Lý thuyết Sinh học 12 Bài 32 (mới 2024 + Bài Tập): Nguồn gốc sự sống

Lý thuyết Sinh học 12 Bài 32: Nguồn gốc sự sống

Bài giảng Sinh học 12 Bài 32: Nguồn gốc sự sống

- Quá trình tiến hóa của sự sống trên Trái Đất có thể chia thành các giai đoạn: tiến hóa hóa học, tiến hóa tiền sinh học và tiến hóa sinh học.

I. TIẾN HÓA HÓA HỌC

1. Quá trình tiến hóa hóa học

- Tiến hóa hóa học là giai đoạn tiến hóa hình thành nên các chất hữu cơ từ các chất vô cơ: Trong khí quyển nguyên thủy của Trái Đất (chứa nước, khí cacbônic, khí amôniac, rất ít khí nitơ, không có khí ôxi,…), với nguồn năng lượng là các tia chớp, núi lửa, tia tử ngoại,… từ các chất vô cơ hình thành nên các chất hữu cơ đơn giản (axit amin, nuclêôtit, đường đơn, axit béo,…) → hình thành các đại phân tử hữu cơ → hình thành nên các đại phân tử có khả năng tự nhân đôi (ADN, ARN).

2. Thí nghiệm chứng minh tiến hóa hóa học

a. Quá trình hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ

- Theo Oparin và Haldane, hợp chất hữu cơ đơn giản đầu tiên trên Trái Đất có thể được xuất hiện bằng con đường hóa tổng hợp từ các chất vô cơ nhờ nguồn năng lượng là sấm sét, tia tử ngoại, núi lửa,…

- Milơ và Urây đã làm thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết của Oparin và Haldane:

+ Tạo ra môi trường có thành phần hóa học giống khí quyển của trái đất nguyên thủy trong bình thủy tinh.

+ Hỗn hợp khí CH₄, NH₃, H₂ và hơi nước được đặt trong điều kiện phóng điện liên tục suốt 1 tuần.

+ Kết quả các ông đã thu được 1 số chất hữu cơ đơn giản trong đó có các axit amin.

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

- Nhiều thực nghiệm đã chứng minh các chất hữu cơ đơn giản hòa tan trong các đại dương nguyên thủy, trên nền đáy bùn sét của đại dương, chúng có thể được cô đọng lại và hình thành các chất trùng hợp như prôtêin và axit nuclêic.

+ Thí nghiệm của Fox và các cộng sự (1950): Đun nóng hỗn hợp các axit amin khô ở nhiệt độ 150 – 180^oC và đã tạo ra được các chuỗi peptit ngắn được gọi là prôtêin nhiệt.

+ Các nhà khoa học cho rằng các axit nuclêic cũng được hình thành từ các đơn phân là các nuclêôtit theo con đường trùng phân và vật chất di truyền đầu tiên có lẽ là ARN mà không phải là ADN do ARN có thể nhân đôi mà không cần enzim: Từ các nuclêôtit trùng phân → các ARN khác nhau → Chọn lọc tự nhiện đã chọn lọc các ARN có khả năng nhân đôi và hoạt tính enzim tốt để làm vật chất di truyền → Từ ARN tổng hợp nên → Do ADN bền vững hơn, khả năng phiên mã chính xác hơn nên ADN trở thành cấu trúc lưu trữ và bảo quản thông tin di truyền, còn ARN làm nhiệm vụ dịch mã.

- Các nhà khoa học cho rằng cơ chế dịch mã cũng có thể được hình thành như sau: Các axit amin liên kết yếu với các nuclêôtit trên ARN, ARN như khuôn mẫu để các axit amin bám vào và liên kết với nhau tạo chuỗi pôlipeptit ngắn → Nếu chuỗi pôlipeptit ngắn này có đặc tính của enzim xúc tác cho quá trình phiên mã và dịch mã thì sự tiến hoá sẽ xảy ra nhanh hơn → Chọn lọc tự nhiên 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 HÓA TIỀN SINH HỌC

1. Quá trình tiến hóa tiền sinh học

- Tiến hóa tiền sinh học là giai đoạn hình thành nên các tế bào sơ khai và sau đó là hình thành nên những tế bào sống đầu tiên:

+ Các đại phân tử như lipit, prôtêin, các axit nuclêic,… xuất hiện trong nước và tập trung với nhau → Do đặc tính kị nước, các phân tử lipit hình thành nên lớp màng bao bọc lấy tập hợp các đại phân tử tạo thành các giọt nhỏ → Dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, các giọt nhỏ sẽ tiến hóa dần tạo nên các tế bào sơ khai.

+ Khi tế bào sơ khai đã hình thành, chọn lọc tự nhiên sẽ tác động lên tập hợp các phân tử (tế bào sơ khai) như một đơn vị thống nhất → Tế bào sơ khai có khả năng trao đổi chất và năng lượng, có khả năng phân chia và duy trì thành phần hóa học thích hợp của mình thì sẽ được giữ lại và nhân rộng.

2. Thí nghiệm chứng minh hình thành tế bào sơ khai bằng con đường tự nhiên

- Các nhà khoa học cũng đã tạo được các giọt gọi là lipôxôm khi cho lipit vào trong nước cùng với một số các chất hữu cơ khác nhau: Lipit đã tạo nên lớp màng bao lấy các hợp chất hữu cơ khác và một số lipôxôm cũng đã biểu hiện một số đặc tính sơ khai của sự sống như phân đôi, trao đổi chất với môi trường bên ngoài.

- Ngoài ra, các nhà khoa học cũng tạo được các giọt côaxecva từ các hạt keo có khả năng tăng kích thước và duy trì cấu trúc ổn định trong dung dịch.

* Sau khi các tế bào nguyên thủy được hình thành thì quá trình tiến hóa sinh học tiếp diễn, dưới tác động của các nhân tố tiến hóa đã tạo ra các loài sinh vật như ngày nay.

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Sinh học lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 33: Sự phát triển của sinh giới qua các đại địa chất

Lý thuyết Bài 34: Sự phát sinh loài người

Lý thuyết Bài 35: Môi trường sống và các nhân tố sinh thái

Lý thuyết Bài 36: Quần thể sinh vật và mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể

Lý thuyết Bài 37: Các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật