2019-2020学年八年级生物下册7.3.1地球上生命的起源备课素材新版新人教版-.doc

2019-2020学年八年级生物下册7.3.1地球上生命的起源备课素材新版新人教版 素材一重难突破处理策略重难点 描述生命起源的过程；尝试运用证据和逻辑作出推测(重、难点)重、难点分析：1“地球上生命的起源”是八年级下册第七单元第三章第一节的内容，主要以几种不同的学说介绍了地球上原始生命形成的过程，该部分知识在教材中应该不是重点章节，但它却是第三章生物的进化有关知识的基础，本节的核心内容是生命起源的海洋化学起源说，从科学的角度上来看，它更具有一定的说服力；学生学习这部分知识，对树立科学的生物进化观点有积极的作用。2初中阶段的学生，对于地球生命的起源认知是有一定的局限性的，特别是对原始生命的形成几乎一无所知，但他们对于地球生命的起源却有很强的好奇心和求知欲望，所以教师可以很好地利用他们的这种心理特点，将不同的生命起源学说进行分析，使学生在分析不同的学说观点的基础上形成地球生命起源的科学观念。突破方法：1系列问题引发学生深入思考：科学推测的三要素是什么？科学推测的前提条件是什么？“神创论”不攻自破的原因是什么？这一切又说明了什么问题？教师在学生回答的基础上总结，科学推测的前提和关键是要有确凿的证据，“神创论”不攻自破的原因就在于缺乏有力的证据。这一切又说明科学是不断发展的，随着新证据的不断涌现，旧的学说开始动摇，新的学说不断建立。通过层层设疑，不断激发了学生的求知欲，带着问题通过多媒体展示“原始地球表面想象图”，引导学生观察、思考：“在原始地球上你能看到哪些情况？有生命的存在吗”？通过分析米勒的经典实验，让学生了解推测这一种科学研究方法。让学生感受到科学的推测除了以事实为基础外，不但需要有确凿的证据、严密的逻辑，有时候还需要丰富的联想和想象，让他们真正的获得如何用科学的推测来得出正确观点的能力。2利用教材上的技能训练运用证据和逻辑作出推测：分析证据和推测之间的逻辑关系是否严密。自然发生说的证据是什么？作出的推测是什么？证据和推测之间的逻辑推理是否严密？斯帕兰扎尼的实验和巴斯德的实验证据有何不同？哪个证据更有说服力？为什么？这个技能训练说明了什么？在学生回答的基础上，教师总结：科学推测的证据必须确凿，经得起推敲和论证，推理要严密，符合逻辑。在初中阶段为保证推理的严密性，在实验研究中，多采用的是对照实验，控制只有一个要研究的变量。在斯帕兰扎尼的实验中，瓶口的棉花既阻止了空气中微生物的进入，也阻止了新鲜空气的进入，有两个变量。持自然发生说的学者否认此推测的证据是瓶中的空气变坏，微生物无法自发产生。而巴斯德的鹅颈瓶装置，既保证了瓶内的肉汤与空气相通，鹅颈部分又可阻止空气中微生物的进入，与直颈瓶相比只有一个变量。在确凿的证据和严密的推理面前，自然发生论也退出历史的舞台或在继续寻找新的证据。科学就是在争论、继承和发展中推陈出新。根据技能训练的第二个实验证据，你能对生命的起源作出怎样的推测？通过此题，不但让学生学会根据证据作出推测，还要让学生认识到生命起源过程的复杂性和生命科学的神奇之处蛋白质、核酸和糖类等物质自动浓缩聚集为球状小滴，周围有类似膜那样的边界，从外界吸收某些分子，发生特定的化学反应，反应物也能从小滴中释放出去。3拓展型训练：随着人们认识的不断深入和科学的进一步发展，科学家又提出了海洋化学起源说和宇生说，这两个学说各有哪些确凿的证据来支撑？在发挥联想和想象的基础上，又进行了哪些符合逻辑的推测？素材二音视图资源详见光盘内容1生命的起源2生命的起源和进化3米勒实验4原始地球表面想象图5米勒设计的实验装置6原始地球想象图7地球上的陨石坑8巴斯德实验9盘古开天10女娲造人素材三 导入课堂故事导入 民间传说，天地开辟之初，大地上并没有人类，是女娲把黄土捏成团造了人。她干得又忙又累，竭尽全力干还赶不上供应。于是她就拿了绳子把它投入泥浆中，举起绳子一甩，泥浆洒落在地上，就变成了一个个人。后人说，富贵的人是女娲亲手捏黄土造的，而贫贱的人只是女娲用绳沾泥浆，把泥浆洒落在地上变成的。