SINH HỌC 12: BÀI 32: NGUỒN GỐC SỰ SỐNG - SỰ SỐNG - NGUỒN GỐC
- Tiến hóa hóa học là giai đoạn tiến hóa hình thành nên các hợp chất hữu cơ từ các hợp chất vô cơ.
- Tiến hóa tiền sinh học là giai đoạn tiến hóa hình thành nên các tế bào sơ khai (protobion).
- Tiến hóa sinh học là giai đoạn tiến hóa từ những tế bào đầu tiên hình thành nên các loài sinh vật như ngày nay dưới tác động của các nhân tố tiến hóa.
I. TIẾN HOÁ HOÁ HỌC
1. Quá trình hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ
- Giả thuyết: Các hợp chất hữu cơ đơn giản đầu tiên trên Trái đất có thể được hình thành bằng con đường tổng hợp hóa học từ các chất vô cơ nhờ nguồn năng lượng tự nhiên như sấm, sét, tia tử ngoại, núi lửa, …
- Thí nghiệm chứng minh của Milơ và Urây (1953): Cho phóng điện liên tục 1 tuần qua hỗn hợp: hơi nước, CO[SUB]2[/SUB], CH[SUB]4[/SUB], NH[SUB]3[/SUB] trong bình thủy tinh 5l → thu được một số axit amin.
2. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ
- Thí nghiệm chứng minh của Fox và cs (1950):
+ Cho tia tử ngoại chiếu vào hỗn hợp: hơi nước, CH[SUB]3[/SUB], CO, NH[SUB]3[/SUB] → thu được 1 số axit amin;
+ đun hỗn hợp các axit amin khô ở t[SUP]o[/SUP] = 150 – 180[SUP]0[/SUP]C → thu được các mạch pôlipeptit ngắn gọi là prôtêin nhiệt.
=> Quá trình hình thành các đại phân tử khi Trái đất mới được hình thành:
+ Trong khí quyển nguyên thuỷ có: NH[SUB]3[/SUB], CH[SUB]4[/SUB], CO, NH[SUB]3[/SUB], C[SUB]2[/SUB]N[SUB]2[/SUB], (xyanogen); chưa có O[SUB]2[/SUB], N[SUB]2[/SUB] tự do; nhờ các nguồn năng lượng như tia tử ngoại, núi lửa, tia chớp, …. → tạo nên các đơn phân như: axit amin, nuclêôtit, đường đơn, axit béo.
+ Trong những điều kiên nhất định, các đơn phân → tạo thành các đại phân tử.
3. Quá trình nên khả năng tự nhân đôi, … của các đại phân tử hữu cơ
- Vật chất di truyền đầu tiên được hình thành là ARN mà không phải ADN vì: ARN có thể tự nhân đôi mà không cần đến enzim (prôtêin)
- Quá trình tiến hóa tạo nên các phân tử ARN và ADN: Các nuclêôtit kết hợp với nhau → nhiều phân tử ARN khác nhau → CLTN chọn lọc ra các phân tử ARN có khả năng nhân đôi tốt hơn, có hoạt tính enzim tốt hơn → Từ ARN tổng hợp nên ADN → ADN thay thế cho ARN trong việc lưu trữ, bảo quản thông tin di truyền (vì ADN có cấu trúc bền vững hơn, phiên mã chính xác hơn ARN)
- Quá trình tiến hóa tạo nên khả năng nhân đôi và dịch mã các phân tử ARN và ADN: Các axit amin liên kết yếu với ARN → ARN như 1 khuôn mẫu để các axit amin bám vào và sau đó chúng liên kết với nhau tạo nên các chuỗi pôlipeptit ngắn → các chuỗi pôlipeptit ngắn này xúc tác cho quá trình phiên mã và dịch mã → CLTN chọn lọc ra phức hợp các phân tử hữu cơ có thể phối hợp với nhau để tạo nên các cơ chế nhân đôi và dịch mã.
II. TIẾN HOÁ TIỀN SINH HỌC
- Các đại phân tử như lipit, prôtêin, các axit nuclêic, … xuất hiện trong nước và tập trung với nhau → Lớp màng lipit hình thành bao bọc lấy tập hợp các đại phân tử hữu cơ tạo nên các giọt nhỏ li ti → Hình thành lớp màng.
- CLTN tác động làm những giọt nhỏ tiến hóa thành các tế bào sơ khai.
- Thí nghiệm chứng minh:
+ Cho lipit vào nước cùng một số các chất hữu cơ khác nhau → tạo ra các giọt lipôxôm có biểu hiện 1 số đặc tinh sơ khai của sự sống như phân đôi, trao đổi chất với môi trường.
+ Tạo thành các giọt côaxecva có biểu hiện 1 số đặc tinh sơ khai của sự sống từ các hạt keo.
* KẾT LUẬN: Sự sống đầu tiên trên trái đất được hình thành bằng con đường hoá học theo 4 bước:
+ Hình thành các đơn phân
+ Trùng phân các đơn phân thành các đại phân tử
+ Tương tác giữa các đại phân tử hình thành nên cơ chế tự nhân đôi
+ Hình thành nên tế bào sơ khai
(Sưu tầm)
