第二十一章第1节教案第21章 生命的发生和发展第1节 生命的起源一、 教学目标1、 知识目标：（1）说出神创论、自然发生化学进化论等有关生命起源学说的几种主要观点。（2）简单评述科学家否定自然发生学说的实验过程。（3）描述化学起源学说的大致过程。2、能力目标：收集并比较关于生命起源的一些观点，提升处理信息的能力。3、情感态度与价值观目标：在收集和学习生命起源的几种观点的过程中，学习科学家利用逻辑进行科学推测的方法，感受科学家严谨的科学态度。二、 教学重点和难点教学重点1、 米勒的模拟实验2、 原始地球条件下生命的化学进化过程教学难点原始地球条件下生命的化学进化过程三、 课时安排：1课时四、 教学准备1、 教师准备教学演示文稿、图片、视频资源等2、 学生准备收集有关生命起源的观点（假期作业）五、 教学过程（一） 情境导入同学们请看几组图片，你们看到了什么？（各种各样的生物），地球上形形色色的生物是从何而来的？地球诞生于46亿年前，那么最早的生物是从哪里来的？第一个生物是怎样形成的呢？这节课我们一起来学习第21章第1节生命的起源。教师讲授：地球上本来是没有生命的，因此对于这个问题的解释也就充满了挑战，科学家也要根据一些事实和证据进行科学的推测。科学的推测需要有确凿的证据和严密的逻辑，也需要丰富的联想和想象。下面我们就对生命起源的这些说法做一个比较，看看它们是否有确凿的理论指导和严密的逻辑。神创论首先看第一个假说，课件出示神创论的观点：认为生物界的所有物种（包括人类），以及天体和大地，都是由上帝和神创造出来的。教师提问：这是哪种假说？能被信服吗？（不能）不被信服的理由是什么？简述：神创论不被信服的原因是缺少事实依据。自然发生论接下来我们看第二种观点：认为生命是由非生命物质随时自发发生的。如我国古代认为“腐草化荧”，“腐肉生蛆”等。在西方，亚里士多德就是一个自然发生论者，他认为老鼠是由淤泥及瓦砾发育而成。这就是自然发生论。这种观点能被信服吗？不被信服的原因又是什么？分析：自然发生论的依据与事实间缺乏必然的联系（没有逻辑性）。否定自然发生论的两个实验追问：人们又是怎样否认这个观点的呢？展示雷迪实验装置，简述：十七世纪中叶，意大利医师弗朗西斯科.雷迪设计了几组对照实验。他选择了10多种动物的生肉或熟肉作为材料，在装置的选择上，用敞口瓶与封口瓶作为对照。首先他选择了同样大小、同种生物的肉块分别放入A、C两个瓶子中，A瓶用胶塞封口，C瓶敞口，观察一段时间后发现敞口瓶中的腐肉会生蛆，封口瓶中的腐肉不会生蛆。有人认为蛆从空气中进去的，怎样做能否定这个观点呢？雷迪又做一个对比实验，他又拿来一个瓶子，B瓶用纱网封口，这样空气能进去，苍蝇进不去，结果B瓶也没有生蛆。这几个实验重复多次，结果都是敞口瓶中的腐肉生蛆，雷迪经过进一步观察苍蝇卵的发育过程，他认为蛆是苍蝇的卵孵化成的。雷迪的实验能够得出什么样的结论？（腐肉不能生蛆，C瓶蛆来自苍蝇的卵）。雷迪去世后，人们用显微镜观察腐肉时，发现了肉眼看不到的微生物。于是，有人认为，虽然肉眼可见的生命不能自然发生，但是肉眼看不见的生命还是可以自然发生的。为了推翻这种观点，1860年法国学者巴斯德设计了一个著名的“鹅颈烧瓶实验”请看动画演示，然后讨论回答问题1、将装有肉汤的烧瓶进行加热的目的是什么？2、A瓶和B瓶分别发生了什么变化？3、这个实验说明了什么？简述：将装有肉汤的烧瓶进行加热的目的是杀灭肉汤中可能存在的微生物；A瓶内肉汤不变质，B瓶内肉汤变质,实验巧妙的地方在于这个鹅颈烧瓶的瓶颈部位，它能使空气自由进入到烧瓶中，而空气中微生物沉积于瓶颈的底部，不能进入肉汤中。如果将S形部位去掉，肉汤会浑浊变质。总结巴斯德的实验结果说明:生物只能来源于生物,非生命物质绝对不能随时自发地产生新生命，巴斯德实验否认了“自然发生论”，这就是生生论。化学进化论那么这个观点的提出解决了生命的起源的问题了吗？（没有），如果生物不能由非生物直接转变形成，地球上最初的生命又是如何产生的？哪种观点能解释生命的起源问题呢？请看下一个假说，这种观点认为地球上的原始生命是由非生命物质经过极其漫长的化学进化过程逐渐演变而成的，当然必须在原始地球的条件下。这就是目前被多数学者普遍接受的化学进化论。（板书）这个观点是怎样解释原始生命的产生的呢？科学家推测原始地球的条件是怎样的？原始生命又是怎样通过化学途径形成的？请同学们阅读书上第5页的内容，思考讨论原始地球具有怎样的条件？回答下面的问题：1、 原始大气的成分有哪些？与现在地球上的大气层相比，原始大气的成分有什么特点？2、 原始地球上具有什么能量条件？