2.人类对生命的起源的现代认识:
经过人类不断的研究探索,现代科学家认为:在今天的地球条件下,生命不可能从非生命物质直接转变形成,但在地球形成初期,地球的自然条件与现在不同,那时的地球具备形成最简单生命的条件。 投影片:原始地球状况。
根据研究认为原始地球形成于46亿年前。这时的地球温度极高,原始大气中无氧气,也无臭氧层。
提问:在这种环境下,会不会有生命存在?
在这种条件下,紫外线、闪电、宇宙射线可以直接作用于原始大气中的各种气体成分。经过长期的作用,原始大气中的一些气体物质发生了化学变化,形成了许多简单的有机物。 以后,地球表面温度逐渐降低。原始大气中的水蒸气凝集成雨降落到地面上,汇集在地球表面的低洼处形成原始海洋。原始大气中的有机物也随着降雨汇集到原始海洋中。
我们可以想象一下原始海洋状况:含有有机物,营养丰富;有一定温度;没有多少盐分、矿物质(矿物质是长期冲刷岩石由江河带来的),所以有人称原始海洋是一锅营养丰富的热汤。
在原始海洋中,有机物相互作用,经过极其漫长的年代,其中的一些逐渐形成了原始生命。
所以现代科学认为,原始生命是在原始地球条件下,经过漫长的年代,由无机物变成有机物,有机物演变为原始生命。原始海洋是原始生命的摇篮。
以上认识,有些已经在实验室中模拟原始地球条件进行实验获得了一定的证据,但更多的还是停留在假说阶段,需要进一步验证。但是以上对生命起源的认识为现在的大部分人所接受。
原始生命是简单的。原始生命又是怎样发展为复杂的丰富多彩的生物界的?
第22章生命进化的长河 第2节生物进化的历程
教学目标:
提出问题:地球上现在存在的生物是形形色色、丰富多彩的。每一个生物的新个体都是由上一代个体经过生殖过程产生的。那么最早的生物是从哪里来的?第一个生物是怎样形成的?这些问题是这一章我们要讨论的问题。
我们首先要讨论最早的生物是如何形成的。
曾有一个学说,称为“特创论”,认为:地球上的所有生命都是上帝创造的。上帝最初创造了多少种生物,地球上现在就有多少种生物;而且生物之间没有任何亲缘关系。
我们是否能接受这一观点。如果生物是由上帝创造的,上帝又是谁创造的?
如果生物不是上帝创造的,地球上的生物又是从哪里来的?
1. 人类对生命的起源的早期认识:
古代的人们认为:生物可以从非生命物质直接转变而来。如腐肉生蛆、腐草化萤、白石生羊等。
讨论:这种观点是否正确?如果不正确,怎样推翻这一观点?请设计一个实验。
17世纪意大利医生雷地第一次用实验证明腐肉不能生蛆,蛆是苍蝇在肉上产的卵孵化形成的。雷地的实验严谨而且有说服力,说明较大的动物不能自然发生。
法国微生物学家巴斯德做了一个最令人信服却十分简单的“鹅颈瓶实验”。他将肉汤装入带有弯曲细管的瓶中,弯管是开口的,空气可以无阻挡地进入。巴斯德将瓶中的液体煮沸使液体中的微生物全部被杀死,然后放冷静置,结果瓶中没有出现微生物。若打断曲颈管,一段时间后,瓶中就出现微生物了。巴斯德的实验彻底推翻了生物可以由非生物直接转变形成。
如果生物不能由非生物直接转变形成,地球上的生命又是如何产生的?天外来客? 地球之外确实发现有有机物,也有可能有生命存在,但还没有证据能证明生命来自天外。即使来自天外,天外的生命又是怎样形成的?
