课题:第一节 生命的起源 课时数:1 类型:新授
[教学目标]:
(一)认知目标:
1.了解地球上的生命起源于非生命物质。
2.了解地球的演变
(二)技能目标:
通过对“演示”实验投影片的观察,培养学生的观察、分析、归纳的能力。
(三)情感目标:
通过人类起源的教学,达到对学生的无神论教育,从而培养学生的辨证唯物主义观点和历史唯物主义观点。
[教学重点和难点]:
1.教学重点:原始地球表面的变化;化学进化的过程。
2.教学难点 :生命起源于非生命物质,生命起源是化学进化的结果。
[教学过程]:
(一)导入
现在地球上的生物能通过繁殖产生新的个体。提出问题:最早的生物从哪儿来呢?即原始生命是哪里来的?生命又是怎样发展的呢?
(二)新课讲解
生命何时、何处、特别是怎样起源的问题,是现代自然科学尚未完全解决的重大问题,是人们关注和争论的焦点。历史上对这个问题也存在着多种臆测和假说,并有很多争议。随着认识的不断深入和各种不同的证据的发现,人们对生命起源的问题有了更深入的研究,下面介绍几种著名的假说,以备教学时参考。
1.神创论
国外:创造天地的来历,在耶和华神造天地的日子,乃是这样:野地还没有草木,田间的菜蔬还没长起来,因为耶和华神还没有降雨在地上,也没有人耕地,但有雾气从地上腾,滋润遍地。耶和华神用地上的尘上造人,将生气吹在他鼻孔里,他就成了有灵的活人,名叫亚当。
立伊甸园
耶和华神在东方的伊甸立了一个园子,把所造的人安置在那里。耶和华神使各样的树从地里长出来,可以悦人的眼目,其上的果子好作食物。园子当中又有生命树和分别善恶的树。有河从伊甸流出来滋润那园子,从那里分为四道:"第一道名叫比逊,就是环绕哈胁拉全地的。在那里有金子,并且那地的金子是好的;在那里又有珍珠和红玛瑙。第二道河名叫基训,就是环绕古实全地的。第三道河名叫希底结,流在亚述的东边。第四道河就是伯拉河。
耶和华神将那人安置在伊甸园,使他修理看守。耶和华神吩咐他说:"园中各样树上的果子,你可以随意吃,只是分别善恶树上的果子,你不可吃,因为你吃的日子必定死。"
为男人选配偶
耶和华神说:"那人独居不好,我要为他造一个配偶帮助他。"耶和华神用土所造成的野地各样走兽和空中各样飞鸟都带到那人面前,看他叫什么。那人怎样叫各样的活物,那就是它的名字。那人便给一切牲畜和空中飞鸟、野地走兽都起了名,只是那人没有遇见配偶帮助他。耶和华神使他沉睡,他就睡了;于是取下他的一条肋骨,又把肉合起来。耶和华就用那人身上所取的肋骨造成一个女人,领她到那人跟前。那人说:"这是我骨中的骨,肉中的肉,可以称她为女人,国为她是从男人身上取出来的。"因此,人要离开父母与妻子连合,二人成为一体。当时夫妻二人赤身露体并不羞耻。
始祖被诱惑
耶和华神所造的,惟有蛇比田野一切的活物更狡猾。蛇对女人说:"神岂是真说不许你们吃园中所有树上的果子吗?"'女人对蛇说:"园中树上的果子,我们可以吃;惟有园当中那棵树上的果子,神曾说:'你们不可吃,也不可摸,免得你们死。"'。蛇对女人说:"你们不一定死,因为神知道,你们吃的日子眼睛就明亮了,你们便如神能知道善恶。"
违背主命
于是,女人见那棵树的果子好作食物,也悦人的眼目,且是可喜爱的,能使人有智慧,就摘下果子来吃了;又给她丈夫,她丈夫也吃了。他们二人的眼睛就明亮了,才知道自己是赤身露体,便拿无花果树的叶子,为自己编作裙子。
天起了凉风,耶和华神在园中行走。那人和他妻子听见神的声音,就藏在园里的树木中,躲避耶和华神的面。耶和华神呼唤那人,对他说:"你在哪里?"他说:"我在园中听见你的声音,我就害怕,因为我赤身露体,我便藏了。"耶和华说:"谁告诉你赤身露体呢?莫非你吃了我吩咐你不可吃的那树上的果子吗?"那人说:"你所赐给我、与我同居的女人,她把那树上的果子给我,我就吃了。""耶和华神对女人说:"你作的是什么事呢?"女人说:"那蛇引诱我,我就吃了。
