GIAI ĐOẠN TIẾN HÓA HÓA HỌC
I. Kiến thức trọng tâm
Tiến hóa hóa học: sự hình thành và tiến hóa của các hợp chất hữu cơ
1. Hình thành các chất hữu cơ đơn giản từ các chất vô cơ:
- Giả thuyết cho rằng các hợp chất hữu cơ đơn giản đầu tiên trên trái đất có thể được xuất hiện bằng con đường hóa tổng hợp từ các chất vô cơ nhờ nguồn năng lượng là sấm sét, tia tử ngoại, núi lửa do ông Oparin (Nga) và Haldane (Anh) đã độc lập nhau cùng đưa ra.
- Bầu khí quyển nguyên thuỷ không có oxi, dưới tác dụng của nguồn năng lượng tự nhiên (tia chớp, tia tử ngoại, núi lửa …) 1 số các chất vô cơ kết hợp tạo nên chất hữu cơ đơn giản: a. amin, nucleotit, đường đơn, axit béo … Các đơn phân kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử.
- Ông Miller và Uray đã làm thí nghiệm kiểm chứng: Tạo ra môi trường có thành phần hóa học giống khí quyển của trái đất nguyên thủy trong bình thuỷ tinh. Hỗn hợp khí CH4, NH3, H2 và hơi nước được đặt trong điều kiện phóng điện liên tục suốt 1 tuần lễ.
⇒ Kết quả các ông đã thu được 1 số chất hữu cơ đơn giản trong đó có các a. amin. Các chất hữu cơ được hình thành trong điều kiện hoá học của bầu khí quyển nguyên thuỷ ngày càng phức tạp dần CH → CHO → CHON
2. Quá trình trùng phân tạo nên các đại phân tử hữu cơ:
- Để chứng minh các đơn phân như axit amin có thể kết hợp với nhau tạo nên các chuỗi polipeptit đơn giản trong điều kiện trái đất nguyên thuỷ, ông Fox và các cộng sự vào năm 1950 đã tiến hành thí nghiệm đun nóng hỗn hợp các axit amin khô ở nhiệt độ từ 150 → 180oC và đã tạo ra được các chuỗi peptit ngắn (gọi là prôtêin nhiệt).
→ Kết luận: Các đơn phân tử kết hợp với nhau tạo thành các đại phân tử.
3. Sự xuất hiện cơ chế tự nhân đôi:
a. ADN có trước hay ARN có trước?
- Một số bằng chứng đã chứng minh ARN có thể tự nhân đôi không cần enzim nên ARN tiến hóa trước ADN.
- ARN có khả năng tự nhân đôi, CLTN sẽ chọn các phân tử ARN có khả năng tự sao tốt, có hoạt tính enzim tốt làm vật liệu di truyền. Từ ARN là ADN.
b. Hình thành cơ chế dịch mã:
- ARN là khuôn để các axit amin liên kết nhau tạo thành chuỗi polipeptit và chúng được bao bọc bởi màng bán thấm cách li với môi trường ngoài.
II. Bài tập minh họa
Câu 1: Trình bày thí nghiệm của Mile về sự hình thành của các hợp chất hữu cơ?
Hướng dẫn giải
- Năm 1953. Mile (Miller) và Urây đã làm thí nghiệm kiểm tra giả thuyết của Oparin và Handan. Các ông đã tạo ra môi trường có thành phần hoá học giống khí quyển của Trái Đất nguyên thuỷ trong một bình thuỷ tinh 5 lít.
- Hỗn hợp khí CH4, NH3, và hơi nước được đặt trong điều kiện phóng điện liên tục suốt một tuần. Kết quả thu được một số chất hữu cơ đơn giản trong đó có các axit amin.
- Sau thí nghiệm của Mile – Urây, nhiều nhà khoa học khác đã lặp lại thí nghiệm này với thành phần các chất vô cơ có thay đổi chút ít và họ đều nhận được các hợp chất hữu cơ đơn giản khác nhau.
