Урок «Возникновение жизни на Земле»

Тема: «Современные взгляды на возникновение жизни».

Цель: изучить основные положения современной теории возникновения жизни на Земле.

Задачи:

Образовательные задачи: сформировать у учащихся систему знаний об условиях и основных этапах возникновения жизни на Земле в ходе абиогенеза и биогенеза.

Развивающие задачи: совершенствовать у школьников умение сравнивать и анализировать различные гипотезы, правильно определять их по сущностным характеристикам; пробудить у учащихся интерес и позитивное отношение к биологической науке и поиску всеобъемлющей теории по проблеме возникновения жизни на Земле.

Воспитательные задачи: Воспитывать интерес к изучаемому предмету, умение связать теоретический материал с практикой жизни, продолжить формирование мотивации учебной деятельности

Планируемые результаты.

Предметные:рассмотреть основные гипотезы возникновения жизни на Земле

Метапредметные:

регулятивные: самостоятельно определять цель учебной деятельности, искать пути решения проблемы и средства достижения цели;

коммуникативные: обговаривать информацию в рабочей группе; выслушивать мнение одноклассников, высказывать свое;

познавательные: работать с учебником и дополнительной литературой; работать с презентациями; уметь использовать и составлять схемы, таблицы, графики; умение устанавливать причинно-следственные связи и делать выводы.

Личностные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве в процессе учебной деятельности; умение оценивать индивидуальный вклад в работу группы; устанавливать связь между деятельностью и действительностью.

Базовые понятия: первичная атмосфера, каталитические реакции, химическая эволюция, панспермия, креационизм, стационарное состояние, органогенные элементы.

Тип урока: изучения нового материала с использованием ИКТ

Ресурсы урока: учебник, дополнительная литература, мультимедийная система, презентация, дидактический материал.

Ход урока.

I. Организационный момент.

Приветствие класса, заполнение журнала, проверка готовности класса к уроку.

II. Мотивация учебной деятельности. Постановка проблемных вопросов.

Учитель. Дорогие друзья, я думаю, все из вас без исключения задавали себе вопрос: «Как на нашей планете возникла жизнь?» (слайд 1)

«О, решите мне загадку жизни, мучительную древнюю загадку, над которой билось уже столько голов, — головы в шапках, расписанных иероглифами, головы в тюрбанах и черных беретах, головы в париках и тысячи других бедных человеческих голов...»                                            

                                                                                                                 Г.Гейне.

- О какой загадке писал Г. Гейне?

-  Как возникла жизнь на Земле?

- Какие существуют современные взгляды и гипотезы происхождения жизни на Земле?

- Какие из них наиболее убедительны?  

Диалог учителя с учащимися, вспоминают ранее изученный материал, делают обобщения.

Сегодня мы и постараемся решить эту извечную «загадку жизни», над которой, как видно из эпиграфа нашего урока задумывалось очень много умных голов.

Давайте определим цель нашего урока (беседа)

II. Целеполагание и планирование.

Цель: познакомить учащихся с различными взглядами на возникновение жизни на Земле; начать формировать понятия об абиогенезе; продолжить формирование материалистических взглядов возникновении жизни на планете.

III. Актуализация познавательной деятельности.

Учитель. Вопросы о происхождении жизни на Земле и о возникновении самой Земли всегда волновало человечество. Эти проблемы и сегодня еще далеки от решения. Мы располагаем доказательствами эволюции органического мира, но как происходило развитие жизни на Земле, мы можем только предполагать. Существует множество гипотез о возникновении жизни на Земле (учащиеся вспоминают необходимую информацию, делают обобщения).

Учитель. Ответьте, пожалуйста, самостоятельно на вопрос: что значит «жизнь»? (Учащиеся пытаются дать определение). А теперь познакомимся с понятием «жизнь» с точки зрения выдающихся ученых (слайд 2):

«...питание, рост и одряхление» (Аристотель);

«…совокупность функций, сопротивляющихся смерти» (М. Биша );

«…химическая функция» (А. Лавуазье);

«…сложный химический процесс» (И. П. Павлов);

«…особая, очень сложная форма движения материи» (А. И. Опарин)

- Каковы признаки жизни? ( учащиеся принимают участие в беседе, вспоминают материал, понятия)

- особенности химического состава.

