ONTHITHPT.com giới thiệu đến bạn đọc tài liệu lý thuyết trọng tâm và các dạng bài tập trắc nghiệm nguồn gốc sự sống trong chương trình Sinh học lớp 12.
- Mục tiêu:**
Kiến thức:
+ Nêu được sự sống trên Trái Đất được phát sinh và phát triển qua các giai đoạn tiến hóa hóa học, tiến hóa tiền sinh học và tiến hóa sinh học.
+ Trình bày được thí nghiệm của Milơ về sự hình thành các hợp chất hữu cơ và thí nghiệm chứng minh các prôtêin nhiệt có thể tự hình thành từ các axit amin mà không cần đến cơ chế dịch mã.
+ Tóm tắt được những sự kiện xảy ra trong quá trình tiến hóa hóa học và tiến hóa tiền sinh học.
+ Giải thích được chọn lọc tự nhiên đã giúp hình thành nên các tế bào sơ khai.
+ Giải thích được quá trình hình thành các tế bào sơ khai như đã từng xảy ra có thể xảy ra trên Trái Đất hiện nay nữa hay không.
Kĩ năng:
+ Dự đoán và giải thích kết quả thí nghiệm của Milơ về sự hình thành các hợp chất hữu cơ.
+ Lập bảng phân biệt tiến hóa hóa học và tiến hóa tiền sinh học.
+ Quan sát, phân tích tranh hình/ video về thí nghiệm của Milơ và Urây.
+ Đọc tài liệu về nguồn gốc sự sống.
- I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM**
- 1. Tiến hóa hóa học.**
Tiến hóa hóa học: quá trình hình thành các hợp chất hữu cơ theo phương thức hóa học nhờ nguồn năng lượng tự nhiên. Từ chất vô cơ → chất hữu cơ đơn giản → chất hữu cơ phức tạp. 1.1. Hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ Theo 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,… Miller và Urây 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 axit amin. Các chất hữu cơ được hình thành trong điều kiện hóa học của bầu khí quyển nguyên thủy ngày càng phức tạp dần. Hình 25.1. Thí nghiệm của Stanley Miller 1.2. 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 pôlipeptit đơn giản trong điều kiện Trái Đất nguyên thủy, Fox và các cộng sự, 1950 đã tiến hành thí nghiệm đun nóng hỗn hợp các axit amin khô ở nhiệt độ từ 150°C – 180°C 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. Sự hình thành các đại phân tử: bầu khí quyển nguyên thủy không có ôxi, 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 như axit amin, nuclêôtit, đường đơn, axit béo,… Trong những điều kiện nhất định, các đơn phân kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử. 1.3. Sự xuất hiện cơ chế tự nhân đôi 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 tự sao và dịch mã. Câu hỏi: AND 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. + Các ribônuclêôtit kết hợp → nhiều phân tử ARN → CLTN chọn các ARN tự sao tốt hơn có hoạt tính enzim tốt làm vật liệu di truyền → từ ARN tổng hợp ADN có cấu trúc bền vững hơn và có khả năng sao chép chính xác hơn → ADN thay thế ARN trong việc bảo quản, lưu giữ thông tin di truyền trong tế bào.
- 2. Tiến hóa tiền sinh học.**
Tiến hóa tiền sinh học: hình thành nên các tế bào sơ khai từ các đại phân tử và màng sinh học → hình thành nên những cơ thể sinh vật đầu tiên. 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 → 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 tính 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 tính sơ khai của sự sống từ các hạt keo. Tế bào sơ khai 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 sẽ được giữ lại và nhân rộng. \* 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). Kết luận: sự sống đầu tiên trên Trái Đất được hình thành bằng con đường hóa 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. + Sau khi tế bào sơ khai hình thành, quá trình tiến hóa sinh học được tiếp diễn tạo ra các loài sinh vật hiện nay (xem thuyết tiến hóa tổng hợp). SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÓA.
- II. CÁC DẠNG BÀI TẬP**