人真的是女娲用泥造出来的吗？情境导入 在广袤的宇宙中有无数的星体，然而只有我们蔚蓝的地球母亲孕育了千姿百态的生命，一提到生命，在前两章的学习中，我们知道任何一个生物的新生命都是通过生殖过程产生的，那么最原始的生命又是从哪来的呢？这节课我们就来揭开这个奥秘。视频导入 播放视频：地球的形成。你们能否想象出：几十亿年前的地球是怎样的？有生命吗？最早的生命是怎样出现的呢？素材四 拓展材料1.生命起源的假说第一个是创世说，在旧约全书的第一章写到，上帝在七天之内创造了世间之万物，在中世纪的西方人们普遍接受这个观念，可以说一直到现在，这种观念还被很多人接受，这当然不是事实，至少，不能从字面上来理解。有人认为这里的“天”并不是真正的一昼夜，而是指一个纪元。这并非不可能: 由于生命起源至今都是一个未解之谜，我们还不能否定神创说的可能性第二个是自生论，比如说希腊人认为，昆虫生于土壤，春天万象更新，种子从泥土里萌发，昆虫从去年留下的卵壳中破壳而出。但这不是生命的起源，而是生命的延续，可以说这个自生论，现在已经被彻底抛弃。与这个类似的说法，还有埃及人认为生命来自于尼罗河，在中国古代也有腐草生萤之说。第三个有关生命起源的假说，就是有生源论，这个在19世纪的西方也相当地流行，有生源论认为，生命是宇宙生来就固有的。宇宙怎么起源的？物质怎么来的？生命如何从物质中产生？其实这是一个不可知论。在20世纪的后半叶，有生源论逐渐发展到现在的宇宙胚种论，直到现在，有许多科学家认为，生命必须的酶，像蛋白质和遗传物质的形成，需要数亿年的时间，在地球早期并没有可以完成这些过程的充足时间，因为它只有两亿年，因此他们认为生命一定是以孢子或者其他生命的形式，从宇宙的某个地方来到了地球，这种观念也是有一定的依据的。2.生命的起源有三个过程第一个是从无机物到有机小分子，这种过程，如一氧化碳、二氧化碳、水、氢气、氨气、甲烷等，这些东西合成有机小分子，像氨基酸、嘌呤、嘧啶、核苷酸、高能化合物、肪酸、卟呤等这些东西。因为地球生命的起源是从无机界到有机界，所以这个过程无论在什么地方在海底，在热泉，在火星上或者在木卫二，都是必不可少的。第二个是从有机小分子到有机大分子形式，就是氨基酸、嘌呤、嘧啶等。有机大分子像蛋白质、多糖、核酸，因为蛋白质是组成生物体的主要的物质，还有多糖、糖类都是组成很多细胞的骨架，细胞壁的主要成分，还有核酸，这是遗传物质，所以这个过程也是不可或缺的。第三个生物的大分子演化到原始单细胞的生命。一个原始的单细胞，外面有一个膜包裹，里面有遗传物质，要进行新陈代谢的交换。所以生命起源的过程其实可以简单地分成这三个过程：对这三个过程我们现在做到哪一步？我们还有什么没有解决的？第一从无机物到有机小分子的过程，在热泉中，在深海的海底“黑烟囱”中，还是在实验室中，都能够合成这个米勒的实验，就是一个最经典的实验，就是把无机物合成了有机小分子，这个过程也是必不可少的。3.试管里重演的生命起源第一幕1953年，美国芝加哥大学一个年仅23岁的年轻研究生米勒所进行的实验震动了整个生物学界，他在试管中模拟原始大气的情况，得到了组成生命的重要物质基础-氨基酸。米勒是诺贝尔奖金获得者、著名化学家尤里（1893-1981）的研究生。尤里首先从化学过程来考虑太阳系中行星的演化过程，提出原始地球的大气是由甲烷、氨、水、氢等组成的还原性大气，在地球出现了生命后，由于光合作用，还原性大气才逐渐变成现在的氧化性大气。前生命物质就是在地球这种还原性大气中形成的。奥巴林和尤里的学说深深吸引了米勒。他想，如果模拟原始地球的还原性大气，再模仿当时经常出现的雷鸣闪电，很可能会产生氨基酸。不过，当时也有人认为这简直是异想天开，自然界用了几十亿年时间才产生的氨基酸，怎么可能一下从试管里产生出来呢？初生牛犊不怕虎。米勒别出心裁地设计制造了一套奇特的装置。他先把球形玻璃管抽成真空，再用130的高温消毒18小时，然后将甲烷、氨、氢气装入瓶中，并通入水蒸汽，使其不断循环，使它们的比例和原始大气基本相同，同时模拟原始地球大气层雷鸣闪电的自然条件，连续进行火花放电，这样小小的试管好比浓缩了的原始地球，重演了几十亿年前发生的惊天动地的一幕。