資源簡介

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生物冀少八下6.3.1 生命的起源 教學設計
課題 6.3.1 生命的起源 單元 六 學科 生物 年級 八
教材分析 這一節是第三章“生物的起源和進化”的第一課。通過第一、二章的學習，學生已經知道，生物通過生殖產生新個體，使種族得到延續；在生物繁衍過程中，遺傳和變異使得生物能夠更好地適應環境，得以生存和發展，更渴望知道地球上最早的生命是從哪里來的。本節課的內容設置，主要是學生有了遺傳和變異的知識基礎后的生物進化的啟蒙課。教科書中陳述了關于人們探索生命起源問題過程中的幾種假說，但是更加注重用實驗證據闡明“化學進化說”。
學習 目標 探究實踐：了解生命起源化學進化過程的三個階段。通過米勒的實驗，了解模擬實驗的原理和方法了解米勒的實驗與結果。舉例說明生命起源的相關假說。歸納總結關于生命起源的各種證據和成果。 科學思維：概括化學進化說關于生命產生的大致過程和生命的基本特征。培養學生的自學能力和分析、歸納問題的能力。 態度責任：讓學生在解決問題中掌握獲取知識的基本途徑和方法。通過介紹我國在探索生命起源方面取得的重大成就，對學生進行愛國主義教育。 生命觀念：通過本節課的學習，使學生了解到地球上的原始生命是由非生命物質逐漸演變來的，生命是物質的，從而對學生進行科學的世界觀和宇宙觀的教育。
重點 1.生命起源化學進化過程的三個階段。 2.歸納總結關于生命起源的各種證據和成果。
難點 1.原始地球條件下的化學進化過程。 2.歸納總結關于生命起源的各種證據和成果。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 夜晚，仰望星空，面對浩瀚的宇宙，我們常常會涌起種種遐想：那些神秘的星球上有類似我們人類的生命嗎？地球上最早的生命是從哪兒來的？ 分析問題 導入新課 引出興趣
講授新課 一、生命起源的相關假說 1.神創論 “神創論”認為地球上的一切生命都來自神的創造。 這種觀點和現代科學無法調和，更無事實依據。 2.自然發生說 “自然發生說”也稱為“自生論”。這種觀點認為，生命是從無生命物質自然發生的。即認為生物是從非生命物質中迅速而直接地產生的。例如，中國古人相信腐爛的草堆里能產生螢火蟲，腐肉能生蛆；古埃及人認為尼羅河谷的蛙和鱔魚是淤泥經日光照射而產生的。 19世紀60年代，法國生物學家巴斯德的鵝頸瓶實驗，證明了生物不是現在條件下，從非生命物質自然發生來的，否定了自然發生說，但還不能回答最早的生命是從哪里來的。 3.宇生論 “宇生論”認為地球上的初始生命來自宇宙空間的其他星球。宇宙星球的某些有機分子或微生物孢子可以附著在塵埃顆粒上而由彗星帶到地球、從而使地球有了初始的生命。 1969年，從在澳大利亞發現的隕石中檢測出多種氨基酸。這能證明宇宙空間存在有機物，但不能證明地球上的生命來自天外。 視頻：地球上生命的起源 4.化學進化說 (1)觀點 化學進化說觀點認為，在原始地球條件下，無機物能生成多種有機物，這些有機物在原始海洋中經過長期而復雜的演變，逐漸形成原始生命。 (2)原始大氣的形成及主要成分 視頻：原始地球 原始地球在某個時期曾經是一個熾熱的球體，處于熔融狀態。在原始地球發展過程中，由于重力的作用，一些較重的物質沉向地球中心形成地核，一些較輕的物質則浮于地球表層形成地幔和地殼。但是，最初形成的地殼較為薄弱，內部溫度仍然很高，因此火山活動十分頻繁。 地球內部由物質分解產生大量的氣體，這些氣體隨著火山活動而被驅散到地球外面，形成原始大氣的一部分。