Sự phát sinh sự sống trên Trái Đất lần lượt trải qua các giai đoạn

I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

Sự sống là thuộc tính của cơ thể sống, không phải do lực thần bí nào tạo ra mà được phát sinh và phát triển, tiến hóa trên chính Trái Đất từ quá trình phức tạp hóa các hợp chất của carbon, dưới tác động của các yếu tố tự nhiên qua nhiều giai đoạn nối tiếp nhau. Quá trình phát sinh sự sống gồm các giai đoạn: tiến hóa hóa học, tiến hóa tiền sinh học và tiến hóa sinh học.

A. Tiến hóa hóa học

Giai đoạn tiến hóa hóa học bao gồm quá trình hình thành các đại phân tử tự nhân đôi qua 3 bước: sự hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ, sự hình thành các đại phân tử từ các hợp chất hữu cơ đơn giản và sự hình thành các đại phân tử tự nhân đôi.

1. Sự hình thành các chất hữu cơ đơn giản.

- Trong khí quyển nguyên thủy Trái Đất (được hình thành cách đây 4,6 tỉ năm) có chứa các khí như hơi nước, Carbonic, ammoniac và rất ít khí nito… Khí oxi chưa có trong khí quyển nguyên thủy.

- Dưới tác động của nhiều nguồn năng lượng tự nhiên (bức xạ nhiệt của Mặt Trời, phóng điện trong khí quyển, hoạt động của núi lửa, phân rã của các nguyên tố phóng xạ…), các chất vô cơ đã hình thành các hợp chất hữu cơ đơn giản gồm 2 nguyên tó C và H như carbonhydro; những hợp chất hữu cơ gồm 3 nguyên tố C, H, O như saccarid và lipid; những hợp chất hữu cơ 4 nguyên tố C, H, O, N như acid amin và nucleotide là các đơn phân của các chất trùng hợp protein và acid nucleic.

- Sự hình thành các hợp chất hữu cơ từ các hợp chất vô cơ đã được chứng minh bằng thực nghiệm. Năm 1953, Stanley Miller đã tổng hợp được các chất hữu cơ khác nhau, kể cả các acid amin từ các khí vô cơ (gần giống với khí quyển nguyên thủy) dưới tác động của tia lửa điện. Về sau, nhiều nhà khoa học đã lặp lại thí nghiệm của Miller và đã thu được nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau gồm các saccarid, lipid, 20 acid amin, các nucleotide kể cả ATP. Các nhà khoa học cũng đã tìm thấy các chất hữu cơ trong các đám mây vũ trụ như trong các thiên thạch rơi xuống Trái Đất. Điều này chứng tỏ rằng các chất hữu cơ có thể có nguồn gốc vũ trụ.

2. Sự hình thành các đại phân tử từ các hợp 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 đọng lại và hình thành các chất trùng hợp như protein và acid nucleic.

- Nhiều thực nghiệm đã chứng minh sự trùng hợp ngẫu nhiên của các đơn phân, các acid amin thành các đại phân tử protein trên nền bùn sét nóng.

3. Sự hình thành các đại phân tử tự nhân đôi.

Hiện nay, người ta giả thiết rằng, phân tử tự nhân đôi xuất hiện đầu tiên là acid ribonucleic (ARN). Chúng có thể tự nhân đôi không cần sự tham gia của các enzyme (protein). Nhiều thí nghiệm đã chứng minh rằng các đơn phân nucleotide có thể tự tập hợp để hình thành các đoạn ngắn ARN mà không cần đến enzyme. Hơn nữa, hiện nay trong tế bào, ARN có thể đóng vai trò là chất xúc tác sinh học như enzym (được gọi là ribozym). Trong quá trình tiến hóa đầu tiên, ARN được dùng làm phân tử lưu giữ thông tin di truyền, về sau, chức năng này được chuyển cho ADN, còn chức năng xúc tác được chuyển cho protein và ARN chỉ đóng vai trò phân tử truyền đạt thông tin di truyền như ngày nay.

B. Tiến hóa tiền sinh học

Sự xuất hiện các đại phân tử ARN, ADN cũng như protein chưa thể hiện sự sống. Sự sống chỉ thể hiện khi có sự tương tác của các đại phân tử đó trong 1 tổ chức nhất định là tế bào. Sự xuất hiện các tế bào nguyên thủy – tức là sự tập hợp của các đại phân tử trong 1 hệ thống mở, có màng lipoprotein bao bọc ngăn cách với môi trường ngoài, nhưng có khả năng trao đổi chất với môi trường là bước khởi đầu cần thiết cho sự xuất hiện cơ thể sống đơn bào đầu tiên. Các nhà thực nghiệm cũng đã chứng minh được rằng: Trong 1 hệ như vậy, có thể được hình thành ngẫu nhiên từ các đại phân tử ở dạng các giọt coaxecva hoặc giọt cầu trong phòng thí nghiệm.

