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第一节 地球上生命的起源 课后检测
一、单选题
1.下列属于原始大气的成分的是( )
A.氨气、氢气、氧气 B.氮气、二氧化碳、氧气
C.甲烷、氢气、氨气、水蒸气 D.氨气、水蒸气、氧气
2.美国科学家米勒等人所做的化学进化模拟实验,支持了生命起源过程中的( )
A.无机物→有机小分子阶段 B.有机小分子→有机大分子阶段
C.有机大分子→原始生命阶段 D.原始生命→原始的单细胞生物阶段
3.依据下图对米模拟实验的解释你不认同的是:
A.①内模拟了原始大气及闪电
B.②内模拟了原始大气中的水蒸气凝结降雨的过程
C.③内产生了多种蛋白质
D.在原始地球的条件下,无机小分子可以生成有机小分子
4.用模式图能直观解释有关生物学现象,对下列模式图叙述不正确的是( )
A.若该图表示泌尿系统的组成,则B是膀胱
B.若该图表示一条完整的食物链,则C是第三营养级
C.若该图表示生命起源的化学进化过程,则D能完成原始的新陈代谢和个体增殖
D.若该图表示人类进化的历程,则C时期为直立人
5.泰坦星(土卫六)是目前太阳系中已知的唯一一颗拥有液态海洋和浓厚大气层的卫星,为此泰坦星一直被科学家怀疑有生命体的存在。假设泰坦星上存在生命,且与地球生命的形成过程相同,那么泰坦星的原始生命会诞生在( )
A.原始大气 B.原始陆地
C.原始海洋 D.原始火山
6.下列有关对科学家实验结论或科学成就的叙述,不恰当的是
A.孟德尔通过豌豆杂交实验发现了遗传的基本规律,被誉为“遗传学之父”
B.米勒模拟实验证明原始地球上能形成构成生物体的蛋白质等有机物
C.比耐登首先发现生物在形成精子或卵细胞的细胞分裂过程中,染色体数减少一半
D.巴斯德向世人证实了细菌不是自然发生的,并发明了保存酒和牛奶的巴氏消毒法
7.深海热泉高温、缺氧、无光,与地球早期生命诞生时的环境极其类似,热泉中的自养型细菌能利用地热泉喷出的硫化物和能量,制造有机物,其他动物则以这些细菌为食。迄今科学家已发现数十个这样“暗无天日”但却生机勃勃的深海热泉生态系统。根据以上事实不能得到的结论是( )
A.生命起源可能与深海热泉有关 B.有的生物无需阳光也可制造有机物
C.最早诞生的生物可能是细菌 D.所有生态系统都需要利用太阳能
8.《疯狂的外星人》讲述的是号称银河系最先进的外星文明试图和地球建交,谁知一连串的误会导致意外发生。“地球上的生命来自外星球”这一生命起源的推测得到了部分人的认可,理由是( )
A.米勒的实验为该推测提供了证据 B.原始地球条件下不可能形成有机物
C.陨石和星际空间发现了有机物 D.在其他星球上已经发现了原始生命
二、填空题
9.下图是美国科学家米勒模拟原始地球的生命起源的实验装置:
(1)A装置里通入的气体相当于原始地球上的____________,与现在的大气成分相比,其主要区别是不含有_________。
(2)在A处,正、负电极进行火花放电,是模拟原始地球条件下的___________。
(3)B装置里的液体相当于原始地球上的______________。
(4)连续火花放电后,从活塞处取样,C烧瓶内的样品中含有__________等有机小分子物质。
10.下图是生命化学起源的过程示意图,请据图回答下列有关生命起源的问题。
(1)原始大气的成分有哪些 __________________________。
(2)原始大气成分与现在的大气成分有什么明显不同:_______________。
(3)生命起源的第一阶段是由原始大气的各成分形成________,第二阶段是由__形成____,第三阶段是由____ 形成__,并进一步形成原始的单细胞生物。
(4)米勒的模拟实验支持了生命起源的____阶段。(选填图中字母)
(5)发生在原始大气中的过程是__。(选填图中字母)
(6)C过程发生在____中。(选填“原始大气”或“原始海洋")
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人教版生物 八年级下册
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第七单元 第三章
第1节 地球上生命的起源
第一节
学习目标:
1、描述生命起源的过程。
2、关注生命起源的不同观点。
3、尝试运用证据和逻辑作出推测。
地球上生命的起源
地球上最初的生命形态是怎样的?它们是如何产生并成功演化出多姿多彩的生物世界的?
