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(共25张PPT)
第1节 生命的起源
浙教版 九年级上
新知导入
生命是地球上最奇妙、最富魅力的自然现象，然而地球在形成之后的很长一段时间里，却是一个没有生命的荒芜世界。那么，地球上最初的生命在何时、何地诞生，具体诞生过程又是怎样的呢？
新知讲解
地球的演化与生命的起源
地球的起源和演化与太阳系的形成密切相关。太阳诞生之后，外部的星云物质凝聚，诞生了原始的地球。由于陨石等天体撞击、原始地球体积的收缩等原因，地球的温度不断上升，表面覆盖着炽热的岩浆，内部也呈熔融状态。显然，那时的地球不可能有生命存在。
原始地球在自转以及重力作用下，外部密度较大的物质逐渐向内部下沉，内部密度较小的物质逐渐上升，就形成了地球的内部结构，随着温度不断下降，固态的地壳逐渐形成。高温岩浆不断喷发而释放出水蒸气、氢气、甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等，构成非常稀薄的原始大气。随着温度的下降，大量水蒸气凝结成水滴降落到地表，汇流成海洋，地球进入了海洋时代。
固态地壳逐渐形成
原始大气逐渐形成(不含氧气)
原始海洋逐渐形成
地球形成过程流程图：
原始地球上的大气成分与现在的大气成分有什么明显的不同？
思考与讨论：
原始大气中没有氧气，而现代大气中含有约21%的氧气。原始大气的主要成分是甲烷、氨气、氢气、水蒸气、二氧化碳等还原性气体，而现代大气的主要成分则是氮气（约78%）、氧气（约21%）和少量的稀有气体、二氧化碳及其他气体。
科学家通过对地层、化石和生物演化的研究，把漫长的地球历史进行系统性编年，划分地质年代* 。
随着地球的冷却以及海洋的形成，原始生命开始出现，目前已知最早的生命痕迹，存在的年代大约在38亿年前。
* 地质年代的划分来源于国际地层委员会发布的《国际年代地层表》。
生命起源的假说与证据
地球上最初的生命是如何产生的？产生生命的过程和条件是怎样的？
自然发生说是19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384—公元前322）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，21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。
自然发生说
“腐草化萤”“腐肉生蛆”等就是我们的祖先对生命产生的认识。 那么，生命真的能够“自然发生”吗？
探索活动：
1. 准备两只干净的广口瓶，分别放入一块新鲜的猪肉。
2. 将一只广口瓶用纱布封口，另一只保持敞口。
3. 将两只瓶放在同一个地方，并每天观察。数日后我们将看到如图所示的结果。
4. 对于这样的结果，能得出什么结论？
肉出现了腐烂
肉没有腐烂
说明：苍蝇等在肉中产卵使肉腐烂。
1668年，意大利医生雷迪（F. Redi）用实验证明了腐肉生蛆是蝇类产卵繁殖的结果，对生命的“自然发生说”提出了异议。
后来，法国科学家巴斯德（L. Pasteur）设计了著名的“鹅颈瓶”实验，
如图，证明是空气中的微生物使肉汤腐败，而不是肉汤腐败产生了微生物。
1. 鹅颈瓶中的肉汤为什么要先加热煮沸？
思考与讨论：
煮沸的目的是通过高温将肉汤内的细菌等微生物杀灭。
2. 为什么鹅颈瓶中的肉汤静置后不发臭，而将瓶颈打断后肉汤就会变质发臭？
鹅颈瓶的瓶颈又细又长，空气中的细菌很难通过这样的瓶口进入肉汤；而打断瓶颈后，空气中的细菌可直接接触瓶中的肉汤。所以鹅颈瓶中的肉汤静置后不发臭，而将瓶颈打断后肉汤就会变质发臭。
巴斯德的实验结果使人们坚信：生物只能来自生物，即使最简单的生命也不可能自发地从非生命物质中产生。至此，生命的“自然发生说”被彻底推翻。那么，原始地球上最初的生命究竟是怎么产生的呢？
1953年，美国科学家米勒（S. L. Miller）在实验室模拟原始地球的条件和大气成分，将甲烷、氨、氢气、水蒸气等气体加入一个密闭的装置中，经过加热、放电（模拟闪电），一段时间后发现其中产生了氨基酸。后来，科学家用同样的方法证明，构成生物体的约20种氨基酸，以及其他一些有机酸和尿素等，均可在类似于原始地球条件下通过多种方法产生。
盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋
还原性大气
