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5.1.1 生命的起源 学案
课题 1.1 生命的起源 章 1 学科 生物 年级 八
【教学重点】 ①生命起源化学进化过程的四个阶段。②关于生命起源问题目前仅限于假说和推测,内容比较抽象。
【教学难点】 在今天的地球条件下,非生命物质能不能再演化为原始生命。
【学习目标】 1.描述生命起源化学进化过程的四个阶段。2.说出米勒的实验与结果。3.列举我国在探索生命起源问题上的重大成就。
【课前预习】 1.原始大气中主要有哪些气体? 。2.原始大气中,无机小分子物质在 、 等条件的激发下,形成了一些有机小分子物质。
学习探究
【新知导入】 播放自然界各种生命现象的视频。导语:自然界中的各种生物,构成了一个鸟语花香、绚丽多彩的生命世界,到处都有生命的踪迹。然而,地球上最初的生命是怎样形成的呢?
【合作探究】 1、自学指导 (约3分钟)预习课本3到5页的内容,幻灯片展示下列题目:(要求自学后先独立完成,再小组成员之间相互检查、通答案。有什么疑问记录下来。)目标一:(1)原始大气中主要有哪些气体? 。(2)原始大气中,无机小分子物质在 、 等条件的激发下,形成了一些有机小分子物质。(3)在原始海洋中,有机小分子物质经过长期积累并相互作用,形成了比较复杂的有机_____物质,如原始的__ ___、___ __等。(4)有机大分子物质逐渐聚集并在外表形成了与周围海水隔开的原始_____,构成了相对_____的体系,这种体系不断完善,一旦它们能实现原始的_____和_____,便意味着原始生命诞生了。因此,_____是原始生命的摇篮。(5)按照生命起源的化学进化学说,地球上原本没有生命,地球上的原始生命是由____经过极其漫长的_____过程,逐渐演变而来的。目标二:(1)米勒的实验支持了生命起源过程的__ ____到_ ____阶段。(2)1965年我国科学家利用氨基酸成功地合成了具有生命活力的结晶牛胰岛素,这证明了生命起源过程的___ ___到______ __阶段。 2.自主学习(约12分钟) ①根据自学指导,让学生看书自学7分钟。(要求独立完成,并在书本上标注出来。)②展示环节5分钟。(形式是小组成员之间通完答案,有疑问或意见不统一的内容,选一代表提出来,再由其他小组解答。【导学环节】(约15分钟)生命是如何产生?自古以来人们就对这个问题在不断进行探索。同学们在生活和学习中也可能产生过疑问,相信你也肯定听说过或从书本、网络寻找过答案,你愿不愿意讲出来与大家分享?教师总结学生的观点,并进行有效补充有关这方面的材料,最后展示出有关生命起源的有关说法,如下:1.神创论 2.自然发生说 3.化学起源说 4.宇生说。你最认同哪种说法?可说明理由。在对生命起源的思考和探索中,尽管说法很多,但大多数学者认为,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,逐渐演变而来的,也就是化学起源说。下面我们就一块来探讨学习生命起源的化学进化。1、播放有关原始生命起源的视频,然后配合以下问题引导学生分析、讨论①原始大气中无机物生成有机物的能量来自哪里?②原始生命的形成分为哪几个阶段?每个阶段的形成场所、条件、生成物质分别是什么?用图表示出来。③为什么说原始海洋是原始生命的摇篮?④现在的地球会不会再形成原始生命?2、观察米勒实验装置图(教材第5页图5.1—3)完成如下问题:(1)在米勒的实验中向密闭的装置内通入的气体代表什么?火花放电模拟什么现象?火花放电的目的?(2)冷凝管可使反应后的气体与水蒸气冷却形成液体,这模拟了什么过程?(3)米勒的实验支持了生命起源过程的哪个阶段?
【课堂总结】 这节课你学到了什么
【课堂练习】 1.有关生命起源的学说,目前科学界普遍认同的是( )A.自生论 B.神创论 C.化学演化学说 D.宇宙发生说2.原始大气中没有( )A.二氧化碳 B.氧气 C.水 D.氢气3.通过米勒的实验,科学家推测原始大气在原始的地球环境作用下形成简单的有机物。再以后的变化,科学家的推测是( )A.大约在地球形成10亿年左右,经有机物与环境的作用形成了原始生命B.这些有机物随雨水最终流入海洋,在海水的作用下形成了原始生命C.这些有机物随雨水降到地面,形成原始生命后流人海洋D.当不同的有机物积累多了以后,会逐渐形成原始生命4.关于生命起源的假说多种多样,目前科学界普遍认为不合理的是( )A.原始地球上的有机物可能来自于外太空B.原始大气中没有氧气C.原始生命起源于原始海洋D.生命的最初形式就是各种不同的简单有机物5.科学家推测,原始生命诞生的场所分别是( )A.原始大气 B.原始海洋 C.原始地球 D.现在海洋6.生命起源的化学演化学说逐渐被大多数人所认同,其一般过程是( )A.有机物→无机物→原始单细胞生物→原始生命B.无机物→原始单细胞生物→有机物→原始生命C.无机物→有机小分子→有机大分子→原始生命D.无机物→有机小分子→原始生命→原始单细胞生物7.原始生命形成的重要标志是( )A.原始细胞膜的形成B.原始蛋白质和核酸的形成C.能生长、生殖、遗传D.形成原始单细胞生物8.美国学者米勒模拟原始地球的条件和大气成分,在一个密闭的装置中合成了多种氨基酸。在充入该密闭装置的气体中不可能有的气体是( )A.甲烷 B.氢气 C.氨气 D.氧气9.米勒模拟实验的成功能证明生命起源的哪一步的确有可能发生( )A.原始大气到有机小分子B.有机小分子到有机大分子C.有机大分子到原始生命D.原始生命到原始单细胞生物10.在原始地球条件下,原始生命的诞生场所( )A.原始陆地B.原始大气C.原始海洋D.大气层中
参考答案
课前预习:
1、水蒸气、氢气、氨气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等
2、高温、紫外线及雷电.
