資源簡介

第一節(jié) 地球上生命的起源
一、教學(xué)目標(biāo)
1．描述生命起源的過程。
2．理解美國學(xué)者米勒模擬生命起源的實(shí)驗(yàn)裝置。
3．關(guān)注生命起源的不同觀點(diǎn)。
二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)
重點(diǎn)：生命起源的過程。
難點(diǎn)：米勒實(shí)驗(yàn)裝置原理。
三、教學(xué)準(zhǔn)備
教師收集有關(guān)生命起源的視頻、圖片等。
學(xué)生搜集有關(guān)生命起源的觀點(diǎn)。
四、相關(guān)資源
《【情境引入】生命起源和生物進(jìn)化》視頻資源，《【活動(dòng)設(shè)計(jì)】其他星球上有生命存在嗎？》圖片資源，《【知識(shí)解析】米勒的實(shí)驗(yàn)》視頻資源，《【生物世界】生命的起源》視頻資源，原始地球表面想象圖、地球原始大氣和海洋成分想象圖、生命起源過程示意圖、巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)示意圖系列圖片資源。
五、教學(xué)過程
【課堂引入】
播放視頻：【情境素材】生命起源和生物進(jìn)化，介紹原始地球惡劣的環(huán)境不利于生物的生存，繼而設(shè)問“生命是如何產(chǎn)生的”“產(chǎn)生的過程和條件又是怎樣的”。
地球上最初并沒有生命，人類經(jīng)歷了漫長的進(jìn)化過程，其他生物也經(jīng)過這樣的過程，那么地球上最初的生命是如何產(chǎn)生的？
生命的起源和生物的進(jìn)化問題，很久以來就吸引著人們?nèi)ヌ角?，也不斷有各種各樣的爭論。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對這個(gè)問題的認(rèn)識(shí)越來越深入。今天我們就來對地球上生命的起源進(jìn)行研究。
【新知講解】
關(guān)于生命起源的問題，我們的祖先曾經(jīng)有過這樣的傳說：天地開辟，未有人民，女媧摶黃土造人。今天的科學(xué)家們對生命的起源又有什么見解呢？
課前我們已經(jīng)搜集了關(guān)于生命起源的不同觀點(diǎn)，現(xiàn)在我們來交流一下吧！
總結(jié)關(guān)于生命起源的觀點(diǎn)：
1．神創(chuàng)論：生命是由上帝（神）創(chuàng)造的；
2．自然發(fā)生說：生命是自然而然發(fā)生的；
3．海洋化學(xué)起源學(xué)說：生命是通過化學(xué)途徑進(jìn)化而來的；
4．宇生論：生命來自于其他星球；
……
地球上最初的生命開始什么樣的呢？產(chǎn)生的過程和條件優(yōu)勢怎樣的？這些問題的答案不可能通過直接觀察來獲得，也難以得到確鑿的證據(jù)。但我們知道，地球上生命的生存需要有機(jī)物和能量，還需要其他一些條件。關(guān)于生命的起源可以通過有關(guān)的研究進(jìn)行科學(xué)推測。
推測是根據(jù)已知的事物，通過思維活動(dòng)，對未知事物的真相提出一定的看法?？茖W(xué)的推測需要有一定的證據(jù)做基礎(chǔ)，憑空想象往往是站不住腳的。人類起源于森林古猿，這結(jié)論的獲得就有許多化石證據(jù)的支持，而在這些證據(jù)面前，“神創(chuàng)論”不攻自破。科學(xué)推測還需要有嚴(yán)密的邏輯，也需要豐富的聯(lián)想和想象。
1．神創(chuàng)論
生命是神或上帝創(chuàng)造的，生命始終保持被創(chuàng)造時(shí)的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，而且一成不變。
你不信服的理由是什么？
講解：缺少事實(shí)依據(jù)。
2．自然發(fā)生說
在19世紀(jì)前，當(dāng)時(shí)的人們看到這樣的現(xiàn)象：一度干涸的池塘，一旦有水（水中看不到任何動(dòng)物）自然就會(huì)出現(xiàn)蝌蚪和青蛙；人們還看到，在腐爛的肉中會(huì)生出蛆來，從腐爛的草里會(huì)飛出螢火蟲；等等。人們提出“生命是非生命物質(zhì)隨時(shí)自發(fā)地產(chǎn)生的”，這就是自然發(fā)生說。
人們又是怎樣否定這個(gè)觀點(diǎn)的呢？
雷迪實(shí)驗(yàn)
講解：實(shí)驗(yàn)重復(fù)多次，結(jié)果都是敞口瓶中的腐肉生蛆，蛆是蒼蠅的幼蟲。
展示圖片：【教學(xué)圖片】巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)示意圖。
