資源簡介

生命起源和生物進化 第一節　地球上生命的起源
課題 地球上生命的起源 課型 新授課 課時安排 1課時
教 學
目
標 知識與技能 1.了解生命起源的化學進化過程的四個階段。
2.了解米勒的實驗與結果。
3.了解我國在探索生命起源問題上的重大成就。
過程與方法 1.在引導學生閱讀教材、整理知識體系的過程中,培養學生的自學能力和分析歸納能力。
2.讓學生在解決問題的過程中掌握獲取知識的基本途徑和方法。
情感態度與價值觀 1.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而來的,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。
2.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。
教學重點 1.生命起源的化學進化過程的四個階段。
2.關于生命起源問題目前僅限于假說和推測,內容比較抽象。
教學難點 1.描述生命起源的化學進化過程的四個階段。
2.在今天的地球條件下,非生命物質能不能再演化為原始生命。
教學方法 創設情境、溫故知新、觀察思考、分析討論、解決疑難、得出結論。
教學過程
教師活動 學生活動 設計意圖
一、導入新課 教師:同學們,春天就要到了你們喜歡到大自然中郊游嗎?(想,非常喜歡!)下面請同學們觀看視頻讓我們再一次走進美麗的大自然吧!
教師:(播放視頻通過多媒體創設地球萬物繁衍不息的自然景象并解說)同學們,現在地球上生活著許多動植物、微生物和人,構成了一個多姿多彩的生命世界,人類也是這個世界中的一員。那么,地球上的生命是怎樣發生和發展的呢?我們人類自身又是怎樣起源和進化的呢?今天我們一起來探討有關原始生命的誕生的問題。 觀看視頻:師生共同欣賞美麗的自然界。
激發學生學習激情,在輕松的氣氛中進入學習狀態。 從科學資料和學生的認知入手,引發學生思考生命起源和進化的問題,激發學生探究學習的興趣,在輕松的氣氛中自然引入課題。
二、預習自測 下面請同學們閱讀教材、查閱資料,并回答下列問題:
目標一:
1.原始大氣中主要有哪些氣體?　　水蒸氣、氫氣、氨、甲烷、硫化氫、二氧化碳等　　。?
2.原始大氣中,無機小分子物質在　　紫外線　　、　　雷電　　等條件的激發下,形成了一些有機小分子物質。?
3.在原始海洋中,有機小分子物質經過長期積累并相互作用,形成了比較復雜的有機　　大分子　　物質,如原始的　　蛋白質　　、　　核酸　　等。? 學生通過預習完成相關習題。
學生進行小組間展示預習的情況。 從理論上講,只要學生能夠自學的教師就不要講,先讓學生自學。學生不能自學的通過小組合作來解決,小組合作不能解決的教師才點撥。
4.有機大分子物質逐漸聚集并在外表形成了與周圍海水隔開的原始　　界膜　　,構成了相對　　獨立　　的體系,這種體系不斷完善,一旦它們能實現原始的　　新陳代謝　　和　　個體增殖　　,便意味著原始生命誕生了。因此,　　原始海洋　　是原始生命的搖籃。? 5.按照生命起源的化學進化學說,地球上原本沒有生命,地球上的原始生命是由　　非生命物質　　經過極其漫長的　　化學進化　　過程,逐漸演變而來的。?
目標二:
1.米勒的實驗支持了生命起源過程從　　無機物　　到　　有機小分子物質　　的階段。?