目前，地質學和地球物理學的研究還不能確切地說出原始大氣的成分，但根據多名學者推測，原始大氣的成分有二氧化碳、氮氣、氨氣、一氧化碳、甲烷、水蒸氣、硫化氫、氰化氫以及少量的氫氣，當時的氧是以氧化物的形式存在的，空氣中沒有游離的氧，因此原始大氣具有還原性。 原始海洋：水蒸氣在升入高空的過程中不斷冷卻、凝結，然后變成雨水降落下來。同時，地球表面的溫度慢慢下降，地球上的水越積越多，最終匯集成原始海洋。原始海洋像一盆稀薄的熱湯，成了各種物質的匯集場所，在那里孕育了原始生命。原始海洋是生命的搖籃。 1953年，美國科學家米勒等人模擬原始地球大氣條件，在實驗室中用甲烷、氨氣、氫氣、水蒸氣等氣體，合成了小分子有機物一氨基酸，從而有力地支持了這種觀點。 視頻：米勒實驗 (1)實驗設計和過程 ①在密閉的實驗裝置中通入甲烷、氨氣、氫氣等氣體，模擬原始大氣。 ②在下部的燒瓶中加入水，并對其加熱，煮沸后持續加熱，利用水蒸氣推動氣體在裝置中循環流動，連續進行火花放電，模擬原始地球的閃電。 ③反應瓶下部的冷凝器模擬原始地球的降水過程。 ④燒瓶和取樣處的液體相當于原始海洋。 (2)實驗現象和結果 通過持續實驗，燒瓶中無色透明的液體逐漸變成暗褐色。在取樣處檢驗出包括多種氨基酸在內的有機小分子物質。 (3)實驗結論 米勒的實驗有力地證明了在原始地球的環境條件下，由無機物合成有機小分子物質是完全可能的。 注意 米勒的實驗通過模擬原始地球的條件，利用原始大氣成分(無機物)獲得了一些簡單的有機物(有機小分子物質)，僅為生命起源的化學進化學說的第一個階段提供了證據。 二、生命化學起源的主要過程及其他證據 米勒的實驗支持了化學進化說。科學家推測，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物。后來地球的溫度逐漸降低，原始大氣中的水蒸氣凝結成雨降落到地上。這些有機物隨著雨水進入湖泊和河流，最終匯集到原始的海洋中。有機物不斷地相互作用，經過漫長的歲月，逐漸形成原始生命。 1.化學進化說的主要過程 目前大多數學者贊同化學進化說，認為生命的產生過程大致分為三個階段： (1)簡單的無機小分子合成簡單的有機小分子。 (2)簡單的有機小分子聚合成復雜的有機大分子。 (3)有機大分子形成原始生命。 生命的基本特征是能從外界獲得營養并排出代謝廢物；能對外界刺激作出反應；能生長和繁殖；能遺傳和變異。 2.化學進化說的其他證據 (1)20世紀70年代末，人們發現了處于太平洋東部洋嵴上的“硫化物煙囪”(海底熱泉水口)一一個特殊的生態系統，一些學者認為，這種特殊的水熱環境提供了接近于地球早期化學進化和生命起源的條件，進而推測此處可能有非生命的有機物合成。 (2)有學者提出了“水熱起源模式”，指出根據地球早期的水熱環境，嗜熱微生物可能已經相當普遍，地球早期存在的生命可能是嗜熱微生物。 (3)2002年10月，我國科學家在河北省承德市興隆縣發現了形成于14.3億年前的古海底“黑煙囪”。這些“黑煙囪”，不僅能形成海底礦藏，而且很可能和生命起源有關。 提示 1965年，我國科學工作者在世界上首次利用氨基酸合成了結晶蛋白質——牛胰島素。1981年，我國科學工作者又利用核苷酸，人工合成了組成生命的另一種重要物質——核酸。這兩項研究成果，是我國科學工作者為生命起源的研究所作出的重大貢獻。人工合成牛胰島素和核酸的成功，說明在一定條件下，生物小分子氨基酸、核苷酸可以合成有機物大分子蛋白質和核酸。 綜合起來，科學家主要從三條途徑探索生命起源：一是研究生命起源的歷史環境背景；二是化學進化實驗的模擬；三是尋找和研究早期生命存在的直接和間接證據，即化學進化和最早的原始生命的遺跡。 三、研究生命起源的意義 生命起源是現代科學的前沿問題之一。研究生命起源包括研究地球或外星球上由非生命物質演變為原始生命的過程，以及如何模擬原始地球條件重現這一自然歷程。研究生命起源的歷程具有重要意義。 通過研究生命起源，人類能夠逐步揭示生命的奧秘，認識和闡明生命的本質，更好地掌握生命發生和發展的規律，具有重大的哲學意義和實踐意義，對醫學以及工農業生產都有重大貢獻。其研究成果可以用來指導人類根據需要去人工合成生命物質、人工合成細胞甚至人工合成生命，實現生命科學的最終目標——控制生命和改造生命。 根據所知舉例 了解自然發生說 知道巴斯德的鵝頸瓶實驗 了解宇生論 了解化學進化說的觀點 知道原始地球的樣子 知道原始大氣的樣子 知道原始海洋的樣子 了解米勒實驗的設計和過程 知道米勒實驗現象和結果 知道米勒實驗實驗結論 了解化學進化說 歸納化學進化說的主要過程 知道生命的基本特征 了解化學進化說的其他證據 了解我國探索生命起源的重大成就 了解研究生命起源的重要意義 介紹神創論 介紹自然發生說 介紹巴斯德的鵝頸瓶實驗 介紹宇生論 介紹化學進化說的觀點 介紹原始地球的樣子 介紹原始大氣 介紹原始海洋 介紹分析米勒實驗的設計和過程 介紹米勒實驗現象和結果 介紹米勒實驗實驗結論 概述化學進化說 引導歸納化學進化說的主要過程 介紹生命的基本特征 圖文介紹化學進化說的其他證據 介紹我國探索生命起源的重大成就 介紹研究生命起源的重要意義
課堂練習 1.(江蘇鹽城)關于地球上原始生命的起源，較為科學的解釋學說是( C ) A.自然發生說 B.宇生論 C.化學進化說 D.神創論 2.結晶牛胰島素(一種蛋白質)的人工合成反映了我國在生命起源的研究問題上取得了重大成果。它可以為生命起源的化學進化過程提供證據，它能證明的生命進化階段是( B ) A.從無機小分子物質生成簡單的有機物 B.從簡單的有機小分子物質形成復雜的有機大分子物質 C.從復雜的有機物形成更為復雜的多分子體系 D.從復雜的多分子體系演變為原始生命 3.(貴州遵義)下列各項中不屬于原始大氣成分的是( B ) A.甲烷 B.氧氣 C.氫氣 D.氨 4.巴斯德的“鵝頸瓶”實驗使人們確信了哪種觀點？( C ) A.生物是由女媧創造的 B.生物來源于非生命物質 C.在現在的條件下，生物只能來源于生物 D.生物來自地球以外的其他星球 5.對地球上生命的起源，科學史上有多種觀點。其中，“宇生論”認為，地球上的原始生命來自宇宙空間的其他天體，其通過適當途徑到達地球。近年來，對一些隕石成分的分析發現，在其他天體上存在著構成生命物質的各種有機物，如氨基酸等；對一些彗星成分進行分析，也發現其中存在簡單的有機物。你認為“宇生論”的觀點是( D ) A.正確的，應當認為地球上的生命來自宇宙 B.錯誤的，因為教材告訴我們：地球上的生命起源于地球上的非生命物質 C.一種沒有任何事實依據的猜想，沒有任何科學價值 D.一種事實根據很少的假說，至今既不能證明它是錯誤的，也不能證明它是正確的 進行本節相關習題訓練 鞏固應用本節所學知識
課堂小結 1.米勒實驗支持了化學進化說。科學家推測，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物。 2.原始生命是在原始海洋中形成的。 3.生命產生過程大致分三個階段：簡單的無機小分子合成簡單的有機小分子；簡單的有機小分子聚合成復雜的有機大分子；有機大分子形成原始生命。生命的基本特征是能從外界獲得營養并排出代謝廢物；能對外界刺激作出反應；能生長和繁殖；能遺傳和變異。 談本節學習到的主要知識內容 歸納總結本節知識
板書
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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