Kết thực giai đoạn tiến hóa hóa học đã hình thành nên
Câu hỏi: Tiến hóa hóa học là quá trình tổng hợpA. Các chất hữu cơ từ các chất vô cơ theo phương thức hóa học. Show B. Các chất hữu cơ từ các chất vô cơ theo phương thức sinh học. C. Các chất vô cơ từ các chất hữu cơ theo phương thức sinh học. D. Các chất vô cơ từ các chất hữu cơ theo phương thức hóa học. Lời giải: Đáp án đúng: A. Các chất hữu cơ từ các chất vô cơ theo phương thức hóa học. Tiến hóa học học là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ các chất vô cơ theo phương thức hóa học Giải thích: Tiến hóa hóa học là giai đoạn tiến hóa hình thành nên các hợp chất hữu cơ từ các hợp chất vô cơ. Kiến thức mở rộng: Quá trình phát sinh sự sống trên trái đất trải qua 3 giai đoạn: tiến hóa hóa học, tiến hóa tiền sinh học và tiến hóa sinh học. Trong đó, tiến hóa hóa học gồm có 3 bước: 1. Sự hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ chất vô cơ- Trong khí quyển nguyên thủy của trái đất (được hình thành cách đây khoảng 4,5 tỉ năm) có chứa các khí như hơi nước, khí CO2, NH3, và rất ít khí nitơ…Khí ôxi chưa có trong khí quyển nguyên thủy. - Dưới tác động của nhiều nguồn năng lượng tự nhiên, các chất vô cơ đã hình thành các chất hữu cơ đơn giản gồm 2 nguyên tố C, H rồi đến các hợp chất có 3 nguyên tố C, H, O và 4 nguyên tố C, H, O, N. - Sự hình thành các chất hữu cơ từ các chất vô cơ đã được chứng minh bằng thực nghiệm bởi standley Miller (1953): Cho phóng điện liên tục 1 tuần qua hỗn hợp: hơi nước, CO2, CH4, NH3trong bình thủy tinh 5l →thu được một số axit amin. 2. Sự hình thành các đại phân tử từ những chất hữu cơ đơn giản- 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 nucleic. - Nhiều thực nghiệm đã chứng minh sự trùng hợp ngẫu nhiên của các đơn phân, các axit amin, thành các đại phân tử prôtêin trên nền bùn sét nóng. - Thí nghiệm chứng minh của Fox và cs (1950): + Cho tia tử ngoại chiếu vào hỗn hợp: hơi nước, CH3, CO, NH3→thu được 1 số axit amin; + đun hỗn hợp các axit amin khô ở to= 150 – 1800C→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: NH3, CH4, CO, NH3, C2N2, (xyanogen); chưa có O2, N2tự do;nhờcác 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. Sự hình thành các đại phân tử tự nhân đôi- 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. Câu hỏi: Trình tự các giai đoạn của tiến hóa phát sinh sự sống trên Trái Đất là? A. Tiến hóa hóa học – tiến hóa sinh học. B. Tiến hóa hóa học – tiến hóa tiền sinh học - tiến hóa sinh học. C. Tiến hóa sinh học – tiến hóa hóa học – tiến hóa tiền sinh học. D. Tiến hóa tiền sinh học – tiến hóa sinh học – tiến hóa hóa học. Lời giải: Đáp án đúng: B. Tiến hóa hóa học – tiến hóa tiền sinh học - tiến hóa sinh học. Giải thích: Trong giai đoạn tiến hóa hóa học, các chất vô cơ có trong khí quyển nguyên thủy (hơi nước, khí cacbônic, amôniac, nitơ...) dưới tác động của các nguồn năng lượng tự nhiên đã liên kết lại tạo nên các phân tử hữu cơ đơn giản (cacbonhiđrô, saccarit, lipit, axit amin và nuclêôtit). Các chất hữu cơ hòa tan trong đại dương nguyên thủy lắng đọng trên nền bùn sét nóng đã trùng hợp lại tạo nên các đại phân tử như ARN, ADN và prôtêin... Trong giai đoạn tiến hóa tiền sinh học, các đại phân tử tập hợp và tương tác với nhau trong một hệ thống mở tạo nên các tế bào nguyên thủy (tiền tế bào). Trong giai đoạn tiến hóa sinh học, từ các dạng tiền tế bào đã tiến hóa cho ra tất cả các sinh vật nhân sơ và nhân thực hiện nay. Cùng Toploigiai tìm hiểu những kiến thức cơ bản về sự sống trên Trái Đất nhé! Xét về toàn bộ quá trình tiến hóa, sự sống trên Trái Đất đã trải qua các giai đoạn sau: - Tiến hóa hóa học: sự hình thành và tiến hóa của các hợp chất hữu cơ - Tiến hóa tiền sinh học: sự hình thành và tiến hóa của các tế bào sơ khai - Tiến hóa sinh học: sự tiến hóa của các loài sinh vật trên Trái Đất cho đến ngày nay. I. Tiến hóa hóa học1. Hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ - Theo ông Oparin (Nga) và Haldane (Anh) đã độc lập nhau cùng đưa ra giả thuyết cho rằng các 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: Bầu khí quyển nguyên thủy không có oxi, dưới tác dụng của nguồn năng lượng tự nhiên (tia chớp, tia tử ngoại, núi lửa …) 1 số các chất vô cơ kết hợp tạo nên chất hữu cơ đơn giản: a. amin, nucleotit, đường đơn, a. xit béo … Các đơn phân kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử. - Ông Miller và Uray đã làm thí nghiệm kiểm chứng: 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 lễ. Kết quả các ông đã thu được 1 số chất hữu cơ đơn giản trong đó có các a. amin. Các chất hữu cơ được hình thành trong điều kiện hóa học của bầu khí quyển nguyên thủy ngày càng phức tạp dần CH → CHO → CHON 2. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ - Để chứng minh các đơn phân như axit amin có thể kết hợp với nhau tạo nên các chuỗi polipeptit đơn giản trong điều kiện trái đất nguyên thủy, ông Fox và các cộng sự vào năm 1950 đã tiến hành thí nghiệm đun nóng hỗn hợp các axit amin khô ở nhiệt độ từ 150 → 180oC và đã tạo ra được các chuỗi peptit ngắn (gọi là prôtêin nhiệt). → Kết luận: Các đơn phân tử kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử. 3. Sự xuất hiện cơ chế tự nhân đôi a. ADN có trước hay ARN có trước? - Một số bằng chứng đã chứng minh ARN có thể tự nhân đôi không cần enzim nên ARN tiến hóa trước ADN. - ARN có khả năng tự nhân đôi, CLTN sẽ chọn các phân tử ARN có khả năng tự sao tốt, có hoạt tính enzim tốt làm vật liệu di truyền. Từ ARN → ADN. b. Hình thành cơ chế dịch mã: - ARN là khuôn để các axit amin liên kết nhau tạo thành chuỗi polipeptit và chúng được bao bọc bởi màng bán thấm cách li với môi trường ngoài. II. Tiến hóa tiền sinh học- Các đại phân tử: lipit, protit, a. nucleic … xuất hiện trong nước và tập trung cùng nhau thì các phân tử lipit do đặc tính kị nước sẽ lập tức hình thành nên lớp màng bao bọc lấy tập hợp các đại phân tử hữu cơ tạo nên các giọt nhỏ li ti khác nhau. Các giọt này chịu sự tác động của CLTN sẽ tiến hóa dần tạo nên các tế bào sơ khai (protobiont). - Các protobiont nào có được tập hợp các phân tử giúp chúng có khả năng trao đổi chất và năng lượng với bên ngoài, có khả năng phân chia và duy trì thành phần hóa học thích hợp thì được giữ lại và nhân rộng. - Bằng thực nghiệm 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 li-pô-xôm 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 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. Tế bào nhân sơ (cách đây 3,5 tỉ năm), đơn bào nhân thực (1,5 – 1,7 tỉ năm), đa bào nhân thực (670 triệu năm). III. Tiến hóa sinh họcTừ các tế bào nguyên thủy, dưới tác dụng chọn lọc của các nhân tố tiến hóa (thuyết tiến hóa tổng hợp) tạo nên các loài sinh vật như ngày nay. |
