Задания

1. Приготовьте растворы белков:

• отделите белок куриного яйца и перенесите его в мерный стакан; взбейте стеклянной палочкой, смешайте с дистиллированной водой в соотношении 1:10, дайте отстояться, и верхний прозрачный слой аккуратно слейте для анализа;

• вызревший и высушенный горох (соя) нужно перемолоть в муку в миксере; к 10 г гороховой муки добавьте 50 мл раствора NaCl (ω = 10 %), настаивайте 1 час, отфильтруйте через пористый бумажный фильтр.

2. Из исходных растворов солей меди и свинца (ω₁ = 5 %) приготовьте по 10 мл растворов с массовой долей: (ω₂ = 2,5 %, ω₃ = 1,0 %, ω₄ = 0,5 %). Растворы солей готовьте в стаканах объемом 50 мл, отмеряя объемы цилиндром на 10 мл. Для приготовления растворов используйте данные табл. 5.

Приготовленный раствор перемешайте стеклянной палочкой и пометьте стеклографом вид и концентрацию раствора.

В восемь чистых пробирок отмерьте цилиндром по 1 мл коллоидного раствора животного белка. В первую пробирку добавьте 2 капли раствора соли CuSO₄ (ω₁ = 5 %), во вторую – 2 капли раствора соли CuSO₄ (ω₂ = 2,5 %), в третью – 2 капли раствора соли CuSO₄ (ω₃ = 1,0 %), в четвертую – 2 капли раствора соли CuSO₄ (ω₄ = 0,5 %). Наблюдайте, что происходит в каждой пробирке. Запишите полученные результаты в табл. 6

Таблица 5

Рекомендации для приготовления растворов солей

различных концентраций

Требуемые концентрации растворов солей ω, %:	Объем, мл
	5 % раствора соли	воды
2,5	5	5
1,0	2	8
0,5	1	9

С четырьмя оставшимися пробирками с раствором животного белка проведие аналогичные исследования, используя в качестве коагулянтов растворы солей свинца Pb(CH₃COO)₂ различной концентрации. Полученные наблюдения также запишите в табл. 7.

В другие восемь чистых пробирок отмерьте цилиндром по 1 мл раствора растительного белка и проведите с ними те же исследования, что и с растворами животного белка. Полученные данные запишите в табл. 6.

Таблица 6

Результаты наблюдений по коагуляции белков

Тип белка	К о а г у л я н т ы
	Cu2+, ω, %				Pb2+, ω, %
	5	2,5	1,0	0,5	5	2,5	1,0	0,5
Животный
Растительный

3. Ответьте на вопросы:

1. Какие уровни пространственной организации белков вы знаете?

2. Какой из белков, растительный или животный, наиболее чувствителен к действию ионов тяжелых металлов?

3. При какой концентрации солей меди и свинца наблюдается коагуляция каждого из белков?

4. Ионы какого металла - меди или свинца ‑ сильнее действуют на коагуляцию растительного белка, животного белка?

Практическая работа № 6

АНАЛИЗ И ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ ГИПОТЕЗ

ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ

Цель: знакомство с различными гипотезами происхождения жизни на Земле.

Теоретические положения

Жизнь — одно из сложнейших явлений природы.

В разное время и в разных культурах рассматривались следующие идеи:

• креационизм (жизнь была создана Творцом);

• самопроизвольное зарождение (самозарождение; жизнь возникала неоднократно из неживого вещества); 

• гипотеза стационарного состояния (жизнь существовала всегда);

• гипотеза панспермии (жизнь занесена на Землю с других планет);

• биохимические гипотезы (жизнь возникла в земных условиях в ходе процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам, т.е. в результате биохимической эволюции).

На сегодня биологи признают в качестве научного только последний вариант.

