生物進化的歷程 教學設計
法國微生物學家巴斯德做了一個最令人信服卻十分簡單的“鵝頸瓶實驗”。他將肉湯裝入帶有彎曲細管的瓶中,彎管是開口的,空氣可以無阻擋地進入。巴斯德將瓶中的液體煮沸使液體中的微生物全部被殺死,然后放冷靜置,結果瓶中沒有出現微生物。若打斷曲頸管,一段時間后,瓶中就出現微生物了。巴斯德的實驗徹底推翻了生物可以由非生物直接轉變形成。
如果生物不能由非生物直接轉變形成,地球上的生命又是如何產生的?天外來客?
地球之外確實發現有有機物,也有可能有生命存在,但還沒有證據能證明生命來自天外。即使來自天外,天外的生命又是怎樣形成的?
2.人類對生命的起源的現代認識:
經過人類不斷的研究探索,現代科學家認為:在今天的地球條件下,生命不可能從非生命物質直接轉變形成,但在地球形成初期,地球的自然條件與現在不同,那時的地球具備形成最簡單生命的條件。
投影片:原始地球狀況。
根據研究認為原始地球形成于46億年前。這時的地球溫度極高,原始大氣中無氧氣,也無臭氧層。
提問:在這種環境下,會不會有生命存在?
在這種條件下,紫外線、閃電、宇宙射線可以直接作用于原始大氣中的各種氣體成分。經過長期的作用,原始大氣中的一些氣體物質發生了化學變化,形成了許多簡單的有機物。
以后,地球表面溫度逐漸降低。原始大氣中的水蒸氣凝集成雨降落到地面上,匯集在地球表面的低洼處形成原始海洋。原始大氣中的有機物也隨著降雨匯集到原始海洋中。
我們可以想象一下原始海洋狀況:含有有機物,營養豐富;有一定溫度;沒有多少鹽分、礦物質(礦物質是長期沖刷巖石由江河帶來的),所以有人稱原始海洋是一鍋營養豐富的熱湯。
在原始海洋中,有機物相互作用,經過極其漫長的年代,其中的一些逐漸形成了原始生命。
所以現代科學認為,原始生命是在原始地球條件下,經過漫長的年代,由無機物變成有機物,有機物演變為原始生命。原始海洋是原始生命的搖籃。
以上認識,有些已經在實驗室中模擬原始地球條件進行實驗獲得了一定的證據,但更多的還是停留在假說階段,需要進一步驗證。但是以上對生命起源的認識為現在的大部分人所接受。
原始生命是簡單的。原始生命又是怎樣發展為復雜的豐富多彩的生物界的?
(二)生物進化的歷程
與原始生命起源一樣,生物進化的歷程也是極其漫長的過程。現在地球上的豐富多彩的生物界是經過漫長的歷程逐漸進化形成的。
在進化的早期,由于營養方式的差異,原始生命的一部分進化為具有葉綠素的原始藻類,另一部分進化為不含葉綠素的原始單細胞動物。以后,這兩類原始生物分別沿著一定的歷程發展為動物界和植物界。
科學家在研究生物進化的歷程過程中對不同類群的生物進化比較,對比不同類群的生物的結構、功能和生活習性,發現各類生物的相同和不同的特點。一般說來,親緣關系近的生物類群,相同的特點較多,反之較少。根據分析比較,找出不同類群生物的關系和進化發展的順序。我們也可以用這種方法對植物和動物兩類生物中的不同類群分析比較,認識它們的進化歷程。
1.植物進化的歷程: