一、素质教育目标

（一）知识教学点

1．了解生命起源化学进化过程的四个阶段。

2．了解米勒的实验与结果。

3．了解我国在探索生命起源问题上的重大成就。

（二）能力训练点

1．在引导学生阅读教材、整理知识体系的过程中，培养学生的自学能力和分析、归纳问题的能力。

2．让学生在解决问题中掌握获取知识的基本途径和方法。

（三）德育渗透点

1．通过本节课的学习，使学生了解到地球上的原始生命是由非生命物质逐渐演变来的，生命是物质的，从而对学生进行科学的世界观和宇宙观的教育。

2．通过介绍我国在探索生命起源方面取得的重大成就，对学生进行爱国主义教育。

（四）学科方法训练点

1．通过米勒的实验，了解模拟实验的原理和方法。

2．生命起源是科学假说，它既要符合科学规律及自身的内在逻辑，还要经实验验证。通过本节课的学习，认识科学研究的一般方法，并形成客观的抽象思维方法。

二、教学重点、难点、疑点及解决办法

1．教学重点、难点及解决办法

（1）生命起源化学进化过程的四个阶段。

（2）关于生命起源问题目前仅限于假说和推测，内容比较抽象。

[解决办法]

（1）引导学生阅读、理解、归纳教材；

（2）不断设疑，引导学生积极思维，激活学生的想象力；

（3）利用挂图、投影等直观教具形象讲解；

（4）通过练习反馈。

2．教学疑点及解决办法

（1）原始生命的原始新陈代谢类型是什么？

（2） 在现今的地球条件下，非生命物质能不能再演化为原始生命？

[解决办法]

（1）通过对自养型、异养型以及需氧型、厌氧型的区别对比，引导学生推测原始生命的代谢类型。

（2）引导学生归纳形成原始生命的三个基本条件，分析、对比现今的地球条件而得出结论。

三、课时安排

1课时。

四、教学方法

发挥教师的主导作用，突出学生的主体参与，结合阅读指导法、谈话法、讲述法、讨论法等，进行启发式教学。

五、教具准备

1．挂图：原始地球想象图。

2．投影器材。

3．自制投影图片：

①生命起源和发展的图示；

②米勒的实验装置；

③团聚体和微球体假说示意图；

④思考题、练习题等

六、学生活动设计

1．引导学生自学，紧扣学习目标勾出课文中重点词句。

2．请学生上讲台指图讲述。

3．回答问题，做有关练习。

4．给学生思考、讨论、提问的时间。

七、教学步骤

（一）明确目标

屏幕显示前述素质教育目标，使学生明确目标，积极学习。

（二）整体感知

屏幕显示生命起源和发展的图示。

目前地球上丰富多彩的生物界是怎样形成的？地球上最初的原始生命又是怎样产生的？根据众多学者长期的深入的综合的研究认为，生命的起源和发展需要经过两个过程。第一个过程是生命起源的化学进化过程（发生在地球形成后的十多亿年之间），即由非生命物质经一系列复杂的变化，逐步变成原始生命的过程。第二个过程是生物进化过程（发生在三十亿年以前原始生命产生到现在），即由原始生命继续演化，从简单到复杂，从低等到高等，从水生到陆生，经过漫长的过程直到发展为现今丰富多彩的生物界，并且继续发展变化的过程。这就是本章要学习的关于生命是怎样发生和发展的两个基本问题——生命的起源和生物的进化。

先学习第一节，生命的起源。

（三）重点、难点的学习与目标完成过程

引言：关于生命起源的问题，很早就有各种不同的解释，而且历来是唯物论和唯心论斗争的焦点之一。现在虽然还不能用科学手段来证实生命起源的全部过程，但却可能通过科学的推断提出生命起源的假说，根据假说进行的实验室部分模拟实验，已取得了很大的进展。

本教材所介绍的就是根据科学的推断所提出来的、被一部分模拟实验证实了的、目前国际上广大学者所公认的一种假说——生命起源的化学进化过程。

讲　　　 述：

根据科学的推算，地球从诞生到现在，大约有46亿年的历史。早期的地球是一个很炽热的球体，地球上的一切元素都呈气体状态。那时地球上是绝对不会有生命存在的。地球上最初的原始生命是在原始地球条件下，由非生命物质，在极其漫长的时间里，经过十分复杂的化学进化过程，一步一步演变而成的。