2.1965年我國科學家利用氨基酸成功地合成了具有生命活力的結晶牛胰島素,這證明了生命起源過程的　　有機小分子物質　　到　　有機大分子物質　　的階段。? 提出預習中所遇到的各種問題和疑問。
三、探究新知 探究一、生命的起源
過渡:剛才同學們通過預習簡單地了解了有關生命起源的知識,下面我們就一起來交流、學習生命的起源。
活動:討論交流課前搜集的有關地球上生命是怎樣產生的資料。
教師出示活動,要求如下:
(1)簡述你們小組搜集的資料內容;
(2)提出你們的證據:
假說或學說
主要觀點或內容
可支持的證據或論據
神創論
1.“女媧造人”的故事
2.上帝創造生命
不相信,沒科學證據,只是神話傳說
自然發生說
生物可以從他們所在的物質元素中自然發生,而沒有上代
1.腐肉生蛆
2.朽木化蟬(不可信)
生命起源于宇宙
隕石中含有構成生物體所需要的有機物
1976年在我國吉林的隕石中發現有構成生命的基本要素
化學進化說
原始生命是由非生命物質經過極其漫長的化學進化過程,逐漸演變而來的
1.米勒實驗
2.中國科學家合成結晶牛胰島素、核酸實驗等
(采用活動“小比試”完成)
學生交流展示:
第1組:我們小組搜集的是女媧造人的故事,我們認為這種說法沒有任何的科學證據。
第2組:我們小組搜集的是萬事萬物都是由上帝創造出來的,我們認為上帝是虛幻的,不存在的,該說法不可信。
第3組:我們小組搜集的是我們祖先認為“腐肉生蛆、朽木化蟬”的資料,我們認為生命起源于這種說法的可能性很小。
第4組:我們查到的資料是古埃及人認為尼羅河的蛙和鱔魚都是淤泥經陽光照射而產生的,我們認為可能性也很小。
第5組:1976年在我國吉林的一次隕石雨中搜集到的隕石中發現有構成生命的基本要素。我們覺得原始生命可能與宇宙天體有關。 請各小組成員進行交流,分工合作,來闡述你們網上探索的結果,并表明你們組比較贊同哪個觀點,并說明理由。其中穿插一兩條你們在完成任務過程中的有趣發現或獨特見解。同時還要交上一份參考資料,每一條后面要注明這條資料對你起到了什么樣的幫助。 教師始終處于“導”的狀態,學生始終處于動眼、動口、動腦的參與狀態。
第6組:我們搜集到的是化學進化學說,認為原始生命的起源是非生命物質經過極其漫長的化學進化過程,逐漸演變而來的。我們也無法做出判斷。 教師總結:每個小組回答的都很好,可以看出在課前每一個小組都精心搜集了各種資料,謝謝同學們!在對生命起源的探索和思考中,盡管假說很多,但大多數學者認為,地球上的原始生命是由非生命物質經過極其漫長的化學進化過程,逐漸演變而來的,也就是第6組同學們查到的“化學進化學說”。

探究二、生命起源的化學進化 1.地質學家:研究地球的形成
同學們將乘坐光速飛船進入時空隧道到地球剛形成的時期進行一次考察:
(1)先看一段視頻,了解地球剛剛形成時的狀況。
(2)引導學生看教材第51頁“資料分析”,結合剛才的視頻,考察的具體任務是:
①地球形成的時間和原始地球的環境?
(小組1:地球是在46億年前形成的,原始地球的內部構造極不穩定,火山活動頻繁。)
②說出原始大氣的成分有哪些?與現代大氣成分相比,原始大氣的成分中沒有什么氣體?
(小組2:水蒸氣、氫氣、氨、甲烷、硫化氫、二氧化碳等;沒有氧氣。)
③原始海洋是怎樣形成的?
(小組3:當原始地球表面溫度下降以后,水蒸氣凝結成雨水,地球上的水越積越多,形成了原始海洋。)
④原始地球有沒有生命的存在?
(小組4:我們認為在當時的條件下是沒有生命存在的。)
教師:同學們這一趟時光考察收獲不少!你們已經把地球形成的時間、原始地球的環境以及原始海洋的形成完全掌握了,非常好。那么在當時的條件下又是如何形成原始生命的呢?