- способность белков к саморегуляции в изменяющихся условиях среды;

- способность к развитию, эволюции;

- способность к взаимодействию со средой, раздражимость;

- постоянный обмен веществами, энергией и информацией с окружающей средой;

- способность к воспроизведению, наследственность;

IV. Изучение нового материала.

  Учитель. С глубокой древности и до нашего времени было высказано огромное количество гипотез о происхождении жизни на Земле. Только во второй половине ХХ века было предложено 120 теорий и гипотез. Одни были самостоятельными, другие представляли собой продолжение уже существующих. Рассмотрим некоторые, часто обсуждаемые гипотезы и теории. Каким образом, по вашему мнению, на нашей планете могла возникнуть жизнь?

Учащиеся выдвигают собственные гипотезы происхождения жизни на Земле.

Учитель. Суммируя характерные особенности различных современных гипотез, все они могут быть объединены в четыре большие группы (слайд3):

1 группа – «Божественное происхождение жизни» (Креационизм).

2 группа- «Взгляды на происхождение жизни ученых Древности и Средневековья»

3 группа – «Жизнь на нашу планету была занесена из космоса» (Теория панспермии)

4 группа – «Гипотеза стационарного состояния» (Гипотеза этернизма)

5 группа – «Гипотеза биохимической эволюции Опарина-Холдейна».

Учитель. За 2 недели до урока в классе были созданы группы, каждая из них подготовила материал по одной из гипотез существующих в настоящее время и будет ее отстаивать. Для получения информации были использованы интернетресурсы, материал учебника и другая дополнительная литература.

Группа 1. «Божественное сотворение жизни» (слайд 4)

Процесс Божественного сотворения мира имел место единожды и поэтому недоступен для исследования. Кроме того всем, кто верит в бога, не нужны доказательства.

Креационизм- гипотеза, в рамках которой основные формы органического мира, человечество и планета Земля рассматриваются как созданные неким сверхсуществом или божеством.

Наиболее известна версия, согласно которой человек сотворен единым богом. Бог создал первого человека на шестой день творения по образцу и подобию своему, чтобы он владел Землей, вдохнул в него жизнь. Затем из ребра Адама была создана первая женщина- Ева.

Теории креационализма придерживаются последователи почти всех распространенных религиозных учений.

Обычно данную теорию используют для объяснения наиболее сложных вопросов, которым на сегодняшний день нет ответов.

Теория креационизма нельзя отнести к разряду научных гипотез происхождения жизни.

Учитель: Согласны ли вы со сторонниками данной гипотезы? (обсуждение с учащимися).

Ученые Древности и Средневековья предлагали свои гипотезы возникновения живых организмов (слайд 5-6)

Группа 2. «Гипотеза самопроизвольного самозарождения»

Люди, жившие в 18 столетии, верили в то, что из плодов некоторых деревьев, упавших на землю, образуются птицы, а те, которые попали в воду, дают начало рыбам.

Аристотель(384-322г.г. до н.э.) писал, что «лягушки и насекомые заводятся в сырой почве…»

Т. Парацельс (1493-1541г.г.) «Возьми известную человеческую жидкость (мочу), оставь ее сперва запечатанной в тыкве, потом в лошадином желудке 40 дней, пока не начнет жить, двигаться и копошиться, что легко заметить … потом ежедневно, в тайне и осторожно, с благоразумием, питать его человеческой кровью и сохранять его в продолжении 40 седмиц в постоянной и равномерной теплоте желудка, то произойдет настоящий живой ребенок, имеющий все члены, как дитя, родившееся от женщины, но только маленького роста» Такого человечка алхимики называли Гомункул.

Ван Гельмонт (1579-1644г.г.) писал: «Положи в горшок зерна, заткни его грязной рубашкой и жди. Что случится? Через 21 день появятся мыши: они зародятся из испарений слежавшегося зерна и грязной рубашки…»

Бэкон считал, что гниение – зачаток нового рождения.

Гарвейдумал, что черви и насекомые могут зарождаться при гниении.

Идеи самозарождения жизни поддерживалиКоперник, Галилей, Ламарк, Гете,Шеллинг. Благодаря их авторитету эта идея получила широкое распространение.

 В 1668 г. итальянский врач Ф. Реди экспериментально опроверг эти представления. Он поместил кусочки мяса в сосуды, часть из которых закрыл марлей. В открытых сосудах вскоре появились личинки мух, а в закрытых их не было. Так была доказана невозможность самозарождения мух в гниющем мясе. Ф. Реди выдвинул принцип «всё живое — от живого».

