第21章第一節(jié)生命的起源

宇宙大爆炸第1節(jié)生命的起源地球誕生于46億年前，地球上最初有沒有生命？最早的生物是怎樣的？

疑問：

大膽推測等同于憑空想象嗎？推測要有大量的確鑿證據(jù)支持一、有關(guān)生命起源的幾種假說神創(chuàng)論自然發(fā)生論生生論宇生命論化學進化論上帝創(chuàng)造萬物，1、神創(chuàng)論

觀點：認為地球上的一切生命都是由上帝設(shè)計創(chuàng)造的最后造人。(見圣經(jīng)故事)女媧造人中國古代的“天命觀”：主張“天”是宇宙最高的主宰基督教的《圣經(jīng)》的第一章“創(chuàng)世紀”，就描述了萬能的上帝耶和華是怎樣在6天中創(chuàng)造萬物的。神創(chuàng)論

你認為此種推論科學嗎？將生命起源這一科學命題劃入神學領(lǐng)域，是不科學的。觀點：生物是從非生物環(huán)境中自然發(fā)生出來的腐草化螢腐肉生蛆淤泥生鼠2、自然發(fā)生論螢火蟲現(xiàn)在已知，上述三種情況，分別是螢火蟲產(chǎn)卵在草中、蠅產(chǎn)卵在肉上、在泥土中打洞所致。討論：生命是自然發(fā)生的嗎？

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雷迪實驗：實驗重復多次，結(jié)果都是敞口瓶中的腐肉生蛆，蛆是蒼蠅的幼蟲。如圖是意大利醫(yī)生雷迪的實驗裝置，據(jù)圖回答：

（1）A與B中均

，而C則

．

（2）B、C形成一組

，實驗變量是

,（3）實驗結(jié)果表明，C中的蛆來自

，而非腐肉或空氣．

（4）此實驗推翻了腐肉生蛆的

論觀點．未生蛆生蛆對照實驗蒼蠅的有無進入蒼蠅的卵自然發(fā)生17世紀意大利醫(yī)生F.Redi用實驗證明腐肉不能生出蒼蠅討論：生命是自然發(fā)生的嗎？1860年，法國科學家巴斯德設(shè)計了鵝頸瓶實驗

巴斯德的鵝頸瓶實驗

向燒瓶中倒入肉湯，用火焰燒彎瓶頸，將液體加熱滅菌。思考：為什么瓶中的肉湯在數(shù)年中保持無菌狀態(tài)？

長時間

巴斯德的鵝頸瓶實驗長時間

瓶頸部位使帶有微生物的灰塵顆粒沉積在這里，不能進入燒瓶。巴斯德的鵝頸瓶實驗觀察：將瓶頸部打斷，一段時間后出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？說明了什么？

短時間

巴斯德的鵝頸瓶實驗（2009?）被稱為“微生物學之父”的法國科學家設(shè)計了著名的“鵝頸瓶實驗”，如圖所示：（1）設(shè)計這個實驗的科學家是

。（2）打斷“鵝頸”后，瓶內(nèi)的肉湯腐敗的原因是

。。

（3）根據(jù)“鵝頸瓶實驗”，如果家里沒有冰箱或冰柜，夏天可用

方法將剩飯剩菜短時間保存而不會腐敗變質(zhì)．

巴斯德空氣中的細菌進入肉湯中并大量繁殖高溫加熱對自然發(fā)生說的否定1860年巴斯德用實驗證明肉湯不能生出微生物.現(xiàn)在人們已認識到現(xiàn)存的生物不是自然發(fā)生的.“生生論”:

巴斯德的實驗結(jié)果說明:生物只能來源于生物,非生命物質(zhì)絕對不能隨時自發(fā)地產(chǎn)生新生命。

4、宇生論觀點：地球上生命來自宇宙空間別的星球。彗星隕石坑宇生說小行星撞擊地球（想象圖）科學研究表明，地球經(jīng)常受到隕石等的撞擊。1969年，人們發(fā)現(xiàn)墜落在澳大利亞啟遜鎮(zhèn)的隕石中含有并非來自地球的氨基酸。另外，天文學家在星際空間發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種有機物。因此，人們認為地球上生命來自宇宙空間別的星球。5、化學進化論觀點：認為生命是在原始地球條件下起源的，是由非生命物質(zhì)通過化學途徑在漫長的過程中逐漸進化來的。