2.化學家:研究關于生命起源的“化學進化學說”
(1)先看一段視頻,了解生命起源的化學進化過程。
(2)引導學生看教材第51頁到53頁,結合剛才的視頻,思考如下問題:
①原始大氣中無機物合成有機物的能量來自哪里?
(小組5:我們認為合成有機物的能量主要來自火山噴發所釋放的巨大熱能以及高溫、紫外線、雷電等。)
②每小組歸納出生命起源化學進化過程的四個階段,并說出每一階段進行時的場所。
(小組6:第一階段:無機小分子形成有機小分子　 場所:原始大氣)
(小組7:第二階段:有機小分子形成有機大分子　 場所:原始海洋)
(小組8:第三階段:有機大分子構成獨立的體系　 場所:原始海洋)
(小組9:第四階段:獨立的體系產生原始生命　 場所:原始海洋)
討論:為什么說原始海洋是原始生命的搖籃?
(各小組發表意見)
教師引導歸納并得出結論:
雨水的作用不斷把大氣和大氣表面的無機物以及地球上最初形成的有機物等帶到原始海洋,原始海洋成了各種物質的匯集場所,進一步產生了更為復雜的有機物,直至原始生命的誕生。原始海洋是生命起源的主要場所,所以說原始海洋是原始生命的搖籃。 經過小組討論,不僅促進同學之間的團結協作,也給學生帶來成功展示自己成果的喜悅心情! 合作探究的目的是給學生提供一個思維碰撞的機會,培養學生的語言表達能力、觀察能力、發散思維能力、分析問題及總結問題的能力。
探究三、生命起源的實驗探索 教師:通過剛才的學習,我們大家知道關于生命起源眾多的假說中,化學進化學說被大多數學者所認可,這是為什么呢?科學的理論需要科學的事實來證明。但是,生命起源于幾十億年之前,那我們怎樣來證明這么久遠的年代里可能發生的事情呢?
分析與討論:米勒模擬實驗:
先看米勒實驗動畫過程,了解米勒實驗的大致過程。
引導學生看教材第52頁的文字資料和米勒設計的實驗裝置示意圖結合剛才的米勒實驗動畫過程,思考如下問題:
(1)在米勒的實驗裝置中,向密閉的實驗裝置內通入的氣體代表什么?
(學生1:我認為代表了原始大氣的成分。)
(2)實驗過程中的火花放電,模擬了原始地球的什么現象?
(學生2:我認為模擬了原始地球的閃電。)
(3)冷凝器可使反應后的氣體與水蒸氣冷卻形成液體,這模擬了什么過程?
(學生3:我認為模擬了簡單的有機小分子物質隨降雨匯入原始海洋的過程。)
(4)該實驗收集到什么樣的實驗證據?
(學生4:從取樣器中檢測出包括氨基酸在內的有機小分子物質。)
(5)米勒的實驗支持了化學進化學說的哪個階段?
(學生5:我認為該實驗支持了化學進化學說的第一階段:無機小分子物質形成有機小分子物質。)
教師:米勒首創的化學進化的模擬實驗,可以說是生命起源研究史上的一個里程碑。自此以后,類似這方面的研究普遍開展起來,并成為探索生命起源的基本方法。也希望各位同學向米勒學習,培養自己的創新精神。
教師:在探究生命起源的道路上,我國的科學家們也做出了巨大的貢獻,思考如下問題:
(1)我國科學工作者在生命物質的研究工作中取得了哪些成果?
(學生6:1965年,我國科學家利用氨基酸,成功合成了具有生命活性的結晶牛胰島素,在世界上開辟了人工合成蛋白質的先河;1981年,我國科學家又利用簡單的有機物,人工合成了組成生命的另一種重要物質——核酸。)
(2)這些研究成果支持了化學進化學說的哪個階段?
