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7.1.1 生命起源于原始海洋（导学案）
1. 通过化学进化学说材料阅读，了解原始地球环境具备了原始生命诞生的哪些条件（难点）。
2. 通过学习米勒模拟实验，明确哪些证据可以证明生命起源于原始海洋（重、难点）。
3. 结合本节课程，了解生命起源各种理论，加强我们对地球环境的爱护（重、难点）。
【学习重点】
生命起源化学进化过程的四个阶段；
关于生命起源问题目前仅限于假说和推测,内容比较抽象；
【学习难点】
原始生命的原始新陈代谢类型是什么；
在现今的地球条件下,非生命物质能不能再演化为原始生命；
1．根据科学推算，地球从诞生到现在大约有 的历史。
2．地球表面的原始大气中就含有了 、氢气、氨气、 、硫化氢、 等。
3． 把生命的发生看成自然界长期进化的结果，并 从整体上建立了 的科学理论，因此被誉为 的先驱。
4．生命起源的化学进化学说认为，地球上的生命是由 逐渐演变而来的。
5．这种独立的体系不断完善，最终演变成能够进行 的独立个体，这就是原始生命。原始生命在 中诞生。
6．米勒首创的化学进化 ，可以说是生命起源研究史上的一座里程碑。
一、观察思考→化学进化过程
【问题】
1. 与现在地球上的大气相比，原始大气的成分有什么特点？
2. 化学进化过程发生的场所在哪里？所需的能量来自哪里？
3. 为什么说原始海洋是原始生命的摇篮？
4. 海底热泉是从海底岩石裂隙喷涌出的热水泉，热泉周边高温、缺氧、富含硫化氢，其中生活着特殊的深海生物。有人说海底热泉是探索生命起源的理想场所，你认同吗？说明理由。
二、分析讨论
【讨论】1. 在米勒实验中，密闭的实验装置中循环流动的气体模拟了原始地球的什么成分？
【讨论】2. 实验过程中的火花放电模拟了原始地球的什么现象？冷凝器可使水蒸气冷却形成液体，这模拟了什么过程？
三、小组讨论→米勒模拟实验在化学进化学说中有什么意义？
1. 米勒模拟实验在化学进化学说中有什么意义？
2. 你还知道哪些可以验证化学进化学说的证据？
1．属于原始大气的成分的是（　　）
A．氨气、氢气、氧气 B．氮气、甲烷、氧气
C．氨气、氢气、甲烷、水蒸气 D．甲烷、二氧化碳、氢气、氧气
2．米勒在实验装置中模拟了原始大气的主要成分，其中不包括（　　）
A．水蒸气 B．甲烷 C．氧气 D．二氧化碳
3．根据科学家推测，生命起源的化学演化过程的顺序是（ ）
①形成原始生命②形成有机小分子③形成多分子体系④形成有机大分子
A．②③④① B．①②③④ C．③④②① D．②④③①
4．下图是米勒在进行模拟关于生命起源问题的实验装置，实验装置中的A、D处相当于原始地球的什么环境？（　　）
A．原始大气、原始陆地 B．原始海洋、原始大气
C．原始大气、原始海洋 D．原始陆地、原始海洋
5．如图是用于研究生命起源的化学过程的一个模拟实验装置，请回答下列问题。
(1)这一实验装置是美国科学家 设计的。
(2)这个实验通过进行火花放电模拟 为其提供能量。
(3)加热的沸水可以给A提供 ，A装置里的气体相当于 。
(4)实验后，抽取B处的液体检验，发现有 等有机小分子物质的生成。
(5)原始生命最初诞生在 中。
【强记口诀】
巧学妙记
进化模拟有米勒，流动气体拟大气；
火花放电如闪电，冷凝降雨产氨基；
证明起源一阶段，胰岛核酸工阶段。
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7.1.1 生命起源于原始海洋（导学案）
1. 通过化学进化学说材料阅读，了解原始地球环境具备了原始生命诞生的哪些条件（难点）。
2. 通过学习米勒模拟实验，明确哪些证据可以证明生命起源于原始海洋（重、难点）。
3. 结合本节课程，了解生命起源各种理论，加强我们对地球环境的爱护（重、难点）。
【学习重点】
生命起源化学进化过程的四个阶段；
关于生命起源问题目前仅限于假说和推测,内容比较抽象；
【学习难点】
原始生命的原始新陈代谢类型是什么；
在现今的地球条件下,非生命物质能不能再演化为原始生命；
1．根据科学推算，地球从诞生到现在大约有 46 亿年的历史。
2．地球表面的原始大气中就含有了水蒸气、氢气、氨气、甲烷、硫化氢、二氧化碳等。
