Тема урока: «Гипотезы происхождения жизни на Земле»
Эпиграф урока (написан на доске):
«Жизнь – это вечное познание. Бери свой посох и иди».
Тип урока: урок формирования и совершенствования знаний.
Форма урока: урок взаимного обучения.
Цель: изучить и проанализировать основные гипотезы возникновения жизни на Земле.
Задачи:
- показать многообразие гипотез возникновения жизни на Земле, их достоинства и недостатки; развитие навыков поиска, обработки и анализа информации из предложенных источников; воспитание коммуникативной культуры, толерантности.
Методы обучения:
– методы устного изложения и активизации познавательной деятельности учащихся: объяснение, беседа с учащимися по теме, рассказ;
– методы иллюстрации и демонстрации при устном изложении изучаемого материала: использование интерактивных технологий;
– метод самостоятельной работы учащихся по осмыслению и усвоению нового материала: работа с текстами при подготовке сообщений;
– методы проверки знаний и умений учащихся: наблюдение за работой учащихся, тестирование.
Формы работы: фронтальная, индивидуальная.
Оборудование: презентация Microsoft Office PowerPoint «Гипотезы возникновения жизни на Земле».
Основные понятия: химическая эволюция, абиогенный синтез, биогенный синтез коацерваты, биопоэз.
Межпредметные связи: с астрономией - концепция ; с геологией - формирование и развитие нашей планеты; с историей - развития представлений о возникновении жизни на Земле с древности до наших дней; с химией – формирование органических веществ; с экологией - отработка смежных терминов (автотрофы, гетеротрофы, прокариоты, эукариоты, аэробы, анаэробы и т. д.).
Этап урока | Деятельность учителя | Деятельность ученика | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1.Организационный момент (2 – 3 мин) 2. Проверка домашнего задания 2.1Написание теста (12 – 13 мин мин) 2.2 Проверка теста (7 – 8 мин) 3.Целеполагание (10 – 12 мин) 4. Актуализация знаний и подготовка к восприятию. (5 – 7 мин) 5. Постановка учебной задачи (3- 5 мин) 6. Открытие нового знания 7. Моделирование нового знания 8. Первичное закрепление 9. Самостоятель-ная работа с самопроверкой (5 – 7 мин ) 10. Включение нового знания в систему знаний (3 – 4 мин ) 11. Рефлексия ( 5 – 7 мин ) 12. Д/З (1 – 2 мин ) | – Приветствие. – Подготовка аудитории к работе. Итоговый тест по теме «Основы учения об эволюции». Вариант 1 Задание 1. Выберите правильный ответ. За правильный ответ 2 балла. б) подвергается воздействию мутагенов г) сохраняет полученные признаки от родителей б) борьбу за существование г) многообразие видов животных б) искусственный отбор г) наследственность
б) естественного отбора; в) борьбы за существование б) борьбу за существование; в) наследственность и изменчивость
Результаты: «5» – от 24 – 26 баллов «4» – от 19 до 23 баллов «3» – от 14 до 18 баллов «2» – менее 13 баллов Итоговый тест по теме «Основы учения об эволюции». Вариант 2 Задание 1. Выберите правильный ответ. За правильный ответ 2 балла. 1. К факторам эволюции относят: б) воздействие организма на среду обитания г) результаты эволюции органического мира б) изменчивости; в) искусственного отбора; г) наследственности 5. Полезные мутации распространяются в популяции благодаря б) половому размножению; г) межвидовой борьбе за существование б) доказательство эволюции г) результат действия искусственного отбора б) ослабляется действие естественного отбора, г) в них накапливаются наследственные изменения Задание 2. Установите соответствие между примером борьбы за существование и её формой. Под каждым номером, определяющим позиции первого столбца, запишите букву, соответствующей позиции второго столбца. За правильный ответ 2 балла.
Результаты: «5» – от 24 – 26 баллов «4» – от 19 до 23 баллов «3» – от 14 до 18 баллов «2» – менее 13 баллов Ключ к проверочному тесту по теме «Основы учения об эволюции» Задание 1.
Задание 2.
Результаты: «5» – от 24 – 26 баллов «4» – от 19 до 23 баллов «3» – от 14 до 18 баллов «2» – менее 13 баллов Учитель: Ребята! Сегодня мы начинаем новую тему. Вы с ней знакомились курсе биологии 9 класса. Вы видите, что урока закрыта, и я специально это сделала, так как хочу, чтобы вы сами догадались. Учитель: Раздать листочки с написанными словами. Какая ассоциация у вас с этими словами? А что же такое жизнь? Что ассоциируется у вас с этим понятием? (Каждому ученику в классе предлагается произнести только одно слово. Появляется набор слов: рост, размножение, гамета, цветок, развитие, эмбрион, зародыш, опыление, проросток, питание, ребенок, оплодотворение, старение, семья, любовь и даже смерть, ненависть, болезнь и т. д.). Жизнь – это «питание, рост и одряхление» (Аристотель) «стойкое единообразие процессов при различии внешних влияний» (Г. Тревиранус) «совокупность функций, сопротивляющихся смерти» (М. Биша) «химическая функция» (А. Лавуазье) «сложный химический процесс» () «особая, очень сложная форма движения материи» () «способ существования белковых тел, основным атрибутом которого является обмен веществ» (Ф. Энгельс) «Вся жизнь человека это тире между датой рождения и датой смерти.» (Борис Мильграм) Давайте попытаемся сформулировать понятие “жизнь” с точки зрения биологии. Затем на каждый стол раздаются и анализируются листы с определением жизни мыслителями разных эпох. Жизнь с точки зрения биологии - это постоянное размножение клеток, изменение их структуры при изменении условий окружающей среды (процесс адаптации), и это все называется эволюцией. Учитель: Жизнь существует на Земле миллиарды лет. Она заполняет все уголки нашей планеты. Озёра, реки, моря, океаны, горы, равнины, пустыни, даже воздух – населены живыми существами. Предполагается, что за всю историю жизни на Земле, существовало около 4,5 млрд. видов животных и растений. Как возникла и развивалась жизнь на нашей планете? Во все эпохи истории Земли растительный и животный мир был таким, как сейчас? Учитель: В разные времена у разных народов существовали свои гипотезы о возникновении жизни. Вопросы: Что такое гипотеза? Чем гипотеза отличается от теории или закона? С какими гипотезами вы знакомы? (ответы детей). Учитель: Сегодня на уроке я предлагаю вам познакомиться с основными гипотезами возникновения жизни на Земле. Задается вопрос: О чём же пойдет речь сегодня на уроке? Сформулируйте тему урока. (сообщение темы урока, определение задач урока) Тема: «Гипотезы происхождения жизни на Земле» Задачи: показать многообразие гипотез возникновения жизни на Земле, их достоинства и недостатки; развитие навыков поиска, обработки и анализа информации из предложенных источников; воспитание коммуникативной культуры, толерантности. Сообщается, что по ходу выступления студентов, внимательно слушаем, записываем главную информацию, готовим вопросы, которые после выступления. Чтобы объективно оценить выступающего.