这节课的重点就是了解关于生命起源的化学进化过程的四个阶段。

1．化学进化过程的第一阶段：从无机小分子物质生成有机小分子物质。

思考题（屏幕显示）：

①生命起源的化学进化过程是在什么条件下开始进行的？什么是原始地球条件？

②原始大气是怎样形成的？主要成分有哪些？有没有游离的氧？

③无机小分子物质是怎样生成有机小分子物质的？最后汇集到何处？

学生活动：阅读教材P·207—P·208内容（要求紧扣目标，勾出重点句、重点词。并对阅读过程中没有理解的内容用一定的符号表示。），并展开思维想象。

反馈环节：请一学生上讲台，指<原始地球想象图>讲述无机小分子物质是怎样生成有机小分子物质的。并鼓励其他同学补充，纠错。教师用谈话归纳、板书。

说　　　 明：由于火山爆发的同时，使地壳不断地隆起或下陷，形成了山峰或低地，后来，当地表温度下降后，散布在原始大气里的、达到饱和状态的水蒸气遇冷形成雨水而下降，流到低地就形成原始海洋。氨基酸等小分子有机物经雨水作用最后汇集在原始海洋中，日久天长，不断积累，使原始海洋含有了丰富的氨基酸、核苷酸、单糖等有机物，为生命的诞生准备了必要的物质条件。

关于化学进化第一阶段的推测，首先由美国学者米勒等人在1953年通过模拟实验已经得到了证实。

思考题（屏幕显示）：米勒等人的模拟实验是怎样进行的？实验得到了什么结果？实验证明了什么？

学生活动：阅读教材P·209。

屏幕显示：米勒的实验装置图。

教师指图用谈话法介绍米勒的实验装置、过程及结果。

反馈练习：右图是米勒的模拟实验装置，请根据实验过程和结果回答下列问题：

①A内为模拟_____中发生______。

②B、C中的液体相当于______，经分析，其中含有______等有机小分子物质。

③这个实验表明______。

思考题（屏幕显示）：有机小分子物质又是怎样逐渐演变成原始生命的呢？

<配图725JT001配图>

学生活动：看教材P·209—P·211第二段。要求学生理清脉络，勾出重点词句。鼓励学生讨论提问。

教师边甲谈话法讲述边板书：

2．化学进化过程的第二阶段：从有机小分子物质形成有机高分子物质。

原始海洋中的氨基酸、核苷酸、单糖、嘌呤、嘧啶等有机小分子物质经过极其漫长的积累和相互作用，在适当条件下，一些氨基酸通过缩合作用形成原始的蛋白质分子，核苷酸则通过聚合作用形成原始的核酸分子。生命活动的主要体现者——原始的蛋白质和核酸的出现意味着生命从此有了重要的物质基础。

关于这一阶段的推测，已经有人模拟原始地球条件，制造出了类似蛋白质和核酸的物质，为这一阶段的可能性提供了一些实验证据。例如：美国学者福克斯在1955年模拟原始地球条件，使用干热聚合法，将一些氨基酸混合后，在无水条件下加热到160—200℃，几小时后，获得一种淡琥珀色的类蛋白质。（可参见参考资料）。

说　　　 明：原始的蛋白质和核酸与现代生物中的蛋白质和核酸并不一样，它们又经过若干亿年的不断演变，以至结构越来越完善，功能越来越复杂，才形成像现在的蛋白质和核酸的高分子化合物。

3．化学进化过程的第三个阶段：从有机高分子物质组成多分子体系。

提　　　 问：

（1）有机高分子物质是怎样组成多分子体系的？

（2）多分子体系有什么特点？

分别请学生回答以上问题，教师补充、小结、板书。

强调：多分子体系的特点：

以原始蛋白质和核酸为主要成分的高分子有机物，在原始海洋中经过漫长的积累、浓缩、凝集而形成“小滴”，这种“小滴”不溶于水，被称为团聚体或微粒体。它们漂浮在原始海洋中，与海水之间自然形成了一层最原始的界膜，与周围的原始海洋环境分隔开，从而构成具有一定形状的、独立的体系。这种独立的多分子体系能够从周围海洋中吸收物质来扩充和建造自己，同时又能把小滴里面的“废物”排出去，这样就具有了原始的物质交换作用而成为原始生命的萌芽，这是生命起源化学进化过程中的一个很重要的阶段。但这时还不具备生命，因为它还没有真正的新陈代谢和繁殖等生命的基本特征。

