人教版八年级生物《7.31地球上生命的起源》教案.doc

第一节地球上生命的起源一教学目标描述生命起源的过程关注生命起源的不同观点二教学策略有关地球上生命起源的问题常见于各种科学杂志报纸网络等各种媒体一直是人们感兴趣的话题是科学家关注和争论的焦点之一也是学生愿意学习和了解乐于参与辩论的话题因此本节课对于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的培养搭建了一个较好的平台本节课的教学设计可以不拘泥于教科书的呈现方式而应根据教师所掌握的材料和学生获取信息的程度和能力采取灵活多样的教学策略总的原则是引导和鼓励学生参与教学过程进行积极的思维活动能够理解证据和科学推测之间的关系能根据教材所提供的证据进行一定的逻辑推理并以此展开丰富的联想和想像从中体验到探索生命起源的意义下面是几种形式不同的教学策略供参考策略一课前一个星期教师以组可以四人一组为单位布置学生通过图书馆互联网报刊等渠道和媒体搜集有关生命起源的各种信息特别是最新的报道以备上课时交流上课交流时教师应对学生提出明确的要求如说明你所收集的材料与教材中的哪些观点相同你还可以补充哪些材料和证据你所收集的材料与教材中的哪些不同不同在哪些方面你倾向于哪种观点你的证据和理由是什么注意应根据学生的能力及收集材料的难易适当地说明一个方面即可教师根据学生的交流情况进行补充和总结策略二组织学生观看宇宙与人等与地球上生命起源有关的科教专题片片段从而激发其探索的兴趣根据科教片中的内容和教材中的内容展开讨论讨论的题目应该具体一些可以参考下面的议题专题片是怎样演示地球上生命起源的与教材中的哪种学说相同或接近教材中提出了哪些新的观点教材中两种观点争论的焦点是什么你还了解到哪些观点这种教学策略要求学生必须带着问题观看专题片并且要事先预习教材内容策略三让学生根据平常积累的有关生命起源的知识和教材中提供的材料以组为单位展开讨论讨论的题目为地球上的生命是怎样起源的在这个问题上有哪些不同的观点教材中两种观点争论的焦点是什么你还了解到哪些观点教师在学生全班交流的过程中进行补充和归纳程序是分组讨论全班交流师生补充共同总结这种策略适用于视野开阔阅读面广头脑灵活好奇心强的学生需要学生敢于发言善于表达策略四在上课的两个星期之前教师可与部分学生一起按照技能训练的方法完成两个肉汤的对比实验由学生代表在课堂上介绍肉汤实验的方法和过程并让学生观察实验的结果激发学生的好奇心然后提出问题请解释肉汤腐败和未腐败的原因以培养学生分析和解释客观事实的能力教师补充说明肉汤实验的来历从而顺其自然地引出地球上生命起源的课题引导学生根据教材内容进行学习思考和讨论本节课还可以列出其他几种教学策略但教无定法往往一节课教师要运用多种教学策略才能达到教学目标因此教师在进行教学中一定要注意灵活变通切勿生搬硬套在本节课的教学过程中应该注意以下两点引导学生明确地认识到科学的推测需要确凿的证据仅凭空想往往是站不住脚的科学推测不仅需要有严密的逻辑还需要丰富的联想和想像引导学生真正地认识到生命的起源是一个非常复杂的过程认识到科学研究和人的认识是逐步深入不断发展的一种过程三参考答案资料分析现在的大气成分中有氧气而原始大气的成分中没有氧气原始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生成有机物这一阶段是完全能够实现的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练习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时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的海洋的成分也发生了改变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可以让学生各抒己见练习辩证地思维不必刻意求得统一答案四背景资料神创论神创论也叫特创论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上帝创造出来的世界上的万物一经造成就不再发生任何变化即使有变化也只能在该物种的范围内发生变化是绝对不可能形成新的物种的神创论还认为各种生物之间都是孤立的相互之间没有任何亲缘关系地球上生命起源的几种学说及其争议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自然发生说自然发生说是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公元前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世纪时意大利生物学家斯巴兰让尼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详见义务教育课程标准实验教科书生物学八年级上册化学起源说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图团聚体简单代谢示意图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宇生说这一假说认为地球上最早的生命或构成生命的有机物来自于其他宇宙星球或星际尘埃持这种假说的学者认为某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球从而使地球有了初始的生命但我们知道宇宙空间的物理条件如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对生命都是致命的而且即使有这些生命在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中也会因温度太高而被杀死因此像微生物孢子这一水平的生命形态看来是不大可能从天外飞来的但是一些学者认为一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空间年月日科学家发现坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有种氨基酸其中种是构成生物的蛋白质分子所必须的科学研究表明一些有机分子如氨基酸嘌呤嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上并在地球上演变为原始的生命热泉生态系统生命的起源可能与热泉生态系统有关这是世纪年代以来部分学者提出的观点世纪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兴旺发达的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所得到的能量去还原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科学家已发现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热泉生态系统之所以与生命的起源相联系主要基于以下的事实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热泉喷口附近不仅温度非常高而且又有大量的硫化物和等与地球形成时的早期环境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就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原始大气成分的争议和地球上最早出现的生物原始地球大约形成于亿年以前科学家根据火山喷发所喷出的气体以及远离太阳变化较小的木星土星它们现在的大气成分主要是甲烷氨气和氢气的事实推测原始地球的大气也是这样的强还原性大气他们认为原始地球的大气成分中没有氧气而有氢气二氧化碳氨气甲烷硫化氢和氰化氢等还原性气体但世纪年代以来有的学者对此产生了怀疑他们认为原始大气中没有氨气甲烷和硫化氢气体因为这些气体很容易被紫外线辐射所分解所释放的氢气多数也会逃逸到太空中因此早期原始大气的主要成分是水蒸汽一氧化碳二氧化碳氮气等气体可能还有一些游离的氢气如果按照原始大气中没有氨气和甲烷或者只有极微量由这样的气体所组成的地球原始大气在各种自然条件的作用下是不可能产生出有机物和氨基酸的那么米勒的实验就令人怀疑所以这种观点又为宇生说提供了间接的支持另外还有一些学者对原始大气的成分提出了其他的观点有关生命起源的争论还会持续下去因为生命起源是一个复杂的问题人类不可能一下子就认识清楚又不可能回到原始地球的状态在教学活动中我们要让学生理解科学研究的过程是人类的认识不断变化和发展的过程在科学研究中一种理论或假说被另一种更正确的理论或假说所取代是常有的事实事求是的科学争论对于促进人类的认识是非常有益的而且也是必要的迄今人类发现的最早的生物化石存在于亿年前南非的燧石一种以二氧化硅为主要成分的沉积岩层中这种生物是一种能进行光合作用的蓝细菌科学家通过对化石的研究和特殊地层的构造研究后推测最早的原核生物在地球形成的早期就已经出现