3．奥巴林把生命的发生看成自然界长期进化的结果，并首次从整体上建立了生命在地球上发生的科学理论，因此被誉为生命起源研究的先驱。
4．生命起源的化学进化学说认为，地球上的生命是由非生命物质逐渐演变而来的。
5．这种独立的体系不断完善，最终演变成能够进行新陈代谢的独立个体，这就是原始生命。原始生命在原始海洋中诞生。
6．米勒首创的化学进化模拟实验，可以说是生命起源研究史上的一座里程碑。
一、观察思考→化学进化过程
【问题】
1. 与现在地球上的大气相比，原始大气的成分有什么特点？
与现在地球上的大气相比，原始大气的成分主要是水蒸气、氢气、氨气、甲烷等，没有氧气。
2. 化学进化过程发生的场所在哪里？所需的能量来自哪里？
原始大气和原始海洋。
原始大气中无机物合成有机物的能量主要来自火山喷发所释放的热能以及紫外线、闪电等。
3. 为什么说原始海洋是原始生命的摇篮？
因为原始海洋是地球上最初产生的有机小分子物质的累积场所，有机大分子和独立体系的形成以及原始生命的诞生都是在原始海洋中进行的。所以说，原始海洋是原始生命的摇篮。
4. 海底热泉是从海底岩石裂隙喷涌出的热水泉，热泉周边高温、缺氧、富含硫化氢，其中生活着特殊的深海生物。有人说海底热泉是探索生命起源的理想场所，你认同吗？说明理由。
认同
环境相似性：深海热泉高温、缺氧、无光，与地球早期生命诞生时的环境极其类似。这种极端环境为研究生命起源提供了重要的线索。
具备生命起源的物质条件：热液中含有多种金属元素和化学物质，如碳、氢、氧、氮及各种微量元素，这些都是构成生命的物质基础。模拟实验表明，海底热液环境中可以形成一些初级有机物，能够为地球上生命的起源与演化提供最初的有机质积累。
二、分析讨论
【讨论】1. 在米勒实验中，密闭的实验装置中循环流动的气体模拟了原始地球的什么成分？
主要是氢气、氨气、甲烷、水蒸气等，模拟了原始大气的成分。
【讨论】2. 实验过程中的火花放电模拟了原始地球的什么现象？冷凝器可使水蒸气冷却形成液体，这模拟了什么过程？
火花放电模拟了原始地球的闪电
反应后的气体与水蒸气冷凝形成液体模拟了原始地球的降雨过程
三、小组讨论→米勒模拟实验在化学进化学说中有什么意义？
1. 米勒模拟实验在化学进化学说中有什么意义？
米勒的实验有力地证明，在原始地球的环境条件下，由无机物合成有机小分子物质是完全可能的，验证了化学进化学说的第一阶段。
2. 你还知道哪些可以验证化学进化学说的证据？
1965 年，我国科学工作者在世界上首次用人工方法合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素。
1981 年，我国科学工作者又人工合成了组成生命的另一种重要物质——核酸。
有机小分子物质→有机大分子物质
1．属于原始大气的成分的是（　　）
A．氨气、氢气、氧气 B．氮气、甲烷、氧气
C．氨气、氢气、甲烷、水蒸气 D．甲烷、二氧化碳、氢气、氧气
【答案】C
【分析】原始大气的主要成分包括水蒸气、氢气、氨气、甲烷、二氧化碳、硫化氢等，其特点是没有氧气。原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的有机物，为生命的起源奠定了基础。
【详解】ABD．原始大气中没有氧气，故ABD不符合题意。
C．原始大气由火山喷发释放的气体构成，主要成分包括水蒸气、氢气、氨气、甲烷、二氧化碳等，故C符合题意。
故选C
2．米勒在实验装置中模拟了原始大气的主要成分，其中不包括（　　）
A．水蒸气 B．甲烷 C．氧气 D．二氧化碳
【答案】C
【分析】原始大气的成分主要有氨、氢、甲烷、水蒸气、二氧化碳等，与现在大气成分相比，原始大气中没有氧气。
【详解】A．水蒸气是原始大气的主要成分之一，在原始地球表面温度较高，水分蒸发形成大量水蒸气存在于大气中，A不符合题意。
B．甲烷在原始大气中也是存在的，原始地球的火山喷发等活动会释放出甲烷等气体，B不符合题意。
C．原始大气中没有氧气，当时地球环境不具备产生大量氧气的条件，C符合题意。
D．二氧化碳是原始大气成分之一，火山喷发等地质活动会释放二氧化碳到大气中，D不符合题意。
故选C。
3．根据科学家推测，生命起源的化学演化过程的顺序是（ ）