两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电
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
米勒实验是否能证明原始生命是由原始地球条件下的非生命物质产生的？根据实验结果，科学家可以作出怎样的推测？
思考与讨论：
米勒实验通过模拟原始地球条件，成功从无机物合成了多种有机物，特别是组成蛋白质的氨基酸，为原始生命物质由非生命物质产生提供了有力证据。
根据实验结果，可推测：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。
科学家推测，原始大气在高温、雷电以及紫外线等作用下，经过长期的化学变化，形成了许多简单的有机物。后来，随着地球的温度逐渐降低，原始大气中的水蒸气凝结成水，这些有机物随着水降落到地面，最终汇集到原始海洋。
尽管原始地球上不能直接形成生命，但能产生组成生命的有机物质。
这些大分子有机物经过浓缩、凝聚等作用，形成一个由多分子组成的体系。这个体系的外面有一层膜，将其内部与海水隔开，在原始海洋中经历漫长、复杂的变化，最终形成了原始生命，这就是生命起源的“海洋化学起源说”。
原始海洋就像一锅稀薄的热汤，其中所含的氨基酸、核苷酸等简单有机物，经过长期不断的相互作用，逐渐形成更大、更复杂的分子，直到形成组成生物体的基本物质——蛋白质与核酸等。
总之，关于生命起源的问题，我们对其依旧缺乏了解，至今没有一个确切的答案。
目前大多数科学家认同“海洋化学起源说”，认为最初的原始生命可能是由原始地球上的非生命物质通过化学作用，由简单到复杂，经过一个极为漫长的化学变化过程形成的。
课堂小结
生命的起源
1、地球的演化：
原始太阳生活费星云坍塌、凝聚形成原始地球，表面覆盖灼热的岩浆；
地球温度下降，固态地壳逐渐形成，地球内部出现分层；岩浆喷发释放的水蒸气、二氧化碳等构成原始地球大气，随着温度下降，水蒸气凝结成水滴降落到地表，汇成了原始海洋。
2、生命的起源：
（1）巴斯德“鹅颈瓶”实验：
证明了中的生物使肉汤腐败，而不是肉汤腐败产生了微生物。
（2）米勒实验米勒实验：
证明了在原始地球条件下，生命起源的化学进化过程是可能的。
（3）海洋化学起源说：
无机小分子→有机小分子→有机大分子→多分子体系→原始生命
课堂练习
1、下列有关地球演化史的叙述中正确的是（ ）
A.地球固态的地壳一形成便奠定了现代地球地貌的基础
B.科学家是通过对世界历史的长期研究来了解地球的演化史的
C.地球出世之初是一个由岩浆构成的炽热的球
D.“婴儿期”的地球原始大气的主要成分是水蒸气、氧气和氮气
C
2、地球的演化主要经历了以下几个阶段，这些阶段从开始到现代的正确排列顺序是( )
①初期的岩浆时代 ②出现爬行动物和裸子植物的中生代
③原始海洋时代 ④陆地面积增加，出现昆虫、鱼类、两栖类、裸蕨类的古生代 ⑤出现鸟类、哺乳类动物和被子植物的造山运动阶段
A. ①②③④⑤ B. ①③④②⑤
C. ①④②③⑤ D. ①③②⑤④
B
3、科学研究中经常用模拟实验来解 决不能或不使用直接实验法解决的问题，便于提高效率、获取证据。依据如图所示对米勒模拟实验的解释错误的是（　　）
D
A．①内模拟了原始大气及闪电
B．②内模拟了原始大气中的水蒸气凝结降雨的过程
C．③内释放的水蒸气是形成雨水的重要条件
D．④内收集到了多种大分子蛋白质
5、现在的地球上还能形成原始生命吗？为什么？
4、请解释为何原始海洋是原始生命诞生的摇篮。
原始海洋为有机物的聚集、化学反应的进行提供了稳定的液态环境，避免了水分快速蒸发。海水能阻挡强烈紫外线，保护有机小分子不被破坏，为生命形成提供安全环境。海水比热容大，温度相对稳定温和，适合复杂化学反应持续进行。海洋中溶解了多种矿物质，为生命物质的合成提供了原料。
现在的地球上不能形成原始生命了，因为缺少原始生命形成所需的条件。
6、如图是以海洋化学起源说为依据，结合地质学研究成果绘制的时间轴简图，其中A、B、C等字母分别代表各个时期。
（1）米勒实验模拟的地球时期是______（填字母）；
（2）据人类推测，原始地球的大气主要成分是氢气、氮气、甲烷和氨，且不含游离氧，据此推测最初形成的生命是 (填“需氧型”或“厌氧型”)；
（3）根据时间轴上植物类群出现的顺序，仅从结构特点推测生物进化的总趋势是 。
A
厌氧型
简单到复杂（低等到高等、水生到陆生）
谢谢
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