(六)转基因技术
随着科学技术的发展,科学家使用基因工程的方法来改变生物的基因从而改变生物的性状创造新的生物。如将决定人的生长激素的基因、决定人的胰岛素的基因用基因工程的方法植入大肠杆菌的细胞内,让大肠杆菌发生变异,合成人所需要的生长激素或者胰岛素,造福于人类。
遗传工程(基因工程):指按照预先设计的生物施工蓝图对基因进行操纵,以达到定向改变生物性状的目的。具体来说,是使用“外科手术”的方法把人们所需要的甲种生物的基因(目的基因)通过一定的方法引入乙种生物的细胞中,让引入的基因在乙种生物的细胞中能够自我复制并正确的表达。通过这种方式获得新的生物品种。(彩棉)
小结:这节课我们主要讨论了什么是变异,生物产生变异的原因以及如何利用生物产生的变异选育适合人类需要的新品种。科学的发展可以造福于人类,但若不按照自然规律办事,也会带来灾难。所以,我们在创造新的生物品种和物种时必须慎重。
第22章生命进化的长河
第一节生命的起源
教学目标
1、描述生命起源的过程
2、关注生命起源的不同观点
教学重难点:
1、 重点:地球上原始生命产生的条件。
2、 难点:生命的起源。
教学过程:
(五)变异在农业生产上的应用
人类出于生存的需要,在远古时就开始注意遗传和变异现象,并对遗传变异的现象加以利用,特别是在农牧业生产中。如春秋时代的《楚辞》中记载“马母驴父,生子曰赢”,意思就是马和驴的后代--骡子表现出极大的优势。
人类在农业上利用变异的方法主要有这样几种:
(1)在农作物、家禽、家畜中,有许多对人类有益的变异,人类可以根据自己的需要进行选择、培育,获得新的品种,如肉用牛和奶用牛的培育。
(2)用杂交的方法,将不同生物个体的性状重新组合,形成新的性状组合的新品种。如高产不抗倒伏的小麦与产量不高但抗倒伏的小麦杂交,让两种小麦的遗传物质重新组合产生变异,可以培养出高产同时抗倒伏的新的小麦品种。
(3)为培养新的品种,也可以改变环境因素来影响遗传物质,使生物产生变异并对变异进行选择,培育出新品种。如用射线照射或用药物处理植物的种子,种子产生变异后进行选择,选出有利于生产的变异培育成新品种。
应用以上方法,人类曾经培育出许多品种。
(四)变异在生物进化上的意义 变异对进化有重要意义。
地球上环境复杂多样,不断变化。多种多样的生物可以适应不同的环境。
此外,生物由简单到复杂、低等到高等的进化,生物的变异为进化提供了原始材料。
变异对进化的重要意义,我们在下一章将继续学习。
(三)变异对生物个体的影响
变异对生物个体有利、还是不利?这要看变异是否有利于生物的生存。我们看两个例子。
小麦要获得高产,人们采取的办法往往是多施肥、多浇水。肥多水多,小麦的茎秆会长高,茎秆高,小麦成熟时容易倒伏,又会造成粮食减产。在这种小麦中,出现矮秆小麦,可以抗倒伏,但不会影响小麦在肥多水多的情况下长大穗。
一些玉米植株发生变异会出现没有叶绿素的白化苗。绿色植物生长要进行光合作用,这种白化苗就无法生存下去。
提问:高秆小麦变异为矮秆小麦,绿色玉米苗变异为白化苗,这都是变异,他们对
生物个体的生存有什么影响?
--前者有利于生存,后者不利于生存。
根据变异是否有利于生物的生存,我们可以把变异分为两类:有利变异和不利变异。
(二)变异的原因
1.外界环境的影响:
在我们观察到的变异中,有些是由于外界环境的影响产生的。在我们刚才提出的变异现象中,哪些是属于这一类?
提问,讨论:同一品种的小麦种在不同的田里,小麦的麦穗有大穗、小穗,产生大穗、小穗的原因可能是什么?你如何证明这些差异是由于环境影响造成的?将大穗和小穗上的种子收获后
分别种到田里,它们的后代会如何?