耶和华神对蛇说:"你既作了这事,就必受咒诅,比一切的牲畜野兽更甚。你必用肚子行走,终身吃土。我又要叫你和女人彼此为仇;你的后裔和女人的后裔也彼此为仇。女人的后裔要伤你的头,你要伤他的脚跟。"又对女人说:"我必多多加增你怀胎的苦楚,你生产儿女必多受苦楚。你必恋慕你丈夫,你丈夫必管辖你。"又对亚当说:"你既听从妻子的话,吃了我所吩咐你不可吃的那树上的果子,地必为你的缘故受咒诅。你必终身劳苦,才能从地里得吃的。地必给你长出荆棘和蒺黎来,你也要吃田间的菜蔬。你必汗流满面才得糊口,直到你归了土;因为你是从土而出的。你本是尘土,仍要归于尘土。"亚当给他妻子起名叫夏娃,因为她是众生之母。耶和华神为亚当和他妻子用皮子作衣服给他们穿。
逐出伊甸
耶和华神说:"那人已经与我们相似,能知道善恶。现在恐怕他伸手又摘生命树的果子吃,就永远活着。"耶和华神便打发他出伊甸园去,耕种他所自出之土。于是把他赶出去了。又在伊甸园的东边安设基路伯,和四面转动发火焰的剑,要把守生命树的道路。
国内:神话中的女娲
中国上古神话中的创世女神。 又称女阴、女娲娘娘,凤姓,生于成纪,一说她的名字为风里希(或为凤里牺)。是中国历史神话传说中的一位女神。是中华民族伟大的母亲,她慈祥地创造了我们,又勇敢地照顾我们免受天灾。是被民间广泛而又长久崇拜的创世神和始祖神。她神通广大化生万物,每天至少能创造出七十样东西 共工氏与女娲争帝,女娲命祝融氏领兵攻打共工氏。
共工氏兵败怒而用头去撞不周山。
不周山乃撑天之柱,被共工氏一撞,发出了惊天动地的一声响。山体崩塌,天柱折断,大地向东南倾斜,海水向陆地上倒灌。平原上的人多数都被淹死了,幸存者只好逃往山上。
但是,山林是兽类的领地,它们受到侵扰后十分愤怒,向人类发起疯狂的攻击。又有许多人被野兽咬死,吃掉。
人类遭遇到了空前的灾难,有的被洪水淹死,有的被崩塌的山石砸死,有的被凶猛的野兽和大鸟杀害,人类面临着灭绝的危险。
经过这场浩劫,人类幸存者已经很少。
为了使人类能再次发展增多,女娲便以黄土和泥,用双手捏起泥人来。
天地万物都造齐了。到第七日,神造物的工已经完毕,就在第七日歇了他一切的工,安息厂。神赐福给第七日,定为圣日,因为在这日神歇了他一切创造的工,就安息了。
2.自然发生说
自然发生说是19世纪前广泛流行的理论,这种学说认为,生命是从无生命物质自然发生的。如,我国古代认为的“腐草化为萤”(即萤火虫是从腐草堆中产生的),腐肉生蛆等。在西方,亚里士多德(公元前384—公元前322)就是一个自然发生论者。有的人还通过“实验”证明,将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中,静置于暗处,21天后就会产生老鼠,并且让他惊讶的是,这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。
18世纪时,意大利生物学家斯巴兰让尼(1729—1799)发现,将肉汤置于烧瓶中加热,沸腾后让其冷却,如果将烧瓶开口放置,肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物;但如果在瓶口加上一个棉塞,再进行同样的实验,肉汤中就没有微生物繁殖。斯巴兰让尼认为,肉汤中的小生物来自空气,而不是自然发生的。斯巴兰让尼的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的基础。
1860年,法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验,彻底否定了自然发生说。
3.化学起源说
分析想象中的原始地球
地球原始大气中的二氧化碳、氮气和水蒸气来自一些在地球形成时期浸透到地球内部,并且在火山爆发时被释放出来的。一旦大气中充满了由于广泛的火山活动而产生的水蒸气,便开始落雨,由此形成了海洋,经过沉淀凝结成象石灰岩那样的碳酸盐类岩石。如果没有海洋,地球就会象火星和金星一样是个充满二氧化碳的无生物星球。由于金星离太阳较近,它的水份被太阳光产生的热量蒸发掉了。火星比地球离太阳远,因此它的水份掩盖在球体表面的冰层下,以液态形式存在的时间从来没有达到足以吸收二氧化碳的地步。
[讨论]:
1、原始大气是由哪些成分组成的?原始大气与现在地球上的大气成分最主要的区别是什么?
