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第三章 生物的进化
第一节 地球上生命的起源
第六单元 生命的延续与发展
人教版生物(新教材)八年级下册
学 习 目 标
01.生命是怎样起源的?
02.关于生命起源的推测有哪些依据?
教学重点
生命起源的过程
教学重点
培养学生的发散思维、求异思维,尊重客观事实、不迷信权威、敢于怀疑的思维品质。
想一想,议一议:
2013年,“嫦娥三号”探测器在月球表面成功着陆并完成了系列任务。
你认为月球上有生命存在吗?生命的存在必须具备哪些条件?
课堂导入
探究新知
地球上最初的生命是什么样的呢?产生的过程和条件又是怎样的?关于这些问题,我们不可能通过直接观察来获得答案,也难以得到确凿的证据。但我们知道,地球上生命的生存需要有机物和能量,还需要其他一些条件。关于生命的起源可以通过有关研究进行科学的推测。
原始地球表面想象图
探究新知
原始地球的概况
探究新知
01 研究生命起源的方法
推 测
科学方法
推测是根据已知的事物,通过思维活动,对未知事物的真相提出一定的看法。
科学推测需要注意以下几点:
(1)需要确凿的证据
(2)需要严密的逻辑
(3)需要丰富的联想和想像
探究新知
02 原始地球上生命形成的推测
1
2
3
生命起源的各种假说
探究新知
02 原始地球上生命形成的推测
观点1:神创论
认为生物界的所有物种(包括人类),以及天体和大地,都是由神创造出来的。世界上万物一经造成,就不再发生变化;各种生物之间都是孤立的,相互之间没有任何亲缘关系。
上帝造人
生命起源的各种假说
探究新知
02 原始地球上生命形成的推测
观点2:自然发生说
生命究竟是如何起源的,有机体能自发地由非生命物质随时形成吗?
如何通过实验来解决这个难题?
认为生物是从非生物环境中自然发生出来的:
生命起源的各种假说
探究新知
02 原始地球上生命形成的推测
18世纪意大利科学家斯帕兰札尼的实验:肉汤中的微生物不是自发产生的,而是来自于瓶外。
观点2:自然发生说
生命起源的各种假说
探究新知
1860年法国著名的微生物学家巴斯德的鹅颈瓶实验:肉汤中的微生物不是自发产生的,而是来自于瓶外。即“所有生物只能来源于生物,从非生命物质中绝对不可能随时自发地产生出新的生命个体”。
“微生物学之父”
巴斯德
观点2:自然发生说
02 原始地球上生命形成的推测
生命起源的各种假说
探究新知
原始地球上生命形成的推测
分析·讨论
资料① 推测 原始大气的成分没有 。
证据 火山喷出的气体,如 等构成了 。
资料② 推测 生命首先开始于 物到 物这一过程
证据 实验 。实验表明,原始地球上尽管不能形成生命,但能产生构成生命体的 物。
资料③ 推测 生命的最初阶段也可能来自 外(宇生说)
证据 陨石中含有并非来自地球的 。
教材P52-53:对资料①②③分别作出推测并找到证据
02 原始地球上生命形成的推测
探究新知
原始地球上生命形成的推测
分析·讨论
原始大气:蒸气、氢气、氨气
甲烷、二氧化碳、硫化氢
资料①:
原始的大气中没有 ,而现在的大气中有 。
推测:原始地球上 生命。
理由:没有生物 所需要的条件。
氧气
氧气
不存在
生存
02 原始地球上生命形成的推测
探究新知
原始地球上生命形成的推测
分析·讨论
资料① 推测 原始大气的成分没有 。
证据 火山喷出的气体,如 等构成了 。
资料② 推测 生命首先开始于 物到 物这一过程
证据 实验 。实验表明,原始地球上尽管不能形成生命,但能产生构成生命体的 物。
资料③ 推测 生命的最初阶段也可能来自 外(宇生说)
证据 陨石中含有并非来自地球的 。