小结:田中小麦的大穗和小穗的变异是由环境变化引起的,这种变异一般是不能遗传的。
提问:什么因素引起的变异可以传递给后代?我们再来看看另一种情况。
2.遗传物质的变化:
提问,讨论:一个孩子单眼皮。但是,他的父母是双眼皮,这种变异是怎样产生的?这种变异是否可以传递给后代呢?
我们从上一节的学习中已经知道,若这个孩子是单眼皮,他的双眼皮的父母的基因组成一定是Aa、Aa。孩子与父母的性状不同,是因为在生殖过程中父母传给了他决定单眼皮的基因。也就是说,他的遗传物质组成与父母有了差异,因此产生了与父母不同的性状。他的这种性状可以是通过生殖过程传递给他的后代。
小结:这种变异是由遗传物质变化引起的,这种变异是可以遗传的。
根据以上变异的原因,我们将变异分为两类:
遗传的变异:变异由遗传物质决定;
不遗传的变异:变异由外界环境影响引起。
请同学们再分析两个例子。(1)某对色觉正常的夫妇生了一个色盲的儿子。(2)某兄弟二人,哥哥长期在室外工作,弟弟长期在室内工作。哥哥与弟弟相比脸色较黑。哪一种变异可以遗传?为什么?
提出问题:是否由环境影响引起的变异都是不能遗传的变异?
一些环境因素也可能使遗传物质发生改变。若环境影响引起了遗传物质的改变,这样产生的变异是可以传递给后代的。根据这一原理,人类可以利用一些特殊环境因素使遗传物质改变而制造出能遗传的变异为人类所用。
所以,遗传物质是遗传和变异这一生命活动的物质基础。
提出问题:变异对生物个体、对生物界会产生什么影响?
(一)变异的现象与概念
在自然界中,与遗传现象一样,变异现象是普遍存在的。
提问,讨论:在我们周围,可以看到哪些现象是变异现象?根据同学们的讨论,什么叫做变异?请做一个小结。
变异:生物的亲代与子代之间、子代与子代个体之间在性状上的差异称为变异。或生物在生殖过程中,在上下代之间、子代之间表现出的性状差异。
提问:比较遗传和变异两个概念,两个概念有什么共同点,有什么差异?
生物的遗传和变异都是通过生物的生殖过程实现的。在生物的生殖过程中,上下代之间的相似性为遗传。但是生物的后代不会也不可能完全与祖先一样。后代在继承亲代特征的主要特点时还会产生一定的差异,这些差异称为变异。所以,我们所说的变异是在遗传的基础上的变异,变异是在一定范围内的变化。小猫与大猫的样子有所不同,但是小猫仍旧是猫,并没有变为其他生物。
提出问题:为什么说变异是在遗传的基础上的变异?这种说法是否有根据?
在上一节的学习中,我们曾经讨论过人的上眼睑的遗传问题。这节课我们首先从人的上眼睑的遗传问题开始我们新的问题的研究。
有一对夫妇,他们有两个孩子。爸爸、妈妈的上眼睑是双眼皮。两个孩子,一个孩子为双眼皮,另一个孩子为单眼皮。即双眼皮的孩子继承了父母双亲的性状,这种现象叫做遗传。另一个孩子的上眼睑与双亲不同,是不是也叫做遗传?若是遗传,为什么与父母的性状不相同?若不是,叫做什么?