Сторонники теории самозарождения не сдавались, они утверждали, что самозарождение личинок не произошло по той лишь причине, что в закрытый горшок не поступал воздух. Тогда Ф. Реди поместил кусочки мяса в несколько глубоких сосудов. Некоторые он оставил открытыми, а часть прикрыл кисеей. Через некоторое время в открытых сосудах мясо кишело личинками мух, тогда как в сосудах, прикрытых кисеей, в гнилом мясе никаких личинок не было. Виталисты выдвинули предположение» что длительное кипячение убивает «жизненную силу», которая не может проникнуть в запаянную колбу.

В 1859 году Парижская Академия наук назначила премию за попытку осветить по-новому вопрос о зарождении жизни на Земле. Кто и когда получил эту премию? В чем была его заслуга?

В 1860 году Луи Пастер сумел доказать, что самозарождения микроорганизмов не происходит. Для этого он использовал колбу с длинным изогнутым горлом и кипятил настои при температуре 120 градусов. При этом погибали микробы и их споры, при остывании воздух проходил в колбу, а вместе с ним и микроорганизмы, но они оседали на стенках изогнутого горла колбы и в настой не попадали. Таким образом, несостоятельность теории самозарождения была окончательно доказана.

Премию получил Луи Пастер в 1862 году.

Учитель. А что вы думаете об этой гипотезе? (беседа)

А сейчас рассмотрим теорию панспермии.

Группа 3. раскрывает сущность теории панспермии (слайд 7)

Панспермией называют гипотезу, объясняющею процесс зарождения жизни на планете Земля. Впервые о ней заговорил шведский химик Якоб Берцелиус. Согласно представленной идее, жизнь на Земле появилась в результате путешествия живых материй с одной планеты на другую. По мнению ученых, живые организмы прилетели на Землю вместе с метеоритами. Известные астрономы предполагали, что живые организмы непрерывно поступают в атмосферу Земли. Материи из космоса, по мнению этих людей, провоцируют возникновение эпидемий и прочих серьезных заболеваний.

В 2014 году российские исследователи решили проверить стойкость и модель поведения живых материй в космических условиях. Для этого в космос был отправлен исследовательский спутник Фотон – М4 вместе с микроорганизмами. Результаты опыта показали, что микроорганизмы могут продолжать свою жизнь в космическом пространстве. На Землю вернулась одна линия бактерий. Открывшиеся перспективы губительны для нашей планеты.

Для более детального знакомства с выдвинутой гипотезой, необходимо тщательно изучить ее основные достоинства и недостатки.

Учитель: рассмотрим следующую гипотезу -  Гипотезу   стационарного состояния (слайд 8)

ГруппаIII.Гипотеза   стационарного состояния.

Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды также существовали всегда.

Оценки возраста Земли очень варьируют: от 6000 тысяч лет до 5 млрд. лет, что позволяет сторонникам гипотезы стационарного состояния полагать, что Земля существовала всегда, виды также никогда не возникали, они существовали всегда.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб – латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода, 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых.

Внезапное появление какого-нибудь ископаемого вида в определенном пласте они объясняют увеличением численности его популяции или его перемещением в места, благоприятные для сохранения останков. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи.

Учитель.Среди наибольшего внимания заслуживаетгипотеза Опарина – Холдейна, названная так по фамилиям советского и американского учёных (слайд 9)

ГруппаIV.Гипотеза биохимической эволюции

В 1924 г. советский биохимик Александр Иванович Опарин опубликовал работу «Происхождение жизни на Земле», в которых изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Теория биохимической эволюции имеет сторонников среди современных ученых. Земля возникла около пяти миллиардов лет назад, первоначально температура ее поверхности была очень высокой, по мере ее остывания образовались твердая поверхность - земная кора.

      Атмосфера, первоначально состоявшая из легких газов (водород, гелий), затем эти газы заменялись более тяжелыми - водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 100ºС, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время, в соответствии с представлениями А.И. Опарина, в первичных земных океанах, насыщенных разными простыми химическими соединениями, «в первичном бульоне» под влиянием вулканического тепла, разрядов молний, ультрафиолетовой радиации и других факторов среды начался синтез более сложных органических соединений, а затем и биополимеров. Сложные молекулы аминокислот случайно объединялись в пептиды, которые, в свою очередь, создали первоначальные белки. Из этих белков синтезировались первичные живые существа микроскопических размеров.