我们不能亲自观察,难以得到直接的证据……因此,关于生命的起源我们只能通过有关的资料和研究进行科学推测。
科学的推测需要确凿的证据,还需要有严密的逻辑,也需要丰富的联想和想象。
有关生命起源的几种假说
热泉生态系统
宇生说
自然发生论
化学起源说
神创论
1、神创论
上帝创造万物,最后造人——圣经的故事
中国的传说——女娲在七日中每日造一生物的故事有关。正月初一是鸡日,初二是狗日,初三是羊日,初四是猪日,初五是牛日,初六是马日,初七是人日,初八是谷日,初九是天日,初十是地日。
2、自然发生论
生物是从非生物环境中自然发生出来的:
腐草化萤
腐肉生蛆
淤泥生鼠
斯巴兰让尼的实验证明腐肉不能生出苍蝇——否定了“自然发生论”
1860年巴斯德用实验证明肉汤不能生出微生物——彻底否定“自然发生论”。
球上生命来自外太空
3、宇生论
彗星
陨石坑
1969年澳大利亚麦启逊镇的陨石
小行星撞击地球(想象图)
当你仰望夜空的繁星时,你可能会想,除了地球上有人类之外,其他星球是否也有有智慧的生命体?不明飞行物(UFO)频繁出现,但不明飞行物是外星人光顾地球,还是目前还不能解释的自然现象呢?这无疑激起了人类探索地球外生物的极大兴趣。
位于板块结合地带的深海热泉中,有自养型古细菌,能利用能量将无机物转化成有机物(根据距今34亿年前南非燧石层发现的蓝细菌化石推测)
4.热泉生态系统
35亿年前的蓝细菌化石
5、化学起源说(主流认知)
生命是在漫长的宇宙进化中发生的,是宇宙进化到某一阶段的产物。
小组合作:完成P51-52讨论。
随着地表的冷却,水的积累,在原始海洋中和大气中,出现一批简单的小分子。
从原始大气的无机物到简单有机物。
1
原始地球表面想象图
太阳辐射 火山爆发 雷鸣电闪
使简单小分子合成
简单的有机物大分子
有机酸、氨基酸、单糖、脂类、
嘌呤、嘧啶、核苷酸等
提供能量
雷电可能为化学进化提供能量
实验说明,原始地球上尽管不能形成生命,但能形成构成生物体的有机物。
1953 年芝加哥大学米勒的模拟实验
用电击提供能量模拟原始地球的条件,可将原始大气的成分制成有机物(氨基酸等)。
米勒的实验装置
注:本实验并未产生大分子蛋白质。
在原始海洋的岸边, 岩石, 沙土的表层, 有机小分子沉积, 吸收能量, 聚集成大分子聚合物,再形成多分子体系。
简单的有机物汇集到原始海洋中,形成复杂的有机物。
2
有科学家将蛋白质、核酸、糖类和脂类等物质放在一定的溶液中,这些物质能够自动地浓缩聚集为一个个球状小滴,小滴周围类似于膜那样的边界,并能从外界吸收某些分子,发生特定的化学反应,反应产物也能从小滴中释放出去。
3
由有机物形成多分子体系。
这一阶段是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。大约在地球形成以后的10亿年左右,才有生命的出现。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。
4
原始海洋中有机物不断相互作用,逐渐形成了原始生命。
天文学家估计地球形成于约 46亿年前。
迄今找到的最早的化石记录了35 亿年前的原核生物。
生命起源大约发生在距今 45-35 亿年间。
生命起源发生在什么时候?
目前,学者们比较一致的观点是——原始生命起源于非生命物质。过程如下:
无机物
简单的有机物(米勒已证实)
复杂的有机物
原始生命
(原始海洋)
这一阶段至今还只是推测,缺乏实验证据!
多分子体系
(团聚体假说)
地球上的生命到底起源于哪里?目前尚无定论
以事实为依据的科学争论,对促进人类的认识是非常有益的。
说一说,你更支持哪种学说?