教材P52-53:对资料①②③分别作出推测并找到证据
氧气
水蒸气、氢气
原始大气
02 原始地球上生命形成的推测
探究新知
原始地球上生命形成的推测
分析·讨论
资料②告诉我们:
米勒通过模拟原始地球的大气成分,将 制成了另一些简单的 。
由此推测:尽管原始地球上不能形成生命,但能形成构成生物体的 。
无机物
有机物
有机物
观点3:化学起源说
02 原始地球上生命形成的推测
探究新知
原始地球上生命形成的推测
分析·讨论
观点3化学起源说:原始生命起源于非生命物质
无机小分子物质
第一阶段
高温、雷电、紫外线等
有机小分子物质
第二阶段
随雨水汇集到原始海洋,相互作用
有机大分子物质
第三阶段
外包原始界膜
多分子体系
第四阶段
不断完善
原始生命
场所:原始大气
场所:原始海洋
具有原始的新陈代谢和繁殖能力
02 原始地球上生命形成的推测
探究新知
原始地球上生命形成的推测
分析·讨论
资料① 推测 原始大气的成分没有 。
证据 火山喷出的气体,如 等构成了 。
资料② 推测 生命首先开始于 物到 物这一过程
证据 实验 。实验表明,原始地球上尽管不能形成生命,但能产生构成生命体的 物。
资料③ 推测 生命的最初阶段也可能来自 外(宇生说)
证据 陨石中含有并非来自地球的 。
教材P52-53:对资料①②③分别作出推测并找到证据
氧气
水蒸气、氢气
原始大气
无机
有机
米勒
有机
02 原始地球上生命形成的推测
探究新知
原始地球上生命形成的推测
分析·讨论
资料③告诉我们:
陨石中含有并非来自地球的 。
推测:构成生物体的有机物能够
从 形成,并被带到地球。
氨基酸
地球以外
观点4宇宙发生说
02 原始地球上生命形成的推测
探究新知
原始地球上生命形成的推测
分析讨论
资料① 推测 原始大气的成分没有 。
证据 火山喷出的气体,如 等构成了 。
资料② 推测 生命首先开始于 物到 物这一过程
证据 实验 。实验表明,原始地球上尽管不能形成生命,但能产生构成生命体的 物。
资料③ 推测 生命的最初阶段也可能来自 外(宇生说)
证据 陨石中含有并非来自地球的 。
教材P52-53:对资料①②③分别作出推测并找到证据
氧气
水蒸气、氢气
原始大气
无机
有机
米勒
有机
地球
氨基酸
02 原始地球上生命形成的推测
探究新知
认为生命的起源可能与热泉生态系统有关。热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质,而且还可以避免外物撞击地球时所造成的有害影响,因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。
观点5热泉生态起源学说
02 原始地球上生命形成的推测
生命起源的各种假说
课堂总结
思维导图
地球上生命的起源
确凿的证据
生命起源的各种假说
严密的逻辑
科学方法
神创论
原始地球概况
环境特点 :原始大气、原始海洋、高温、持续不断的雷电等。
成分:水蒸气、氢气、氨等(无氧气)
自然发生说
丰富的联想和想像
化学起源说
宇宙发生说
热泉生态起源学说
课堂练习
【例1】推测是指对事物的一种理论判断分析,科学地进行推测时不能( )
A.依靠确凿的证据 B.凭空想像
C.有严密的逻辑推理 D.有丰富的想象和联想
【例2】根据科学家推测,原始大气中不含有( )
A.甲烷 B.氨气 C.氧气 D.水蒸气
B
科学的推测:①需要有确凿的证据;②还需要有严密的逻辑;③也需要有丰富的联想和想像。凭空想像是站不住脚的。
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
C
课堂练习
【例3】下列关于生命起源的叙述中,不正确的是( )
