《第一節(jié)生命的起源》教學(xué)設(shè)計(河北省縣級優(yōu)課)-八年級生物教案

課題名稱：第12章第1節(jié)生命的起源教師姓名：楊連富教學(xué)目標1.說出神創(chuàng)論、自然發(fā)生論、生生論、宇宙生命論和化學(xué)起源學(xué)說等有關(guān)生命起源學(xué)說的幾種主要觀點；2.簡單評述科學(xué)家通過實驗否定自然發(fā)生學(xué)說的過程；3.描述多數(shù)學(xué)者公認的化學(xué)起源學(xué)說的大體過程。教學(xué)重點1.米勒的模擬實驗；2.原始地球條件下的生命的化學(xué)進化過程。教學(xué)難點原始地球條件下的生命的化學(xué)進化過程。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動教學(xué)引入同學(xué)們，自然界中生物的種類繁多、形形色色，一派生機勃勃的景象，地球上這許許多多的生命是怎么產(chǎn)生的？第一個生物又是怎樣形成的？今天我們一起來學(xué)習(xí)第12章第1節(jié)關(guān)于生命起源的問題。認識生物種類的多樣性，感受地球上生命的多樣性新課教授1.展示學(xué)生作業(yè)：假期中同學(xué)們從不同的角度對“生命的起源”的問題做了一些觀點的綜述2.質(zhì)疑：關(guān)于生命起源的問題都收集到哪些說法？這些說法中，你認同哪一個說法呢？過渡：我們知道地球上本來是沒有生命的，因此，對于這個問題的解釋也就充滿了挑戰(zhàn)，科學(xué)家也要根據(jù)一些事實和證據(jù)進行科學(xué)的推測什么是科學(xué)的推測呢？簡述關(guān)于生命起源的觀點：1.生命是由上帝創(chuàng)造的；2.生命是自然而然發(fā)生的；3.生命來自于其他星球；4.生命是通過化學(xué)途徑進化而來的；等等，有很多說法科學(xué)的推測需要有確鑿的證據(jù)，還需要有嚴密的邏輯，也需要豐富的聯(lián)想和想象。下面，我們就對生命起源的這些說法做一個比較，看一看，它們是否有確鑿的證據(jù)和嚴密的邏輯。神創(chuàng)論生命是神或上帝創(chuàng)造的，生命始終保持被創(chuàng)造時的形態(tài)與結(jié)構(gòu)，而且一成不變。這是哪一個假說？你不信服的理由是什么？簡述：神創(chuàng)論的觀點不被信服的原因（缺少事實依據(jù)）自然發(fā)生說展示：在19世紀前，當時的人們看到這樣的現(xiàn)象：一度干涸的池塘，一旦有水（水中看不到任何動物）自然就會出現(xiàn)蝌蚪和青蛙，以及人們還看到，在腐爛的肉中會生出蛆來，從腐爛的草里會飛出螢火蟲，等等，這是哪一個假說？思考并試圖解釋質(zhì)疑：當時的人們怎樣解釋生命起源問題的呢？提出“生命是非生命物質(zhì)自然發(fā)生的觀點”，這就是自然發(fā)生說說出：腐肉生蛆和腐草化螢支持的假說你怎樣看待自然發(fā)生說中的依據(jù)——“腐草化螢”“腐肉生蛆”等這些“事實”？追問：人們又是怎樣否定這個觀點的呢？分析自然發(fā)生說的依據(jù)與事實間的聯(lián)系，是缺乏必然的聯(lián)系，沒有邏輯性3.展示雷迪實驗裝置：1668年，意大利醫(yī)師弗朗西斯科·雷迪設(shè)計了幾組對照實驗。他選擇了10多種動物的生肉或熟肉作為材料，在裝置的選擇上，用敞口瓶與密封瓶作對照。首先選擇同樣大小、同種生物的肉塊分別放入3個瓶子中，3號瓶是敞口瓶，1號、2號瓶是封口瓶，1號和2號瓶子又有什么不同呢？