与遗传现象伴随存在的另一种生命现象就是变异。
4、植物细胞:在原细胞中间形成新的细胞膜和细胞壁
动物细胞:细胞膜逐渐内陷,便形成两个新细胞
▲新生命的开端---受精卵
▲经细胞分化形成的各种各样的细胞各自聚集在一起才能行使其功能,这些形态结构相似、功能相同的细胞聚集起来所形成的细胞群叫做组织。
▲不同的组织按一定的次序结合在一起构成器官。
▲动物和人的基本组织可以分为四种:上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织。
四种组织按照一定的次序构成,并且以其中的一种组织为主,形成器官。
▲ 能够共同完成一种或几种生理功能的多个器官按照一定的次序组成在一起构成系统。
▲八大系统:运动系统、消化系统、呼吸系统、循环系统、泌尿系统,神经系统、内分泌系统、生殖系统。
▲动物和人的基本结构层次(小到大):细胞→组织→器官→系统→动物体和人体
▲植物结构层次(小到大):细胞→组织→器官→植物体
▲P65题3
第二节 植物体的结构层次
▲绿色开花植物的六大器官
营养器官:根、茎、叶 ;
生殖器官:花、果实、种子
▲ 植物的组织:分生组织、保护组织、营养组织、输导组织等
▲ 课本57页最后一段
第三节 只有一个细胞的生物体
▲单细胞生物:草履虫、酵母菌、、衣藻、眼虫、变形虫
▲草履虫见课本70页图,71页2题
▲单细胞生物与人类的关系:有利也有害
第三单元 生物圈中的绿色植物
▲ 蕨类植物出现根、茎、叶等器官的分化,而且还具有输导组织、机械组织,所以植株比较高大。
▲孢子是一种生殖细胞。
▲蕨类植物的经济意义在于:①有些可食用;②有些可供药;③有些可供观赏;④有些可作为优良的绿肥和饲料;⑤古代的蕨类植物的遗体经过漫长的年代,变成了煤。
▲苔藓植物的根是假根,不能吸收水分和无机盐,而苔藓植物的茎和叶中没有输导组织,不能运输水分。所以苔藓植物不能脱离开水的环境。
▲苔藓植物密集生长,植株之间的缝隙能够涵蓄水分,所以,成片的苔藓植物对林地、山野的水土保持具有一定的作用。
▲苔藓植物对二氧化硫等有毒气体十分敏感,在污染严重的城市和工厂附近很难生存。人们利用这个特点,把苔藓植物当作监测空气污染程度的指示植物。
▲ 藻类植物的主要特征:结构简单,是单细胞或多细胞个体,无根、茎、叶等器官的分化;细胞里有叶绿体,能进行光合作用;大都生活在水中。
▲藻类植物通过光合作用制造的有机物可以作为鱼的饵料,放出的氧气除供鱼类呼吸外,而且是大气中氧气的重要来源。
▲ 藻类的经济意义:①海带、紫菜、海白菜等可食用②从藻类植物中提取的碘、褐藻胶、琼脂等可供工业、医药上使用
第四章 没有细胞结构的生物--病毒
▲病毒的种类
以寄主不同分:动物病毒、植物病毒、细菌病毒(噬菌体)
▲病毒结构:蛋白质外壳和内部的遗传物质
种子植物
▲种子的结构
蚕豆种子:种皮、胚(胚芽、胚轴、胚根)、子叶(2片)
玉米种子:果皮和种皮、胚、子叶(1片)、胚乳
▲种子植物比苔藓、蕨类更适应陆地的生活,其中一个重要的原因是能产生种子。
▲记住常见的裸子植物和被子植物。
▲课本84页表和85页图,课本88页2题
▲种子的萌发环境条件:适宜的温度、一定的水分、充足的空气
自身条件:具有完整的有生命力的胚,已度过休眠期。
▲测定种子的发芽率(会计算)和抽样检测
▲种子萌发的过程
吸收水分--营养物质转运--胚根发育成根--胚芽胚轴发育成茎、叶,首先突破种皮的是胚根,食用豆芽的白胖部分是由胚轴发育来的
▲植株的生长
根尖的结构和各部分的功能
▲幼根的生长
生长最快的部位是:伸长区
▲根的生长一方面靠分生区增加细胞的数量,一方面要靠伸长区细胞体积的增大。
▲枝条是由芽发育成的,植株生长需要的营养物质:氮、磷、钾
▲花由花芽发育而来
▲花的结构(课本102)
▲传粉和受精(课本103-104)
▲果实和种子的形成
子房--果实 受精卵--胚
胚珠--种子 子房壁----果皮(与生活中果皮区别)。
▲课本105页1题
▲人工受粉
当传粉不足的时候可以人工辅助受粉。
▲被子植物的生命周期包括种子的萌发、植株的生长发育、开花、结果、衰老和死亡。
▲ 生物圈中的绿色植物包括藻类、苔藓、蕨类和种子植物。`
▲ 绿色植物的生活需要水
▲水分在植物体内的作用
