукты их распада и расти;
• по достижении определенного размера начинают «размножаться», отпочковывая маленькие капельки, которые, в свою очередь, могут расти и «почковаться»;
• в процессе перемешивания под действием волн и ветра могут покрываться оболочкой из липидов: одинарной, напоминающей мицеллы мыла (при однократном отрыве капли от поверхности воды, покрытой липидным слоем), либо двойной, напоминающей клеточную мембрану (при повторном падении капли, покрытой однослойной липидной мембраной, на липидную пленку, покрывающую поверхность водоема).

Процессы возникновения коацерватных капель, их роста и «почкования», а также «одевания» их мембраной из двойного липидного слоя легко моделируются в лабораторных условиях.