热泉生态系统
宇生说
自然发生论
化学起源说
神创论
1、地球上原始大气的成分与现在大气成分有什么区别?
2、原始地球上存在生命吗?说出理由。
原始大气成分没有氧气。现在的大气成分有氧气。
不存在。因为没有生命可以存在的环境。
讨论
3、根据米勒实验结果,对生命起源的推测:
4、陨石中含有构成生物体所需要的有机物,由此可推测:
原始地球能产生构成生物体的有机物,因此,生命起源从无机物生成有机物的这一阶段是完成能够实现的。
构成生物体的有机物能从地球以外形成并被带到地球上。
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第一节 地球上生命的起源 课后检测
一、单选题
1.下列属于原始大气的成分的是( )
A.氨气、氢气、氧气 B.氮气、二氧化碳、氧气
C.甲烷、氢气、氨气、水蒸气 D.氨气、水蒸气、氧气
【答案】C
【详解】
地质学家研究表明,地球大约是在46亿年以前形成的,那时候地球的温度很高,地面上的环境与现在的完全不同:天空中或赤日炎炎,或电闪雷鸣,地面上火山喷发,熔岩横流。从火山中喷出的气体,如水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等构成了原始的大气层,原始大气中没有氧气。故C符合题意。
故选C。
2.美国科学家米勒等人所做的化学进化模拟实验,支持了生命起源过程中的( )
A.无机物→有机小分子阶段 B.有机小分子→有机大分子阶段
C.有机大分子→原始生命阶段 D.原始生命→原始的单细胞生物阶段
【答案】A
【详解】
米勒的实验中将水注入左下方的烧瓶内,先将玻璃仪器中的空气抽去。然后打开左方的活塞,泵入甲烷、氨和氢气的混合气体(模拟原始大气)。再将烧瓶内的水煮沸,使水蒸汽和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环,并在另一容量为5升的大烧瓶中,经受火花放电(模拟雷鸣闪电)一周,最后生成的有机物,经过冷却后,积聚在仪器底部的溶液(模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中)。此实验结果共生成20种有机物。其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的。米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,即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。
故选A。
3.依据下图对米模拟实验的解释你不认同的是:
A.①内模拟了原始大气及闪电
B.②内模拟了原始大气中的水蒸气凝结降雨的过程
C.③内产生了多种蛋白质
D.在原始地球的条件下,无机小分子可以生成有机小分子
【答案】C
【详解】
此实验结果生成了多种氨基酸,米勒的实验试图向人们证实,生命起源的第一步,即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。米勒的实验仅能证明无机小分子物质可以形成有机小分子物质氨基酸,而不是蛋白质。
故选C。
4.用模式图能直观解释有关生物学现象,对下列模式图叙述不正确的是( )
A.若该图表示泌尿系统的组成,则B是膀胱
B.若该图表示一条完整的食物链,则C是第三营养级
C.若该图表示生命起源的化学进化过程,则D能完成原始的新陈代谢和个体增殖
D.若该图表示人类进化的历程,则C时期为直立人
【答案】A
【详解】
A.泌尿系统的组成是肾脏,输尿管、膀胱和尿道组成,肾脏是泌尿系统的主要器官,形成尿液,尿液通过输尿管输送到膀胱,再通过尿道排出体外,所以若该图表示泌尿系统的组成,A是肾脏,B是输尿管,C是膀胱,D是尿道,故A错误。
B.食物链反映的是生产者与消费者、消费者与消费者之间吃与被吃这种关系的,所以食物链中不应该出现分解者和非生物部分,若该图表示一条完整的食物链,A是生产者,则C是第三营养级,故B正确。
C.化学起源假说认为,地球上的生命是在地球温度逐步下降以后,在极其漫长的时间内,由非生命物质经过极其复杂的化学过程,一步一步地演变而成的。化学起源说将生命的起源分为四个阶段:第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段;原始大气在高温、雷电以及紫外线的长期作用下,形成了许多简单的有机物。第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质;第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系;第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命,分析可知若该图表示生命起源的化学进化过程,则D能完成原始的新陈代谢和个体增殖,故C正确。