非生命物質(zhì)原始地球條件下，漫長時間通過化學進化途徑原始生命化學進化論地球環(huán)境：烈日、雷電、熔巖原始大氣：氨、氫、甲烷、水蒸氣（沒有氧氣）原始海洋：水蒸氣遇冷形成降雨

原始地球

有關(guān)生命起源的“化學起源說”化學起源說是被廣大學者普遍接受的生命起源假說。有關(guān)生命起源的“化學起源說”此種推論有科學依據(jù)嗎？

原始地球假想圖原始地球的環(huán)境是怎樣的？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？原始地球假想圖原始地球

生命的起源1、46億年前原始的地球的特點：

熾熱的，天空中赤日炎炎，電閃雷鳴，地面上火山噴發(fā)，熔巖橫溢。一切元素都呈氣體狀態(tài)，不存在生命……（1）場所：（2）物質(zhì)：（3）能量：原始大氣和原始海洋甲烷、氨、水、氫氣等宇宙射線、紫外線、閃電、火山噴發(fā)釋放的能量等等2、原始地球為生命起源提供的條件火山爆發(fā)形成原始大氣反應物條件產(chǎn)物原始大氣甲烷（CH4）氨（NH3）水（H2O）氫（H2）硫化氫（H2S）氰化氫（HCN）宇宙射線紫外線閃電氨基酸核苷酸單糖原始大氣(火山)甲烷氨水蒸氣氫紫外線閃電高溫氨基酸核苷酸1、從無機小分子物質(zhì)形成有機小分子物質(zhì)原始大氣中無機物合成有機物的能量來自哪里?紫外線閃電氨基酸核苷酸蛋白質(zhì)核酸2.從有機小分子物質(zhì)形成有機大分子物質(zhì)隨降雨落在原始海洋中積累形成原始大氣蛋白質(zhì)核酸

外包原始界膜獨立的體系3.從有機大分子構(gòu)成獨立的(多分子)體系在原始海洋中原始生命最顯著的兩個特征？獨立的體系不斷完善原始生命新陳代謝、個體增殖4.從獨立的體系演變?yōu)樵忌谠己Ｑ笾猩钠鹪礋o機小分子物質(zhì)生成形成組成演變場所：原始大氣場所：原始海洋場所：原始海洋特點：具有原始的新陳代謝和繁殖能力有機小分子物質(zhì)有機大分子物質(zhì)多分子體系原始生命場所：原始海洋

原始海洋是生命的搖籃，沒有原始海洋就沒有原始生命的出現(xiàn)。支持此階段的證據(jù)：1953年美國芝加哥大學研究生S.Miller（米勒）的模擬試驗。1、由無機物合成有機物米勒及其實驗StanleyMiller(1953年時23歲)1953年，StanleyMiller的實驗中模擬了原始地球的哪些條件？實驗得到了什么結(jié)果？由此，可以對生命的起源作出怎樣的推測？

返回原始的海洋“還原性大氣”模擬降雨加熱米勒實驗裝置

米勒先給燒瓶加熱，使水蒸汽在管中循環(huán)接著他通過兩個電極放電產(chǎn)生電火花，模擬原始天空的閃電，以激發(fā)密封裝置中的不同氣體發(fā)生化學反應而球型空間下部連通的冷凝管讓反應后的產(chǎn)物和水蒸汽冷卻形成液體，又流回底部的燒瓶，即模擬降雨的過程。經(jīng)過一周持續(xù)不斷的實驗和循環(huán)之后。米勒分析其化學成分時發(fā)現(xiàn)，其中含有包括5種氨基酸和不同有機酸在內(nèi)的各種新的有機化合物米勒的實驗-化學進化階段

米勒的實驗試圖向人們證實生命起源的第一步，從無機小分子物質(zhì)形成有機小分子物質(zhì)，在原始地球的條件下是完全可能實現(xiàn)的。2.從有機小分子合成生物大分子

在原始海洋的岸邊、巖石、粘土的表層或像湖泊樣的小水體中，氨基酸、核苷酸等有機小分子沉積，吸收能量，通過溶液聚合或濃縮聚合的方式生成原始的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。原始生命原始大氣有機小分子

