30. Nguồn Gốc Sự Sống - Củng Cố Kiến Thức

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.

I. TIẾN HÓA HÓA HỌC

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

- Giả thuyết của Oparin và Handan: Các hợp chất hữu cơ đầu tiên trên Trái Đất được hình thành từ các chất vô cơ theo con đường tổng hợp hóa học nhờ nguồn năng lượng tự nhiên là sấm sét, tia tử ngoại, núi lửa…

- Thí nghiệm của Milơ và Urây: Xử lí hỗn hợp khí H2, CH4, NH3 và hơi nước bằng điện cao thế → các hợp chất hữu cơ đơn giản (có axit amin).

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

a) Thí nghiệm của Fox và các cộng sự

- Đun nóng hỗn hợp aa khô ở 150 – 1800C → các chuỗi peptit ngắn (Prôtêin nhiệt).

- Sự trùng phân tạo các đại phân tử hữu cơ:

+ Các axit amin → chuỗi pôlipeptit → Prôtêin.

+ Các nuclêôtit → chuỗi pôlinuclêôtit → axit nuclêic (ARN, ADN).

- Sự hình thành cơ chế dịch mã: Các aa liên kết yếu với các N/ARN và liên kết với nhau → chuỗi pôlipeptit ngắn (ARN giống như khuôn mẫu cho cho aa bám). CLTN tác động, giữ lại những phân tử hữu cơ có khả năng phối hợp → cơ chế phiên mã, dịch mã.

b) Kết luận

- Là quá trình tiến hóa từ các hợp chất vô cơ (CH4, NH3, CO, C2H2...) → hợp chất hữu cơ. Từ các hợp chất hữu cơ đơn giản → hợp chất hữu cơ phức tạp (CH→ CHO → CHON). Từ các đại phân tử → hệ đại phân tử.

- Nguồn năng lượng cho các phản ứng xảy ra: tia tử ngoại, sự phân rã của các nguyên tố phóng xạ, hoạt động núi lửa, sự phóng điện trong khí quyển, va chạm các thiên thạch...

-­ Các chất hữu cơ ấy theo những trận mưa hòa tan vào đại dương và tiếp tục hình thành những hợp chất hữu cơ phức tạp hơn.

II. TIẾN HÓA TIỀN SINH HỌC

- Là giai đoạn hình thành mầm mống cơ thể sống đầu tiên.

a) Sự tạo thành giọt Côaxecva

- Trong đại dương nguyên thủy, các hợp chất hữu cơ cao phân tử hòa tan tạo ra dung dịch keo, có khuynh hướng đông tụ lại thành giọt gọi là Côaxecva, có khả năng hấp thụ các chất hữu cơ, lớn lên, biến đổi cấu trúc phân chia thành các giọt con và chịu tác động của CLTN.

b) Sự hình thành lớp màng

- Gồm những phân tử prôtêin và lipit sắp xếp theo trật tự nhất định, thông qua đó Côaxecva trao đổi chất với môi trường.

c) Sự xuất hiện enzim

- Cấu trúc từ những phân tử hữu cơ có phân tử lượng thấp kết hợp với iôn kim loại + pôlipeptit → xúc tác cho các phản ứng xảy ra nhanh và mạnh hơn.

d) Xuất hiện cơ chế tự sao chép

- Đó là sự hình thành hệ đại phân tử prôtêin – axit nuclêic, có khả năng tự nhân đôi, tự đổi mới, tự duy trì → hình thành những dạng giống chúng về những đặc điểm di truyền qua nhiều thế hệ.

Kết luận:

-­ Qua quá trình tiến hóa lâu dài, từ giọt Côaxecva hình thành nên các dạng sống: chưa có cấu tạo tế bào → đơn bào → đa bào và phát triển thành các sinh vật phong phú như ngày nay.

- Ngày nay, sự sống chỉ hình thành theo phương thức sinh học vì các điều kiện như trước đây không còn nữa, nếu được hình thành theo phương thức hóa học thì các hợp chất hữu cơ sẽ bị tiêu diệt bởi các sinh vật dị dưỡng.