D.人类的进化经历了:南方古猿→能人→直立人→智人四个阶段,其中南方古猿只能使用天然工具,能人能制造简单的工具(石器),直立人会打制不同用途的石器,学会了用火,智人已经学会了人工取火,会制造精细的石器和骨器,能用骨针缝制兽皮衣物,可用标枪和长矛进行狩猎、捕鱼,所以若该图表示人类进化的历程,则C时期为直立人,故D正确。
故选A。
【点睛】
解题的关键是理解人类的进化,生命的起源,食物链的结构,泌尿系统的组成。
5.泰坦星(土卫六)是目前太阳系中已知的唯一一颗拥有液态海洋和浓厚大气层的卫星,为此泰坦星一直被科学家怀疑有生命体的存在。假设泰坦星上存在生命,且与地球生命的形成过程相同,那么泰坦星的原始生命会诞生在( )
A.原始大气 B.原始陆地
C.原始海洋 D.原始火山
【答案】C
【详解】
化学起源学说认为,原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,如水蒸气、氨、甲烷等构成了原始的大气层,与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有氧气。原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中。原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命。故选C。
6.下列有关对科学家实验结论或科学成就的叙述,不恰当的是
A.孟德尔通过豌豆杂交实验发现了遗传的基本规律,被誉为“遗传学之父”
B.米勒模拟实验证明原始地球上能形成构成生物体的蛋白质等有机物
C.比耐登首先发现生物在形成精子或卵细胞的细胞分裂过程中,染色体数减少一半
D.巴斯德向世人证实了细菌不是自然发生的,并发明了保存酒和牛奶的巴氏消毒法
【答案】B
【详解】
A.孟德尔是遗传学的奠基人,孟德尔通过豌豆杂交实验发现了遗传的基本规律,被誉为“遗传学之父”,A正确。
B.米勒的实验向人们证实,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;而蛋白质是生物大分子,B错误。
C.1883年,比利时胚胎学家比耐登,以马蛔虫为材料,发现其精子和卵细胞各自只有体细胞染色体数一半(2条染色体),受精卵内的染色体数目又恢复为与体细胞 相同,C正确。
D.巴斯德:法国科学家,巴斯德向世人证实了细菌不是自然发生的,并发明了保存酒和牛奶的巴氏消毒法,后人称他为“微生物学之父”,D正确。
故选B。
7.深海热泉高温、缺氧、无光,与地球早期生命诞生时的环境极其类似,热泉中的自养型细菌能利用地热泉喷出的硫化物和能量,制造有机物,其他动物则以这些细菌为食。迄今科学家已发现数十个这样“暗无天日”但却生机勃勃的深海热泉生态系统。根据以上事实不能得到的结论是( )
A.生命起源可能与深海热泉有关 B.有的生物无需阳光也可制造有机物
C.最早诞生的生物可能是细菌 D.所有生态系统都需要利用太阳能
【答案】D
【详解】
阅读题干可知,深海热泉高温、缺氧、无光,没有绿色植物,但存在大量的硫细菌,这些细菌通过氧化硫化物和还原二氧化碳,制造有机物。然后,其他动物以这些细菌为食物来维持生命。科学研究表明,热泉生态系统与地球上生命起源有关,现今发现的古老细菌,大多都生活在高温,缺氧,含硫和偏酸的环境中。这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似。 热泉喷口附近的环境不仅温度非常高,而且又有大量的硫化物,甲烷,氢气和二氧化碳等,与地球形成时的早期环境十分相似。这一系列的研究发现说明生命起源可能与深海热泉有关,有的生物无需阳光也可制造有机物,如硫细菌;古老细菌可能是最早诞生的生物,由此可知,太阳能不是所有生态系统必需的,故D符合题意。
故选D。
8.《疯狂的外星人》讲述的是号称银河系最先进的外星文明试图和地球建交,谁知一连串的误会导致意外发生。“地球上的生命来自外星球”这一生命起源的推测得到了部分人的认可,理由是( )
A.米勒的实验为该推测提供了证据 B.原始地球条件下不可能形成有机物
C.陨石和星际空间发现了有机物 D.在其他星球上已经发现了原始生命
【答案】C
【详解】
在众多的生命起源的观点中,就有一种是“生命起源于外星球”的观点。“生命起源于外星球”的推测虽然缺乏严密的逻辑关系,但是也有了一些证据。如陨石中发现有并非来自地球的氨基酸,天文学家在星际空间发现了数十种有机物,最近发现火星除两极有少量冰以外,深处还埋有水等。都能够证明“生命起源于外星球”的观点。
美国青年学者米勒在实验室模拟原始大气和闪电,人工合成了多种氨基酸,证明在原始地球条件下不可能形成有机物,证明的是生命起源的化学进化学说,而不是“生命起源于外星球”的观点。目前在其它星球上还没发现了原始生命。可见C符合题意。
故选C。
二、填空题
9.下图是美国科学家米勒模拟原始地球的生命起源的实验装置:
(1)A装置里通入的气体相当于原始地球上的____________,与现在的大气成分相比,其主要区别是不含有_________。