講解：巴斯德鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)證明：肉湯中的微生物來自空氣中。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果使人們堅(jiān)信：生物只能來源于生物。實(shí)驗(yàn)推翻了生命可以由非生命物質(zhì)隨時(shí)自發(fā)地產(chǎn)生的觀點(diǎn)。徹底否定了“自然發(fā)生論”。
雷迪實(shí)驗(yàn)和巴斯德的鵝頸瓶實(shí)驗(yàn)將此觀點(diǎn)推翻。
3．海洋化學(xué)起源學(xué)說
資料分析：
資料1：地質(zhì)學(xué)研究表明，地球大約是在46億年前形成的，那時(shí)候地球的溫度很高，環(huán)境與現(xiàn)在的完全不同：天空中或赤日炎炎，或電閃雷鳴，地面上火山噴發(fā)，熔巖橫流。從火山中噴出的氣體，如水蒸氣、氫氣、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氫等，構(gòu)成了原始的大氣層。原始大氣中沒有氧氣。
展示圖片：【教學(xué)圖片】原始地球表面想象圖，【教學(xué)圖片】地球原始大氣和海洋成分想象圖。
原始地球表面想象圖 地球原始大氣和海洋成分想象圖
討論1．地球上原始大氣的成分與現(xiàn)在的大氣成分有什么明顯的不同？
講解：現(xiàn)在的大氣成分中有氧氣，而原始大氣的成分中沒有氧氣。
討論2．你認(rèn)為原始地球上存在生命嗎？請說出你的理由。
講解：原始地球上不存在生命。因?yàn)樵嫉厍驕囟雀?，無氧氣，也無臭氧層，沒有生命存在的環(huán)境條件。
資料2：1953年，美國青年學(xué)者米勒（S.L.Miller，1930-2007）模擬原始地球的條件和大氣成分，將甲烷、氨、氫氣、水蒸氣等氣體泵入一個(gè)密封的裝置內(nèi)，通過進(jìn)行火花放電（模擬閃電），合成了多種氨基酸。此外，還有一些學(xué)者模擬原始地球的大氣成分，在實(shí)驗(yàn)室里制成了另一些有機(jī)物。
播放視頻：【知識(shí)解析】米勒的實(shí)驗(yàn)。
討論3．根據(jù)米勒及其他學(xué)者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以對生命的起源作出怎樣的推測？
講解：根據(jù)米勒及其他學(xué)者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推測，原始地球上盡管不能形成生命，但能產(chǎn)生構(gòu)成生物體的有機(jī)物。因此，生命的起源從無機(jī)物生成有機(jī)物，這一階段是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。
展示知識(shí)卡片：【生物世界】生命起源的過程（化學(xué)起源學(xué)說）。
講解：科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，原始地球上盡管不能形成生命，但能產(chǎn)生構(gòu)成生物體的有機(jī)物?？茖W(xué)家推測，原始大氣在高溫、紫外線以及雷電等自然條件的長期作用下，形成了許多簡單的有機(jī)物。
后來，地球的溫度逐漸降低，原始大氣中的水蒸氣凝結(jié)成雨降落到地面上，這些有機(jī)物又隨著雨水進(jìn)入湖泊和河流，最終匯集到原始的海洋中。
進(jìn)一步推測，原始的海洋就像一盆稀薄的熱湯，其中所含的有機(jī)物，不斷地相互作用，經(jīng)過極其漫長的歲月，大約在地球形成以后的10億年左右，才逐漸形成了原始的生命。
關(guān)于地球上生命的起源問題，目前大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)同“海洋化學(xué)起源說”，但是也存在不同的看法。一些學(xué)者認(rèn)為，從原始大氣中的無機(jī)物到有機(jī)物、再到原始生命的出現(xiàn)這一漫長的過程，是在原始地球上進(jìn)行的。但是，從有機(jī)物到原始生命這一階段是怎樣進(jìn)行的，目前還只是一些推測，缺乏實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
4．宇生論
也有一些學(xué)者根據(jù)對宇宙空間中物質(zhì)的研究，認(rèn)為原始生命可能來自其他星球。
資料3：科學(xué)研究表明，地球經(jīng)常受到隕石等的撞擊。1969年，人們發(fā)現(xiàn)，墜落在澳大利亞默奇森鎮(zhèn)的隕石中含有并非來自地球的氨基酸。另外，天文學(xué)家在星際空間發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種有機(jī)物。
