资源简介

(共25张PPT)
第一节 地球上生命的起源
第六单元 生命的延续和发展
第三章 生物的进化
第三章 生物的进化
▍故事背景：执着的寻找
1984年6月，侯先光在云南澄江帽天山寻找寒武纪化石。他每日早出晚归，劈石采样，却连续多日一无所获，但始终没有放弃。
▍关键发现：栩栩如生的化石
7月1日下午，他发现了一块保存完整的化石。不同于一般仅存硬体的化石，这块化石竟清晰保留了动物的软躯体和附肢，细节栩栩如生。
▍研究结论：澄江生物群的开端
该生物被命名为长尾纳罗虫，是寒武纪早期的海洋节肢动物。这一发现揭开了“澄江生物群”的神秘面纱，为生物进化研究提供了关键证据。
思考与讨论
1. 内陆高原的山上为什么会出现海洋动物的化石？（提示：结合地壳运动知识）
2. 研究这些远古化石对我们了解生物进化有什么重要意义？
长尾纳罗虫化石标本
1. 通过分析原始地球的环境特点与米勒模拟实验等科学证据，描述地球上生命起源的海洋化学起源说，形成生命的起源与环境相适应的生命观念，提升基于证据进行科学推测的科学思维（生命观念、科学思维）
2. 通过对比原始大气与现代大气的成分差异、讨论陨石中发现有机物等事实，说明生命起源推测的科学依据，培养从资料中提取关键信息并进行逻辑分析的能力（科学思维）
3. 通过参与原始地球生命形成的小组讨论与问题探究，梳理生命从无机物到有机物再到原始生命的演变过程，提升合作探究与语言表达的探究实践能力（探究实践）
4. 通过分析深海热泉生物的生存环境等拓展资料，结合生命起源的不同观点，辩证看待科学研究中的争议问题，形成敢于质疑、严谨求证的科学态度（科学思维、科学态度）
5. 通过了解人类探索地外生命的历程与 “中国天眼” 的科研成果，感知科学探索的持续性，激发对生命起源与宇宙探索的探究兴趣，增强民族科技自信（科学态度、社会责任）
学习目标
学习目标
“玉兔号”月球车
你认为月球上有生命存在吗？生命的存在必需具备哪些条件？
2013年，“嫦娥三号”探测器在月球表面成功着陆并完成了系列任务。下图是由“嫦娥三号”着陆器拍摄的“玉兔号”月球车的照片。
没有，因为月球上没有生命存在的环境条件。
生命的存在需要有机物和能量，还需要一些其他条件，比如水、适宜的温度，大多数生物还需要氧气。
地球上最初的生命是什么样的？
产生的过程和条件又是怎样的？
神创论--女娲造人
俗说天地开辟，未有人民，女娲抟(tuán)黄土做人。剧务，力不暇供，乃引绳于泥中，举以为人。故富贵者，黄土人；贫贱者，引縆(gēng)人也。
——应劭《风俗通义》
神创论--上帝造人
创世之前，一片混沌，地球在黑暗、沉寂无声的太空飘浮，没有陆地，只有满满的海水。上帝耶和华用六天时间创造了世界。第六天上帝创造了人。
——上帝造人
1860年法国的生物科学家巴斯德通过鹅颈瓶实验推测：
使肉汤变质的细菌不是在肉汤中自然发生的，而是来自空气中已有的细菌。
微生物学之父--巴斯德
自然发生论
实验证据
自然发生学说
生物是从非生物环境中自然发生出来的。
关于生命的起源，不可以凭空想象，可以通过有关的研究进行科学推测。
推测是指根据已知的事物，通过思维活动，对未知的事物的真相提出一定的看法。
有一定的证据做基础
有严密的逻辑
有丰富的联想和想象
阅读教材，找出推测的三要素
地质学研究表明，地球大约是在46亿年前形成的，那时候地球的温度很高，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。
原始地球表面想象图
　1．地球上原始大气的成分与现在的大气成分有什么明显的不同？
现在的大气成分中有氧气，而原始大气的成分中没有氧气。
20世纪50年代，米勒模拟了原始地球的条件和大气成分，将甲烷、氨、氢气、水蒸气等气体通入一个密封的装置内，通过进行火花放电，合成了多种氨基酸。此外，还有一些学者模拟原始地球的大气成分，在实验室里制成了另一些有机物。
米勒实验装置示意图
水蒸气
1．烧瓶中的沸水代表的是什么？
2．正、负电极模拟的是什么？
3．上部的球形空间里模拟的是什么条件？
4．冷却水的过程模拟的是什么过程？
5．米勒的实验合成了哪种物质？
米勒实验装置示意图
水蒸气
模拟原始海洋
模拟原始大气
模拟闪电
米
勒
实
验
装
置
模拟降雨
产生水蒸气
产生简单氨基酸
水蒸气
二、原始地球上生命形成的推测
根据米勒及其他学者的实验结果，可以对生命的起源作出怎样的推测？
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。
二、原始地球上生命形成的推测
“海洋化学起源说”
无机小分子物质
高温、闪电、紫外线
有机小分子物质
有机大分子物质
（氨基酸、核苷酸等）
（蛋白质、核酸等）
多分子体系
外包
原始界膜
不断
完善
原始生命
推测：生命最有可能是在原始海洋中形成的
场所：原始大气
场所：原始海洋
（水蒸气、氨、甲烷等）
随降雨汇集
到原始海洋
二、原始地球上生命形成的推测
海洋化学起源说——证据推理
