资源简介

(共20张PPT)
第1节
生命的起源
生命起源化学进化过程的三个阶段：理解生命起源过程中从小分子无机物到小分子有机物的转化，以及大分子有机物如何演变为原始生命；
01
通过分析米勒实验等科学探究实例，培养学生的观察能力和信息获取能力。
02
通过对生命起源的学习，使学生认识到科学研究是一个不断探索和发展的过程，培养学生的科学态度和创新精神；
03
地球上生活着形形色色的生物。苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物都属于绿色植物，但又各有不同。鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类有很多区别，也有相似之处。各种生物都来自地球上最早的生命。地球上的生命是怎样起源的？
生命通过化学进化逐渐演化而来
原始地球的环境是怎样的？
炽热的大气层，天空中赤日炎炎，电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横溢。一切元素都呈气体状态，不存在生命……
化学进化说
阅读以下资料，重点关注实验最终得到了什么产物。
1953 年，科学家米勒（S. L. Miller,1930-2007）等人利用无氧密闭循环装置（图6-3-1)，模拟原始大气条件进行了实验。他们将烧瓶内经加热产生的水蒸气持续通入甲烷、氨、氢气等的混合气体中；用电极连续火花放电，模拟原始天空闪电。最后在装置底部收集到多种有机物，其中有5种是合成生物蛋白质所需要的氨基酸。
米勒（1953年时23岁）
地球上生命的起源
沸水
混合气体
冷凝器
含有机物的溶液
模拟闪电
负电极
正电极
加热
取样活塞
米勒的模拟实验装置示意图
根据获得的证据思考下列问题。
1．在火花放电条件下，利用甲烷、氨等气体合成了氨基酸，说明了什么？
2．根据米勒的实验结果，可以对生命的起源有哪些推测？
沸水
混合气体
冷凝器
含有机物的溶液
模拟闪电
负电极
正电极
加热
取样活塞
米勒的模拟实验装置示意图
原始大气
原始大气的成分：甲烷、氨气、氢气、水蒸气，但没有氧气。
原始海洋
小分子有机物—氨基酸
说明在原始地球环境条件下，无机物能合成小分子有机物。
模拟降雨
米勒的实验说明了什么
米勒的实验向人们证实了，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，在生命的起源中从无机物生成有机物，这一阶段是完全能够实现的。
思考讨论
原始地球
火山爆发
科学推测：生命的产生过程
你能总结原始生命产生的三个阶段吗？
原始大气
（水蒸气、氢、甲烷等小分子无机物）
小分子有机物
（氨基酸）
大分子有机物
（蛋白质、核酸等）
原始生命
（能生长、繁殖、遗传和变异）
原始单细胞生物
生命产生的三个阶段：
原始生命
小分子有机物
大分子有机物
小分子无机物
合成
聚合
形成
原始大气
原始海洋
原始海洋
米勒实验证实
（生命的基本特征：新陈代谢、对刺激作出反应、生长和繁殖、遗传和变异）
①
②
③
发生场所
因此，生命最有可能是在原始海洋中形成的。
太平洋东部洋嵴上的“硫化物烟囱”
14.3亿年前的古海底“黑烟囱”
“黑烟囱”是指海底富含硫化物的高温热液活动区，因热液喷出时形似“黑烟”而得名。喷溢海底热泉的出口，由于物理和化学条件的改变，含有多种金属元素的矿物在海底沉淀下来，尤其是喷溢口的周围连续沉淀，不断加高，形成了一种烟囱状的地貌，叫做黑烟囱。
什么是“黑烟囱”？
其他证据：海底热泉
科学家在“热泉水口”的水热环境中，合成了氨基酸等有机小分子物质。说明了什么？
生命的起源可能与热泉生态系统有关。
思考讨论
牛胰岛素和核酸的合成说明了什么？
说明小分子有机物在一定条件下可以合成有机物大分子有机物。
人工合成的牛胰岛素结晶及分子模型
1965年，我国科学工作者在世界上首次利用氨基酸合成结晶蛋白质——牛胰岛素。
1981年，又利用核苷酸，人工合成组成生命的另一种物质——核酸。
这些事实都为生命起源的第2阶段（小分子有机物→大分子有机物）提供了证据！
生命的起源
小分子有机物
小分子无机物
大分子有机物
原始大气
原始海洋
原始海洋
生命最有可能是在原始海洋中形成
原始生命
人类对地外生命的探索
人们始终怀着强烈的渴望，对地外生命进行探索。1969年，人类首次登上月球，发现月球上没有水，没有大气层，更没有生命。2020 年，我国嫦娥五号月球探测器登陆月球，并携带 1731 克月壤成功返回地球，供科学家对月球进行进一步研究。
人们还把探索生命的目光转向了太阳系中的其他行星及其卫星。通过比较分析，人们认为火星上最可能有生命，便开始不断地在火星上寻找生命存在的迹象。
自1960年以来，人类先后开展了40多次火星探测，成功登陆10次，并发回了大量照片和探测数据。通过分析，人们发现火星上有大气，有水，并有四季变化，但大气非常稀薄，气候极端。
2021年5月15日，我国"天问一号"火星探测器成功着陆火星，并通过"祝融号"火星车对火星进行科学探测，实现了我国在深空探测领域的技术跨越。火星探索再一次激起了人们对地外生命探索的渴望和好奇。
"祝融号"火星车
外星球有生命吗
1．米勒模拟原始大气条件，将无机物合成了小分子有机物。下列关于米勒实验的叙述，错误的是（ )
A. 实验装置中甲烷、氨、水蒸气、氢气等气体用于模拟原始大气
B．火花放电模拟闪电提供能量
C．烧瓶中的沸水模拟了高温条件下的原始海洋
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
2．科学家在实验室模拟古海底热泉环境，将核苷酸和脂类等物质混合，经过一段时间，得到了几十到几百个核苷酸构成的聚合物。科学家用 X 射线衍射技术分析产物结构，发现这些物质与RNA结构非常相似，而这些有机物还被脂类包裹起来，形成一个个微小的囊泡。囊泡内外的物质能通过脂类的"膜"进行交换，这些囊泡被称为"原细胞"。据此回答下列问题。
(1）实验中得到类似RNA的核苷酸聚合物，证明在古海底热泉环境中，小分子有机物能合成 。
(2）囊泡呈现的生命特征是（ )
A.生长和繁殖 B.对刺激做出反应 C.遗传变异 D.物质交换
大分子有机物
D
(3) 模拟在原始海洋中合成 RNA 对研究生命的起源有什么意义？
RNA是重要的生物大分子，参与生命活动调控等。模拟合成RNA证明原始海洋环境下小分子有机物可合成大分子有机物，为生命起源的化学进化阶段（有机小分子→有机大分子）提供实验证据，有助于推测遗传物质形成及早期生命物质基础构建过程，说明生命可能从简单有机大分子逐步发展出生命特征（答案不唯一，合理即可）

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