开始时氨的浓度徐徐下降，随之氰化氢被合成、醛被合成经过八天八夜，奇迹出现了，米勒竟然得到了几种组成生命不可缺少的蛋白质的原料-氨基酸和其它有机物。其中有甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸和天门冬氨酸，它们与天然蛋白质中的完全相同。这就是著名的尤里-米勒实验。米勒的实验向我们再现了向十亿年之前发生在原始地球上由无机物形成有机物的生动一幕，为生命起源的"化学进化"提供了重要证据，同时创造了模拟实验的方法，使生命起源的研究开始成为实验科学。米勒的实验立即在全世界引起了巨大反响，全世界不少科学家重复并证实了米勒的实验。原始地球上除了雷鸣闪电外，可能还有其它能源，如紫外线、太阳能、X射线、射线等，人们又用这些能源来进行模拟实验，并变换试管中"原始大气"的组成，或模拟原始大气，或模拟原始海洋，或模拟海陆交替处的粘土和矿物，得到了一个个鼓舞人心的结果。人们不仅得到了氨基酸，而且还得到了组成核酸的基本物质嘌呤、嘧啶、核糖和脱氧核糖等，组成蛋白质的20种氨基酸已全部通过人工模拟自然条件的方法制成。用科学实验探索生命起源的新阶段开始了。4.美科学家最新研究发现生命可能起源于粘土据最新一期的美国新科学家杂志刊登文章称，最近科学家们所进行的一项实验结果表明，形成生命的两个重要组成部分遗传物质和细胞膜很可能是由粘土将它们结合在一起的。科学家们对蒙脱石粘土的研究结果证明，这种粘土能够促使一种充满液体的薄膜球囊加速形成。这种薄膜球囊与原始细胞非常的相似，而且也能够生长并进行简单的分裂。过去科学家们所进行研究结果曾经证明，粘土能够促使一些极其简单的化学物质合成核糖核酸。据来自美国加利福尼亚州圣地亚哥生物科学研究所的生命起源专家赖斯利-奥吉尔表示：“非常有趣，粘土本身就能够在其内部形成泡囊。这一科研成果非常值得关注，因为我们终于找到了核糖核酸的形成机制和将其置于薄膜泡囊之内这两者之间的联系纽带”。尽管遗传物质的起源和细胞组织的形成这两者是科学界长期以来进行探索的热点，但在此之前，科学界探索这两者之间的联系的努力却始终没有达到一个令人满意的结果。遗传物质的形成对解决生命现象（包括遗传、变异和进化）问题有着决定性的意义。而细胞膜的形成对细胞生理学研究同样也有着不可替代的作用，因为细胞膜是保护细胞组织的“盾牌”，是细胞内部发生化学反应和化学物质积累的保障。科学研究早就证明，某些脱氧核糖核酸（DNA）分子及其基膜在宇宙化学反应后就已经自发形成，也就是说在地球生命尚未产生以前就早已经存在了。然而，以前的科学研究却没有提供任何有力证据证明这些物质是如何结合在一起形成生命的。自此蒙脱石粘土的神奇属性被发现后，上述这一问题便可迎刃而解。科学家们还决定做一次实验，检验蒙脱石粘土是否能够促使简单的脂肪酸构成成份形成此类胞囊。最后的实验结果为科学家们提供了肯定的答案蒙脱石粘土能够将泡囊的形成速度提高100倍。所形成的泡囊不但溶入了粘土微粒，而且还因吸收大部分的脂肪酸成份而产生膨胀。目前，科学家们正在进行新的实验试图证明这种泡囊是否像真正的细胞那样进行分裂。如果实验获得成功，将为地球生命起源学说提供新的依据。5.地球上生命的起源(典故佚事）盘古开辟了天地，用身躯造出日月星辰、山川草木。那残留在天地间的浊气慢慢化作虫鱼鸟兽，替这死寂的世界增添了生气。这时，有一位女神女娲，在这莽莽的原野上行走。她放眼四望，山岭起伏，江河奔流，丛林茂密，草木争辉，天上百鸟飞鸣，地上群兽奔驰，水中鱼儿嬉戏，草中虫之豸跳跃，这世界按说也点缀得相当美丽了。但是她总觉得有一种说不出的寂寞，越看越烦，孤寂感越来越强烈，连自己也弄不清楚这是为什么。与山川草木诉说心中的烦躁，山川草木根本不懂她的话；对虫鱼鸟兽倾吐心事，虫鱼鸟兽哪能了解她的苦恼。她颓然坐在一个池塘旁边，茫然对池塘中自己的影子。