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1、生命探究代瑞华【项目介绍】生命自古就是一个神秘的话题，从出现生命到现在，人们无时无刻不在研究和探索它们，但这门深奥的学科对我们大多数人来说是很肤浅的。尤其是新世纪出生的你们，在生活节奏越来越快的今天，同学们对于生命的认识更是知之甚少，对于生命的探索更是非常懵懂。此次“生命探究”的研究性学习，将带领同学们走进神奇的生命世界，让学生体验生命的美好。在本次生命探究活动中，让学生通过自主学习和小组件的讨论，了解生命的起源，什么是生命，人们对生命的不同理解，以及生命的基本特征，通过探究让学生能科学的认识生命，提高对生命价值的认识理解，从而激发学生的学习兴趣和求知欲，变要我学成为我要学，从而获得更多的知识
2、和乐趣。【活动方式】学生分组合作、自主探究学习、启发性教学法、师生互助交流【活动过程】一、1提出问题：生命的起源？2学生之间分组讨论和交流，归纳意见，教师进行引导。3教师讲解生命的起源，师生共同学习。 【生命起源的自然发生说】又称“自生论”或“无生源论”，认为生物可以随时由非生物产生，或者由另一些截然不同的物体产生。如中国古代所谓“肉腐出虫，鱼枯生蠹”、亚里士多德说的“有些鱼由淤泥及砂砾发育而成”。中世纪有人认为树叶落入水中变成鱼，落在地上则变成鸟等。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）
3、，腐肉生蛆等。在西方，亚里士多德（公元前384公元前322年）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。19世纪时，法国微生物学家巴斯德（LouisPasteur） (1821-1895.9.25)发现，将肉汤置于烧瓶中加热，沸腾后让其冷却，如果将烧瓶开口放置，肉汤中很快就繁殖生长出许多微生物；但如果在瓶口加上一个棉塞，再进行同样的实验，肉汤中就没有微生物繁殖。巴斯德认为，肉汤中的小生物来自空气，而不是自然发生的。他的实验为科学家进一步否定“自然发生论”奠定了坚实的
4、基础。1860年，法国微生物学家巴斯德设计了一个简单但令人信服的实验，彻底否定了自然发生说。【生命起源的化学起源说】化学起源说是被广大学者普遍接受的生命起源假说。这一假说认为，地球上的生命是在地球温度逐步下降以后，在极其漫长的时间内，由非生命物质经过极其复杂的化学过程，一步一步地演变而成的。化学起源说将生命的起源分为四个阶段（米勒实验）。第一个阶段，从无机小分子生成有机小分子的阶段，即生命起源的化学进化过程是在原始的地球条件下进行的，这一过程教材中已有叙述，这里不再重复。需要着重指出的是米勒的模拟实验。在这个实验中，一个盛有水溶液的烧瓶代表原始的海洋，其上部球型空间里含有氢气、氨气、甲烷和水蒸
5、汽等“还原性大气”。米勒先给烧瓶加热，使水蒸汽在管中循环，接着他通过两个电极放电产生电火花，模拟原始天空的闪电，以激发密封装置中的不同气体发生化学反应，而球型空间下部连通的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。经过一周持续不断的实验和循环之后。米勒分析其化学成分时发现，其中含有包括5种氨基酸和不同有机酸在内的各种新的有机化合物，同时还形成了氰氢酸，而氰氢酸可以合成腺嘌呤，腺嘌呤是组成核苷酸的基本单位。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。第二个阶段，从有机小分子物质生成生物大分
6、子物质。这一过程是在原始海洋中发生的，即氨基酸、核苷酸等有机小分子物质，经过长期积累，相互作用，在适当条件下（如黏土的吸附作用），通过缩合作用或聚合作用形成了原始的蛋白质分子和核酸分子。第三个阶段，从生物大分子物质组成多分子体系。这一过程是怎样形成的呢?前苏联学者奥巴林提出了团聚体假说，他通过实验表明，将蛋白质、多肽、核酸和多糖等放在合适的溶液中，它们能自动地浓缩聚集为分散的球状小滴，这些小滴就是团聚体。奥巴林等人认为，团聚体可以表现出合成、分解、生长、生殖等生命现象。例如，团聚体具有类似于膜那样的边界，其内部的化学特征显著地区别于外部的溶液环境。团聚体能从外部溶液中吸入某些分子作为反应物，还
