课题名称：第21章  第1节 生命的起源 

教师姓名：赵乾华

教学目标

1.说出神创论、自然发生论、生生论、宇宙生命论和化学起源学说等有关生命起源学说的几种主要观点；

2.简单评述科学家通过实验否定自然发生学说的过程；

3.描述多数学者公认的化学起源学说的大体过程。

教学重点

1.米勒的模拟实验；

2.原始地球条件下的生命的化学进化过程。

教学难点

原始地球条件下的生命的化学进化过程。

教学过程

时间

教学环节

教师活动

学生活动

1

教学引入

同学们，你们还记得这个场景吗？校园中生物的种类是多样的

质疑：自然界中生物的种类繁多、形形色色，一派生机勃勃的景象，地球上这许许多多的生命是怎么产生的？ 第一个生物又是怎样形成的？今天我们一起来学习第21章第1节关于生命起源的问题。

板书：课题

回忆调查校园生物，认识生物种类的多样性，感受地球上生命的多样性

新课教授

1.展示学生作业：假期中同学们从不同的角度对“生命的起源与演化”的问题做了一些观点的综述

2.质疑：关于生命起源的问题都收集到哪些说法？这些说法中，你认同哪一个说法呢？

过渡：我们知道地球上本来是没有生命的，因此，对于这个问题的解释也就充满了挑战，科学家也要根据一些事实和证据进行科学的推测

什么是科学的推测呢？

简述关于生命起源的观点：

1.生命是由上帝创造的；2.生命是自然而然发生的；3.生命来自于其他星球；4.生命是通过化学途径进化而来的；等等，有很多说法

副板书：科学的推测需要有确凿的证据，还需要有严密的逻辑，也需要丰富的联想和想象。下面，我们就对生命起源的这些说法做一个比较 ，看一看，它们是否有确凿的证据和严密的逻辑。

神创论

生命是神或上帝创造的，生命始终保持被创造时的形态与结构，而且一成不变。这是哪一个假说？ 你不信服的理由是什么？

简述：神创论的观点不被信服的原因（缺少事实依据）

自然发生说

展示：在19世纪前，当时的人们看到这样的现象：一度干涸的池塘，一旦有水（水中看不到任何动物）自然就会出现蝌蚪和青蛙，以及人们还看到，在腐烂的肉中会生出蛆来，从腐烂的草里会飞出萤火虫，等等，这是哪一个假说？

思考并试图解释

质疑：当时的人们怎样解释生命起源问题的呢？提出“生命是非生命物质自然发生的观点”，这就是自然发生说

说出：腐肉生蛆和腐草化蝇支持的假说

你怎样看待自然发生说中的依据 ——“腐草化萤”“腐肉生蛆”等这些“事实”？

追问：人们又是怎样否定这个观点的呢？

分析自然发生说的依据与事实间的联系，是缺乏必然的联系，没有逻辑性

3.展示雷迪实验装置：1668年，意大利医师弗朗西斯科·雷迪设计了几组对照实验。他选择了10多种动物的生肉或熟肉作为材料，在装置的选择上，用敞口瓶与密封瓶作对照。首先选择同样大小、同种生物的肉块分别放入3个瓶子中，3号瓶是敞口瓶，1号、2号瓶是封口瓶，1号和2号瓶子又有什么不同呢？1号瓶子用胶塞封口；2号瓶是用纱网封口，空气可以自由进出瓶子，观察一段时间后，发现什么现象呢？发现敞口瓶中的肉会生蛆，封口瓶中的肉不会生蛆。

这个实验重复多次，结果都是敞口瓶中的腐肉生蛆，雷迪经过进一步观察苍蝇卵的发育过程，他认为蛆是苍蝇的卵孵化成的。

简述科学家是如何否定自然发生说的观点的

简单评价与分析雷迪的实验方法和手段 

展示： 1860年，法国科学家巴斯德设计了简单的实验：这就是著名的“鹅颈瓶实验”

简述巴斯德的实验方法是如何彻底推翻自然发生说的

向烧瓶中倒入肉汤，用火焰烧弯瓶颈，将液体加热灭菌。

请同学们思考：为什么瓶中的肉汤在数年中保持无菌状态？

分析：肉汤保持无菌状态的原因

原来：实验巧妙的地方在于这个烧瓶S形的瓶颈部位，它能使空气自由进入灭菌后的烧瓶中，而空气中带有微生物的灰尘颗粒等却沉积于S形瓶颈的底部，不能进入肉汤中。如果将烧瓶的S形部位去掉，会出现怎样的结果呢？

