17_КСЕ_Биология
.pdf
В 1924 г. академиком АН СССР
биохимиком А. Опариным была опубликована небольшая по объему книга «Происхождение жизни», посвященная химической эволюции. Похожую идею, одновременно и независимо от А. Опарина, высказывал английский ученый Дж. Б. С. Холдейн.
CO2 → CO + O
CH4 + 2[O] → CH2O + H2O CO + NH3 → HCN + H2O CH4 + NH3 → HCN + 3H2
CH2O + HCN + NH3 → NH2-CH2-CN + H2O
NH2-CH2-CN + 2H2O → NH3 + NH2-CH2-COOH |
11 |
Е.Б.ЦУПАК |
Возникновение жизни на Земле по Опарину и Холдейну
А. Опарин
http://elementy.ru/images/eltpub/parmon_pict1.gif Е.Б.ЦУПАК |
Дж. Холдейн |
12 |
Этапы развития жизни на Земле
3*10
Е.Б.ЦУПАК
H 
O
C C
H 
N H O H H
АМИНОУКСУСНАЯ КИСЛОТА -
одно из органических
веществ, возникших в
результате
абиогенного
синтеза на планете Земля
около 4 мрд лет назад
13
Основой Теории Опарина и Холдейна о |
|
происхождении жизни стало предположение, |
|
что жесткое ультрафиолевое облучение |
|
Солнца, электрические разряды (молнии) |
|
инициировали химические реакции, |
|
продуктами которых были циановодород и |
|
формальдегид, из которых Природа в |
|
условиях юной Земли осуществила синтез |
|
многих весьма простых по строению |
|
органических веществ. Последние, в свою |
|
очередь, стали исходными соединениями в |
|
синтезе веществ более сложной структуры. |
|
Это нашло убедительное подтверждение в опытах С. |
|
Миллера и Г. К. Юри, А. Г. Пасынского и Т. Е. |
|
Павловской, Х. Оро, С. Поннамперума. |
14 |
Е.Б.ЦУПАК |
|
Стенли Миллер |
Харольд К. Юри |
http://www.economist.comimages200706022207OB.jpg |
http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1934/
Наиболее известными являются опыты Стенли Миллера (1953), бывшего в то время аспирантом американского
биохимика Гарольда К. Юри (ЕНобелевская.Б.ЦУПАК премия 1934).15
Х.Юри, С.Миллер
1953 г.
Моделирование
абиогенного
синтеза
органических веществ из
аммиака, водорода,
метана и воды действием электрических разрядов
http://homepages.ihug.com.au/~panopus/abiotic.htm |
Е.Б.ЦУПАК |
16 |
В опытах Миллера-Юри пропускание электрических разрядов через смесь газов, привело к тому, что 10-15% углерода исходного метана превратилось в органические соединения различных классов. 2% Метана превратились в аминокислоты, включая 13 из 22, входящих в состав белков в живых клетках*. Больше всего образовалось аминоуксусной кислоты - глицина. Наблюдалось также возникновение сахаров, липидов.
*Аминокислоты в опытах Миллера-Юри были оптически недеятельны, т.к. представляли собой рацемические смеси.
Е.Б.ЦУПАК |
17 |
Перечень соединений, которые были удалось выделить и идентифицировать С.Миллеру:
Карбоновые кислоты: муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная. изомасляная, гликолевая,
молочная, янтарная
Основания нуклеиновых кислот: аденин, гуанин, ксантин, гипоксантин, цитозин, урацил
N |
N |
H2N |
N |
N |
N |
O |
N |
O |
H |
H |
H |
|
|||||
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
Аминокислоты: глицин, аланин, α-аминомаслянаяOH |
||||||||||||||||
H2N |
|
|
OH |
H2N |
|
|
OH |
H2N |
|
|
OH |
H2N |
|
|
||
кислота |
, |
валин, лейцин |
|
, изолейцин |
, |
аминоянтарнаяC H |
|
|
||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
C H |
|
|
|
C H |
|
|
|
|
C H |
|
|
,серин, |
|
|
|
(аспарагиноваяR |
) кислотаR |
, глутаминоваяR |
|
O |
||||||||||||
|
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
O |
|
R |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
треонин
http://www.vobs.at/bio/evolution/e05-millerurey.htm
Е.Б.ЦУПАК |
18 |
Х. Оро осуществил синтез |
|
значительных количеств |
|
аденина в результате |
|
воздействия |
|
ультрафиолетовым |
|
облучением на |
|
циановодород, справедливо |
|
предположив, что 5 |
|
молекул HCN могут |
|
соединиться нужным |
Хуан Оро |
5HCN |
Е.Б.ЦУПАК |
C H N |
19 19 |
|
УФ |
|
|
С. Поннамперума синтезировал пурины, но и получить из них аденозинтрифосфорную кислоту
(АТФ) - основную форму накопления энергии в живых организмах.
Сирил Поннамперума
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/f/f5/ |
http://www.rootsweb.com/~lkawgw/ |
|
|
Е.Б.ЦУПАК cyrilp.htm |
20 |
||
ATP.png |
|||
|
|