Гипотезы биогенеза. Происхождение живого из живого. Креационизм. Согласно этой религиозной гипотезе, имеющей древние корни, все существующее во Вселенной, в том числе жизнь, было создано единой Силой — Творцом в результате нескольких актов сверхъестественного творения в прошлом. Организмы, населяющие сегодня Землю, происходят от сотворенных по отдельности основных типов живых существ. Сотворенные виды были с самого начала превосходно организованы и наделены способностью к некоторой изменчивости в определенных границах. Этой гипотезы придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений. Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Однако существующие противоречия не опровергают концепцию творения. Религия, рассматривая вопрос о происхождении жизни, ищет ответ главным образом на вопросы «почему?» и «для чего?», а не на вопрос «каким образом?». Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру. Процесс божественного сотворения мира представляется как имевший место лишь единожды и поэтому недоступный для наблюдения. В связи с этим гипотеза творения не может быть ни доказана, ни опровергнута и будет существовать всегда наряду с научными гипотезами происхождения жизни. День первый: сотворение неба и земли, света и тьмы День первый: сотворение неба и земли, света и тьмы В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою. И сказал Бог: да будет свет. И стал свет. И увидел Бог свет, что он хорош, и отделил Бог свет от тьмы. И назвал Бог свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро. ПРОИСХОЖДЕНИЕ МИРА И БОГОВ СОГЛАСНО ДРЕВНЕГРЕЧЕСКОЙ МИФОЛОГИИ Вначале существовал лишь вечный, безграничный, темный Хаос. В нем заключался источник жизни мира. Все возникло из безграничного Хаоса - весь мир и бессмертные боги. Из Хаоса произошла и богиня Земля - Гея. Широко раскинулась она, могучая, дающая жизнь всему, что живет и растет на ней. Далеко же под Землей, так далеко, как далеко от нас необъятное, светлое небо, в неизмеримой глубине родился мрачный Тартар - ужасная бездна, полная вечной тьмы. Из Хаоса, источника жизни, родилась и могучая сила, все оживляющая Любовь - Эрос. Начал создаваться мир. Безграничный Хаос породил Вечный Мрак - Эреб и темную Ночь - Нюкту. А от Ночи и Мрака произошли вечный Свет - Эфир и радостный светлый День - Гемера. Свет разлился по миру, и стали сменять друг друга ночь и день. Могучая, благодатная Земля породила беспредельное голубое Небо - Урана, и раскинулось Небо над Землей. Гордо поднялись к нему высокие Горы, рожденные Землей, и широко разлилось вечно шумящее Море. Матерью-Землей рождены Небо, Горы и Море, и нет у них отца. Уран - Небо - воцарился в мире. Он взял себе в жены благодатную Землю. Шесть сыновей и шесть дочерей - могучих, грозных титанов - было у Урана и Геи. Их сын, титан Океан, обтекающий, подобно безбрежной реке, всю землю, и богиня Фетида породили на свет все реки, которые катят свои волны к морю, и морских богинь - океанид. Титан же Гипперион и Тейя дали миру детей: Солнце - Гелиоса, Луну - Селену и румяную Зарю - розоперстую Эос (Аврора). От Астрея и Эос произошли все звезды, которые горят на темном ночном небе, и все ветры: бурный северный ветер Борей, восточный Эвр, влажный южный Нот и западный ласковый ветер Зефир, несущий обильные дождем тучи. Кроме титанов, породила могучая Земля трех великанов - циклопов с одним глазом во лбу - и трех громадных, как горы, пятидесятиголовых великанов - сторуких (гекатонхейров), названных так потому, что сто рук было у каждого из них. Против их ужасной силы ничто не может устоять, их стихийная сила не знает предела. Возненавидел Уран своих детей-великанов, в недра богини Земли заключил он их в глубоком мраке и не позволил им выходить на свет. Страдала мать их Земля. Ее давило это страшное бремя, заключенное в ее недрах. Вызвала она детей своих, титанов, и убеждала их восстать против отца Урана, но они боялись поднять руки на отца. Только младший из них, коварный Крон, хитростью низверг своего отца и отнял у него власть.