感受实验装置的巧妙之处

请你仔细观察：将瓶颈部打断，一段时间后你看到了什么现象？瓶内肉汤在短时间内出现浑浊现象。巴斯德的鹅颈瓶实验说明了什么？

分析实验：瓶颈打破之后的现象及原因

实验证明：肉汤中的微生物来自空气中，巴斯德的实验彻底推翻了生物可以由非生物直接转变形成，否定了“自然发生说”。实验结果使人们坚信：生物只能来源于生物，非生命物质不能随时自发地产生新的生命，这就是生生论。 我们看这个观点的提出解决了地球上生命是怎样产生的问题了吗？

感受巴斯德实验的严谨性

化学进化学说

化学进化可能吗？这是古生物学家在地层中发现的35亿年前的蓝细菌化石，你可以做出怎样的推测？

解释：原始生命在35亿年前出现了，生物进化是可能的

这也是目前被多数学者普遍能接受的观点，化学起源学说。质疑：这个观点怎样解释原始生命的产生呢？这一学说的观点就是：非生命物质在原始地球条件下，经过漫长时间，通过化学进化途径，形成原始生命。科学家推测原始地球的条件是怎样的？原始生命又是怎样通过化学途径形成的？

在各个假说的建立过程中，体会科学是不断发展的过程

推测：原始地球

现在请同学们想象一下：1.原始地球的环境是怎样的呢？ 2.原始大气最初是怎样形成的？ 3.生命物质的产生需要能量吗？为了帮助同学们更好地理解这些问题，接下来我们观看一段视频，感受一下原始地球形成的过程

播放视频：同学们请看……

由于火山喷发产生的气体聚集在地球周围形成原始大气，原始大气中有氨气、氢气、甲烷、水蒸气，等等，是没有氧气存在的。随着地球温度的降低，水蒸气遇冷形成降雨，降落在地球上，形成原始海洋。由于构成生命物质的产生是需要能量的，那么构成生命的物质可能是在哪里形成的？ 构成生命的有机物质只可能在原始大气中形成

有机小分子是怎样形成的？

根据原始大气的成分，科学家推测：原始大气中的无机小分子在宇宙射线、紫外线、闪电以及巨大热能的推动下形成了有机小分子。因为我们不可能再回到当时的原始地球环境中，因此，也只能通过实验模拟这个过程。怎样进行模拟呢？ 

活动：你怎样设计模拟实验？请思考：反应需要的能量来自哪里？怎样模拟原始海洋？怎样模拟原始大气成分？

可以自我进行反应装置的设计

1953年，23岁的美国青年学者米勒在实验室中模拟原始地球的条件和大气成分做了这样的实验，米勒的模拟实验装置：由烧瓶、密闭的火花室、冷凝装置、回流装置等几部分组成，A、B、C、D都模拟了什么条件？

A烧瓶中的水模拟了原始海洋；B密闭球形装置中的气体模拟了原始大气；C接通两个电极，通过放电产生的电火花模拟原始天空的闪电 ；D冷凝管让反应后的产物和水蒸气冷却形成液体模拟了降雨的过程

分析模拟实验装置的ABCD都模拟哪些条件？

我们再来观察米勒的模拟实验：实验经过一周持续不断的反应和循环之后，反应的结果怎样呢？得到20种有机物，其中11种氨基酸中有4种是生物蛋白质所含有的。（米勒的实验试图向人们证实，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。）

分析：米勒的实验结果说明了什么？

事实：1959年，我国科学家采用火花放电方法，在模拟原始大气中增加了硫化氢，结果得到更为复杂的氨基酸。硫化氢也是一种无机的小分子，具有臭鸡蛋的气味。米勒以及我们国家的模拟实验结果等事实，都为生命起源过程中从无机小分子合成有机小分子提供了证据

根据事实进行分析

1965年，我国人工合成了具有全部生物活性的结晶牛胰岛素。1981年，人工合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸

结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸都是生物大分子物质，这些事实都为生命起源的第2阶段提供了证据