A.关于地球上生命的起源问题,目前还存在着许多不同的看法
B.米勒的实验证实了在生命起源的过程中,有机物能演变成原始生命
C.原始大气中没有氧气
D.从原始大气中的无机物到有机物,再到原始生命的出现是一个漫长的过程
正确:关于生命起源存在多种假说(如化学起源说、宇宙生命论等),目前还存在着许多不同的看法
B
错误:米勒实验仅证明无机物可形成有机小分子(如氨基酸),未涉及有机物演变为原始生命
正确:原始大气成分以甲烷、氨、氢气等为主,不含游离氧气
正确:化学起源学说将生命起源分为无机物→有机物→多分子体系→原始生命等阶段,过程漫长
课堂练习
【例4】如图是米勒模拟原始大气合成有机物的实验
装置示意图,叙述错误的是( )
A.正负极接通火花放电模拟了闪电
B.装置A中的气体模拟了原始大气
C.烧瓶中的沸水模拟了高温条件下的原始海洋
D.该实验证明了原始海洋中的有机物可能会演变成原始生命
D
正确,装置A中的气体为甲烷、氨、氢气等混合气体,模拟了原始大气中可能存在的还原性气体成分(无氧气)。此描述与实验设计一致
正确,米勒实验中,正负极接通火花放电的目的是模拟原始地球环境中的闪电现象。闪电提供的高能量可促使气体分子发生化学反应,生成有机物
正确,烧瓶中的沸水通过加热产生水蒸气,模拟了高温条件下原始海洋的蒸发过程。水蒸气与气体混合后循环,最终冷却形成有机物溶液,模拟了有机物被雨水冲淋到原始海洋的过程
错误,米勒实验的结果是生成了氨基酸等有机小分子物质,证明了在原始地球条件下,无机物可转化为有机物。但实验并未涉及有机物如何进一步演变为原始生命
课堂练习
【例5】科学家推测,原始生命诞生的场所是( )
A.原始大气
B.原始海洋
C.原始地球
D.现在海洋
错误:原始大气是形成有机物的场所,但生命诞生在原始海洋
B
正确:原始海洋是原始生命形成的场所
错误,原始地球范围过大,未具体指向生命诞生的实际环境
正确,现在海洋环境与原始地球差异大,无法形成原始生命
课堂练习
【例6】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.现代海洋不可以形成新的原始生命
B.米勒模拟实验证明原始地球能产生有机物
C.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
正确:现代海洋缺乏原始地球的还原性大气和能量条件,且存在大量分解有机物的微生物,无法形成原始生命
D
正确:米勒实验模拟原始地球环境,成功合成了氨基酸等有机物,证明原始地球能产生有机物
正确:化学起源学说认为,生命起源于原始海洋中的有机分子聚集和演化
错误:简单有机物(如氨基酸)是生命的物质基础,但生命的最初形式应为能自我复制的分子或原始细胞,而非简单有机物本身
第一节 地球上生命的起源/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科
6.3.1 地球上生命的起源
年级 八年级 授课时间 1课时
课题 第一节 地球上生命的起源
教材分析 本节教学内容出自初中生物教材中关于生命起源的章节。生命起源是一个极具吸引力和挑战性的科学话题,它不仅是生物学研究的重要领域,也与其他学科如地质学、天文学等密切相关。这部分内容在教材中起着承上启下的作用,既能帮助学生构建完整的生物学知识体系,又能激发学生对科学探索的兴趣和热情。
