资源简介

(共22张PPT)
第六单元 生物的遗传与进化
第三章 生命的起源与生物的进化
第一节 生命的起源
精彩导入
面对地球长达40多亿年的演化历史,生命的诞生及生命诞生之初的环境对我们来说都是遥远而神秘的。关于生命的起源,有许多科学家提出了多种大胆的假设。
奥巴林在1936年出版了《地球上生命的起源》,在该著作中,他提出了关于生命起源的假说。他认为在原始的地球大气中,充斥着大量的宇宙射线、紫外线、闪电等一些蕴含着大量能量的能量源,在它们的作用下,原始大气中的CO2、N2、H2S、H2、NH3等不断地发生着聚合反应,最终形成小分子有机物,如氨基酸等,这些都是构成大分子生命物质的基本成分。
任务一：米勒实验
1.米勒实验
资料 1953年,科学家米勒等人利用无氧密闭循环装置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。
一周后,实验团队检测聚集装置底部的溶液,看有没有简单的物质生成,这些溶液就相当于生成的物质被雨水冲淋后形成的原始海洋。
结果发现,这些经过放电冷却的溶液中存在20种有机物,其中有5种是合成生物蛋白质所需要的氨基酸。
任务一：米勒实验
2.实验分析
(1)实验装置
通过加热产生水蒸气,模拟原始地球上的水蒸气环境。
将甲烷、氨、氢气等气体混合,模拟原始大气的成分。
用电极连续火花放电,模拟原始天空中的闪电。
将反应后的气体冷却,收集生成的有机物。
收集反应生成的有机物溶液,供后续分析。
任务一：米勒实验
2.实验分析
(2)实验条件
无氧环境:
高温:
火花放电:
实验在无氧条件下进行,模拟原始地球大气中缺乏游离氧的环境。
通过加热烧瓶内的水,产生高温水蒸气,模拟原始地球的高温。
用电极连续火花放电,模拟原始天空中的闪电。
任务一：米勒实验
2.实验分析
(3)实验材料
甲烷:
氨:
氢气:
水蒸气:
模拟原始大气中的碳氢化合物。
提供氮元素,模拟原始大气中的氨。
提供氢元素,模拟原始大气中的氢气。
模拟原始地球上的水蒸气。
任务一：米勒实验
2.实验分析
(4)实验步骤
加热烧瓶:将烧瓶内的水加热至沸腾,产生水蒸气。
混合气体:水蒸气进入混合气体室与甲烷、氨、氢气等混合。
火花放电:用电极连续火花放电,模拟闪电。
冷凝收集:反应后的物质通过冷凝器冷却,生成的有机物溶液被收集到收集装置中。
分析结果:对收集到的有机物溶液进行分析,检测生成的有机物种类和数量。
任务一：米勒实验
3.分析实验结果
米勒等人在实验室模拟原始大气条件，利用甲烷、氨、氢气、水蒸气等，合成了氨基酸，说明在原始地球环境条件下，能够合成小分子有机物。
任务一：米勒实验
4.讨论
(1)米勒实验对生命起源研究的意义是什么
(2)这一实验结果对理解生命起源的过程有何帮助
任务二：化学进化说的主要过程
(1)简单的有机小分子聚合成复杂的有机大分子
氨基酸合成蛋白质:有科学家在模拟原始地球环境的条件下,将氨基酸通过化学反应合成类似蛋白质的大分子有机物。强调这一过程需要特定的条件,如适宜的温度、pH 和催化剂等。
核苷酸合成核苷酸聚合物:有科学家将核苷酸合成核苷酸聚合物,指出这一过程同样需要特定的环境条件,如高温、高压等。
任务二：化学进化说的主要过程
(2)生物特征模拟
又有科学家将蛋白质、核酸等有机物混合形成了球状小滴。球状小滴能从外界吸收各种物质,并表现出“生长”和“繁殖”的特点,体现出某些生物特征。
任务二：化学进化说的主要过程
对生命起源于原始海洋的推测:
(1)原始大气阶段
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,形成了许多小分子有机物。
(2)有机物汇集阶段
后来地球的温度逐渐降低,原始大气中的水蒸气凝结成雨降落到地上。
这些有机物随雨水进入湖泊和河流,最终汇集到原始海洋中。
(3)原始海洋演化阶段
原始海洋中的有机物不断地相互作用,经过漫长的岁月,逐渐形成原始生命。
原始生命能从外界获得营养并排出代谢废物,能对外界刺激做出反应,能生长和繁殖,能遗传和变异。
任务三：热泉口假说的证据
1.太平洋东部洋脊的“硫化物烟囱”
资料 1978年,美国的阿尔文号载人潜艇在东太平洋洋中脊的轴部采得由黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿组成的硫化物。1979年,又在同一地点2 610~1 650米的海底熔岩上,发现了数亿年前形成的数十个冒着黑色和白色烟雾的烟囱。此后,在大西洋、印度洋、北冰洋及西太平洋弧后盆地也陆续发现了许多黑烟囱及其热液硫化物。
任务三：热泉口假说的证据
1.太平洋东部洋脊的“硫化物烟囱”
任务三：热泉口假说的证据
2.中国河北承德的古海底“黑烟囱”
资料 2002年,我国科学家在河北承德发现了形成于14.3亿年前的古海底“黑烟囱”。这一发现比太平洋的证据更为古老和完整,进一步支持了热泉口环境可能是早期生命诞生地的观点,为古海底热泉口生命起源研究提供了关键的实物证据。
任务四：中国科学家的重要贡献
任务四：中国科学家的重要贡献
列表归纳我国科学家在生命起源研究中的贡献。
1.人工合成结晶牛胰岛素可以为生命起源的化学进化过程提供证据,它能证明的生命进化阶段是 ( )
A.在原始地球环境条件下,能够合成小分子有机物
B.从简单的有机小分子物质形成复杂的有机大分子物质
C.从复杂的有机物形成更为复杂的多分子体系
D.从复杂的多分子体系演变为原始生命
课堂评价
B
2.关于生命起源的假说众多,但大多数学者认同化学进化学说。关于这一学说及其实验探索的说法不正确的是 ( )
A.原始生命起源于原始海洋
B.在现有条件下地球上还会再形成原始生命
C.米勒的模拟实验表明原始地球上能产生构成生物体的有机物
D.原始大气中不存在氧气,可以推测最初形成的生命不是需氧型
课堂评价
B
3.如图是研究生命起源的化学进化过程的一个模拟实验装置,请据图回答下列问题:
课堂评价
(1)A装置里的气体相当于_________,正负电极接通进行火花放电是模拟自然界里的_____。
(2)B装置里的液体相当于_________,实验后可检验到其中含有氨基酸等有机小分子物质。A瓶下部的冷凝器会使水蒸气冷凝成液体,此处模拟了原始地球的_____现象。
(3)此实验表明:在原始地球环境条件下,能够合成____________。
课堂评价
原始大气
闪电
原始海洋
降雨
小分子有机物
谢谢！

展开更多......

收起↑