课堂练习:
1.C
【解析】A.自生论认为生命是从无生命物质自然发生的,生命可以从非生命物质中自然产生,巴斯德通过鹅颈瓶实验证明自生论是错误的,A错误。
B.神创论认为神创造了地球上的生物,没有任何科学证据证明该学说,B错误。
C.化学演化学说认为,原始地球的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。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,所以原始生命起源于原始海洋,化学演化学说是有科学依据的生命起源学说,是目前科学界普遍认同的,C正确。
D.宇宙发生说认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球,全球各地发现的一些陨石支持该学说,但仍未受到科学界的普遍认同,D错误。
故选C。
2.B
【解析】原始大气的主要成分是有甲烷、氨、水蒸气、氢等,还有一部分硫化氢和氰化氢,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,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.B
【解析】科学家推测,大约在46亿年前,地球刚刚形成,那时候地球的温度很高。大约30亿年前,地球进入了另一个发展阶段,地球的原始大气中含有氨、甲烷、硫化氢、二氧化碳、氢气、水蒸气等成分,但没有游离的氧气,大气中的一些气体和地壳表面的一些可溶性物质溶于水中,在宇宙射线、太阳紫外线、闪电、高温等的作用下而自然合成了一系列的小分子有机化合物,例如氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等,随雨水汇集在原始海洋中,从而为生命的诞生准备了必要的条件。这些有机物不断的相互作用,经过极其漫长的岁月,大约在地球形成以后的10亿年以后,才逐渐形成了原始的生命,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
4.D
【解析】A.宇生说学者认为地球上的原始生命可能来自外星球,证据是天文学家在星际空间发现了能构成生物体的有机物,A不符合题意。
B.原始大气中有水蒸气、氨气、甲烷、二氧化碳等,它与现在大气成分相比主要不含有氧气,B不符合题意。
C.原始生命起源于原始海洋的原因是许多生化反应离不开水,C不符合题意。
D.现存各种生物的生命活动是在细胞内或在细胞参与下完成的,地球上最早出现的生命形式也是具有细胞形态的单细胞生物,D符合题意。
故选D。
5.B
【解析】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B正确,ACD错误。
故选B 。
6.C
【解析】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;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。即从无机小分子物质生成有机小分子物质→从有机小分子物质合成大分子有机物质→从有机大分子物质聚变为独立的体系→从独立体系演变为原始生命,因此ABD错误,C正确。
故选C。
7.C
【解析】生命起源的化学进化过程的产物。有些多分子体系经过长期不断地演变,特别是由于核酸和蛋白质这两大主要成分的相互作用,终于形成了具有原始新陈代谢作用和能够进行繁殖的物质,这就是原始生命。生物体与外界环境之间的物质和能量交换以及生物体内物质和能量的转变过程叫做新陈代谢。新陈代谢是生物的最基本特征。生物产生后代的过程叫繁殖,生殖意味着种族的延续,因此ABD错误,C正确。
故选C。
8.D
【解析】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。原始大气中没有游离态的氧气。因此美国学者米勒模拟原始地球的条件和大气成分,在一个密闭的装置中合成了多种氨基酸。在充入该密闭装置的气体中不可能有的气体是氧气。
故选D。
9.A
【解析】米勒设计了如图所示的实验来证实化学起源学说的第一步:
在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球形空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸气等“还原性大气”。米勒先给烧瓶加热,使水蒸气在管中循环,接着他通过两个电极放电产生电火花,模拟原始天空的闪电,以激发密封装置中的不同气体发生化学反应,而球型空间下部连通的冷凝管让反应后的产物和水蒸气冷却形成液体,又流回底部的烧瓶,即模拟降雨的过程。经过一周持续不断的实验和循环之后,米勒分析其化学成分时发现,其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物,同时还形成了氰氢酸,而氰氢酸可以合成腺嘌呤,腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。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。由此可见,A正确,BCD错误。
故选A。
10.C
【解析】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。由此可见,ABD错误,C正确。
故选C。
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