Гипотеза панспермии. Гипотеза о появлении жизни на Земле в результате переноса с других планет неких зародышей жизни получила название панспермии (от греч. pan — весь, всякий и sperma — семя). Эта гипотеза примыкает к гипотезе стационарного состояния. Ее приверженцы поддерживают мысль о вечном существовании жизни и выдвигают идею о внеземном ее происхождении. Одним из первых идею о космическом (внеземном) происхождении жизни высказал немецкий ученый Г. Рихтер в 1865 г. Согласно Рихтеру жизнь на Земле не возникла из неорганических веществ, а была занесена с других планет. В связи с этим вставали вопросы, насколько возможно такое перенесение с одной планеты на другую и как это могло быть осуществлено. Ответы искали в первую очередь в физике, и неудивительно, что первыми защитниками этих взглядов выступили представители этой науки, выдающиеся ученые Г. Гельмгольц, С. Аррениус, Дж. Томсон, и др. Согласно представлениям Томсона и Гельмгольца споры бактерий и других организмов могли быть занесены на Землю с метеоритами. Лабораторные исследования подтверждают высокую устойчивость живых организмов к неблагоприятным воздействиям, в частности к низким температурам. Например, споры и семена растений не погибали даже при длительном выдерживании в жидком кислороде или азоте. Другие ученые высказывали мысль о перенесении «спор жизни» на Землю светом. Современные приверженцы концепции панспермии (в числе которых — лауреат Нобелевской премии английский биофизик Ф. Крик) считают, что жизнь на Землю занесена случайно или преднамеренно космическими пришельцами. К гипотезе панспермии примыкает точка зрения астрономов Ч. Вик-рамасингха (Шри-Ланка) и Ф. Хойла (Великобритания). Они считают, что в космическом пространстве, в основном в газовых и пылевых облаках, в большом количестве присутствуют микроорганизмы, где они, по мнению ученых, и образуются. Далее эти микроорганизмы захватываются кометами, которые затем, проходя вблизи планет, «сеют зародыши жизни». Гипотеза стационарного состояния. Согласно этой гипотезе Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда. Эту гипотезу называют иногда гипотезой этернизма (от лат. eternus — вечный). Гипотеза этернизма была выдвинута немецким ученым В. Прейером в 1880 г. Взгляды Прейера поддерживал академик , автор учения о биосфере. Гипотезы абиогенеза. Происхождение живого из неживого. Гипотезы самозарождения. На протяжении тысячелетий люди верили в самопроизвольное зарождение жизни, считая его обычным способом появления живых существ из неживой материи. Полагали, что источником спонтанного зарождения служат либо неорганические соединения, либо гниющие органические остатки (концепция абиогенеза). Эта гипотеза была распространена в Древнем Китае, Вавилоне и Египте в качестве альтернативы креационизму, с которым она сосуществовала. Идея самозарождения высказывалась также философами Древней Греции и даже более ранними мыслителями, т. е. она, по-видимому, так же стара, как и само человечество. На протяжении столь длительной истории эта гипотеза видоизменялась, но по-прежнему оставалась ошибочной. Аристотель, которого часто провозглашают основателем биологии, писал, что лягушки и насекомые заводятся в сырой почве. В средние века многим «удавалось» наблюдать зарождение разнообразных живых существ, таких как насекомые, черви, угри, мыши, в разлагающихся или гниющих остатках организмов. Эти «факты» считались весьма убедительными до тех пор, пока итальянский врач Франческо Реди (1626—1697) не подошел к проблеме возникновения жизни более строго и не подверг сомнению теорию спонтанного зарождения. В 1668 г. Реди проделал следующий опыт. Он поместил мертвых змей в разные сосуды, причем одни сосуды накрыл кисеей, а другие оставил открытыми. Налетевшие мухи отложили яйца на мертвых змеях в открытых сосудах; вскоре из яиц вывелись личинки. В накрытых сосудах личинок не оказалось (рис. 5.1). Таким образом, Реди доказал, что белые