 Гипотеза Опарина была лишь первым шагом в развитии биохимических представлений о возникновении жизни. Он говорил о запуске процесса химической эволюции, которая предшествует эволюции биологической.

 В 1929 г. появилась статья английского биолога Д. Холдейна на ту же тему, поэтому теорию химической эволюции называют еще теорией Опарина-Холдейна. Первенство в образовании жизни А.И. Опарин отдавал белкам, а Дж. Холдейн – нуклеиновым кислотам. Ученые утверждают, что на возникновение жизни в земном варианте потребовалось   времени – менее одного млрд. лет. Уже около 4 млрд. лет назад существовали первые микроорганизмы, от которых произошло все многообразие форм земной жизни.  Гипотеза Опарина-Холдейна завоевала много сторонников.  

Учитель. В чем проблемы гипотезы А.И. Опарина?

Учащиеся. В рамках данной гипотезы не удается объяснить главную проблему: как произошел качественный скачок от неживого к живому. Образование белково-нуклеинового комплекса в пробионте равна нулю, т.к. для саморепродукции нуклеиновых кислот необходимы ферментные белки, а для синтеза белков необходимы нуклеиновые кислоты.

Понимание данной проблемы дают открытия, сделанные при изучении РНК. Как оказалось, некоторые РНК способны к саморегуляции в отсутствии белковых молекул. Эволюция шла в направлении: РНК----- белок----ДНК.

Учитель. Возможно ли возникновение жизни на Земле сейчас?(обсуждение вопроса) (слайд 10)

Ч. Дарвин в 1871 году писал: «…если бы сейчас …в каком-либо теплом водоеме, содержащем все необходимые соли аммония и фосфора и доступном воздействию света, тепла, электричества и т.п., химически образовался белок, способный к дальнейшим, все более сложным превращениям, то это вещество немедленно было бы разрушено или поглощено, что было невозможно в период до возникновения живых существ.»

Таким образом, в настоящее время мы не можем считать, что проблема происхождения жизни решена, а можем лишь говорить, что ученые продолжают искать наиболее перспективные пути ее решения.

IV. Обобщение и закрепление материала.

Учитель.Подведём некоторые итоги: мы познакомились с различными современными гипотезами возникновения жизни на Земле. Каждая из них имеет свои сильные и слабые стороны, но, ни одна не дает точного ответа на вопрос о происхождении жизни. Гипотезы, которая могла бы стать «руководящей» и превратиться во всеобъемлющую теорию, пока еще нет.

Используя текст учебника п.13, сообщения учащихся, составьте схему: «Основные гипотезы о происхождении жизни на Земле» (слайд 11)

Жизнь на Землю занесена извне.

Гипотезы

о происхождения жизни

Гипотеза

А.И. Опарина

Выполнение тестовых заданий по теме.

1. В соответствии с какой идеей происхождения жизни живое произошло от неживого?  

А.Биогенеза Б. Абиогенеза В. Стационарного состояния Г. Панспермии

2.Кто в 70-х годах 19 в. окончательно опроверг гипотезу самозарождения жизни и доказал, что жизнь не может зарождается самопроизвольно?

А.Ламарк Ж.Б. Б. Дарвин Ч. В. Парацельс Г. Пастер Л.

3.Что такое креационизм?     

А.Гипотеза о происхождении жизни с других планет

Б. Гипотеза о божественном происхождении всего живого

В. Гипотеза стационарного состояния живого

Г. Гипотеза биохимической эволюции живого

4. Какая гипотеза о происхождении жизни изображена на рисунке?

А . креационизма

Б. панспермии

В. биохимической эволюции

Г. самопроизвольного зарождения

5.Какой учёный в 1953 г. создал установку, позволившую смоделировать древнейшие условия, предположительно существовавшие в первичной атмосфере Земли?

А.Миллер С. Б. Опарин А.И. В. Холдейн Дж. Г. Бернал Дж.

6. Заполните таблицу: «Теории возникновения жизни»

V. Рефлексия.

Учитель:подведем итоги нашей совместной деятельности. Выберите начало высказывания и продолжите его.

-сегодня я узнал_____

-я научился ________

-мне было интересно_____

-мне было трудно________

Учитель. А сейчас за работу на уроке нам необходимо выставить оценки.

Выставление оценок.

VI. Домашнее задание: П. 13. Творческое задание: Какие взгляды на происхождение жизни на Земле Вам ближе всего и почему?

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/474433-urok-vozniknovenie-zhizni-na-zemle