简述：由于火山喷发产生的气体在地球周围形成原始大气，原始大气中有氨气、氢气、甲烷、水蒸气等，但没有游离的氧。原始地球有紫外线、闪电、高温、宇宙射线等能量条件。科学家推测，原始大气中的无机小分子在宇宙射线、紫外线、闪电以及巨大热能的作用下形成了有机小分子。随着地球温度的降低，水蒸气遇冷形成降雨，降落到地球上形成原始海洋。这些有机小分子随着雨水降落到原始海洋中。我们不可能再回到当时的原始地球环境中，只能通过实验模拟这个过程。1953年，23岁的美国科学家米勒在实验室中模拟原始地球的条件和大气成分做了这样的实验，米勒的模拟实验装置：由烧瓶、密闭的火花室、冷凝装置、回流装置等几部分组成。请同学们看书并思考讨论以下几个问题：1、米勒的实验装置的几个部分各模仿了原始地球的哪些条件？2、从实验结果，可以对生命的起源作出怎样的推测？简述：接通两个电极，通过放电产生的电火花模拟原始天空的闪电，密闭球形装置中的气体模拟了原始大气，冷凝管让反应后的产物和水蒸气冷却形成液体模拟了降雨的过程，烧瓶中的水模拟了原始海洋。实验经过一周持续不断的反应和循环之后，在装置底部实验瓶的溶液中，发现了氨基酸等多种有机小分子，其中有些是组成生命物质的成分。米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，从无机小分子物质形成有机小分子物质，在原始地球的条件下是完全可能实现的。有机大分子的合成米勒的实验只是验证了生命起源的第一阶段，接下来我们看一下原始生命的产生还要经过哪些阶段？原始生命是如何诞生的？首先大气中的水蒸气、氢气、氨、甲烷等无机小分子在紫外线、闪电、高温、宇宙射线等的作用下形成了有机小分子，在原始大气中形成的有机小分子物质随着雨水降落到原始海洋中，会逐渐形成有机大分子。这个过程也是可以通过实验验证的，如我国科学家用人工方法合成了结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸这两种大分子物质，这些事实都为生命起源的第2阶段即有机大分子的合成提供了证据。多分子体系的构建在原始地球条件下有机大分子在原始海洋中还要形成了多分子体系，它是怎样形成的？多分子体系具有怎样的结构特征呢？科学家构建了两种模型：美国生化学家福克斯通过实验，在一定的条件下将几种大分子物质聚在一起并在显微镜下看到了微球体，从而建立了微球体的模型。苏联的生物化学家奥巴林通过实验，将多种生物大分子混合得到各种类型的团聚体。团聚体具有吸收、合成、分解、生长、生殖等类似生命的现象，团聚体与周围环境有一个明显的界限，可能是一种原始界膜的形式。微球体和团聚体的构建为生命起源的第3阶段提供了证据。这些多分子体系又经过漫长的过程进化为原始生命，之所以被称为原始生命是因为他们具有了原始的新陈代谢和繁殖能力。我们再来看一下“化学进化学说”中关于原始生命起源的四个阶段：生命起源的第一个阶段发生在原始大气中，第二、三、四个阶段发生在原始海洋中。原始海洋是原始生命诞生的摇篮。原始生命诞生的时间大约是35亿-38亿年前。第1、2阶段都能通过模拟实验进行推测，第3个阶段建立了微球体和团聚模型，第4个阶段也就是由多分子体系形成原始生命的阶段，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。遗憾的是，目前人们还不能在实验室里验证这一过程。因此还需要科学家进行不断地探索！科学家根据大量的实验材料推测由有机小分子演变为原始生命的过程大约持续了4亿年。由此可见原始生命的诞生必须在原始地球的条件下，经过漫长的时间，通过化学进化途径才得以实现。宇宙发生论地球上生命的起源问题，目前科学家还有一种推测：认为地球上的生命来源于别的星球，这就是宇宙生命论。比如1965年，人们发现坠落在澳大利亚启逊镇的陨石中含有并非来自地球的氨基酸。另外天文学家在星际空间发现了数十种有机物。但这种假说还有待考证。小结下面我们总结归纳一下我们本节课学习的关于生命起源的五种假说生命起源假说生命来源神创论神或上帝创造自然发生论生命来源于非生命物质（非生物体）雷迪、巴斯德实验生生论生命来源于生物宇宙生命论生命来源于外星化学进化论（广泛接受）生命来源于非生命物质（无机分子）米勒实验随堂练习（见课件）课后作业P6课后思考与练习1 请你用表格的形式概括出自然发生论、生生论、宇宙生命论和化学进化论的基本观点。谈谈你的收获让学生讨论回答这节课有哪些收获板书设计第1节 生命的起源化学进化学论原始地球条件下，漫长时间非生命物质 原始生命化学进化途径