2、原始生命的产生需要哪些条件?原始海洋在生命的起源中起了什么作用?
原始生命起源推测
化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为,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,即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的,这一过程教材中已有叙述,这里不再重复。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中,一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋,其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸汽等“还原性大气”。米勒先给烧瓶加热,使水蒸汽在管中循环,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汽冷却形成液体,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,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。
第二个阶段,从有机小分子物质生成生物大分子物质。这一过程是在原始海洋中发生的,即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质,经过长期积累,相互作用,在适当条件下(如黏土的吸附作用),通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。
第三个阶段,从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的呢?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说,他通过实验表明,将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中,它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴,这些小滴就是团聚体。奥巴林等人认为,团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象(图7)。例如,团聚体具有类似于膜那样的边界,其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物,还能在酶的催化作用下发生特定的生化反应,反应的产物也能从团聚体中释放出去。另外,有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说,以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。
第四个阶段,有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是在原始的海洋中形成的,是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前,人们还不能在实验室里验证这一过程。
讨论:
1、米勒的实验,可以证明生命起源经历了怎样的过程?
2、现在的地球上会有原始生命产生吗?
学生讨论归纳出在原始地球上,无机物能通过化学变化形成小分子有机物。讲授:小分子有机物随着雨水,最后汇聚在原始海洋中。在原始海洋中小分子有机物经过长期积累和相互作用自然合成了较大分子的有机物如蛋白质、核酸。原始海洋中的蛋白质和核酸等物质经过浓缩和相互作用,凝聚成具有原始界膜的小滴。小滴在原始海洋中又经历了漫长、复杂的化学进化,最终形成原始生命。提问:从无生命的有机物进化到简单的小分子有机物再进化到大分子有机物再进化到原始生命,即生命的诞生,主要通过什么变化?所以,我们说生命是通过化学进化诞生的。
指出这过程是科学家的猜测,并通过实验证明这个猜测有可能是对的。另外,科学家认为原始地球产生于46亿年前,原始海洋形成于38亿年前,而原始生命发生在35年前。
有机物是构成生命起源的基础。科学家的实验证明,在地球上生命发生之前,确实经历了由无机物转变为有机物的化学过程。至于有机物如何进一步演化成具有生命特征的生物体,至今还不能用科学实验来证明。科学家推测,复杂的有机物在原始海洋里进一步聚集形成更复杂的多分子的体系,经过逐渐进化,形成地球上的原始细胞。
目前,关于生命起源的研究虽然已取得了不少的成果,但是在现代最先进的实验室里还不能模拟生命起源的全部过程。自19世纪到现在,有关生命起源的一些推测和解释不断涌现,争论仍在继续,探索还在不不懈地进行。
[板书设计]
第一节 生命的起源
生命起源的假设1.神创论 2,自然发生说 3.化学进化说 4.小水滴说
分析想象中的原始地球
原始生命起源的推测
[教学后记]:
几十亿年前的地球环境与现在大不相同,学生难以想象原始地球的状况,为此,教师要充分利用课本有关插图,配合生动形象的描绘语言,帮助学生想象和了解,引导学生完成讨论题。如有“原始地球景观”的动画和原始大气的形成及原始海洋的图片,生动形象地再现当时地球的环境,再配合生动的语言加以描绘则更好。地球上原始生命产生的条件是本节课的重点,学生很难准确概括出来。为此,教师可采用提问的方式逐一启发,帮助学生认识生命起源的三个条件。