①形成原始生命②形成有机小分子③形成多分子体系④形成有机大分子
A．②③④① B．①②③④ C．③④②① D．②④③①
【答案】D
【分析】生命起源的化学演化过程遵循从无机物到有机物、从简单到复杂的顺序。
【详解】②形成有机小分子（如氨基酸、核苷酸）是化学演化的第一步。
④有机小分子进一步结合形成有机大分子（如蛋白质、核酸）。
③有机大分子聚集形成多分子体系（如团聚体）。
①多分子体系演化出原始生命。
故正确顺序为②→④→③→①，因此，ABC排序错误，D正确。
故选D。
4．下图是米勒在进行模拟关于生命起源问题的实验装置，实验装置中的A、D处相当于原始地球的什么环境？（　　）
A．原始大气、原始陆地 B．原始海洋、原始大气
C．原始大气、原始海洋 D．原始陆地、原始海洋
【答案】C
【分析】化学起源学说认为：原始地球的温度很高，地面环境与现在完全不同，天空中赤日炎炎、电闪雷鸣，地面上火山喷发、熔岩横流。从火山中喷出的气体，水蒸气、氨气、甲烷等构成了原始的大气层，与现在的大气成分明显不同的是原始大气中没有游离的氧。原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，形成了许多简单的有机物，随着地球温度的逐渐降低，原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地面上，这些有机物随着雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始的海洋中。原始的海洋就像一盆稀薄的热汤，其中所含的有机物，不断地相互作用，形成复杂的有机物，经过及其漫长的岁月，逐渐形成了原始生命。可见生命起源于原始海洋。
图中A相当于原始大气、B模拟降雨、C模拟雨水、D相当于原始海洋。
【详解】美国青年学者用如图的实验证明了生命起源的第一步。米勒实验装置中A处的气体相当于原始大气，有水蒸气、氨气、甲烷等，与现在大气成分的主要区别是无氧气。正负电极接通进行火花放电是模拟自然界里的闪电。冷凝后的液体流入D处的烧瓶，实验装置中的D处模拟的是原始海洋，原始海洋是原始生命诞生的摇篮。因此C正确，ABD错误。
故选C。
5．如图是用于研究生命起源的化学过程的一个模拟实验装置，请回答下列问题。
(1)这一实验装置是美国科学家 设计的。
(2)这个实验通过进行火花放电模拟 为其提供能量。
(3)加热的沸水可以给A提供 ，A装置里的气体相当于 。
(4)实验后，抽取B处的液体检验，发现有 等有机小分子物质的生成。
(5)原始生命最初诞生在 中。
【答案】(1)米勒
(2)原始天空的闪电
(3) 水蒸气 原始大气
(4)氨基酸
(5)原始海洋
【分析】在研究生命的起源中，美国学者米勒模拟原始地球的条件设计了一个实验装置，将甲烷、氨、氢、水蒸气等气体泵入一个密闭的装置内，通过火花放电，合成了氨基酸。因此，证明了从无机物合成有机物是有可能的这一结论，表明在原始地球上可以产生有机大分子。
【详解】（1）这一实验装置是美国科学家米勒设计的。米勒通过这个实验对生命起源的化学演化过程进行了模拟研究。
（2）这个实验通过进行火花放电模拟原始天空的闪电为其提供能量。在原始地球环境中，闪电等自然现象可以为化学反应提供能量，促使简单物质合成复杂物质。
（3）加热的沸水可以给A提供水蒸气。在实验中，沸水受热产生水蒸气，进入A装置参与反应。A装置里的气体相当于原始大气。米勒在A装置中模拟了原始大气的成分，主要有甲烷、氨、氢气、水蒸气等。
（4）实验后，抽取B处的液体检验，发现有氨基酸等有机小分子物质的生成。米勒的实验试图向人们证实，生命起源的第一步，即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。
（5）原始生命最初诞生在原始海洋中。原始海洋就像一盆稀薄的热汤，其中所含的有机物，不断地相互作用，经过极其漫长的岁月，逐渐形成了原始生命。
【强记口诀】
巧学妙记
进化模拟有米勒，流动气体拟大气；
火花放电如闪电，冷凝降雨产氨基；
证明起源一阶段，胰岛核酸工阶段。
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