討論4．隕石中含有構(gòu)成生物體所需要的部分有機(jī)物，由此可以作出什么推測？
講解：從隕石中含有構(gòu)成生物體所需要的有機(jī)物的事實(shí)，可以推測構(gòu)成生物體的有機(jī)物能夠從地球以外形成并被帶到地球。
展示活動(dòng)卡片：【活動(dòng)設(shè)計(jì)】其他星球上有生命存在嗎？
總之，關(guān)于生命起源的問題，科學(xué)家們還在進(jìn)行不懈的探索。
典型例題
例1．下列有關(guān)生命的起源的敘述中正確的是（ ）
A．生命是上帝和神創(chuàng)造出來的
B．生命是從外星球遷移出來的
C．生命是自然而然產(chǎn)生的
D．生命的形成是按照由原始大氣中的無機(jī)物到有機(jī)物，再到原始生命這一順序逐漸完成的
答案：D
解析：關(guān)于地球上生命的起源問題，目前大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)同“海洋化學(xué)起源說”。
例2．美國學(xué)者米勒模擬原始地球條件和大氣成分的實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是（ ）
A．原始生命誕生于原始海洋
B．原始地球能形成構(gòu)成生物體的有機(jī)物
C．原始生命起源于原始大氣
D．原始大氣中沒有氧氣
答案：B
解析：米勒通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了化學(xué)進(jìn)化學(xué)說的第一階段，即從無機(jī)小分子物質(zhì)形成有機(jī)小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實(shí)現(xiàn)的。故B符合題意。
例3．關(guān)于生命的起源，自古以來就有多種觀點(diǎn)。請?jiān)谙铝嘘P(guān)于生命起源的說法前標(biāo)出其對應(yīng)的觀點(diǎn)。
（ ）世界上的所有生物都是由神或上帝創(chuàng)造的。
（ ）地球上的生命來自于宇宙中的其他星球。
（ ）原始生命是在原始地球條件下先由無機(jī)小分子形成有機(jī)小分子，再經(jīng)過長期演變形成的。
（ ）生命是由非生命的物質(zhì)隨時(shí)自發(fā)地發(fā)生的。
（ ）生物只能來自生物，不能由非生命物質(zhì)隨時(shí)自發(fā)地發(fā)生。
A．自然發(fā)生論
B．宇宙發(fā)生論
C．化學(xué)進(jìn)化論
D．神創(chuàng)論
E．生生論
答案：D B C A E
解析：此題主要考查的是關(guān)于生命起源的幾種主要觀點(diǎn)。
自然發(fā)生論與神創(chuàng)論差不多同樣的古老，人們根據(jù)自己雙眼對許多表面現(xiàn)象的觀察，如腐肉生蛆、腐草化螢等得出了低等生物是由非生命物質(zhì)自然產(chǎn)生的。
宇宙發(fā)生論認(rèn)為生命可能起源于其他星球。
化學(xué)進(jìn)化論認(rèn)為在原始地球的條件下，無機(jī)物可以轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，有機(jī)物可以發(fā)展為生物大分子和多分子體系直到最后出現(xiàn)原始的生命體。
神創(chuàng)論認(rèn)為地球及萬物是上帝創(chuàng)造出來的，自從被上帝創(chuàng)造出來以后，地球上的生命沒有發(fā)生任何變化。
生生論認(rèn)為生物只能源于生物，非生命物質(zhì)絕對不能隨時(shí)自發(fā)地產(chǎn)生新生命。
例4．地球上最初的生命誕生于（ ）
A．原始陸地 B．原始大氣
C．原始海洋 D．火山口
答案：C
解析：化學(xué)進(jìn)化論認(rèn)為在紫外線、閃電、熱能和宇宙射線的激發(fā)下，原始大氣中的各種成分分子相互作用形成有機(jī)小分子，這些有機(jī)小分子隨著雨水匯入熱湯似的原始海洋。在原始海洋中，有機(jī)小分子經(jīng)過長期演變，最終形成最簡單的原始生命形式。所以原始生命誕生于原始海洋。故C正確。
六、課堂小結(jié)
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了地球上生命起源的相關(guān)觀點(diǎn)，重點(diǎn)認(rèn)識(shí)了“海洋化學(xué)起源說”。
海洋化學(xué)起源說：
誕生場所：原始海洋
誕生時(shí)間：地球形成以后的10億年左右
七、板書設(shè)計(jì)
地球上生命的起源
1．神創(chuàng)論
2．自然發(fā)生說
3．海洋化學(xué)起源說
4．宇生論
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