7、能在酶的催化作用下发生特定的生化反应，反应的产物也能从团聚体中释放出去。另外，有的学者还提出了微球体和脂球体等其他的一些假说，以解释有机高分子物质形成多分子体系的过程。图7团聚体简单代谢示意图第四个阶段，有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是在原始的海洋中形成的，是生命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段。目前，人们还不能在实验室里验证这一过程。现代版米勒实验【生命起源的宇宙生命论(或泛生说)】这一假说提倡“一切生命来自生命”的观点，认为地球上最初的生命来自宇宙间的其他星球，即“地上生命，天外飞来”。这一假说认为，宇宙太空中的“生命胚种”可以随着陨石或其他途径跌落在地球表面，即成为最初的生命
8、起点。现代科学研究表明，在已发现的星球上，自然状况下是没有保存生命的条件的，因为没有氧气，温度接近绝对零度，又充满具有强大杀伤力的紫外线、X射线和宇宙射线等，因此任何“生命胚体”是不可能保存的。这个假说实际上把生命起源的问题推到了无边无际的宇宙中去了，同时这个假说对于“宇宙中的生命又是怎样起源”的问题，仍是无法解释的。【生命起源的宇生说】这一假说认为，地球上最早的生命或构成生命的有机物，来自于其他宇宙星球或星际尘埃。持这种假说的学者认为，某些微生物孢子可以附着在星际尘埃颗粒上而落入地球，从而使地球有了初始的生命。但我们知道，宇宙空间的物理条件，如紫外线等各种高能射线以及温度等条件对生命都是致命
9、的，而且，即使有这些生命，在它们随着陨石穿越大气层到达地球的过程中，也会因温度太高而被杀死。因此，像微生物孢子这一水平的生命形态看来是不大可能从天外飞来的。但是，一些学者认为，一些构成生命的有机物完全有可能来自宇宙空间。1969年9月28日，科学家发现，坠落在澳大利亚麦启逊镇的一颗炭质陨石中就含有18种氨基酸，其中6种是构成生物的蛋白质分子所必须的。科学研究表明，一些有机分子如氨基酸、嘌呤、嘧啶等分子可以在星际尘埃的表面产生，这些有机分子可能由彗星或其陨石带到地球上，并在地球上演变为原始的生命。【生命起源的热泉生态系统】生命的起源可能与热泉生态系统有关，这是20世纪70年代以来，部分学者提出的
10、观点。20世纪70年代末，科学家在东太平洋的加拉帕戈斯群岛附近发现了几处深海热泉，在这些热泉里生活着众多的生物，包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等兴旺发达的生物群落。这些生物群落生活在一个高温（热泉喷口附近的温度达到300 以上）、高压、缺氧、偏酸和无光的环境中。首先是这些化能自养型细菌利用热泉喷出的硫化物（如H2S）所得到的能量去还原CO2而制造有机物，然后其他动物以这些细菌为食物而维持生活。迄今科学家已发现数十个这样的深海热泉生态系统，它们一般位于地球两个板块结合处形成的水下洋嵴附近。热泉生态系统之所以与生命的起源相联系，主要基于以下的事实：（1）现今所发现的古细菌，大多都生活在高温、缺氧、含硫和
11、偏酸的环境中，这种环境与热泉喷口附近的环境极其相似；（2）热泉喷口附近不仅温度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，与地球形成时的早期环境相似。由此，部分学者认为，热泉喷口附近的环境不仅可以为生命的出现以及其后的生命延续提供所需的能量和物质，而且还可以避免地外物体撞击地球时所造成的有害影响，因此热泉生态系统是孕育生命的理想场所。但另一些学者认为，生命可能是从地球表面产生，随后就蔓延到深海热泉喷口周围。以后的撞击毁灭了地球表面所有的生命，只有隐藏在深海喷口附近的生物得以保存下来并繁衍后代。因此，这些喷口附近的生物虽然不是地球上最早出现的，但却是现存所有生物的共同祖先。我的思考：在