教学目标 【知识目标】 1.了解研究生命起源的科学方法——推测,明确科学推测的注意事项。 2.掌握原始地球的环境特点和原始大气的成分。 3.熟知生命起源的各种假说,包括神创论、自然发生说、化学起源说、宇宙发生说和热泉生态起源学说。 4.理解化学起源说中生命起源的过程,即从无机小分子物质到有机小分子物质、有机大分子物质、多分子体系,最终形成原始生命。 【素养目标】 1.宏观辨识与微观探析:从宏观上认识生命起源的不同假说和原始地球的环境特点,从微观上理解化学起源说中生命起源的物质变化过程。 2.证据推理与模型认知:通过对资料的分析和推理,建立生命起源的科学模型,培养学生的逻辑思维和科学推理能力。 3.科学探究与创新意识:鼓励学生对生命起源的问题进行探究和思考,培养学生的创新意识和敢于质疑的科学精神。 4.科学态度与社会责任:引导学生尊重客观事实,不迷信权威,树立正确的科学态度和价值观,认识到生命的珍贵和保护环境的重要性。
教学重、难点 【教学重点】 生命起源的过程。 【教学难点】 培养学生的发散思维、求异思维,尊重客观事实、不迷信权威、敢于怀疑的思维品质。
教学过程
教学内容 教师活动 学生活动
新课导入 【展示“嫦娥三号”图片并提问】同学们,2013年“嫦娥三号”探测器在月球表面成功着陆并完成了系列任务。现在老师要考考大家,你们认为月球上有生命存在吗?生命的存在又必须具备哪些条件呢?大家可以自由讨论,大胆说出自己的想法。(给予学生一定时间进行讨论和发言,倾听学生的各种观点) 【引出生命起源问题】大家的想法都很有创意。我们都知道,地球是我们人类目前所知唯一存在生命的星球,那么地球上最初的生命是什么样的呢?它产生的过程和条件又是怎样的呢?可惜关于这些问题,我们没办法通过直接观察来获得答案,也很难找到确凿的证据。不过,地球上生命的生存需要有机物和能量,还需要其他一些条件,我们可以通过有关研究进行科学的推测。今天,就让我们一起踏上探索生命起源的奇妙之旅。 学生观察图片,思考回答相应问题。
新知探究 一、生命起源的研究引入 活动一 情景引入生命起源问题 【引入】同学们,2013 年“嫦娥三号”探测器在月球表面成功着陆并完成了系列任务。现在老师想问大家,你们认为月球上有生命存在吗?生命的存在必须具备哪些条件呢?还有,地球上最初的生命是什么样的呢?产生的过程和条件又是怎样的呢?关于这些问题,我们没办法通过直接观察来获得答案,也很难得到确凿的证据。不过我们知道,地球上生命的生存需要有机物和能量,还需要其他一些条件。今天我们就一起来探讨关于生命起源的奥秘。 【问题】引导学生思考并回答上述关于月球生命和地球生命起源的问题。 【师生活动】 1.教师提出问题后,给予学生一定的思考时间,鼓励学生自由发言,分享自己的想法和观点。 2.教师认真倾听学生的回答,对学生的积极思考给予肯定和鼓励,同时对一些不太准确或不完整的回答进行引导和补充,帮助学生进一步思考。 【学生活动】 学生们可能会给出各种各样的答案,如认为月球上没有生命,因为缺少水和适宜的温度;对于地球生命起源,可能会有一些猜测,但不一定准确。
二、研究生命起源的方法——推测 活动一 讲解推测的概念和注意事项 【引入】既然我们不能直接观察和获得确凿证据来了解生命起源,那该怎么办呢?这就需要用到一种科学方法——推测。 【问题】什么是推测?科学推测需要注意哪些方面呢? 【师生活动】 1.教师讲解:推测是根据已知的事物,通过思维活动,对未知事物的真相提出一定的看法。 2.教师进一步阐述科学推测需要注意的几点: o需要确凿的证据。 o需要严密的逻辑。 o需要丰富的联想和想像。 3.教师可以举例说明这几点的重要性,比如在侦探破案中,需要有现场的证据(确凿的证据),通过合理的推理(严密的逻辑),加上对各种可能情况的想象(丰富的联想和想像)来推测案件的真相。 【学生活动】 学生认真听讲,理解推测的概念和注意事项,有疑问可以随时提问。