水分是细胞的组成成分
水分可以保持植物的固有姿态
水分是植物体内物质吸收和运输的溶剂
水分参与植物的代谢活动
▲水影响植物的分布
▲植物在不同时期需水量不同 P109
▲水分进入植物体内的途径
根吸水的主要部位是根尖的成熟区,成熟区有大量的根毛。
▲根的结构
从外到里:树皮:韧皮部(有筛管)、形成层;木质部(有导管)
▲运输途径
导管:向上输送水分和无机盐
筛管:向下输送叶片光合作用产生的有机物
▲绿色植物参与生物圈的水循环
▲叶片的结构
表皮(分上下表皮)、叶肉、叶脉、气孔
▲气孔的结构:保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;保卫细胞失水收缩,气孔关闭。
白天气孔张开,晚上气孔闭合。
▲蒸腾作用的意义:
可降低植物的温度,使植物不至于被灼伤
是根吸收水分和促使水分在体内运输的主要动力
可促使溶解在水中的无机盐在体内运输
可增加大气湿度,降低环境温度,提高降水量。促进生物圈水循环。
▲绿色植物是生物圈中有机物的制造者
绿色植物通过光合作用制造有机物
▲天竺葵的实验
暗处理:把天竺葵放到黑暗处一夜,目的:让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗。
对照实验:将一片叶子的一半的上下面用黑纸片遮盖,目的:做对照实验,看看照光的部位和不照光的部位是不是都产生淀粉。
脱色:几个小时后把叶片放进水中隔水加热,目的:脱色,溶解叶片中叶绿素便于观察。
染色:用碘液染色
结论:淀粉遇碘变蓝,可见光部分进行光合作用,制造有机物
▲光合作用概念:绿色植物利用光提供的能量,在叶绿体中合成了淀粉等有机物,并且把光能转变成化学能,储存在有机物中,这个过程叫光合作用。
▲光合作用实质:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。
▲光合作用意义:绿色植物通过光合作用制造的有机物,不仅满足了自身生长、发育、繁殖的需要,而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源、氧气来源、能量来源。
▲绿色植物对有机物的利用
用来构建之物体
为植物的生命活动提供能量
▲呼吸作用的概念:细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫呼吸作用。
▲呼吸作用意义:呼吸作用释放出来的能量,一部分是植物进行各项生命活动(如:细胞分裂、吸收无机盐、运输有机物等)不可缺少的动力,一部分转变成热散发出去。
▲光合作用和呼吸作用的区别和联系(见课本最后)
▲光合作用(130页)和呼吸作用(125页)公式
▲绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡
绿色植物通过光合作用,不断消耗大气中的二氧化碳,产生氧气,维持了生物圈中的碳氧平衡。
▲呼吸作用与生产生活的关系:中耕松土、及时排涝都是为了使空气流通,以利于植物根部进行呼吸作用。植物的呼吸作用要分解有机物,因此在储存植物的种子或其他器官时,要设法降低呼吸作用,降低温度、减少含水量、降低氧气浓度、增大二氧化碳浓度等都可抑制呼吸作用。
▲光合作用与生产生活关系:要保证农作物有效地进行光合作用的各种条件,尤其是光。合理密植。使作物的叶片充分地接受光照。
▲爱护植被,绿化祖国
▲我国主要的植被类型
草原、荒漠、热带雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林
▲我国植被面临的主要问题
植被覆盖率低,
森林资源和草原资源破坏严重
▲我国森林覆盖率16.55%,
▲我国每年3月12日为植树节
▲热带雨林-----地球的肺,
▲生物圈的“绿色工厂”----绿色植物。
▲如果将绿叶比做制造有机物的“工厂”,它的机器是叶绿体,动力是光,原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧气,条件是光和叶绿体。场所是叶绿体,具体部位是叶绿体的细胞。
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