Câu 2: Nêu thí nghiệm chứng minh các prôtêin nhiệt có thể tự hình thành từ các axit amin mà không cần đến các cơ chế dịch mã?
Hướng dẫn giải
Để chứng minh các đơn phân như axit amin có thế kết hợp với nhau tạo nên các chuỗi pôlipeptit đơn giản trong điều kiện của Trái Đất nguyên thuỷ, vào những năm 1950, Fox và các cộng sự đã tiến hành thí nghiệm đun nóng hỗn hợp các axit amin khô ở nhiệt độ từ 150 -180°C và đã tạo ra được các chuỗi peptit ngắn được gọi là prôtêin nhiệt.
Câu 3: Giả sử ở một nơi nào đó trên Trái Đất hiện nay các hợp chất hữu cơ được tổng hợp từ chất vô cơ trong tự nhiên thì liệu từ các chất này có thể tiến hoá hình thành nên các tế bào sơ khai như đã từng xảy ra trong quá khứ? Giải thích.
Hướng dẫn giải
Không vì điều kiện hiện này trên trái đất rất nhiều. Ngay cả khi các chất hữu cơ có thể được hình thành bằng con đường hoá học ở một nơi nào đó trên Trái Đất như hiện nay thì những chất này cũng rất dễ bị các sinh vật khác phân giải.
III. Bài tập tự luyện
Câu 1: Sự phát sinh, phát triển của sự sống trên Trái Đất lần lượt trải qua các giai đoạn:
A. Tiến hóa hóa học – tiến hóa sinh học.
B. Tiến hóa hóa học – tiến hóa tiền sinh học - tiến hóa sinh học.
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.
Đáp án: B
Câu 2: 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 đôn 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.
A. 1 B. 2
C. 3 D. 4
Đáp án: C. Ý 3 sai Quá trình hình thành các hợp chất vô cơ từ chất hữu cơ bằng nhiều con đường khác nhau
Câu 3: Năm 1953, Milơ và Urây đã làm thí nghiệm để kiểm tra giả thuyết "các hợp chất hữu cơ đơn giản đầu tiên trên trái đất có thể được tổng hợp bằng con đường hóa học từ hợp chất vô cơ và nguồn năng lượng sấm sét, núi lửa, tia tử ngoại”, chất nào sau đây không có trong thí nghiệm của Milơ và Urây:
A. Photpho.
B. Nitơ.
C. Hydrô.
D. Cacbon.
Đáp án:
Chất không có trong thí nghiệm của Milo và Uray là photpho.
Đáp án cần chọn là: A
Câu 4: Ai là người đã làm thực nghiệm chứng minh sự hình thành hợp chất hữu cơ phức tạp từ các chất hữu cơ đơn giản
A. Dacuyn
B. Fox
C. Milơ
D. Uray
Đáp án:
Milơ và Uray đã làm thí nghiệm chứng minh sự hình thành chất hữu cơ đơn giản từ chất vô cơ còn Fox đã làm thí nghiệm chứng minh sự hình thành hợp chất hữu cơ phức tạp từ các chất hữu cơ đơn giản
Đáp án cần chọn là: B
Câu 5: Trong khí quyển nguyên thủy của Trái đất chưa có:
A. CO
B. H2O
C. Ôxi
D. NH3
Đáp án:
Trong khí quyển nguyên thủy mới chỉ có các khí như CH4, CO, H2O, NH3… chưa có khí oxi hoặc có thì chỉ rất ít không đáng kể.
Đáp án cần chọn là: C
Câu 6: Trong sự hình thành các chất hữu cơ đầu tiên trên trái đất KHÔNG có sự tham gia của những nguồn năng lượng nào sau đây?