三、原始地球上生命形成的推测——各种假说 活动一 介绍神创论 【引入】在人类对生命起源的探索过程中,出现了很多不同的假说。首先我们来了解一下神创论。 【问题】神创论的主要观点是什么? 【师生活动】 1.教师讲解:神创论认为生物界的所有物种(包括人类),以及天体和大地,都是由神创造出来的。世界上万物一经造成,就不再发生变化;各种生物之间都是孤立的,相互之间没有任何亲缘关系。例如上帝造人就是神创论的一种体现。 【学生活动】 学生倾听教师讲解,了解神创论的观点,教师可以引导学生思考这种观点是否合理。
活动二 介绍自然发生说 【引入】除了神创论,还有一种曾经被广泛认为的假说——自然发生说。 【问题】自然发生说的观点是什么?后来有哪些实验对其进行了反驳? 【师生活动】 1.教师讲解:自然发生说认为生物是从非生物环境中自然发生出来的。比如人们曾经认为腐肉能生蛆等。 2.教师介绍相关实验: ①18 世纪意大利科学家斯帕兰札尼的实验,证明肉汤中的微生物不是自发产生的,而是来自于瓶外。 ②1860 年法国著名的微生物学家巴斯德的鹅颈瓶实验,也表明肉汤中的微生物不是自发产生的,而是来自于瓶外。即“所有生物只能来源于生物,从非生命物质中绝对不可能随时自发地产生出新的生命个体”。 【学生活动】 学生倾听教师讲解,思考实验结果对自然发生说的影响,教师可以引导学生讨论这些实验的意义。
活动三 介绍化学起源说 【引入】随着科学的发展,科学家们提出了更具科学依据的假说——化学起源说。 【问题】化学起源说的主要内容是什么?生命起源的各个阶段分别是怎样的?场所分别在哪里? 【师生活动】 1.教师讲解化学起源说的内容:原始生命起源于非生命物质,具体过程如下: 第一阶段:无机小分子物质在高温、雷电、紫外线等条件下,在原始大气中形成有机小分子物质。 第二阶段:有机小分子物质随雨水汇集到原始海洋,相互作用形成有机大分子物质。 第三阶段:有机大分子物质外包原始界膜,形成多分子体系。 第四阶段:多分子体系不断完善,形成具有原始的新陈代谢和繁殖能力的原始生命。 2.教师强调各阶段的场所:第一阶段场所是原始大气,后面几个阶段的场所主要是原始海洋。 【学生活动】 学生认真听讲,理解化学起源说的过程和场所,教师可以通过简单的示意图帮助学生理解。
活动四 介绍宇宙发生说和热泉生态起源学说 【引入】除了前面介绍的几种假说,还有宇宙发生说和热泉生态起源学说。 【问题】宇宙发生说和热泉生态起源学说的主要观点分别是什么? 【师生活动】 1.教师讲解宇宙发生说:资料显示陨石中含有并非来自地球的氨基酸,由此推测生命的最初阶段也可能来自地球外(宇生说),即构成生物体的有机物能够从地球以外形成,并被带到地球。 2.教师讲解热泉生态起源学说:认为生命的起源可能与热泉生态系统有关。热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质,而且还可以避免外物撞击地球时所造成的有害影响,因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。 【学生活动】 学生倾听教师讲解,了解这两种假说的观点,教师可以引导学生讨论这两种假说的可能性。
四、分析原始地球相关资料进行推测 活动一 分析资料① 【引入】接下来我们通过分析一些关于原始地球的资料,来进一步推测原始地球上生命形成的情况。首先看资料①。 【问题】根据资料①,我们可以做出哪些推测?证据是什么? 【师生活动】 1.教师展示资料①:原始的大气中没有氧气,而现在的大气中有氧气。火山喷出的气体,如水蒸气、氢气、氨、甲烷、二氧化碳、硫化氢等构成了原始大气。 2.教师引导学生进行推测和找证据: 推测:原始地球上不存在生命。 证据:原始大气中没有生物生存所需要的氧气。 【学生活动】 学生思考并回答,教师对学生的回答进行评价和补充,强调根据证据进行合理推测的重要性。