简介原苏联学者奥巴林提出的团聚体假说和美国学者福克斯提出的微球体假说（可参见参考资料）。

4．化学进化过程的第四个阶段：从多分子体系演变为原始生命。

提　　　 问：多分子体系是怎样演变为原始生命的？原始生命有什么特点？

教师边以谈话法讲述边完善板书：据科学推测，具有多分子体系特点的小滴漂浮在原始海洋中，经历了更加漫长的时间，不断演变，特别是由于蛋白质和核酸这两大主要成分的相互作用，其中一些多分子体系的结构和功能不断地发展，终于形成了能把同化作用和异化作用统一于一体的、具有原始的新陈代谢作用并能进行繁殖的原始生命。

这是生命起源过程中最复杂、最有决定意义的阶段，它直接涉及到原始生命的发生，是一个飞跃，一个质变阶段。所以，这一阶段的演变过程是生命起源的关键，但目前仅仅是推测，如果能得到证实并能进行模拟的话，那么就意味着能人工合成生命，这将是生命科学上一个重大的突破。

反馈练习（屏幕显示）：

原始生命诞生的重要标志是下列那一项？　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．原始海洋的形成

B．原始蛋白质分子和核酸分子的形成

C．出现原始界膜，进行原始的物质交换

D．具有原始的新陈代谢作用并能进行繁殖

答案：D。

5．我国在探索生命起源问题上的重大成就。

讲述并指导勾书：1965年，我国科学工作者首次人工合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素，这是一种比较简单的蛋白质分子，分子量约为6000，由51个氨基酸、两条肽链（分别为21肽和30肽）组成，这在当时远远超过国际水平。1981年，我国科学工作者又人工合成了酵母丙氨酸转运核糖核酸，这是一种RNA，是酵母菌在合成蛋白质时，专门用来运送丙氨酸到核糖体上的t-RNA。它的分子量为26000，比牛胰岛素的分子量约大4倍，结构也复杂得多。结晶牛胰岛素和酵母丙氨酸转运核糖核酸的人工合成，对生命起源化学进化过程第二阶段的研究有着重要的意义，它反映了我国在探索生命起源问题上所取得的重大成就。

教师照板书归纳小结本节课全部内容：在原始地球条件下，非生命物质经过极其漫长的过程，经过极其复杂的化学进化，一步步演变为原始生命。

小结提问：生命起源化学进化过程所需要的基本条件是什么？

（学生回答：略）

强　　　 调：

（1）原料：原始大气中的各种成分。

（2）能量：大自然不断产生的含有极高能量的宇宙射线、强烈的紫外线和频繁的闪电等。

（3）场所：原始海洋。原始海洋是地球上最初产生的有机物的汇总场所，有机高分子的形成，多分子体系的组成，以及原始生命的诞生都是在原始海洋中进行的，而海水能阻止强烈的紫外线对原始生命的破坏杀伤作用。所以说，原始海洋是生命的摇篮。

讨论题

①原始生命最可能的原始新陈代谢类型是什么？

② 在现今地球条件下，非生命物质能不能再演化为原始生命？

在学生讨论的基础上，教师讲解。

（1）原始生命虽然具有原始的新陈代谢作用，但其结构十分简单，不可能具有进行光合作用的结构和条件，而只能以原始海洋中已经存在的各种有机物作为营养物质，所以其同化方式应该是异养型。原始大气成分中没有氧气，因此其异化方式只可能是厌氧型。所以，原始生命的代谢类型最大可能为异养厌氧型。

（2）生命在地球上的出现是原始地球条件和各种物质相互作用的结果，在现今的地球条件下，作为生命起源的基本条件已不存在了。随着地球上最早的能进行光合作用的原始藻类（如蓝藻）和以后绿色植物的出现，现代大气已成为含氧丰富的氧化性大气，而不再是生命起源所必需的还原性大气。现今地球的大气层中有臭氧层阻挡了大部分的紫外线，没有了强烈的太阳辐射，也没有频繁的闪电，地球的温度也降低了，把无机物合成为有机物必需的自然界的高能作用已不复存在。另外，也不再有含丰富有机物、含盐量极少的原始海洋那样的环境。现在的地球上由于存在大量的游离氧（可以氧化有机物）和微生物（可以分解有机物）各种有机物不可能像在原始海洋中那样长期保存和积累。因此，在现在的地球环境条件下，是不可能再产生新的原始生命的。正因为地球上不会有新的生命起源，现在地球上生物若灭绝一种，就永远地消失，一去不复返。因此保护环境，保护生物，尤其保护珍稀的野生动植物资源是当务之急。