1號瓶子用膠塞封口；2號瓶是用紗網(wǎng)封口，空氣可以自由進出瓶子，觀察一段時間后，發(fā)現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？發(fā)現(xiàn)敞口瓶中的肉會生蛆，封口瓶中的肉不會生蛆。這個實驗重復(fù)多次，結(jié)果都是敞口瓶中的腐肉生蛆，雷迪經(jīng)過進一步觀察蒼蠅卵的發(fā)育過程，他認為蛆是蒼蠅的卵孵化成的。簡述科學(xué)家是如何否定自然發(fā)生說的觀點的簡單評價與分析雷迪的實驗方法和手段展示：1860年，法國科學(xué)家巴斯德設(shè)計了簡單的實驗：這就是著名的“鵝頸瓶實驗”簡述巴斯德的實驗方法是如何徹底推翻自然發(fā)生說的向燒瓶中倒入肉湯，用火焰燒彎瓶頸，將液體加熱滅菌。請同學(xué)們思考：為什么瓶中的肉湯在數(shù)年中保持無菌狀態(tài)？分析：肉湯保持無菌狀態(tài)的原因原來：實驗巧妙的地方在于這個燒瓶S形的瓶頸部位，它能使空氣自由進入滅菌后的燒瓶中，而空氣中帶有微生物的灰塵顆粒等卻沉積于S形瓶頸的底部，不能進入肉湯中。如果將燒瓶的S形部位去掉，會出現(xiàn)怎樣的結(jié)果呢？感受實驗裝置的巧妙之處請你仔細觀察：將瓶頸部打斷，一段時間后你看到了什么現(xiàn)象？瓶內(nèi)肉湯在短時間內(nèi)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。巴斯德的鵝頸瓶實驗說明了什么？分析實驗：瓶頸打破之后的現(xiàn)象及原因?qū)嶒炞C明：肉湯中的微生物來自空氣中，巴斯德的實驗徹底推翻了生物可以由非生物直接轉(zhuǎn)變形成，否定了“自然發(fā)生說”。實驗結(jié)果使人們堅信：生物只能來源于生物，非生命物質(zhì)不能隨時自發(fā)地產(chǎn)生新的生命，這就是生生論。我們看這個觀點的提出解決了地球上生命是怎樣產(chǎn)生的問題了嗎？感受巴斯德實驗的嚴謹性化學(xué)進化學(xué)說化學(xué)進化可能嗎？這是古生物學(xué)家在地層中發(fā)現(xiàn)的35億年前的藍細菌化石，你可以做出怎樣的推測？解釋：原始生命在35億年前出現(xiàn)了，生物進化是可能的這也是目前被多數(shù)學(xué)者普遍能接受的觀點，化學(xué)起源學(xué)說。質(zhì)疑：這個觀點怎樣解釋原始生命的產(chǎn)生呢？這一學(xué)說的觀點就是：非生命物質(zhì)在原始地球條件下，經(jīng)過漫長時間，通過化學(xué)進化途徑，形成原始生命?？茖W(xué)家推測原始地球的條件是怎樣的？原始生命又是怎樣通過化學(xué)途徑形成的？在各個假說的建立過程中，體會科學(xué)是不斷發(fā)展的過程推測：原始地球現(xiàn)在請同學(xué)們想象一下：1.原始地球的環(huán)境是怎樣的呢？2.原始大氣最初是怎樣形成的？3.生命物質(zhì)的產(chǎn)生需要能量嗎？由于火山噴發(fā)產(chǎn)生的氣體聚集在地球周圍形成原始大氣，原始大氣中有氨氣、氫氣、甲烷、水蒸氣，等等，是沒有氧氣存在的。隨著地球溫度的降低，水蒸氣遇冷形成降雨，降落在地球上，形成原始海洋。由于構(gòu)成生命物質(zhì)的產(chǎn)生是需要能量的，那么構(gòu)成生命的物質(zhì)可能是在哪里形成的？構(gòu)成生命的有機物質(zhì)只可能在原始大氣中形成。有機小分子是怎樣形成的？根據(jù)原始大氣的成分，科學(xué)家推測：原始大氣中的無機小分子在宇宙射線、紫外線、閃電以及巨大熱能的推動下形成了有機小分子。因為我們不可能再回到當時的原始地球環(huán)境中，因此，也只能通過實驗?zāi)M這個過程。怎樣進行模擬呢？活動：你怎樣設(shè)計模擬實驗？