地球上生命的起源

1、第一節(jié)地球上生命的起源教案例如教學(xué)目標(biāo)1. 能夠描述“化學(xué)起源說中關(guān)于生命起源的過程；2. 關(guān)注生命起源的不同觀點，以及新的研究進(jìn)展；3. 解釋米勒實驗的設(shè)計原理及結(jié)果，鍛煉運(yùn)用證據(jù)和邏輯進(jìn)行分析和推測的能力；教學(xué)重點和難點1. 重點：描述“化學(xué)起源說中關(guān)于生命起源的過程、關(guān)注生命起源的各種觀點。2. 難點：描述“化學(xué)起源說中關(guān)于生命起源的過程。課前準(zhǔn)備1. 有關(guān)宇宙起源、星系形成和生命起源假說的視頻資料2. 學(xué)生課前通過閱讀科普書籍了解生命起源的各種觀點教學(xué)設(shè)計學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)生活動教師活動導(dǎo)入：世界各地關(guān)于生命起源的神話傳說閱讀資料展示?圣經(jīng)?片段和“女媧造人、“自然發(fā)生說的古 文，將學(xué)生帶入悠

2、遠(yuǎn)而神秘的氛圍，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生興趣原始地球的形成學(xué)生代表介紹宇宙大爆炸、星云假說，其余學(xué)生 根據(jù)資料總結(jié)原始地球狀 況幫助學(xué)生代表準(zhǔn)備發(fā)言， 提供視頻和圖片資料，指 導(dǎo)學(xué)生推理、總結(jié)米勒實驗證明了原始地球可以產(chǎn)牛牛命起源所必須的小分子的有機(jī)物觀察米勒實驗的裝置，分 析實驗設(shè)計的原理和結(jié)果提供視頻資料，指導(dǎo)學(xué)生觀察、分析，簡單講解有關(guān)化學(xué)知識從有機(jī)物到細(xì)胞的過程觀察小實驗和圖片，推理想象將幾滴油滴入水中，振蕩食管，讓學(xué)生觀察經(jīng)久不散的小油滴。簡單講解由有機(jī)物組成細(xì) 胞的可 能性。生命起源的其它觀點學(xué)生代表交流發(fā)言，介紹 生命起源的其它觀點。其它學(xué)生 分析這些觀點分別有什么證據(jù)支 持，又有什么證據(jù)反

3、對組織學(xué)生交流，提供視頻資料教學(xué)過程設(shè)計教師：通過圖片展示廣袤的宇宙、絢麗的銀河、燦爛的太陽系行星、蔚藍(lán)的地球廣袤宇宙有無數(shù)的星體， 然而只有我們蔚藍(lán)的地球母親孕育了千姿百態(tài)的生命。 這些生命是 怎樣來到這地球上的呢？關(guān)于這個問題，我們的祖先曾經(jīng)有這樣的傳說?！八渍f天地開辟，未有人民，女媧摶黃土作人。劇務(wù)，力不暇供，乃引繩于泥中，舉以為人。故富貴者，黃土人；貧賤者，引 繩人也。引自?太平御覽?卷七八哪位同學(xué)為大家解釋一下？學(xué)生：說開天辟地以來，地球上本沒有人，女媧用黃土捏泥人。教師：很好，那么什么叫“劇務(wù)，又什么是“引繩于泥中，舉以為人呢？學(xué)生：大概是太勞累了，就用繩子浸在泥里，再舉起來，甩出

4、的泥點變成人。教師： 看來我們的同學(xué)們知識很淵博呀， 那么， 今天的科學(xué)家們對生命起源又有什么見 解呢？按照事先抽簽的順序進(jìn)行小組發(fā)言。 下面是發(fā)言的提綱， 真正發(fā)言中不僅有形象生動 的事例，還配合了教 師提供的錄像。小組 1：我們小組負(fù)責(zé)介紹“宇宙起源這局部內(nèi)容。根據(jù)“宇宙大爆炸的理論 這是目前一般接受的學(xué)說 ，150 億年前宇宙發(fā)生了大爆炸，爆炸噴射出了由氫和氦組成的星 云，星云旋轉(zhuǎn)運(yùn)動著，并且緩慢地收縮， 逐漸形成了一個密度較大的實體。 由于收縮時磨擦 產(chǎn)生的熱量，溫度繼續(xù)上升，直到在高溫下發(fā) 生熱核反響，釋放出巨大的能量，這時就形成 了一顆恒星。 在恒星周圍還有大量的氣體和塵埃， 它們

