生命的起源 课件-2025-2026学年冀少版生物八年级下册

第三章

生命的起源与生物的进化第一节生命的起源

生物冀少版八年级下册学习目标1．通过分析米勒实验、人工合成大分子有机物等证据，描述生命起源的化学进化过程，建立进化与适应的生命观念。（生命观念、科学思维）2．通过对“海底热泉口”假说等不同证据的探讨，理解关于生命起源的科学推测是基于证据和逻辑推理，并随着新证据的发现而不断发展的。（探究实践、科学思维）3．通过学习科学家们对生命起源漫长而曲折的探索历程，体会科学研究的严谨性和求实精神，树立对自己和公众负责的科学态度。（态度责任）新课导入——万千生命的家园新课导入——万千生命的家园微小的苔藓参天的巨木水中的游鱼天空的飞鸟1．万千生命的最初源头，在哪里？2．地球上第一个生命，是怎样从无到有诞生的呢？探究一：原始地球——生命的“摇篮”？请根据图片，结合你的想象，描述一下原始地球可能是什么样子的？原始地球景观模拟图原始地球的环境特点1．环境：炽热，天空中电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。2．大气：由水蒸气、氢气、氨、甲烷等组成。与现在大气的根本区别：没有氧气！3．能量：存在高温、紫外线、雷电等强大的自然能源。探究一：原始地球——生命的“摇篮”？1．在这样一个看起来“毫无生机”的星球上，真的能诞生生命吗？2．科学家们是如何验证这个大胆想法的呢？原始地球景观模拟图原始地球的环境特点1．环境：炽热，天空中电闪雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。2．大气：由水蒸气、氢气、氨、甲烷等组成。与现在大气的根本区别：没有氧气！3．能量：存在高温、紫外线、雷电等强大的自然能源。探究二：米勒实验——“无中生有”的证据米勒实验装置示意图真空泵供水活塞沸水加热聚样活塞含有机物的溶液进水出水模拟闪电负电极正电极混合气体冷凝器阅读教材【寻证据-阅读】部分，思考：1．米勒模拟了原始地球的哪些条件？2．实验过程是怎样的？3．最终得到了什么产物？探究二：米勒实验——“无中生有”的证据米勒实验装置示意图真空泵供水活塞沸水加热聚样活塞含有机物的溶液进水出水模拟闪电负电极正电极混合气体冷凝器烧瓶内的沸水：模拟原始海洋提供水蒸气混合气体（甲烷、氨、氢气等）：模拟原始大气（注意：无氧气！）电极火花放电：模拟原始天空的闪电提供能量冷凝器&收集器：冷凝器模拟降雨过程收集器模拟雨水汇入原始海洋探究二：米勒实验——“无中生有”的证据米勒实验装置示意图真空泵供水活塞沸水加热聚样活塞含有机物的溶液进水出水模拟闪电负电极正电极混合气体冷凝器实验结果：米勒在装置底部收集到的液体中，检测出了多种有机物，其中含有构成生物蛋白质所必需的——氨基酸。1．在火花放电条件下，利用甲烷、氨等气体合成了氨基酸，说明了什么？2．根据米勒的实验结果，可以对生命的起源有哪些推测？探究二：米勒实验——“无中生有”的证据米勒实验装置示意图真空泵供水活塞沸水加热聚样活塞含有机物的溶液进水出水模拟闪电负电极正电极混合气体冷凝器米勒实验的结论：在类似原始地球的条件下，无机小分子可以转变为有机小分子。推测：生命起源的第一步，从无机物到有机小分子的过程，在原始地球上是完全可能实现的。探究三：化学进化——生命起源的科学推测米勒只证实了第一步，从微小的氨基酸到真正的生命，还经历了哪些过程呢？阶段一从无机小分子→有机小分子场所：原始大气证据：米勒实验阶段二阶段三探究三：化学进化——生命起源的科学推测阶段二：从有机小分子到有机大分子（场所：原始海洋）该阶段核心是氨基酸、核苷酸等小分子在原始海洋中通过聚合反应形成蛋白质、核酸等大分子的过程。福克斯热聚合实验（1950s）模拟原始地球干湿交替与高温条件，将氨基酸混合物加热至160-200℃，形成类蛋白质的“类蛋白微球”。证明无需酶催化，小分子可通过热聚合形成大分子，支持原始海洋浅滩/火山口等局部环境的聚合可能。