C. Tiến hóa sinh học

Từ các tế bào nguyên thủy, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên (trên cơ sở đột biến trong gen và chọn lọc của môi trường) sẽ tiến hóa hình thành nên các cơ thể đơn bào đơn giản – tế bào sinh vật nhân sơ cách đây khoảng 3,5 tỉ năm. Từ tế bào nhân sơ tổ tiên sẽ tiến hóa cho ra các dạng cơ thể nhân sơ khác cũng như các dạng cơ thể nhân thực, đầu tiên là đơn bào nhân thực (xuất hiện cách đây khoảng 1,5 – 1,7 tỉ năm), sau đó là đa bào nhân thực (xuất hiện cách đây khoảng 670 triệu năm). Sự tiến hóa sinh học diễn ra cho đến ngày nay và tạo ra toàn bộ sinh giới hiện nay.

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP

Bài 1:

Trình bày quan niệm của Oparin về sự hình thành các chất hữu cơ đơn giản trong giai đoạn tiến hóa hóa học.

                                                    Hướng dẫn giải

Trái Đất hình thành cách đây 4,5 tỉ năm. Trong khí quyển nguyên thủy của Trái Đất chứa các khí như hơi nước, khí cacbônic, khí amôniac, rất ít khí nitơ... và chưa có khí ôxi.

- Do tác động của các nguồn năng lượng tự nhiên gồm bức xạ nhiệt của mặt trời, sự phóng điện qua khí quyển, hoạt động của núi lửa, sự phân rã của các guyên tố phóng xạ... là điều kiện để các nguyên tố nhẹ nổi trên bề mặt thạch quyển như C, H, O, N kết hợp thành các hợp chất vô cơ, sau đó là các hợp chất hữu cơ.

• Sự kết hợp giữa hai nguyên tố C và H tạo ra các hiđrôcacbon.

• Sự kết hợp giữa ba nguyên tố C, H và O tạo ra các hợp chất saccarit và lipit.

• Sự kết hợp giữ 4 nguyên tố C, H, O và N tạo ra các axit amin và nuclêôtit.

- Trong thực nghiệm, Stanley Miller (1953) cho tia lửa điện phóng qua hỗn hợp các chất vô cơ gồm hơi nước, CO2, NH3, CH4 đã tạo ra các axit amin.

- Như vậy, tiến hóa hóa học là giai đoạn tổng hợp chất hữu cơ bằng con đường hóa học. Thực chất của giai đoạn này là sự tiến hóa các hợp chất chứa cacbon theo trình tự: C → CH → CHO → CHON.

Bài 2:

Tại sao nói: Kết thúc giai đoạn tiến hóa tiền sinh học là sự ra đời của các tế bào sống được tiến hóa đến ngày nay?

                                                    Hướng dẫn giải

ARN, ADN và prôtêin là thành phần cấu tạo quan trọng của vật thể sống, chưa thể hiện sự sống.

- Sự sống chỉ có thể xuất hiện khi các đại phân tử sinh học nói trên tập hợp trong hệ thông mở, được bao bọc bởi màng lipôprôtêit.

- Thực nghiệm cho thấy từ các hợp chất hữu cơ gọi là côaxecva và đã ngẫu nhiên hình thành màng, có khả năng trao đổi chất và tự tái bản.

Các tế bào nguyên thủy hình thành trong nước, do tác động chọn lọc của tự nhiên hình thành các tế bào dị dưỡng đầu tiên. Cũng do chọn lọc tự nhiên, xuất hiện diệp lục và ra đời phương thức tự dưỡng, sau đó hình thành tầng ôzôn, sự sống phát tán lên cạn và phát triển cho đến nay qua giai đoạn tiến hóa sinh học.

24/08/2022 22,598

A. Tiến hóa hóa học – tiến hóa sinh học.

B. Tiến hóa hóa học – tiến hóa tiền sinh học - tiến hóa sinh học.

Đáp án chính xác

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.

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Phát biểu nào dưới đây là đúng?