5、彼此吸引、 碰 撞而聚合成為小的團(tuán)塊。 這就是行星的形成。小組 2 ：我們小組來介紹原始地球的情況： 根據(jù)第一小組介紹的宇宙爆炸的理論， 地球 逐漸收縮過程中溫度很高， 所以當(dāng)?shù)厍虮韺訙囟戎饾u下降時就表現(xiàn)為頻繁的火山活動。 火山 噴發(fā)出的氣體， 形成了大氣層。 這個大氣層不同于 現(xiàn)在地球的大氣層， 它是沒有氧氣、 氮氣 的，但有很多的水蒸汽。 隨著地球外表溫度降低， 大氣層中的水蒸汽冷 卻形成雨水降落到地 面上， 雨水在地殼下陷及低落處聚集而成原始的海洋。原始海洋鹽分很低， 但溶解了大量的甲烷等火山噴發(fā)出的物質(zhì)。小組 3:我們組負(fù)責(zé)匯報“米勒實驗 ：1953 年，斯坦利?米勒在玻璃儀器里模擬原

6、始 地球條件進(jìn)行了一項試驗：用動畫展示實驗儀器 。一個星期后他檢測出很多簡單的有機(jī) 物，包括氰化氫、尿素，最重要的是：米勒還在他的 產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)了甘氨酸和丙氨酸，這是所 有氨基酸中最簡單的，也是在各種蛋白質(zhì)中最常見的開始進(jìn)行同樣的實驗，他小組 4：我們匯報“其它生物學(xué)家的研究：米勒試驗結(jié)果公布后，許多生物學(xué)家便也們都證實了米勒的實驗。到 1968 年，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)中的每一種重要 的氨基酸，都用這樣的實驗制成了。美籍西班牙生1961 年和 1962物化學(xué)家胡安 ?奧羅于年實驗生成了嘌呤、核糖和脫氧核糖，這是DNA和RNA的組成成分。1967年波南帕魯瑪又合成了一種屬于 “卟啉 類的分子， 而綠色植物

7、中極重要的葉綠素分子也屬于卟啉類。至此， 人們已經(jīng)不疑心生命所必需的所有化學(xué)物質(zhì)，都可以在早期地球的海洋中被制造出來。小組 5：我們匯報的題目是“從有機(jī)物到原始生命：當(dāng)科學(xué)家通過實驗認(rèn)定原始地球可以形成簡單有機(jī)物，就推斷經(jīng)過漫長的時間，這些簡單有機(jī)物就可能形成脂肪、蛋白質(zhì)、核酸等復(fù)雜的有機(jī)物。 他們浸泡在原始海洋中， 可能形成小泡。 假設(shè)小泡中恰好包住了蛋白 質(zhì)、核酸及其它物質(zhì)的適當(dāng)混合物， 就可能形成類似原核細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。 但是這些過程完全都 是推測，有些科學(xué)家做了相關(guān)的實驗，如奧巴林的“微球體實驗和?？怂沟摹邦惖鞍踪|(zhì) 實驗，但在實驗設(shè)計中都還有疑點。 所以，關(guān)于有機(jī)物如何形成生命的，現(xiàn)在還沒

