Bài 32: Nguồn gốc sự sống

Bài 32: Nguồn gốc sự sống

I. Tiến hoá hoá học
Quá trình hình thành các hợp chất hữu cơ theo phương thức hóa học dưới tác động của các tác nhân tự nhiên. Từ chất vô cơ → chất hữu cơ đơn giản → chất hữu cơ phức tạp.

1. Quá trình hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ
–           Trong khí quyển nguyên thủy của trái đất (cách nay khoáng 4,6 tỷ năm) đã có những họp chất đơn giản chứa C, H, O, N như mctan (CHẠ cianogcn (C2N2), carbon momoxidc (CO), lúc đó khí quyển chứ rất ít hơi nước, khí ammoniac. Chưa có 02 và N2
–           Dưới tác dụng của các nguồn năng lượng trong tự nhiên: bức xạ mặt trời, tia tử ngoại, phóng điện trong khí quyển, hoạt động của núi lửa, phân rã của các nguyêntố phóng xạ, năng lượng địa nhiệt …làm cho các chất vô cơ nói trên hợp thành những chất hữu cơ đơn giản chửa 2 nguyên tố c và H (hydrocarbon) rồi đến những hợp chất chứa 3 nguyên tố C, H, O (saccarit, lipit …) rồi đến 4 nguyên tố C, H, O, N (axit amin, nuclcôtit).
 
2. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ
  • 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 cô đọng lại và hình thành các chất trùng hợp như prôtêin và axit nucleic.
  • Nhiều thực nghiệm đã chứng minh sự trùng hợp ngẫu nhiên của các đơn phân, các axit amin, thành các đại phân tử prôtêin trên nền bùn sét nóng.
  • TN của Fox và các cộng sự (1950): H.hợp axit amin khô    150 – 180 độC  chuỗi peptit ngắn (Prôtêin nhiệt).
  • Tóm lại:
    • Trong điều kiện khí quyển không có O2:
      • Từ các chất vô cơ Q sấm sét, tia tử ngoại⇒ các hợp chất đơn giản: aa, Nu, đường đơn, axit béo… kết hợp lại   ⇒  các đại phân tử hữu cơ.
      • Từ các Nu Trùng phân⇒  các ARN khác nhau về thành phần và L → ARN có khả năng nhân đôi tốt dưới tác dụng của CLTN. Từ ARN → ADN bền vững hơn, khả năng phiên mã chính xác hơn ⇒ ADN là nơi lưu trữ và bảo quản TTDT, còn ARN làm nhiệm vụ dịch mã
      • Cơ chế dịch mã có thể được hình thành:
        • Các aa liên kết yếu với các Nu/ARN, còn ARN như khuôn mẫu để các aa bám vào và liên kết với nhau → chuỗi p.peptit ngắn ” Prôtêin.
        • Nếu chuỗi polypeptit ngắn này có đặc tính của enzim xúc tác cho quá trình phiên mã và dịch mã thì sự tiến hoá sẽ xảy ra nhanh hơn.
II. Tiến hóa tiền sinh học
–           Các chất hữu cơ hòa tan tập trung thành giọt gọi là Côaxecva. Côaxecva có dấu hiệu nguyên thủy của trao đối chất, sinh trưởng, sinh sản. Do có sự tương tác giữa các đại phân tử trong một tổ chức nhất định.
–           Dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, cấu trúc và thể thức phát triển của Côaxecva được hoàn thiện dần.
–           Sự xuất hiện lớp màng bám thấm, giới hạn Côaxecva với môi trường xung quanh
–           Sự xuất hiện của các prôtêin enzim xúc tác cho quá trình tổng hợp và phân giải chất hữu cơ
–           Sự hình thành cơ chế sinh sản và di truyền trên cơ sở sự hình thành hệ tương tác giữa prôtêin và axit nucleic có khả năng tự đổi mới, tự nhân đôi.
–           Sự xuất hiện các dạng sống đơn giản đầu tiên: tế bào nguyên thủy
–           Người ta ước tính mẩt khoảng 2 tỉ năm cho tiến hóa và tiền sinh học

III. Mở rộng: Tiến hóa sinh học
Từ các tế bào nguyên thủy, dưới tác động của chọn lọc tự nhiên đã tiến hóa cho ra tất cả các sinh vật nhân sơ và nhân thực hiện nay.
Các tế bào nhân sơ cổ đại tiến hóa theo hướng giữ nguyên đặc tính nhân sơ và phát triển thành các dạng vi khuẩn và vi sinh vật cổ ngày nay.
Hướng thứ 2, các tế bào nhân sơ tiến hóa theo chiều hướng hỉnh thành nhân tế bào và các bào quan nội màng và tạo ra tế bào nhân thực. Các tế bào nhân thực duy trì hình thức cấu tạo đơn bào của mình (nấm men, động vật nguyên sinh…) hoặc phát triển thành sinh vật đa bào như tảo, nấm, động vật, thực vật…
Ngày nay sự sống không tiếp tục hình thành từ chất vô cơ theo phương thức hóa học vì: Thiếu những điều kiện cần thiết. Chất hữu cơ được tong hợp ngoài cơ thể sống (nếu có) sẽ bị các vi khvấn phản hủy từ khi xuất hiện những cơ thể đầu tiên, sự tổng hợp hỏa học được thay bang sự tong hợp sinh học với các quỵ luật sinh học.