(2)在A处,正、负电极进行火花放电,是模拟原始地球条件下的___________。
(3)B装置里的液体相当于原始地球上的______________。
(4)连续火花放电后,从活塞处取样,C烧瓶内的样品中含有__________等有机小分子物质。
【答案】(1) 原始大气 氧气
(2)闪电
(3)原始海洋
(4)氨基酸
【详解】
(1)
化学起源学说认为:原始地球的温度很高,地面环境与现在完全不同:天空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发、熔岩横流;从火山中喷出的气体,水蒸气、氨气、甲烷等构成了原始的大气层,与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧;原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下,形成了许多简单的有机物,随着地球温度的逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上,这些有机物随着雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始的海洋中。原始的海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物,不断的相互作用,形成复杂的有机物,经过及其漫长的岁月,逐渐形成了原始生命,可见生命起源于原始海洋。因此,米勒在图中所示的A处充入的气体有二氧化碳、氮、水蒸气、氢和甲烷等,A装置里通入的气体相当于原始地球上的原始大气,与现在的大气成分相比,其主要区别是不含有氧气。
(2)
通过(1)分析可知,在A处,正、负电极进行火花放电,是模拟原始地球条件下的闪电。
(3)
通过(1)分析可知,B装置里的液体相当于原始地球上的原始海洋。
(4)
米勒试验装置中煮沸的水模拟了原始海洋,经过冷却后,积聚在仪器底部的溶液内,模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中。此实验结果共生成20种有机物,其中11种氨基酸中有4种(即甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸)是生物的蛋白质所含有的,氨基酸合成大分子蛋白质。因此,连续火花放电后,从活塞处取样,C烧瓶内的样品中含有氨基酸等有机小分子物质。
10.下图是生命化学起源的过程示意图,请据图回答下列有关生命起源的问题。
(1)原始大气的成分有哪些 __________________________。
(2)原始大气成分与现在的大气成分有什么明显不同:_______________。
(3)生命起源的第一阶段是由原始大气的各成分形成________,第二阶段是由__形成____,第三阶段是由____ 形成__,并进一步形成原始的单细胞生物。
(4)米勒的模拟实验支持了生命起源的____阶段。(选填图中字母)
(5)发生在原始大气中的过程是__。(选填图中字母)
(6)C过程发生在____中。(选填“原始大气”或“原始海洋")
【答案】 水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等 原始大气中不含氧气 有机小分子 有机小分子 有机大分子 有机大分子 多分子体系的原始生命 A A 原始海洋
【详解】
(1)原始大气含有水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等气体。
(2)原始大气虽有少量的水蒸气受到强烈的紫外线的作用,分解为氢和氧,但是氢由于太轻而浮到大气层的最高处,大部分逐渐消失在宇宙空间,而氧气很快与地面上的一些物质结合为氧化物,因此原始大气中没有氧气。
(3)化学起源说将生命的起源分为四个阶段:第一个阶段,从无机小分子生成有机小分子的阶段;第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质;第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系;第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。
(4)米勒的实验向人们证实,在生命起源的化学进化过程中,生命起源的第一步,即A阶段从无机物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。
(5)发生在原始大气中的过程是A,即由无机物形成有机小分子物质。此过程说明原始地球尽管不能形成生命,但能形成构成生命体的有机小分子物质。
(6)发生在原始海洋中的过程是:B从有机小分子物质合成大分子有机物质、C从有机大分子物质演变为原始生命、D从原始生命进化出单细胞生物都是在原始海洋中。
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