8、有人能說 明白小組 6：我們匯報的內(nèi)容是“宇宙中的生命：首先，類似太陽的恒星在銀河系內(nèi)1000億顆， 其中單星大約是 400 億顆。 假定所有單星都帶有行星， 還要行星到恒星的距離恰到好 處、有水存在、與地 球有類似的化學(xué)組成。計算說明，在上述 400 億顆單星中，充其量也只 有 100 萬顆的周圍有能使生命進(jìn)化到高級階 段的行星。 不過每顆行星上的生命應(yīng)當(dāng)處于不同 的進(jìn)化階段。經(jīng)過科學(xué)家計算， 能夠進(jìn)化到高科技水平， 并能發(fā)射 無線電波的行星，大概只有 250 萬顆。如果它們均勻地分布在銀河系中，那么相鄰兩顆之間的距離約為 此我們認(rèn)為， 宇宙 4600 光年。因 中還有生命存在是完全可能的，

9、 但我們恐怕暫時無法同他們進(jìn)行有效的聯(lián) 系。教師：同學(xué)們準(zhǔn)備充分，發(fā)言全面， 帶我們領(lǐng)略了宇宙的神奇微妙，也讓我們?yōu)楦鲊?學(xué)家的精彩研究而感 嘆。我們經(jīng)過學(xué)習(xí)，也將掌握這些科學(xué)研究方法，去探索更多的奧秘。教學(xué)反思新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出： “義務(wù)教育階段的生物課程是國家統(tǒng)一規(guī)定的， 以提高學(xué)生生 物科學(xué)素養(yǎng)為目的的 必修課程 。而認(rèn)識科學(xué)的本質(zhì)，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的基石。教師在創(chuàng)造 性地處理教材的時候， 應(yīng)充分注意有利于學(xué) 生認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)的教育內(nèi)容。 在這一節(jié)的教學(xué)里， 我有意識地組織學(xué)生補(bǔ)充了“宇宙大爆炸、“其它科學(xué)家的貢 獻(xiàn)、“從有機(jī)物到細(xì)胞 等科學(xué)假說、 實驗，并特別強(qiáng)調(diào) “這些假說只是一家之

10、言， 還有很多科學(xué)家提出了其 它觀點 就是希望學(xué)生能夠更好地理解科學(xué)的本質(zhì)。這樣設(shè)計是依據(jù)如下論述： “由于所有的科學(xué)概念均依賴于實驗和觀察的證實， 所以從原那么上講，當(dāng)出現(xiàn)新 的證據(jù)時， 一切科學(xué)知識都可能發(fā)生變化。 能量守恒定律和運(yùn)動定律等 科學(xué)核心概念已經(jīng)經(jīng)過了廣泛的證實， 因 而在他們被檢驗過的那些領(lǐng)域似乎不大容易發(fā)生變 化。在那些數(shù)據(jù)尚不完整，理解尚不充分的領(lǐng)域例如人類進(jìn)化的 細(xì)節(jié)和全球變暖問題， 新的證據(jù)一旦出現(xiàn)很可能要導(dǎo)致現(xiàn)有概念的變化或當(dāng)前沖突的解決。 在信息依然支離破碎 的情況下，科學(xué)概念不完整是一種正?，F(xiàn)象，不過這也是取得重大突破的時機(jī)。 引自?美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)? 9?

11、 12 年級典型例題1 科學(xué)進(jìn)行推測時不能 答案 B分析科學(xué)有別于其它認(rèn)知方式和其它知識體系， 就是因為它采用的是實證標(biāo)準(zhǔn)、邏 輯論證。所以， 科學(xué) 的推測必須和觀察或?qū)嶒炈@得的證據(jù)一致， 還應(yīng)該符合邏輯。科學(xué)并 不排除想象和聯(lián)想， 但是這些想象和聯(lián)想應(yīng) 該是基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)的根底上的， 并最終還需要過 程和實驗的證實。2原始生命形成的場所是A.原始大氣B ?原始海洋C ?陸地上 D ?大氣層中【解析】原始海洋就像一盆稀薄的熱湯， 里面含有許多有機(jī)物，這些有機(jī)物不斷的相互 作用， 經(jīng)過及其漫長 的年代， 逐漸形成了原始的生命， 因而可以形象地把原始海洋比作是生 命的搖籃， 是原始生命形成的場所。