忽然一片树叶飘落池中，静止的池水泛起了小小的涟漪，使她的影子也微微晃动起来。她突然觉得心头的死结解开了，是呀！为什么她会有那种说不出的孤寂感？原来是世界是缺少一种像她一样的生物。想到这儿，她马上用手在池边挖了些泥土，和上水，照着自己的影子捏了起来。她感到好高兴。捏着捏着，捏成了一个小小的东西，模样与女娲差不多，也有五官七窍，双手两脚。捏好后往地上一放，居然活了起来。女娲一见，满心欢喜，接着又捏了许多。她把这些小东西叫作“人”。这些“人”是仿照神的模样造出来的，气概举动自然与别的生物不同，居然会叽叽喳喳讲起和女娲一样的话来。他们在女娲身旁欢呼雀跃了一阵，慢慢走散了。女娲那寂寞的心一下子热乎起来，她想把世界变得热热闹闹，让世界到处都有她亲手造出来的人，于是不停工作，捏了一个又一个。但是世界毕竟太大了，她工作了很久，双手都捏得麻木了，捏出的小人分布在大地上仍然太稀少。她想这样下去不行，就顺手从附近折下一条藤蔓，伸入泥潭，沾上泥浆向地上挥洒。结果点点泥浆变成一个个小人，与用手捏成的模样相似，这一来速度就快多了。女娲见新方法奏了效，越洒越起劲，大地就到处有了人。女娲在大地上造出许多人来，心中高兴，寂寞感一扫而空。她觉得很累了，要休息一下，到四处走走，看看那些人生活怎样。一天，她走到一处，见人烟稀少，十分奇怪，俯身仔细察看，见地上躺着不少小人，动也不动，她用手拨弄，也不见动静，原来 这是她是最初造出来的小人，这时已头发雪白，寿终正寝了。女娲见了这种情形，心中暗暗着急，她想到自己辛辛苦苦造人，人却不断衰老死亡。这样下去，若要使世界上一直有人，岂不要永远不停地制造？这总不是办法。结果女娲参照世上万物传种接代的方法，叫人类也男女配合，繁衍后代。因为人是仿神的生物，不能与禽兽同等，所以她又建立了婚姻制度，使之有别于禽兽乱交。后世人就把女娲奉为“神媒”。素材五 教材参考答案教材P50想一想，议一议·参考答案生命的存在必须具备的条件包括水和适宜的温度，大多数生物还需要氧气。教材P51资料分析·参考答案1现在的大气成分中有氧气，而原始大气的成分中没有氧气。2原始的地球上不存在生命，因为原始地球上没有生命存在的环境条件。3根据米勒以及其他学者的实验结果可以推测，原始地球上尽管不能形成生命，但能产生构成生物体的有机物。因此，生命的起源从无机物到有机物，这一阶段是完全能够实现的。4从陨石中含有构成生物体所需要的有机物的事实，可以推测构成生物体的有机物能够从地球以外形成并被带到地球。教材P54技能训练·参考答案第一例证据与推测之间的逻辑关系不严密，后两例的严密。从提供的资料推测：在生命起源的过程中，由生物大分子物质组成多分子体系(细胞)是完全有可能的。其理由如下：球状小滴可看成是一个细胞，其内部成分与细胞的成分基本相同，它有类似于细胞膜那样的边界，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，这些特征和功能与细胞所具有的特征和功能基本相同。教材P55练习·参考答案1. (1)×解析 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。(2)×解析 美国学者米勒的模拟实验中，收集到了多种氨基酸等小分子有机物。证明了原始地球上能形成构成生物体的简单有机物氨基酸，蛋白质是大分子有机物，不是简单有机物。2在现在的地球环境条件下，地球上不会再形成原始的生命。因为不存在原始生命形成所需要的环境条件，如原始大气、高温、持续不断的雷电等。另外，现在海洋成分也发生了变化。3对这一问题的答案取决于对老子原话的理解。如果理解为“天下的任何事物都是从有，即现在已经存在的事物中产生的，而这些事物又是从无，即目前不存在的事物而来，也就是说，这些事物可能是从别的事物中产生的”，则与现代生物学中关于生命起源的观点不谋而合。如果理解为“有生于无中的无，是虚无，是不存在的、什么都没有的状态”，则与现代生物学中关于生命起源的观点大相径庭(此题可以让学生各抒己见，引导学生辩证地思维，而不必刻意求得统一的答案)。4略