根据事实进行分析

有机的大分子在原始地球条件下在原始海洋中怎样形成多分子体系？多分子体系具有怎样的结构特征呢？科学家构建了两种模型

美国生化学家福克斯通过实验，在一定条件下将几种大分子物质聚在一起，并在显微镜下看到了微球体，这个微球体有两层膜，而且比较稳定，能通过“出芽”和“分裂”的方式进行“繁殖”。从而建立了微球体的模型

收集资料的同学尝试解答：科学家建立的模型

前苏联的生物化学家奥巴林：提出多分子体系的团聚体学说，他认为原始海洋中的生物大分子可以浓缩形成团聚体

奥巴林也是通过实验，用多种生物大分子，如蛋白质和多糖，混合得到各种类型的团聚体

团聚体具有吸收、合成、分解、生长、生殖等类似生命的现象

团聚体与周围环境有一个明显的界限，可能是一种原始膜的形式

我们再来看一下化学起源学说中关于原始生命起源的四个阶段： 第1、2阶段都能通过模拟实验进行推测，第3个阶段建立了微球体和团聚体模型，第4个阶段也就是由多分子体系形成原始生命的阶段，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段，遗憾的是：目前，人们还不能在实验室里验证这一过程。因此还需要科学家进行不断地探索！原始生命是什么时候产生的呢？

小结：关于生命起源的说法很多，但仍然只是一种假说。化学进化学说认为原始生命诞生于原始海洋，诞生的时间在35亿年前～38亿年前

地球上生命的起源问题，目前科学家还有一种推测：认为地球上的生命或组成生命的物质可能来自于其他星球，这就是宇生说的观点。2012年，美国发射了“好奇号”，其使命之一是继续探寻火星上是否有生命存在，现在还在继续进行中，遥远的太空是否有生命存在，到现在仍然是个谜，感兴趣的同学们可以再进一步搜集相关资料

能有兴趣继续搜集相关资料

资料一：科学研究表明，地球经常受到陨石等的撞击。1969年，人们发现坠落在澳大利亚启逊镇的陨石中含有并非来自地球的氨基酸，我们知道氨基酸是蛋白质的水解产物，蛋白质是组成生命的重要物质。同学们你看了这段资料后会做出怎样的推测？

原始生命可能来自于其他星球，生命起源于陨石从地球外带来的生命胚种，有哪些事实或证据支持这个观点呢？

我们看：这是陨石坠落在地球上形成的陨石坑，目前人们已经发现地球上有多个被撞击形成的陨石坑

展示图片

还有人认为彗星撞击地球也会带来生命的种子，同学们，你认为彗星撞击地球可能带来生命的种子吗？下面我们看一段视频：感受一下科学家是怎样进行推测的？

同学们，看了这段视频是否也激发了你探索太空的愿望呢？地球以外的星球是否有生命存在？其实，一些科学家一直在努力探索中。我们继续来看一段资料

请看：资料二，宇宙探测获得的资料表明：火星两极除了有冰以外，深处还埋有水，推测可能存在较低等的生命类型。我们知道：水也是组成生命的重要物质之一，如果火星上存在过生命，是不是也能说明地球上的生命可能来自其他星球呢？到目前为止：科学家们又收集到哪些证据呢？我们看

2004年，美国发射了“机遇”号火星车，在火星岩石上寻找到曾经有水存在的痕迹

2008年，美国发射了“凤凰”号火星探测器，在给火星的土壤样本加热时，鉴别出有水蒸气产生，从而确认火星上有水存在

2011年，最新发现在火星的最南端，存在着大量的干冰（二氧化碳）

2012年，美国发射了“好奇号”火星探测器，它的使命之一是继续探寻火星上的生命元素，探测一直在进行中，遥远的太空是否有生命存在呢？到现在为止，还是一个谜。 那么，地球上的生命可能通过化学进化的方式产生吗？

结语

同学们，今天我们对生命起源的问题作了一些梳理和解释，尽管对这个问题的解释有不同的观点，但化学起源学说因为有比较充足的事实和证据，因而能被多数学者所接受，同时，我们也看到这个学说还需要科学家不断地进行丰富和完善，正因为如此，才会使我们感觉到生命世界的奇妙以及科学探索的魅力。今天的课就上到这里，同学们，再见！