宇宙射線閃電隨水流入原始海洋生物大分子多分子體系原始生命誕生的過程：地球上的生命到底起源于哪里？目前尚無定論。以事實為依據(jù)的科學爭論，對促進人類的認識是非常有益的。天文學家估計地球形成于約46億年前。迄今找到的最早的化石記錄了35億年前的原核生物。生命起源大約發(fā)生在距今45－35億年間。二、生命起源發(fā)生在什么時候？要點梳理1．描述生命起源的過程。按照生命起源的化學進化學說，生命起源的過程為：原始大氣→

→

→

→原始生命。2．觀察米勒的實驗模擬裝置，預測產(chǎn)生的有機小分子的類別。在米勒的實驗裝置中，通入的氣體主要是

，通過

產(chǎn)生了一種暗褐色的液體。經(jīng)過化學分析，這些液體中含有包括

在內(nèi)的有機小分子物質(zhì)。有機小分子有機大分子獨立的體系水蒸氣、甲烷、氨、氫氣火花放電多種氨基酸基礎(chǔ)闖關(guān)1．下列各項中，原始大氣中所沒有的是（）。A．水蒸氣B．氧氣C．氫氣D．氨2．地球上最初的生命生活在（）。A．陸地B．天空C．原始海洋D．原始大氣3．在生命起源的化學進化過程中，不在原始海洋中形成的是（）。A．有機小分子物質(zhì)B．有機大分子物質(zhì)C．獨立的體系D．原始生命4．在生命起源的研究中，已經(jīng)得到了科學實驗證實的是下列哪個階段？（）A．從無機小分子物質(zhì)生成有機小分子物質(zhì)B．從有機小分子物質(zhì)形成有機大分子物質(zhì)C．從有機大分子物質(zhì)演變?yōu)樵忌麯．從原始生命發(fā)展為單細胞生物BCAAB5．關(guān)于生命起源的敘述中不正確的是（）。A．生命起源于非生命物質(zhì)B．生命起源于原始的陸地C．原始海洋是原始生命的搖籃D．現(xiàn)代地球不可能再形成原始生命6．下列關(guān)于生命起源的化學物質(zhì)的變化趨勢中，不正確的是（）。A．由無機物生成有機物B．由簡單的有機物形成復雜的有機物C．由水生物質(zhì)演變?yōu)殛懮镔|(zhì)D．由無生命物質(zhì)演變?yōu)橛猩镔|(zhì)BC7．按照生命起源的化學進化學說，地球上原始生命起源的最關(guān)鍵階段是（）。A．從原始大氣生成有機小分子物質(zhì)B．從有機小分子物質(zhì)形成有機大分子物質(zhì)C．從有機大分子物質(zhì)組成多分子體系D．從多分子體系演變?yōu)樵忌?．1976年，我國吉林省曾發(fā)生一場罕見的隕石雨，科學家在隕石的表面發(fā)現(xiàn)了多種有機小分子物質(zhì)。這個事實為哪種假說提供了有利證據(jù)？（）A．自然發(fā)生論B．特創(chuàng)論C．天外胚種說D．化學進化學說DC9．下圖是生命起源過程的示意圖，請據(jù)圖回答：（1）原始大氣包括

、

、

和

等。（2）原始生命能進行

、

等生命活動。甲烷氨氫水蒸氣新陳代謝個體增殖7、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過來的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物到有機物，再到原始生命這一順序逐漸進行的D8、模擬原始地球的條件和大氣成分，合成氨基酸的科學家是（）A、愛因斯坦B、米勒C、愛迪生D、牛頓B9、下列哪一項是原始大氣中沒有的（）A、氨B、水C、氧氣D、氫C10、下列關(guān)于生命的起源過程中，物質(zhì)變化的趨向的敘述不正確的是（）A、由無機物生成有機物B、由非細胞結(jié)構(gòu)發(fā)展成為細胞結(jié)構(gòu)C、由簡單有機物形成復雜有機物D、由無生命物質(zhì)演變?yōu)橛猩镔|(zhì)B

1、原始地球條件下，氨基酸等小分子物質(zhì)形成的場所是：

A、原始大氣B、原始海洋

C、原始陸地D、原始海洋和陸地

正確答案：A練習：2、原始地球條件下，生命起源于：

A、原始陸地B、原始海洋

C、原始大氣