 Креационизм. Согласно этой религиозной концепции всё существующее во Вселенной, в том числе жизнь, было создано единой Силой — Творцом в результате одного или нескольких актов сверхъестественного творения в прошлом. Организмы, населяющие сегодня Землю, происходят от сотворенных по отдельности основных типов живых существ. Сотворённые виды были с самого начала превосходно организованы и наделены способностью к некоторой изменчивости в определенных границах (микроэволюция).

Гипотезы самозарождения. На протяжении тысячелетий люди верили в самопроизвольное зарождение жизни, считая его обычным способом появления живых существ из неживой материи. Полагали, что источником спонтанного зарождения служат либо неорганические соединения, либо гниющие органические остатки (концепция абиогенеза). Эта гипотеза была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. В Средние века многим «удавалось» наблюдать зарождение разнообразных живых существ, таких как насекомые, черви, угри, мыши, в разлагающихся или гниющих остатках организмов. 

Эти «факты» считались весьма убедительными до тех пор, пока итальянский врач Франческо Реди (1626–1697) не подошел к проблеме возникновения жизни более строго и не подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. Опровергнув концепцию самозарождения, Реди высказал мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза). 

Подобных взглядов придерживался и голландский ученый Антони ван Левенгук (1632–1723), который, используя микроскоп, открыл мельчайшие организмы, не видимые невооруженным глазом. Это были бактерии. Левенгук высказал мысль, что эти крошечные организмы, или «анималькулы», как он их называл, происходят от себе подобных. 

Сокрушительный удар по этой гипотезе был нанесен в XIX в. французским микробиологом Луи Пастером (1822–1895) и английским биологом Джоном Тиндалем (1820–1893). Они показали, что бактерии распространяются по воздуху и что если в воздухе, попадающем в колбы с простерилизованным бульоном, их нет, то и в самом бульоне они не возникнут. Пастер пользовался для этого колбами с изогнутым S-образным горлышком, которое служило для бактерий ловушкой, тогда как воздух свободно проникал в колбу и выходил из нее. 

Тиндаль стерилизовал воздух, поступающий в колбы, пропуская его сквозь пламя или через вату. К концу 70-х г. XIX века практически все ученые признали, что живые организмы происходят только от других живых организмов, что означало возвращение к первоначальному вопросу: откуда же взялись первые организмы?

 Гипотеза стационарного состояния. Согласно этой гипотезе Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат. eternus — вечный). Это представление соответствует концепции вечной несотворенной Вселенной, характерной для восточных религий, таких как индуизм и буддизм. В контексте современных астрономических знаний эта гипотеза не рассматривается как научная.

Гипотеза панспермии. Гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет неких зародышей жизни получила название панспермии (от греч. pan — весь, всякий и sperma — семя). Эта гипотеза примыкает к гипотезе стационарного состояния. Её приверженцы поддерживают мысль о вечном существовании жизни и выдвигают идею о внеземном ее происхождении.

Одним из первых идею о космическом (внеземном) происхождении жизни высказал немецкий ученый Г. Рихтер в 1865 г. Согласно Рихтеру жизнь на Земле не возникла из неорганических веществ, а была занесена с других планет. В связи с этим возникали вопросы, насколько возможно такое перенесение с одной планеты на другую и как это могло быть осуществлено. Ответы искали в первую очередь в физике, и неудивительно, что первыми защитниками этих взглядов выступили представители этой науки, выдающиеся ученые Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, П.П. Лазарев и др. 

Согласно представлениям Томсона и Гельмгольца, споры бактерий и других организмов могли быть занесены на Землю с метеоритами. Лабораторные исследования подтверждают высокую устойчивость живых организмов к неблагоприятным воздействиям, в частности к низким температурам. Например, споры и семена растений не погибали даже при длительном выдерживании в жидком кислороде или азоте.

 Современные приверженцы концепции панспермии (в числе которых — лауреат Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами. К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Викрамасингха (Шри-Ланка) и Ф. Хойла (Великобритания).

Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы, где они, по мнению ученых, и образуются. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни».

Литература: [2, гл. 1, § 1.3]; [7, гл. 1, §1.4].