12、这一环节中，师生之间相互交流是获取知识的途径，通过小组之间讨论、交流得出所需答案，教师在学生交流时进行详细的指导，为学生做出正确的答案做保障。二、在几年前网球公开赛中，有了一个热爱生命的故事。 最后一个关键的球，甲方发球，乙方接住，双方成平局可就在这时，一只小鸟突然飞进场内，非常不凑巧的是，小鸟被高速飞行的网球击中，当场坠地生亡那位运动员不再关心比赛的输赢他没有去接球，而是当着众多观众的面，虔诚的跪倒在那只小鸟面前，为自己的过失表示忏悔 1 教师提出的问题：什么是生命？生命的基本特征有哪些？2 学生小组之间利用活动室配备的图书和网络资源，交流归纳并发表意见。3 教师对于学生的意见归纳、整理和讲
13、解。生命就是活的东西！生命是由核酸（DNA RNA）和蛋白质组成的，具有自我更新、自我复制能力的多分子体系。生命的基本特征：（1） 生命表现为化学成分的统一性和复杂有序的物质结构从元素成分看，都是由C、H、O、N、P、S、Ca等元素构成的；从分子成分来看，生命体中有蛋白质、核酸、脂肪、糖类、维生素等多种有机分子。其中蛋白质都是由20种氨基酸组成；核酸主要由4种核苷酸组成；ATP(三磷酸腺苷)为贮能分子。生命的基本单位是细胞，细胞内的各结构单元（细胞器）都有特定的结构和功能。生物界是一个多层次的有序结构。在细胞这一层次之上还有组织、器官、系统、个体、种群、群落、生态系统等层次。每一个层次中的各个
14、结构单元，如器官系统中的各器官、各器官中的各种组织，都有它们各自特定的功能和结构，它们的协调活动构成了复杂的生命系统。各种生物编制基因程序的遗传密码是统一的，都遵循DNA-RNA-Protein的中心法则。人身体各元素所占比例（2） 生命能自我繁殖在自然界唯独生物具有繁衍后代的能力，它又分为无性生殖和有性生殖。无性生殖：不涉及性别，没有受精过程，如细胞的分裂，产生的后代遗传性状与亲代几乎完全一样。有性生殖：有两个性细胞融合为一，成为合子或受精卵，在发育成新一代个体的生殖方式，后代遗传性状是父母遗传性状的组合。受精后的卵细胞（3） 生命繁殖存在遗传和变异，生物对环境具有适应性。在繁殖过程中，生物
15、体把自己的特性传递给后代，叫“遗传”，通过遗传把生物体适应环境的能力遗传下去。在繁殖过程中产生与自己不同的后代，叫“变异”通过变异产生新的特性以应付环境的变化和适应新的环境。生物的特定结构和功能是适应环境的结果，只有对环境有适应性，生物才能存活，适应的基础是遗传的改变。遗传和变异的组合，构成了生物进化的历史。（4） 生物需要新陈代谢生物体不断地吸收外界的物质，这些物质在生物体内发生一系列变化，最后成为代谢过程的最终产物而被排出体外。组成作用（anabolism）：从外界摄取物质和能量，将它们转化为生命本身的物质和贮存在化学键中的化学能。分解作用（catabolism）：分解生命物质，将能量释放
16、出来，供生命活动之用。新陈代谢（5） 生长、发育、运动是生物的本能发育是一个主要有遗传决定的相对稳定的过程，在环境相对保持稳定的条件下，生物的发育总是按一定的尺寸、一定的模式和一定的程序进行。正常生物都有从出生到死亡一个完整的过程。生物体能通过新陈代谢的作用而不断地生长、发育，遗传因素在其中起决定性作用，外界环境因素也有很大影响。受精卵已发育成胎儿（6） 生命有应激反应生命体能接受外界刺激，并有能力对他周围的环境变化做出主动的、合乎自己目的的反应。这种应激性通过神经系统、激素分泌系统、免疫系统等发挥作用。应激性的进一步发展，就产生更复杂的生物反应行为。感觉系统、神经系统和激素免疫是一切复杂行为的基础。生物体的应激反应我的思考：在这一环节中，教师对学生通过小组讨论