探究三：化学进化——生命起源的科学推测我国1965年人工合成结晶牛胰岛素以氨基酸为原料，经化学合成与生物活性验证，成功合成具有生物活性的结晶牛胰岛素（51个氨基酸组成的蛋白质）。首次在实验室实现具有生物活性的蛋白质全合成，直接证明氨基酸可聚合为功能蛋白质，为小分子→大分子提供关键证据。我国1981年人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸完成酵母丙氨酸转移核糖核酸（tRNA，核酸类大分子）的人工合成，包含76个核苷酸，具有接受丙氨酸的生物活性。验证核苷酸可组装为有功能的核酸大分子，完善核酸合成的实验证据链。1966.12.27中国首次公开人工合成结晶牛胰岛素探究三：化学进化——生命起源的科学推测阶段三：从有机大分子→原始生命（场所：原始海洋）奥帕林-福克斯团聚体/微球实验（1920s-1960s）将蛋白质与多糖/核酸混合于水溶液，在盐浓度、pH等条件下形成具有类膜边界的球状小滴（团聚体），能“生长”“出芽”（类似分裂）。证明大分子可自发组装为有边界的多分子体系，具备初步的物质隔离与增殖雏形，支持“原始生命由大分子团聚演化”的推测。有机大分子在水中聚集、相互作用，形成一个能“生长”、“繁殖”的、有膜包裹的球状小滴，并能进行简单的物质交换和“分裂”，最终演变为具有新陈代谢、应激性、生长繁殖、遗传变异等特征的原始生命。因此，科学家推测：生命最有可能是在原始海洋中形成的。探究四：更多证据——不断完善的假说回顾与总结：生命起源的化学进化之路阶段一无机小分子→有机小分子【场所】原始大气【过程】甲烷、氨、氢、水蒸气等在能量作用下合成。【能量】雷电、紫外线等。【证据】米勒实验【产物】氨基酸、核苷酸等。阶段二有机小分子→有机大分子【场所】原始海洋【过程】氨基酸、核苷酸等在原始海洋中不断积累，相互作用，聚合成更复杂的分子。【证据】人工合成结晶牛胰岛素（蛋白质）、人工合成核酸。【产物】蛋白质、核酸等。阶段三有机大分子→原始生命【场所】原始海洋【过程】有机大分子形成能够与外界进行物质交换，并表现出“生长”、“繁殖”等特征的球状小滴，最终演化为原始生命。【产物】原始生命。探究四：更多证据——不断完善的假说“海底热泉口”假说20世纪70年代末，科学家在深海发现了“海底热泉口”（黑烟囱）。这里高温、高压、富含硫化物，同样具备合成有机物的条件，并能为早期生命提供能量。科学研究是一个动态发展的过程。不同的假说相互补充、相互竞争，共同推动我们对真相的认识不断深化。科学结论并非一成不变！河北发现完整古海底黑烟囱（世界上属首次）“海底热泉口”知识拓展一：人类对地外生命的探索人类对地外生命的探索“祝融号”的轨迹中国的探索：2007年，中国嫦娥一号发射，实现我国首次绕月探测，绘制全月球影像图。2013年，嫦娥三号携“玉兔号”月球车实现月面软着陆与巡视探测，我国成为第三个实现月面软着陆的国家。2019年，嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆，“玉兔二号”开展巡视探测，填补月球背面探测空白。2020年，嫦娥五号完成月球采样返回，带回1731克月壤，标志我国探月工程“绕、落、回”三步走圆满收官。2020年7月，中国天问一号发射，开启我国首次自主火星探测征程。2021年，我国“天问一号”探测器成功着陆火星于火星乌托邦平原南部，“祝融号”火星车展开巡视探测，我国首次实现地外行星软着陆。我国成为第二个成功部署火星车的国家。知识拓展一：人类对地外生命的探索为什么科学家认为火星上最可能有生命？有大气、有水、有四季变化水存在的证据、适宜温度、有机分子等他们在火星上主要寻找哪些证据？火星海滩和孟加拉湾很相似，但没有草火星洪水的想象图知识拓展二：生命来自天外？——宇宙生命说“宇宙生命说”宇宙生命说（泛种论）认为：地球上的生命并非起源于地球本土，而是来自宇宙其他天体，通过陨石、彗星、星际尘埃等

