Bài 32 nguồn gốc sự sống

CHƯƠNG II
SỰ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN
CỦA SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT

BÀI 32: NGUỒN GỐC SỰ SỐNG


H2O
CH4

CO2
NH3


Sự phát sinh sự sống trên trái đất trải
qua 3 giai đoạn chính

Tiến hóa hóa học

Tiến hóa tiền sinh học

Tiến hóa sinh học


I – Tiến hóa hóa học
1. Khái niệm

Tiến hóa hóa học là giai đoạn tiến hóa hình thành nên các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ

2. Sự hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ

Aleksandr Ivanovich Oparin
02/03/1894 – 21/04/1980

John Burdon
Sanderson Haldanen
05/11/1892 – 01/12/1964


Quan niệm của Oparin

Quan niệm của Haldane

Khí quyển nguyên thủy

CH4; NH3; H2 và hơi nước

CO2; NH3 và hơi nước

Nguồn cacbon

CH4

CO2

Nơi hình thành cơ thể sống đầu tiên

Khí quyển, đại dương

Khí quyển, đại dương

Sự xuất hiện tự nhiên của giọt coaxecva thông qua

Sự tổng hợp của các hợp chất hữu cơ ngày càng

tiến hóa hình thành tế bào

phức tạp dưới tác dụng của tia tử ngoại

Cơ chế


Stanley Miller

Harold Urey

07/03/1930 – 20/05/2007

29/04/1893 – 05/01/1981


3. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ


THÍ NGHIỆM CỦA FOX VÀ CỘNG SỰ (1950)

THÍ NGHIỆM
CHỨNG MINH
CÁCVÀCHẤT
THÍ NGHIỆM

CỦA FOX
HỮU CƠ
ĐƠN
GIẢN TRÙNG
CỘNG
SỰ CHỨNG
MINH PHÂN
TRONG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ĐỂ TẠO
ĐIỀU GÌ?
RA CÁC ĐẠI PHÂN TỬ HỮU CƠ

aa

aa

0
150- 180 aaC

t
aa

aa

aa
aa

Protein nhiệt
aa

aa

aa

aa


3. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ



II – Tiến hóa tiền sinh học
1. Khái niệm

Tiến hóa tiền sinh học là giai đoạn tiến hóa hình thành nên các tế bào sơ khai
(protobion) và sau đó là hình thành nên những tế bào sống đầu tiên.


2. Sự tạo thành các giọt Coaxecva

Năm 1936, trong tác phẩm “Nguồn gốc của sự sống trên Trái Đất” (The Origin of Life on the Earth), Oparin cho
rằng không khí giàu oxi và những hình thái sống phức tạp như hiện nay đã ngăn cản những chuỗi phản ứng tạo
nên sự sống đã từng xảy ra trong lịch sử hình thành Trái Đất khi mà một “món súp nguyên thủy” với những hợp
chất hữu cơ hình thành nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời trong điều kiện thiếu oxi. Sau đó, chính những hợp
chất hữu cơ cao phân tử hòa tan trong nước thành các dung dịch keo bao gồm các hạt rất nhỏ gọi là coaxecva.
Những giọt này có thể lớn lên nhờ hấp thụ các giọt khác, có thể phân chia thành các hạt nhỏ hơn, do đó nó có các
tính chất cơ bản của sự sống nguyên thủy.



II. TIẾN HÓA TIỀN SINH HỌC

g
àn
M

Pr
Pr

p

tp
ho

h

TtGIỌT COAXECVA CÓ KHẢ
TtTHÃY DỰ ĐOÁN XEM GIỌT
NĂNG TRAO ĐỔI CHẤT, SINH
COAXECVA MANG NHỮNG ĐẶC
TRƯỞNG VÀ SINH SẢN THEO
ĐIỂM GÌ CỦA SỰ SỐNG?
KIỂU PHÂN ĐÔI

pit
i
l
o

L

ARN
ARN

Pr

ARN

L
L

L
L

L

L
L
L

L

L
L

L

L

L

ARN+ Pr

L
L

Pr + ARN

zim
n
E

L

L

L

L
L

ADN+Pr

CLTN
L

L
L

Ion

3. Sự hình thành các lớp màng phân biệt Coaxecva với môi trường

Từ Protein-Peptit hình thành lớp màng tương tự màn sinh chất tế bào, dẫn đến phân biệt coaxecva
với môi trường, tạo thành không gian riêng giảm bớt tác động lệ thuộc từ môi trường

Thông qua màng, coaxecva thực hiện quá trình trao đổi chất với môi trường.


4. Sự xuất hiện các enzim đóng vai trò xúc tác

Trong coaxecva, hình thành hệ enzim thúc đẩy quá trình tổng hợp và phân giải chất hữu cơ
theo phương thức sinh học xúc tác cho phản ứng tổng hợp và phân hủy các chất.

Quá trình này diễn ra chủ động, cung cấp năng lượng cho sự tái tạo sự sống.


5. Sự xuất hiện các cơ chế tự sao chép

Sự tương tác giữa axit nucleit và protein trong coaxecva dẫn đến sự hình thành cơ chế tự sao
chép truyền lại các đặc điểm từ thế hệ này sang thế hệ khác, nhờ đó sự sống được duy trì
liên tục và không ngừng phát triển.


Kết quả của quá trình tiến hóa tiền sinh học

CH4 C2N2 CO
NH3

Hơi nước

H2

Pr

Pr

AN

Côaxecva
Côaxecva

CLTN
Màng
Màng sinh
sinh chất
chất
Tế
Tế bào
bào sống
sống nguyên
nguyên thủy
thủy

CLTN
CLTN
CLTN

Enzim
Enzim

CLTN
Tự
Tự nhân
nhân đôi
đôi

AN

Pr


Động
Động vật
vật

Thực
Thực vật
vật

Vi
Vi khuẩn
khuẩn

Virut
Virut

Tiền
Tiền sinh
sinh vật
vật

Polipeptit
Polipeptit

Saccarit-Lipit
Saccarit-Lipit
Protein-Lipit
Protein-Lipit

Polinucleotit
Polinucleotit
Protein
Protein Axitnucleic
Axitnucleic

Đường
CH
HH2 Axit
NH
HH2O
Nucleôtit
CO
…
Đường
CH44đơn,
đơn,
NH3amin,
CO
…
2 Axit

3amin,
2ONucleôtit
CH
CH44 H
H22 NH
NH33 H
H22O
O CO
CO22
Các
Các giai
giai đoạn
đoạn chính
chính trong
trong quá
quá trình
trình phát
phát sinh
sinh sự
sự sống
sống

Tiến
Tiến hóa
hóa hóa
hóa học
học

Tiến
Tiến hóa

hóa tiền
tiền sinh
sinh học
học

Tiến
Tiến hóa
hóa sinh
sinh học
học


Louis Pasteur (27/12/1822 – 28/09/1895)
Louis Pasteur và định luật phát sinh sinh vật: “ Mọi cuộc sống đều bắt đầu từ trứng”
(omne vivum ex ovo)