第七单元 生物圈中生命的延续和发展
第三章 生命起源和生物进化
第一节 地球上生命的起源
目录
课前预习
02
学习目标
01
精巧点拨
03
课堂演练
04
素养提升
05
学习目标
1. 能够描述“海洋化学起源说”中关于生命起源的过程。
2. 关注生命起源的不同观点,以及新的研究进展。
知识点1 原始地球环境
1. 地球大约是在________________年前形成的,原始大气层的气体有水蒸气、氨气、氢气、________________、________________、硫化氢等,但是没有________________。
课前预习
46亿
甲烷
二氧化碳
氧气
知识点2 探索原始生命的形成
2. 1953年,米勒模拟________________的条件和大气成分,将甲烷、氨、氢气、水蒸气等气体泵入一个密闭的装置里,通过进行火花放电,合成了多种________________。
3. 原始地球上尽管不能形成原始生命,但能产生构成生物体的_______________。原始海洋就像一盆稀薄的热汤,其中所含的有机物相互作用,经过极其漫长的岁月,在地球形成后的10亿年左右,才逐渐形成了_______________。
原始大气
氨基酸
有机物
原始生命
精巧点拨
1. 关于生命的起源,主要有海洋化学起源说、宇生说、热泉生态系统说。
2. 海洋化学起源说认为,生命的起源分为四个阶段。即从无机小分子到有机小分子、从有机小分子到有机大分子、从有机大分子到多分子体系、从多分子体系到原始生命。
3. 米勒实验为海洋化学起源说的第一阶段提供了证据。
课堂演练
一、选择题
知识点1 原始地球环境
1. 下列关于生命起源的说法,属于科学推测的是( )
A. 生物是由上帝创造的
B. 生物是由肉汤、腐肉等物质自然发生的
C. 生物是由神明创造的
D. 生命起源于原始海洋
D
2. 原始大气的主要成分主要来源于( )
A. 阳光照射 B. 海水蒸发
C. 火山喷出的气体 D. 宇宙射线
3. 生命起源的化学进化理论认为,与现在的大气成分相比,原始大气中不含有( )
A. 水蒸气 B. 氧气
C. 甲烷 D. 二氧化碳
C
B
4. 根据科学家的推测,46亿年前的地球所没有的现象是( )
A. 雨雪现象 B. 熔岩现象
C. 火山喷发 D. 电闪雷鸣
5. 地球上原始生命起源和地球年龄约是( )
A. 原始陆地、46亿年 B. 火山、20亿年
C. 原始海洋、46亿年 D. 原始大气层、34亿年
A
C
知识点2 探索原始生命的形成
6. 设计模拟原始大气环境的实验装置,通过模拟原始地球条件的实验,为生命起源的化学演化提供了实验依据的科学家是( )
A. 范·海尔蒙特 B. 巴斯德
C. 米勒 D. 雷迪
C
7. 科学家推断生命起源的第三步是:地球上的有机大分子在原始海洋中逐渐积累,通过长期的相互作用,最后逐步形成了原始的生命。请问,科学家判断原始生命的主要依据是( )
A. 由细胞构成
B. 能生长、生殖和遗传
C. 能吸入氧,呼出二氧化碳
D. 能对外界刺激作出反应
B
8. 科学家推测,生命起源的化学进化过程顺序是( )
①诞生原始生命 ②形成有机小分子物质 ③构成独立的体系 ④形成有机大分子
A. ②③④① B. ②④③①
C. ③④②① D. ①②③④
B
9. 下图是美国学者米勒在实验室内通过模拟实验验证原始生命起源的实验装置示意图,下列叙述错误的是( )
A. 火花放电模拟闪电
B. 装置中的气体A模拟了原始大气
C. 烧瓶中的B沸水为实验提供高温和水蒸气
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
10. 陨石中含有有机物,这说明了( )
A. 地球外空间存在构成生物体所需要的有机物
B. 外星球一定有生命存在
C. 人类一定来自外星球
D. 这块石头只能是地球的
A
二、非选择题
11. (读图理解)下图是生命起源的过程示意图,请根据图回答下列有关生命起源的问题。
(1)原始大气的成分包括__________________________________________________________。
(2)在生命起源的第一步中所利用的自然条件是__________________________________________________________。
(3)发生在原始大气中的过程是_______________(填字母)。
(4)发生在原始海洋中的过程是_______________(填字母)。
(5)最复杂、最有决定意义的阶段是_______________(填字母)。
水蒸气、氢气、氨、甲烷、硫化氢、二氧化碳等
紫外线、闪电、高温
A
B、C、D
C
(6)原始大气成分与现在大气成分有什么明显不同?
___________________________________________________________
(7)上述过程说明原始生命是地球_______________以后,在极其漫长的时间内,由____________________________经过极其复杂的化学过程一步一步地演变而成的。
原始大气中不含氧气,现在大气中含有氧气。
温度下降
非生命物质(或有机物)
12. (实验探究)下图是米勒关于原始地球的模拟实验装置,请回答以下问题:
(1)米勒在图中所示的A装置中模拟了_______________的成分,与现在大气成分对比,缺少_______________。
(2)这个实验通过进行火花放电模拟_______________,这主要是为该实验提供能量。
(3)C中为含有_______________等有机物的水溶液。
(4)此实验证明:在生命起源的进化过程中,由无机小分子转变为_______________是完全可能的。
(5)米勒认为原始生命在当时的条件下是有可能诞生的,“原始生命的摇篮”是_______________。
原始大气
氧气
闪电
氨基酸
有机小分子
原始海洋
素养提升
热泉生态系统说
20世纪70年代末,科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉,在这些热泉里生活着众多的生物,包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等生物群落。这些生物群落生活在一个高温(热泉喷口附近的温度达到300 ℃以上)、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中。首先是这些化能自养型细菌利用热泉喷出的硫化物(如硫化氢)所得的能量去还原二氧化碳而制造有机物,然后其他动物以这
些细菌为食物而维持生活。迄今为止,科学家已经发现了数十个这样的深海热泉生态系统,它们一般位于地球两个板块结合处形成的水下洋嵴附近。于是有部分学者提出生命的起源可能与热泉生态系统有关。这就是热泉生态系统说。
之所以有学者认为热泉生态系统与生命的起源有关,主要是因为热泉喷口附近不仅温度非常高,而且又有大量的硫化物、甲烷、氢气和二氧化碳等,这与地球形成的早期环境相似。现今所发现的古细菌,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。
由此,部分学者认为,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,而且还可以避免地球外物体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。但另一些学者认为,生命可能是从地球表面产生,随后才蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命,只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍
后代。因此,这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的,但却是现存所有生物的共同祖先。
问题:为什么会有学者认为生命的起源可能与热泉生态系统有关呢?
示范答案:主要是因为热泉喷口附近不仅温度非常高,而且又有大量的硫化物、甲烷、氢气和二氧化碳等,这与地球形成的早期环境相似。