地球上生命的起源

1、第一節(jié) 地球上生命的起源教案示例教學(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，以及新的研究進展； 3.解釋米勒實驗的設(shè)計原理及結(jié)果，鍛煉運用證據(jù)和邏輯進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)生帶入悠遠(yuǎn)而

2、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)生生命起源所必須的小分子的有機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)反對組織學(xué)生交流，提供視

3、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。“俗說天地開辟，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?！保ㄒ蕴接[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，甩出的泥點變成人。教師：

4、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”這部分內(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)生熱核反應(yīng)，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，它們彼此吸引、碰撞而聚合成為小的團塊。這就是行星的形

5、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。隨著地球表面溫度降低，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始地球條件進行了一項試驗：（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物，包括氰化氫、尿

6、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。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)家便也開始進行同樣的實驗，他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。美籍西班牙生物化學(xué)家胡安奧羅于1961年和1962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，而綠色植物中極重要的葉綠素分子也屬于卟啉類。至此，人們已經(jīng)不懷疑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

7、：我們匯報的題目是“從有機物到原始生命”：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物，就推斷經(jīng)過漫長的時間，這些簡單有機物就可能形成脂肪、蛋白質(zhì)、核酸等復(fù)雜的有機物。他們浸泡在原始海洋中，可能形成小泡。假如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”實驗和福克斯的“類蛋白質(zhì)”實驗，但在實驗設(shè)計中都還有疑點。所以，關(guān)于有機物如何形成生命的，現(xiàn)在還沒有人能說明白。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

8、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。計算表明，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)處于不同的進化階段。經(jīng)過科學(xué)家計算，能夠進化到高科技水平，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，則相鄰兩顆之間的距離約為4600光年。因此我們認(rèn)為，宇宙中還有生命存在是完全可能的，但我們恐怕暫時無法同他們進行有效的聯(lián)系。教師：同學(xué)們準(zhǔn)備充分，發(fā)言全面，帶我們領(lǐng)略了宇宙的神奇奧妙，也讓我們?yōu)楦鲊茖W(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

9、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)生補充了“宇宙大爆炸”、“其它科學(xué)家的貢獻”、“從有機物到細(xì)胞”等科學(xué)假說、實驗，并特別強調(diào)“這些假說只是一家之言，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，所以從原則上講，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

10、運動定律等科學(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機會?！保ㄒ悦绹鴩铱茖W(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)912年級）典型例題1科學(xué)進行推測時不能（）A有確鑿的證據(jù)B憑空想像C有嚴(yán)密的邏輯推理D有豐富的想象和聯(lián)想答案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)該合乎邏

11、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)的基礎(chǔ)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，里面含有許多有機物，這些有機物不斷的相互作用，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。原始大氣只能產(chǎn)生簡單的有機小分子物質(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

12、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，敘述正確的是：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物，再在原始海洋中逐漸形成的D米勒模擬原始地球環(huán)境進行實驗，產(chǎn)生了原始的生命2.原始大氣中不含（）A氫氣B氧氣C硫化氫D二氧化碳3. 原始生命的搖籃是（ ）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.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

13、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（）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6.判斷：大約在46億年前，生命和地球一起形成。（ ）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物，這就可以推測原始生命一定是在地球上產(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.分析下列的實驗，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）

14、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。只用純凈的雨水澆灌柳苗。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、蠟燭與植物同時放入密閉的鐘罩內(nèi)。（1）蠟燭很快熄滅，小鼠窒息而死；（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2。綠色植物能夠釋放氣體的能力在光照充足時最強烈，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大于二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，消耗葉片中部分營養(yǎng)物質(zhì)，然后把葉片的一部分暴露在光下，另一部分遮光。一段時間后，用碘蒸汽處理葉片。（2）用顯微鏡觀察葉片中的葉綠體。（1）遮光的部分葉片無顏色變化，而照光的一部分葉片顯示深藍(lán)色。（2）照光時葉綠體中的淀粉粒會增大 參考答案一、選擇題1C 2B3B4A5B二、非選擇題678這些研究結(jié)果說明，宇宙空間也可以形成有機物，并具備生命起源必須的水分條件。所以可以推測：1