有科学家将蛋白质、核酸、糖类等物质放在一定的溶液中，这些物质能够自动地浓缩聚集为一个球状小滴，小滴周围有类似于膜那样的边界，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。
球状小滴相当于一个细胞，内部成分与细胞成分基本相同，有类似于细胞膜的边界，能发生化学反应并与外界进行物质交换。这些特征和功能与细胞所具有的特征、功能基本相似。
这说明在生命起源过程中，由生物大分子物质组成多分子体系（细胞）是完全有可能的。
二、原始地球上生命形成的推测
陨石是人类比较容易获得的、来自地球之外的岩石样品，是珍贵的科学研究资源。
1969年，人们发现，坠落在澳大利亚的陨石中含有多种氨基酸。
推测：地球上最早的生命可能来自于地球以外的宇宙星球。
二、原始地球上生命形成的推测
探索价值：
该发现彻底改变了人类对生命适应性的认知，为地外生命探索提供了重要参考。
发现历史
20世纪70年代，科学家在太平洋海底首次发现了被称为“黑烟囱”的深海热泉生态系统。
极端环境
环境特征表现为：水温超过300°C、高压、缺氧，且水体中富含硫化氢等有毒化学物质。
科学意义
证实了生命可不依赖太阳能，而是利用化学能生存，为探索生命起源和地外生命提供了新视角。
深海热泉生态系统
深海热泉生态系统
2.20世纪70年代，科学家在太平洋底发现了深海热泉，热泉中存在大量的嗜热生物。这些生物生活在高温（热泉喷口附近的温度可超过300℃)、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中，且海水中存在大量的硫化氢、甲烷、氢气和一氧化碳等物质。
（1）深海热泉中的生物是需氧的还是深海热泉厌氧的
（2）有人认为，深海热泉生物的发现可以作为研究生命起源的一个证据。你是否认同这样的观点？请说明理由
深海热泉中的生物是厌氧的。
认同该观点。
1.原始地球环境与深海热泉高度相似：都具有高温、高压、无光、缺氧的特点，且都富含硫化氢、甲烷等简单无机物。
2.深海热泉生态系统依靠化学能维持生命活动，不依赖太阳能，符合早期地球没有光合作用、生命依靠化学演化诞生的推测。
3.这类嗜热、厌氧的生物结构简单、代谢方式原始，与科学家推测的早期生命形态相近。
4.因此深海热泉生物的发现，能为生命起源于深海热泉附近的假说提供重要证据。
3.我国古代思想家老子说：“天下万物生于有，有生于无。”这与现代生物学中关于生命起源的观点是不谋而合还是大相径庭？说说你的看法。
现代生物学关于生命起源的化学进化学说认为：
原始生命诞生之前，地球上没有生命（对应 “无”）；
在原始地球条件下，无机小分子逐渐形成有机小分子，再一步步形成复杂有机物，最终出现原始生命（从无到有，即 “有生于无”）。
二者都认为：生命不是从来就有的，而是从非生命的、简单的物质逐渐演化而来，经历了从无到有的过程。
因此，这一观点与现代生命起源学说不谋而合。
拓展应用
2011年8月，美国科学家宣布，在火星上首次发现有流动水的痕迹。另外，木星的第二颗卫星上也有可能存在生命。
2020年，阿联酋“希望号”、中国“天问一号”火星探测器和美国“毅力号”火星车先后发射成功，它们完成了相关探测任务，为解答火星是否存在或曾经存在生命等科学问题提供了更多依据。
人们建立了许多巨型的射电天文望远镜，不间断地搜索太空，希望能接收来自外星生命的信号。如“中国天眼”。2021年，“中国天眼”向全球科学界开放使用。载至2022年7月，科学家已通过“中国天眼”发现了660余颗新脉冲星。“中国天眼”在探索宇宙的事业中大显身手。
科学·技术·社会 探索地球外的生命
本课重点回顾
生命存在四要素：有机物、能量、液态水和适宜环境
原始地球环境：极端恶劣，缺乏氧气，火山活动频繁
主流假说：“海洋化学起源说”，米勒实验提供关键证据
其他观点：“宇生说”、“深海热泉说”等多种假说
思考与讨论
Q: 在现在的地球环境条件下，还能形成原始生命吗？为什么？
提示：对比原始地球与现代地球的大气成分、能量条件、是否存在游离的有机小分子等差异进行思考。
科学探索永无止境，关于生命的起源，仍有许多未知等待我们去发现。
课堂小结与思考
当前地球温度、大气成分、海洋环境都已稳定，不具备原始生命诞生时的极端化学演化条件。
知识重构
1.科学进行推测时不能（　 ）
A.有确凿的证据　　　 B.凭空想像
C.有严密的逻辑推理 D.有丰富的想象和联想
B
2.下列哪一项是原始大气中没有的（ ）
A.氨 B.水 C.氧气 D.氢
C
学习成效检测
3.海洋化学起源说认为原始生命形成的场所是（ ）
A.原始大气 B.原始海洋 C.陆地上 D.大气层中
B
4. 在研究生命起源的过程中，米勒实验可以说明（　）
A.原始地球上能形成原始生命　
B.在原始地球条件下能产生构成生物体的有机物
C.原始生命起源于原始大气
D.在紫外线等自然条件的长期作用下形成原始生命
B
学习成效检测

展开更多......

收起↑