Xem đáp án » 24/08/2022 55,138

Dựa vào những biến đổi về địa chất, khí hậu, sinh vật, người ta chia lịch sử Trái Đất thành các đại theo thời gian từ trước đến nay là?

Xem đáp án » 24/08/2022 32,798

Khi nói về sự phát triển của sinh giới, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng?

(1) Bò sát chiếm ưu thế ở kỉ kỉ Jura của đại Trung sinh.

(2) Đại Tân sinh đôi khi còn được gọi là kỉ nguyên của bò sát.

(3) Đại cổ sinh là đại mà sự sống di cư hàng loạt từ nước lên đất liền.

(4) Loài người xuất hiện ở kỉ Đệ tam của đại Tân sinh.

Xem đáp án » 24/08/2022 14,422

Khi nói về giai đoạn tiến hóa hóa học, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng?

(1) Trong giai đoạn tiến hóa hóa học, các chất vô cơ kết hợp với nhau hình thành nên các chất hữu cơ đơn giản rồi từ đó hình thành các chất hữu cơ phức tạp dưới tác động của các nguồn năng lượng tự nhiên (bức xạ nhiệt, tia tử ngoại,…).

(2) Thực chất của tiến hóa hóa học là quá trình phức tạp hóa các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ.

(3) Quá trình hình thành các hợp chất vô cơ từ chất hữu cơ bằng con đường hóa học.

(4) Năm 1950, Fox và cộng sự đã chứng minh được các protein nhiệt có thể tự hình thành các axit amin mà không cần đến các cơ chế dịch mã.

Xem đáp án » 24/08/2022 14,109

Trong các sự kiện sau đây, những sự kiện nào là của giai đoạn tiến hóa hóa học?

(1) Sự xuất hiện các enzim.

(2) Sự hình thành các tế bào sơ khai.

(3) Sự hình thành các phân tử hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ.

(4) Sự hình thành các đại phân tử hữu cơ từ các chất hữu cơ đơn giản.

(5) Sự xuất hiện màng sinh học.

(6) Sự hình thành các đại phân tử có khả năng tự sao chép.

Xem đáp án » 24/08/2022 13,307

Phát biểu nào sau đây không đúng về sự phát sinh sự sống trên Trái Đất?

Xem đáp án » 24/08/2022 11,757

Đại Trung sinh gồm các kỉ:

Xem đáp án » 24/08/2022 9,398

Khi nói về đại Tân sinh, có bao nhiêu nhận định sau đây không đúng?

(1) Cây hạt kín, chim, thú và côn trùng phát triển mạnh ở đại này.

(2) Được chia thành 2 kỉ, trong đó loài người xuất hiện vào kỉ Đệ tứ.

(3) Phân hóa các lớp Chim, Thú, Côn trùng.

(4) Ở kỉ Đệ tam, bò sát và cây hạt trần phát triển ưu thế.

Xem đáp án » 24/08/2022 9,397

Giai đoạn từ khu sự sống xuất hiện và phát triển cho đến ngày nay được gọi là?

Xem đáp án » 24/08/2022 8,824

Ngày nay, sự sống không thể được hình thành từ các chất vô cơ theo phương thức hóa học vì:

Xem đáp án » 24/08/2022 8,403

Trong lịch sử phát triển sự sống trên Trái Đất, thú và chim xuất hiện đầu tiên ở?

Xem đáp án » 24/08/2022 8,208

Trong quá trình phát sinh sự sống, giai đoạn kéo dài nhất là?

Xem đáp án » 24/08/2022 7,873

Có bao nhiêu nội dung sau đây là sai khi đề cập đến quá trình phát sinh và phát triển sự sống?

(1) Sự sống ban đầu xuất hiện ở nước sau đó mới lên cạn.

(2) Sự sống chỉ được lên cạn sau khi phương thức tự dưỡng xuất hiện.

(3) Sinh vật dị dưỡng có trước, sinh vật tự dưỡng xuất hiện sau.

(4) Ngày nay, sinh vật ở nước chiếm ưu thế hơn so với sinh vật ở cạn.

Xem đáp án » 24/08/2022 5,897

Đại Tân sinh là thời đại phồn thịnh của?

Xem đáp án » 24/08/2022 4,314

Trong lịch sử phát triển của thế giới sinh vật, ở kỉ nào sau đây dương xỉ phát triển mạnh, thực vật có hạt xuất hiện, lưỡng cư ngự trị, phát sinh bò sát?

Xem đáp án » 24/08/2022 1,205