черви, появляющиеся в мясе змей, — личинки флорентийской мухи и что если мясо закрыть и предотвратить доступ мух, то оно не «произведет» червей. Опровергнув концепцию самозарождения, Реди высказал мысль о том, что жизнь может возникнуть только из предшествующей жизни (концепция биогенеза). Подобных взглядов придерживался и голландский ученый Антони ван Левен-гук (1632—1723), который, используя микроскоп, открыл мельчайшие организмы, невидимые невооруженным глазом. Это были бактерии и протисты. Левенгук высказал мысль, что эти крошечные организмы, или «анималькулы», как он их называл, происходят от себе подобных. Мнение Левенгука разделял итальянский ученый Ладзаро Спалланцани (1729— 1799), который решил доказать опытным путем, что микроорганизмы, часто обнаруживаемые в мясном бульоне, самопроизвольно в нем не зарождаются. С этой целью он помещал жидкость, богатую органическими веществами (мясной бульон), в сосуды, кипятил эту жидкость на огне, после чего сосуды герметично запаивал. В итоге бульон в сосудах оставался чистым и свободным от микроорганизмов. Своими опытами Спалланцани доказал невозможность самопроизвольного зарождения микроорганизмов. Противники этой точки зрения утверждали, что жизнь в колбах не возникала по той причине, что воздух в них во время кипячения портится, поэтому по-прежнему признавали гипотезу самозарождения. Сокрушительный удар по этой гипотезе был нанесен в 19 в. французским ученым-микробиологом Луи Пастером (1822—1895) и английским биологом Джоном Тиндалем (1820—1893). Они показали, что бактерии распространяются по воздуху и что если в воздухе, попадающем в колбы с простерилизованным бульоном, их нет, то и в самом бульоне они не возникнут. Пастер пользовался для этого колбами с изогнутым S - образ-ным горлышком, которое служило для бактерий ловушкой, тогда как воздух свободно проникал в колбу и выходил из нее. Тиндаль стерилизовал воздух, поступающий в колбы, пропуская его сквозь пламя или через вату. К концу 70-х гг. 19 в. практически все ученые признали, что живые организмы происходят только от других живых организмов, что означало возвращение к первоначальному вопросу: откуда же взялись первые организмы? Теории биохимической эволюции концепции В соответствии с концепцией более 5 млрд. лет назад в результате Большого взрыва из газово-пылевого облака образовалось Солнце. Из оставшейся части облака, вращающегося вокруг Солнца, формировались планеты Солнечной системы, в том числе и Земля. Первоначально Земля была холодной, но благодаря распаду радиоактивных элементов она разогрелась, температура в ее недрах достигла выше 1000° C. В результате твердые породы начали плавиться и распределяться определенным образом: в центре – самые тяжелые. А на поверхности - самые легкие. Под влиянием высокой температуры вещества вступали в химические реакции. Атмосфера Земли в то время была бескислородной. В ее состав входили азот, водяной пар, углекислый газ, сероводород, аммиак, метан и др. Свободный кислород, который выделялся из мантии, быстро расходовался на процессы окисления. Затем наступил период охлаждения планеты. Температура на поверхности Земли снизилась до 100° C. Началась конденсация водяного пара в атмосфере, пошли проливные дожди, продолжавшиеся тысячелетия. Горячая вода заполняла впадины земной поверхности. Эту концепцию развили или углубили в своих работах в 1924 году , в 1929 году английский биолог Дж. Холдейн и в 1947 году английский физик Джон Бернал. Процесс формирования первых органических соединений на Земле называют химической эволюцией. иллера Небиологический, или абиогенный (от греческого «а» - отрицательная частица, «БИОС»- жизнь, «генезис»- происхождение). На этом этапе в атмосфере Земли и в водах первичного океана, насыщенных разнообразными неорганическими веществами, в условиях интенсивного солнечного излучения происходили химические реакции. В ходе этих реакций из неорганических веществ могли сформироваться