(學生7:第二階段:有機小分子物質形成有機大分子物質。)
教師:這些研究成果,都反映了我國在探索生命起源問題上的重大成就。這是每一個中國人都值得驕傲的!同時希望各位同學在將來的學習和工作中,也能為我們的國家帶來驕傲! 分組討論并發表本小組的考察報告。
觀看視頻,讀教材,自主學習,然后小組討論交流,小組匯報討論結果。
歸納并完成左側的問題。 這部分內容是本節課的重點也是難點,采取學生分析、討論、看教材、看視頻等各種活動方式來突破,有利于學生們對本節課知識的理解和鞏固,同時也為學習生命起源的實驗探索奠定了良好的基礎。
材料展示使學生們對我國在研究生命起源領域取得的成就感到自豪,同時激勵學生們熱愛生命科學,關注生命科學的進展。
討論:人類對于生命起源的研究給了我們什么樣的啟示? 學生討論交流回答:
通過生命起源的研究,人們不僅能夠了解幾十億年前地球上生命誕生的歷史,還可以了解生命與環境的關系。有助于闡明生命活動的機理,逐步揭示生命的奧秘,更好地掌握生命發生和發展的規律。
總結:
過渡:同學們,這節課通過我們的努力,出色地完成了本節課的學習任務,老師也為你們感到驕傲。現在大家來反思一下:本節課你有哪些收獲?還有哪些疑惑?
知識梳理(師生共同對本節課的知識進行梳理)。
知識拓展:
現在的地球還能形成原始的生命嗎? 提升對知識的理解,談自己的收獲,提出自己的困惑和問題,師生共同解決。 教師引導學生們建立一個完整的知識體系。
課外探究是課內培養學生探究能力的有效延伸,使教學體系和教學內容得到升華。
四、課堂小結 地球上生命的起源 學生自主回顧本節課所學所得。 使本節課所學知識形成知識網。
五、當堂演練 1.關于生命的起源,敘述正確的是 (　C　)
A.原始生命肯定是在地球上起源的
B.原始的大氣成分和現在的大氣成分是相同的
C.最早的生物可能是由原始大氣的成分先形成有機物,再在原始海洋中逐漸形成的
D.米勒模擬原始地球環境進行實驗,產生了原始的生命
2.原始大氣中不含 (　B　)
A.氫氣 B.氧氣 C.硫化氫 D.二氧化碳
3.原始生命的搖籃是 (　B　)
A.原始陸地 B.原始海洋 C.原始大氣 D.土壤
4.生命起源的過程是 (　A　)
A.無機物——有機物——原始生命 B.有機物——無機物——原始生命
C.無機物——原始生命——有機物 D.原始生命——無機物——有機物
5.米勒的實驗證明了 (　B　)
A.原始地球上可以形成原始生命 B.原始地球上可以形成簡單的有機物
C.原始生命起源于原始海洋 D.原始生命起源于外星球
6.根據天文學家研究發現:在隕石中、星際空間中都含有構成生物體所需要的多種有機物,最近又發現火星上可能有水。根據上述研究結果,你能做出什么推測?
隕石中含有構成生物體所需要的有機物的事實,可以推測構成生物體的有機物能夠從地球以外形成并被帶到地球。
【課堂反思】　本節課師生共同去嘗試一種新的教與學的模式。課堂是一個開放的體系,學生們主動獲取、整合信息,搜集相關證據,用自己的態度、情感和方式在課堂上向全體同學展示自己的學習成果,并積極與其他同學進行溝通和交流,激發了學生們對生命科學發展的關注和興趣,使他們體會到學習知識要嚴謹、踏實、尊重客觀事實。 教師用科學難題去吸引、激勵學生,培養其熱愛科學、獻身科學的精神。教學中教師要滿腔熱情地指出生命起源的難題研究的進展和取得的成果,寄希望于在座的同學們,而此難題的研究需要更多學科的綜合和合作,需要同學們在中學學好知識,為將來從事生命科學研究奠定堅實的知識基礎。

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