請思考：反應(yīng)需要的能量來自哪里？怎樣模擬原始海洋？怎樣模擬原始大氣成分？可以自我進行反應(yīng)裝置的設(shè)計1953年，23歲的美國青年學(xué)者米勒在實驗室中模擬原始地球的條件和大氣成分做了這樣的實驗，米勒的模擬實驗裝置：由燒瓶、密閉的火花室、冷凝裝置、回流裝置等幾部分組成，A、B、C、D都模擬了什么條件？A燒瓶中的水模擬了原始海洋；B密閉球形裝置中的氣體模擬了原始大氣；C接通兩個電極，通過放電產(chǎn)生的電火花模擬原始天空的閃電；D冷凝管讓反應(yīng)后的產(chǎn)物和水蒸氣冷卻形成液體模擬了降雨的過程。分析模擬實驗裝置的ABCD都模擬哪些條件？我們再來觀察米勒的模擬實驗：實驗經(jīng)過一周持續(xù)不斷的反應(yīng)和循環(huán)之后，反應(yīng)的結(jié)果怎樣呢？得到20種有機物，其中11種氨基酸中有4種是生物蛋白質(zhì)所含有的。（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。）分析：米勒的實驗結(jié)果說明了什么？有機的大分子在原始地球條件下在原始海洋中怎樣形成多分子體系？多分子體系具有怎樣的結(jié)構(gòu)特征呢？科學(xué)家構(gòu)建了兩種模型。美國生化學(xué)家福克斯通過實驗，在一定條件下將幾種大分子物質(zhì)聚在一起，并在顯微鏡下看到了微球體，這個微球體有兩層膜，而且比較穩(wěn)定，能通過“出芽”和“分裂”的方式進行“繁殖”。從而建立了微球體的模型。收集資料的同學(xué)嘗試解答：科學(xué)家建立的模型前蘇聯(lián)的生物化學(xué)家奧巴林：提出多分子體系的團聚體學(xué)說，他認為原始海洋中的生物大分子可以濃縮形成團聚體。奧巴林也是通過實驗，用多種生物大分子，如蛋白質(zhì)和多糖，混合得到各種類型的團聚體。團聚體具有吸收、合成、分解、生長、生殖等類似生命的現(xiàn)象。團聚體與周圍環(huán)境有一個明顯的界限，可能是一種原始膜的形式。我們再來看一下化學(xué)起源學(xué)說中關(guān)于原始生命起源的四個階段：第1、2階段都能通過模擬實驗進行推測，第3個階段建立了微球體和團聚體模型，第4個階段也就是由多分子體系形成原始生命的階段，是生命起源過程中最復(fù)雜和最有決定意義的階段，遺憾的是：目前，人們還不能在實驗室里驗證這一過程。因此還需要科學(xué)家進行不斷地探索！原始生命是什么時候產(chǎn)生的呢？小結(jié)：關(guān)于生命起源的說法很多，但仍然只是一種假說。化學(xué)進化學(xué)說認為原始生命誕生于原始海洋，誕生的時間在35億年前～38億年前。宇宙生命論資料：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)墜落在澳大利亞啟遜鎮(zhèn)的隕石中含有并非來自地球的氨基酸，我們知道氨基酸是蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，蛋白質(zhì)是組成生命的重要物質(zhì)。同學(xué)們你看了這段資料后會做出怎樣的推測？原始生命可能來自于其他星球，生命起源于隕石從地球外帶來的生命胚種，有哪些事實或證據(jù)支持這個觀點呢？結(jié)語同學(xué)們，今天我們對生命起源的問題作了一些梳理和解釋，盡管對這個問題的解釋有不同的觀點，但化學(xué)起源學(xué)說因為有比較充足的事實和證據(jù)，因而能被多數(shù)學(xué)者所接受，同時，我們也看到這個學(xué)說還需要科學(xué)家不斷地進行豐富和完善，正因為如此，才會使