活动二 分析资料② 【引入】继续看资料②,看看能得到什么新的推测。 【问题】根据资料②,我们能做出怎样的推测?证据是什么? 【师生活动】 1.教师展示资料②:米勒通过模拟原始地球的大气成分,将无机物制成了另一些简单的有机物。 2.教师引导学生推测和找证据: 推测:生命首先开始于无机物到有机物这一过程。 证据:米勒实验。实验表明,原始地球上尽管不能形成生命,但能产生构成生命体的有机物。 【学生活动】 学生思考回答,教师解释米勒实验的过程和意义,帮助学生理解
活动三 分析资料③ 【引入】最后来看资料③,看看它能带给我们什么信息。 【问题】根据资料③,我们可以做出什么推测?证据是什么? 【师生活动】 1.教师展示资料③:陨石中含有并非来自地球的氨基酸。 2.教师引导学生推测和找证据: 推测:生命的最初阶段也可能来自地球外(宇生说)。 证据:陨石中含有并非来自地球的氨基酸。 【学生活动】 学生思考回答,教师可以引导学生讨论这种推测的可能性和意义。
课堂小结
板书设计 生命的起源 一、研究生命起源的方法——推测 确凿的证据 严密的逻辑 丰富的联想和想象 二、原始地球概况 环境特点 原始大气 原始海洋 高温 雷电 成分:水蒸气、氢气、氨等(无氧气) 三、生命起源的各种假说 神创论 自然发生说 化学起源说 无机小分子物质→有机小分子物质→有机大分子物质→多分子体系→原始生命 宇宙发生说 热泉生态起源学说
课后作业 1.推测是指对事物的一种理论判断分析,科学地进行推测时不能(B ) A. 依靠确凿的证据 B. 凭空想像 C. 有严密的逻辑推理 D. 有丰富的想象和联想 2.根据科学家推测,原始大气中不含有( C) A. 甲烷 B. 氨气 C. 氧气 D. 水蒸气 3.下列关于生命起源的叙述中,不正确的是( B) A. 关于地球上生命的起源问题,目前还存在着许多不同的看法 B. 米勒的实验证实了在生命起源的过程中,有机物能演变成原始生命 C. 原始大气中没有氧气 D. 从原始大气中的无机物到有机物,再到原始生命的出现是一个漫长的过程 4.如图是米勒模拟原始大气合成有机物的实验装置示意图,叙述错误的是( D) A. 正负极接通火花放电模拟了闪电 B. 装置A中的气体模拟了原始大气 C. 烧瓶中的沸水模拟了高温条件下的原始海洋 D. 该实验证明了原始海洋中的有机物可能会演变成原始生命 5.科学家推测,原始生命诞生的场所是(B ) A. 原始大气 B. 原始海洋 C. 原始地球 D. 现在海洋 6.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(D ) A. 现代海洋不可以形成新的原始生命 B. 米勒模拟实验证明原始地球能产生有机物 C. 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
教学反思 在本次教学中,通过多种方式引导学生了解生命起源的相关知识,取得了一定的教学效果。利用多媒体展示原始地球的想象图和米勒实验装置图,能让学生更直观地感受知识,激发他们的学习兴趣。课堂讨论环节也促使学生积极思考,培养了他们的科学思维和团队协作能力。 然而,教学过程中也存在一些不足之处。部分学生对于抽象的生命起源过程理解仍有困难,后续可结合更多实例或动画演示来帮助他们掌握。此外,在引导学生进行科学推测时,部分学生的思维不够活跃,需要在今后的教学中加强对学生发散思维和求异思维的训练,鼓励他们大胆质疑、勇于探索。
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