12、 原始 大氣只能產(chǎn)生簡單的有機(jī)小分子物質(zhì)；當(dāng)時的 “陸 地上和“大氣層中不可能形成原始生命。答案】 B3?地球上最早出現(xiàn)的生物代謝類型可能是(A. 自養(yǎng)需氧型B.自養(yǎng)厭氧型C.異養(yǎng)需氧型D.異養(yǎng)厭氧型解析該題主要考察對原始地球條件的分析推理能力。原始生命的結(jié)構(gòu)簡單，不可能 存在葉綠體，只能利用原始海洋中豐富的有機(jī)物，因此， 原始生命是異養(yǎng)的。原始大氣中沒有游離的氧，所以，原始生命又是厭氧的。答案是B。習(xí)題精選一、選擇題1. 關(guān)于生命的起源，表達(dá)正確的選項是：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(xiàn)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(jī)物，再在原始海洋

13、中逐漸形成的D.米勒模擬原始地球環(huán)境進(jìn)行實驗，產(chǎn)生了原始的生命2. 原始大氣中不含氧化碳A氫氣B.氧氣C.硫化氫D.3. 原始生命的搖籃是C ?原始大氣D? 土壤A.原始陸地B.原始海洋4. 生命起源的過程是B. 有機(jī)物無機(jī)物原始生命A.無機(jī)物有機(jī)物原始生命D.原始生命無機(jī)物有機(jī)物C. 無機(jī)物原始生命有機(jī)物5. 米勒的實驗證明了A. 原始地球上可以形成原始生命B. 原始地球上可以形成有機(jī)物C. 原始生命起源于原始海洋D. 原始生命起源于外星球二、非選擇題起形成。6. 判斷：大約在 46億年前，生命和地球7. 判斷：一些學(xué)者模擬原始地球的大氣成分,在實驗室里制成了一些有機(jī)物，這就可以推測原始生命

14、一定是在地球上產(chǎn)生的。8. 根據(jù)天文學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)：在隕石中、星際空間中都含有構(gòu)成生物體所需要的多種有機(jī)物，最近又發(fā)現(xiàn)火星上可能有水。根據(jù)上述研究結(jié)果，你能做出什么推測?9. 分析以下的實驗，你會得出什么樣的推測，和科學(xué)家做出的推測一樣嗎?序號實驗步驟實驗結(jié)果你的推測1)將一棵重2.3kg的柳苗栽種到一個 盛有土壤的木桶中，木桶內(nèi)土壤的 重量是90kg，為防止灰塵落入，還 專門制作了桶蓋。只用純潔的雨水 澆灌柳苗。5年過去了，再次稱量柳苗和土 壤的重量，發(fā)現(xiàn)柳苗重量增加 74.5kg, 土壤重量僅減少了 0.057kg !2)(1) 將小白鼠或蠟燭單獨放在密閉的鐘罩里；(2) 將小鼠與植物、蠟燭

15、與植物 司時放入密閉的鐘罩內(nèi)。(1) 蠟燭很快熄火，小鼠窒息 而夕匕；(2) 蠟燭持續(xù)燃燒，小鼠正常生活。3)在各種時間和條件下重復(fù)實驗2o綠色植物能夠釋放氣體的能力 在光照充足時最強(qiáng)烈，在夕陽西 下時降低，日落后完全停止。4)(1) 收集水生綠色植物釋放的氣 體，將帶火星的木條伸進(jìn)氣體中；(2) 在水中通入二氧化碳，再次 收集釋放的氣體。(1 )木條恢復(fù)燃燒；(2)植物產(chǎn)生的氣體量明顯增加。5)定量測試植物的增重量人于氧化碳吸收量減脫氧的釋放量6)(1)把綠葉放在暗處數(shù)小時，消(1)遮光的局部葉片無顏色變耗葉片中局部營養(yǎng)物質(zhì)，然后把葉化，而照光的一局部葉片顯示深片的 局部暴露在光下，另 局部藍(lán)色。遮光。一段時間后，用碘烝汽處理(2)照光時葉綠體中的淀粉粒葉片。會增大(2)用顯微鏡觀察葉片中的葉綠體。參考答案一、選擇題1. C2. B3. B4. A5. B、非選擇題6. x7. X8這些研究結(jié)果說明，