师:同学们,大家好,很高兴今天能和大家共同开启北师大版八年级下册的生物学之旅。当我们参观动物园、植物园、水族馆,或是在森林、草原、田间漫步时,总会被大自然的奇异和浩瀚所吸引。这时,我们不禁会问:种类繁多的生物界是怎样产生的?地球上最早的生命又从何而来?带着这些疑问,让我们走进今天的学习——生命的起源。
关于生命的起源,大家想必听过不少神话故事,也从科普资料中获取过相关信息,能不能谈一谈呢?
生:我们想到最多的,在东方有女娲造人、盘古开天辟地的故事;在西方,人们相信是上帝创造了万物。这种假说认为生命来自天意,由神或上帝创造,我们把它称作神创论。这其实是一种宗教信仰,它觉得世界上的万事万物都是由神或上帝一次性创造出来的,物种一旦形成就不会发生变化,即便有变化,也只是在该物种内小范围变动,绝对不可能有新物种产生。
师:大家相信这一观点吗?
生:很多同学都提出了异议。如果生命是由上帝创造的,那上帝又是由谁创造的呢?
师:所以说,科学的推测需要确凿的证据,还得有严谨的逻辑。当时,很多人认为生命是由非生命物质随时自发产生的,我们把这种假说称作自然发生论。我们的祖先相信腐草化萤、腐肉生蛆;古埃及尼罗河畔的人相信蛙是由淤泥经日光照射产生的;甚至不少科学家也是自然发生论的支持者,比如亚里士多德,还有牛顿·海尔蒙特。海尔蒙特认为,把破布和谷糠塞到瓶子里,放在暗橱内,过 21 天就会生出小老鼠;牛顿则认为植物是由逐渐变弱的卫星尾巴形成的。大家相信生命是自然发生的吗?
生:不相信。当时也有很多人对此提出异议,生命到底是不是自然发生的呢?
师:最先,意大利医生弗朗西斯科·雷迪不相信腐肉能生蛆,他通过实验来证实。大家看雷迪的实验装置图,思考他做了什么实验,实验过程中观察到什么现象,又得出了什么结论。
师:我们看,他首先把 1 和 3 这两个瓶子作为一组对照实验。前面讲过,对照实验最根本的原则是单一变量法。1 和 3 的瓶子有什么区别呢?
生:1 号瓶子用石蜡密封,3 号是敞口瓶,瓶内都放着新鲜的肉块。
师:过了一段时间,观察到什么现象呢?
生:3 号瓶的腐肉生蛆了,1 号瓶的肉没生蛆。
师:为什么呢?
生:因为苍蝇在 3 号瓶上产卵,卵孵化成蛆。
师:有人对雷迪的实验提出异议,认为空气是生命发生的必要条件,1 号瓶口密封,空气进不来,所以腐肉不能生蛆。为此,雷迪改进了实验。改进后的实验,哪两个瓶子作为对照呢?
生:2 和 3 进行对照。
师:2 号是怎么处理实验装置的?
生:用网纱罩住了瓶口。
师:这样做的巧妙之处在哪里?
生:空气可以进入,但苍蝇进不来。
师:这时实验发生了什么现象?
生:3 号瓶的腐肉生蛆了,2 号瓶的腐肉没生蛆。
师:大家想想,雷迪实验中新鲜的肉块为什么变成腐肉呢?
生:因为有微生物滋生。
师:雷迪当时有没有对这种现象做出解释?
生:没有。
师:为什么没做出解释呢?
生:因为微生物太小,肉眼看不见,得用显微镜观察,当时还没有显微镜。
师:雷迪去世后,显微镜发明了。有人认为,虽然肉眼可见的生命不能自然发生,但肉眼看不见的生命可以自然发生。究竟是谁,通过什么实验证实腐肉中的微生物也不是来自肉块本身呢?
生:1860 年,巴斯德做了鹅颈烧瓶实验,他是著名的微生物学之父。
师:我们来看巴斯德的鹅颈烧瓶实验。他在烧瓶里装了新鲜的肉汤,然后将肉汤加热煮沸,为什么要煮沸呢?
生:为了杀灭里面的微生物。
师:静置一段时间后,看到什么现象?
生:没有生命产生,新鲜的肉汤没有腐烂变质。
师:然后他把鹅颈处的瓶颈打断,又出现了什么现象?
生:里面有了微生物生长,新鲜的肉汤腐烂变质了。
师:为什么肉汤会腐烂变质呢?巴斯德实验的巧妙之处在哪里?
生:在鹅颈处,外界空气可以进来,但微生物进不来,微生物滋生导致肉汤腐败。
师:巴斯德的鹅颈烧瓶实验让人们坚信,生物只能来源于生物,非生命物质绝对不能自发产生新生命,这就是生生论。虽然巴斯德的实验彻底否定了自然发生论,但又把我们对生命的研究问题拉回到起点。最初的生命从哪来呢?至今,科学家提出了两种推测,一种是宇宙生命论,另一种是化学进化论。我们先来看宇宙生命论,简称宇生说。科学家发现地球常受陨石撞击,1969 年,坠落在澳大利亚的陨石中含有并非来自地球的氨基酸;1976 年,我国吉林地区发生罕见陨石雨,科学家研究陨石成分,又发现了什么?
生:里面有多种有机小分子物质,其中一些是构成生物体的。
师:通过这些事实,能对宇生说做出怎样的推测?
生:地球上的生命可能来自其他星球,宇宙中的其他星球可能有生命存在。
师:但到目前为止,人类还未在其他星球发现生命,所以宇宙生命论还有待证实。化学进化论有可能吗?我们先看看化学进化论的观点。他们认为生命在原始地球条件下起源,由非生命物质通过化学途径逐渐进化而来。这个观点怎么解释原始生命的发生呢?我们先看一段视频。
(视频播放)约在 46 亿年前,地球刚形成,那时没有生命。空中赤日炎炎、电闪雷鸣,地面上火山喷发,熔岩横溢。包围地球的是原始大气层,主要成分是水蒸气、氨、甲烷等,与现在大气成分完全不同。这些气体在高温、紫外线、雷电等自然条件长期作用下,形成许多简单有机物。后来地球温度逐渐降低,这些有机物随雨水进入湖泊河流,最终汇集到原始海洋。在原始海洋中,各种有机物不断相互作用,经过极其漫长岁月,逐渐形成原始生命,可以说原始海洋是生命的摇篮。
师:我们来分析一下,原始大气成分有哪些?