простые органические вещества - аминокислоты, простые углеводы, спирты, жирные кислоты, азотистые основания. Возможность синтеза органических веществ из неорганических в водах первичного океана подтвердилась в опытах американского ученого С. Миллера и отечественных ученых и . Миллер сконструировал установку, в которую помещалась смесь газов: метана, аммиака, водорода, паров воды. Эти газы могли входить в состав первичной атмосферы. В другой части аппарата находилась вода, которая доводилась до кипения. Газы и водяной пар, циркулировавшие в аппарате под высоким давлением, в течение недели подвергались воздействию электрических разрядов. В результате в смеси образовалось около 150 аминокислот, часть из которых входит в состав белков. Теория Появление жизни рассматривал как единый естественный процесс, который состоял из протекавшей в условиях ранней Земли первоначальной химической эволюции, перешедшей постепенно на качественно новый уровень - биохимическую эволюцию. 4. Некоторые из этих молекул оказались способны к самовоспроизводству. Взаимодействие между возникшими нуклеиновыми кислотами и протеинами, в конце концов, привело к возникновению генетического кода. Существует множество гипотез происхождения жизни на Земле. Наиболее важными из них являются: креационизм, гипотезы самозарождения, стационарного состояния, панспермии, биохимические гипотезы. 1. Каковы принципиальные различия во взглядах на происхождение жизни на Земле, отражающиеся в разных гипотезах? 2. В чем заключался смысл опытов Ф. Реди? 3. Опишите опыты Л. Пастера, доказывающие невозможность самозарождения жизни в современных условиях. В чем состояли главные предположения Пастера относительно возникновения жизни? 4. Что представляют собой гипотезы «вечности жизни» ? Как вы думаете, могла ли жизнь заноситься на Землю с помощью метеоритов? 5. Каковы основные взгляды приверженцев гипотезы панспермии? Приверженцами какой теории вы являетесь? Почему она вам близка? Вспомнить задачи урока: показать многообразие гипотез возникновения жизни на Земле, их достоинства и недостатки; развитие навыков поиска, обработки и анализа информации из предложенных источников; воспитание коммуникативной культуры, толерантности. И выполнили ли мы поставленные задачи на уроке? Заключительное слово Подведение итогов, выставление оценок с комментариями. Спасибо за урок! § 53,54 | – Приветствие. – Подготовка аудитории к работе. Написание теста Проверка теста. Студенты разных вариантов меняются листочками с выполненными работами, и используя ключ проверяют работу у соседа. Выставляют оценку. Каждому ученику в классе предлагается произнести только одно слово. Появляется набор слов: рост, размножение, гамета, цветок, развитие, эмбрион, зародыш, опыление, проросток, питание, ребенок, оплодотворение, старение, семья, любовь и даже смерть, ненависть, болезнь и т. д.). Каждый студент записывает то понятие, которое ему ближе и понятнее. Гипомтеза — предположение или догадка; утверждение, предполагающее доказательство, не требующих доказательств. Записать определение. Учащиеся называют тему урока. «Гипотезы происхождения жизни на Земле» Учащиеся принимают участие в формулировании вопросов, задач на уроке с помощью преподавателя Студенты слушают, записывают главную информацию, готовят вопросы. В конце выступления оценивают. Записать схему в тетрадь. (3 – 4 мин) Сообщение студента.4 – 5 мин Отрывок из фильма (2.09 мин) Сообщение студента 4 – 5 мин Сообщение студента.4 – 5 мин Отрывок из фильма (2.20 мин) Сообщение преподава– 3 мин) Сообщение студента. 4 – 5 мин Отрывок из фильма (2.30 мин) Сообщение преподава– 3 мин) Сообщение студента. 4 – 5 мин Отрывок из фильма (3.30 мин) Сообщение студента. 4 – 5 мин Дискуссия студентов, обсуждение!!! Отрывок из фильма (1.37 мин) Сделать задание в тетради! (5 – 7 мин ) Проверка на доске Ответы на поставленные вопросы. Определить выполнены ли поставленные задачи на уроке. Записать д/з |