A. Tia tử ngoại, bức xạ nhiệt của mặt trời
B. Hoạt động của núi lửa, sự phân rã nguyên tố phóng xạ
C. Tia tử ngoại, năng lượng sinh học
D. Sự phóng điện trong khí quyển, bức xạ mặt trời
Đáp án:
Sự hình thành các chất hữu cơ đơn giản là nhờ điều kiện của khí quyển nguyên thủy: năng lượng từ núi lửa, sấm sét, tia tử ngoại,...
Đáp án cần chọn là: C
Câu 7: Nguồn năng lượng dùng để tổng hợp các phân tử hữu cơ hình thành sự sống là:
A. Năng lượng hóa học
B. ATP
C. Năng lượng sinh học
D. Năng lượng tự nhiên
Đáp án:
Nguồn năng lượng dùng để tổng hợp các phân tử hữu cơ hình thành sự sống là năng lượng tự nhiên (núi lửa, sấm sét, tia tử ngoại,...)
Đáp án cần chọn là: D
Câu 8: Kết quả thí nghiệm của Milơ và Urây (1953) đã chứng minh
A. Các chất hữu cơ được hình thành phổ biến từ con đường sinh học
B. Các chất hữu cơ được hình thành trong khí quyển nguyên thủy nhờ năng lượng sinh học
C. Các chất hữu cơ được hình thành từ chất vô cơ trong điều kiện khí quyển nguyên thủy của trái đất
D. Ngày nay các chất hữu cơ vẫn được hình thành phổ biến theo con đường tổng hợp hóa học trong tự nhiên
Đáp án:
Thí nghiệm đã chứng minh là: các chất hữu cơ được hình thành từ chất vô cơ trong điều kiện khí quyển nguyên thủy của trái đất
Đáp án cần chọn là: C
Câu 9: Thí nghiệm của Milơ và Urây đã chứng minh:
A. trong điều kiện khí quyển nguyên thủy, chất hữu cơ đơn giản đã được tạo thành từ các chất vô cơ.
B. trong điều kiện khí quyển nguyên thủy đã có sự trùng phân các phân tử hữu cơ đơn giản thành các phân tử hữu cơ phức tạp.
C. có sự hình thành các tế bào sống sơ khai từ các đại phân tử hữu cơ.
D. sinh vật đầu tiên đã được hình thành trong điều kiện trái đất nguyên thủy.
Đáp án:
Thí nghiệm của Milơ và Urây đã chứng minh: trong điều kiện khí quyển nguyên thủy, chất hữu cơ đơn giản đã được tạo thành từ các chất vô cơ.
Đáp án cần chọn là: A
Câu 10: Quá trình nào đã tạo nên các đại phân tử hữu cơ từ các chất hữu cơ đơn giản hòa tan trong các đại dương nguyên thủy?
A. Lắng đọng
B. Thủy phân.
C. Sao chép.
D. Trùng phân.
Đáp án:
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.
Đáp án cần chọn là: D
Câu 11: Các đại phân tử hữu cơ được hình thành trong các đại dương nguyên thủy nhờ quá trình?
A. Lắng đọng
B. Thủy phân.
C. Sao chép.
D. Trùng phân.
Đáp án :
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.
Đáp án cần chọn là: D
Câu 12: Trong quá trình phát sinh sự sống trên Trái Đất, sự kiện nào sau đây không diễn ra trong giai đoạn tiến hoá hoá học?
A. Các nuclêôtit liên kết với nhau tạo nên các phân tử axit nuclêic
B. Các axit amin liên kết với nhau tạo nên các chuỗi pôlipeptit đơn giản.
C. Hình thành nên các tế bào sơ khai (tế bào nguyên thuỷ).
D. Từ các chất vô cơ hình thành nên các chất hữu cơ đơn giản.
Đáp án:
Sự kiện không diễn ra trong tiến hóa hóa học là C
Hình thành nên các tế bào sơ khai là kết quả của quá trình tiến hóa tiền sinh học
Đáp án cần chọn là: C
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Kiến thức trọng tâm Giai đoạn tiến hóa hóa học Sinh học 12. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập .
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
Chúc các em học tập tốt !