（四）总结、扩展

生命的起源是一个非常复杂的科学之谜，它涉及到天文、地质、理化、生物等各个方面的知识，站在我们今天的地球上来追溯距现在46亿年以前的历史，难度肯定很大。以上介绍的是为大家所公认的生命起源化学进化过程的假说和推测。直到今天，人们对生命起源这一古老而崭新的问题仍然在继续研究和探索之中，特别是近年来围绕着原始大气成分、生命起源于何处等问题又有了新的看法和争论，实事求是的科学争论对于深化认识是非常有益的。我们相信这个千古之谜总有一天会揭开。

尽管如此，前人的研究至少可以说明生命物质是由非生命物质发展而来的，生物与非生物之间具有统一的一面，从而为辩证唯物主义观点提供了有力证据。另一方面，到现在为止的一些科研成果对进一步揭开生命的奥秘具有重要意义，随着科学技术的发展，今后必然有更多的生命物质被人工合成出来，并造福于人类。

提　　　 问：原始生命比现在地球上生存的任何一种生物的结构都要简单，那么原始生命又是如何演变为现今自然界中这些形形色色、丰富多彩、高等复杂的生物的呢？这个问题下节课再做解答。

（五）布置作业

完成教材P·212—P·213的复习题。

（六）板书设计

八、参考资料

1．米勒模拟实验　 1953年，美国芝加哥大学的学者米勒及其助手在实验室内首次模拟原始地球在雷呜闪电下将原始大气合成小分子有机物的过程。米勒等人设计的火花放电装置如课本的图中所示。他首先把200毫升水加入到500毫升的烧瓶中，抽出空气，然后模拟原始大气成分通入甲烷、氨、氢等混合气体。将入口玻璃管熔化封闭，然后把烧瓶内的水煮沸，使水蒸气驱动混合气体在玻璃管内流动，进入容积为5升的烧瓶中，并在其中连续进行火花放电7天，模拟原始地球条件下的闪电现象，再经冷凝器冷却后，产生的物质沉积在U型管中，结果得到20种小分子有机化合物，其中有11种氨基酸。这11种氨基酸中，有4种氨基酸——甘氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸，是天然蛋白质中所含有的。

继米勒的工作后，不少学者利用多种能源（如火花放电、紫外线、冲击波、丙种射线、电子束或加热）模拟原始地球大气成分，均先后合成了各种氨基酸，以及组成生物高分子的其他重要原料，如：嘌呤、嘧啶、核糖、脱氧核糖、核苷、核苷酸、脂肪酸等。由此可以看出：在原始地球条件下，原始大气成分在一定能量的作用下，完全可以完成从无机物向简单有机物的转化。

需要说明的是：新近的发现已令有的人对此结论产生了一些怀疑。有的科学家认为，早期地球上的任何CH4、NH3和H2S都会迅速被紫外线辐射所分解，释放出的H2多数也会逃逸到太空中，根据目前的理论，早期大气的主要成分是水蒸汽、CO2、CO、N2等气体，可能还有一些游离氢。

2．类蛋白的合成　美国学者福克斯认为，原始海洋中的氨基酸可能被冲洗到火山附近等温度高于水沸点的热地区，它们在那里蒸发、干燥和聚合，产生的类蛋白又被冲回海洋，进一步发生其他反应。他在实验室内将多种纯氨基酸混合，干燥加热至160—200℃，几小时后就得到具有某些天然蛋白质性质的类蛋白。以后又有人模拟原始地球条件，用核苷酸等小分子有机物合成类似天然核酸的物质。

3．团聚体和微球体假说　团聚体假说 这一假说是由原苏联学者奥巴林提出的。奥巴林等人把均匀、透明的白明胶（一种动物蛋白质）的水溶液与阿拉伯胶（一种多糖）的水溶液混合在一起。用显微镜观察，可以看到：原来均匀、透明的胶体溶液变得浑浊了，继而出现了具有明显界膜的小滴，奥巴林把这种小滴称为团聚体。由于发现这种团聚体可以表现出合成、分解、生长等生命现象，奥巴林等人认为团聚体可能是原始生命形成过程的一个重要阶段。

微球体假说　 这一假说是由美国学者富克斯提出的。福克斯等人把酸性的类蛋白物质用1％的NaCl 溶液稀释经加热、溶解、冷却以后，放在显微镜下观察，发现了溶液中有无数的球状小体。福克斯称它为类蛋白微球体。

微球体能保持结构的稳定性，具有双层的界膜，通过这个界膜，微球体能够与周围环境进行有选择性的物质交换。它们在高渗透压的溶液中收缩，在低渗透压的溶液中膨胀。福克斯认为，微球体就是最初的多分子体系。

以上两种假说颇有争议，正确与否，还有待今后进一步研究。