“星际交通工具”，在太阳系形成早期撞击地球，将生命的“种子”（有机分子甚至原始生命）带到地球，进而演化出如今的生物圈。证据：在一些陨石中发现了氨基酸等有机物。该假说分为两类：弱泛种论：仅认为生命的基础有机分子（如氨基酸、碱基）来自宇宙，地球仅提供了这些分子组装成生命的环境；强泛种论：认为完整的原始生命（如微生物）

直接来自宇宙，在地球落地后繁衍演化。目前科学界主流认可弱泛种论，强泛种论因缺乏直接证据仍处于假说阶段。知识拓展二：生命来自天外？——宇宙生命说1．默奇森陨石（MurchisonMeteorite）——泛种论的“基石证据”发现时间/地点：1969年9月，澳大利亚维多利亚州默奇森；陨石类型：碳质球粒陨石（太阳系最原始的天体碎片，未经历高温熔融，能保存早期有机物质）；核心发现：检测出超过100种氨基酸，包括甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等地球生命必需的氨基酸，其中部分为左旋型（与地球生物体内氨基酸手性一致，排除地球污染）；后续研究（2022年）还发现5种核苷酸（RNA/DNA的核心组成部分）、类脂化合物（可自我聚合形成细胞膜前体）；同位素分析显示，其有机分子的碳、氢同位素比例与地球物质不同，确认为地外来源，彻底排除地球污染可能。知识拓展二：生命来自天外？——宇宙生命说2．小行星“龙宫”（Ryugu）样本——太空直接采样的实证探测任务：日本“隼鸟2号”（2014-2020年），首次从小行星表面采集样本并返回地球；核心发现（2020-2023年）：检测出至少23种氨基酸（异亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸等），其中部分为地球生命蛋白质的组成成分；发现尿嘧啶（RNA碱基）、维生素B3等关键生命分子，以及有机大分子、含氮化合物等；证明碳质小行星是太阳系早期有机分子的

“储存库”，这些分子可随陨石撞击传播到地球。知识拓展二：生命来自天外？——宇宙生命说“宇宙生命说”能从根本上回答“生命是如何起源的”吗？为什么？它只是将生命起源的地点从地球推向了宇宙深处，但并未解释宇宙中第一个生命是如何从无到有产生的。强泛种论缺乏证据：目前仅发现有机分子，未在陨石中找到完整的原始生命（如微生物），无法证明“生命直接来自宇宙”；地球本土合成可能性：地球早期的闪电、火山活动等也能合成有机分子（如米勒-尤里实验），宇宙来源与地球本土来源可能共同作用。课堂小结生命的起源其他假说海底热泉口说宇宙生命说科学推测——化学进化说1．无机小分子→有机小分子（证据：米勒实验）2．有机小分子→有机大分子（证据：人工合成胰岛素、核酸）原始地球环境：无氧、高温、雷电、紫外线3．有机大分子→原始生命（标志：能生长、繁殖、遗传等）摇篮：原始海洋随堂练习1．米勒模拟原始大气条件，将无机物合成了小分子有机物。下列关于米勒实验的叙述，错误的是()A．实验装置中甲烷、氨、水蒸气、氢气等气体用于模拟原始大气B．火花放电模拟闪电提供能量C．烧瓶中的沸水模拟了高温条件下的原始海洋D．该实验证明了原始海洋中的有机物可能会演变成原始生命D随堂练习2．科学家在实验室模拟古海底热泉环境，将核苷酸和脂类等物质混合，经过一段时间，得到了几十到几百个核苷酸构成的聚合物。科学家用X射线衍射技术分析产物结构，发现这些物质与RNA结构非常相似，而这些有机物还被脂类包裹起来，形成一个个微小的囊泡。囊泡内外的物质能通过脂类的“膜”进行交换，这些囊泡被称为“原细胞”。据此回答下列问题。(1)实验中得到类似RNA的核苷酸聚合物，证明在古海底热泉环境中，小分子有机物能合成（

）。(2)囊泡呈现的生命特征是()A．生长和繁殖B．对刺激做出反应C．遗传变异D．物质交换大分子有机物（或有机大分子、核酸类大分子）D随堂练习2．科学家在实验室模拟古海底热泉环境，将核苷酸和脂类等物质混合，经过一段时间，得到了几十到几百个核苷酸构成的聚合物。科学家用X射线衍射技术分析产物结构，发现这些物质与RNA结构非常相似，而这些有机物还被脂类包裹起来，形成一个个微小的囊泡。囊泡内外的物质能通过脂类的“膜”进行交换，这些囊泡被称为“原细胞”。据此回答下列问题。(3)模拟在原始海洋中合成RNA对研究生命的起源有什么意义?RNA是重要的核酸类大分子，既可以储存遗传信息，又具有一定的催化功能（核酶），原始海洋中合成类似RNA的聚合物，证明了小分子有机物能进一步形成构成生命的重要大分子，为原始生命的形成奠定了物质基础；同时类似RNA的物质结