Урок на тему "Возникновение жизни на Земле"

О.В. Хохлова

Уроки биологии по разделам:

«Возникновение жизни на Земле. Антропогенез».

(9 класс)

Караганды - 2012

Пояснительная записка

         Одним их наиболее трудных и в то же время интересных в современном естествознании являются вопросы о происхождении жизни на Земле и происхождении рас. Они трудны потому, что, когда наука подходит к проблемам развития как создания нового, она оказывается у предела своих возможностей как отрасли культуры, основанной на доказательстве и экспериментальной проверке утверждений.

         Ученые сегодня не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни с такой же точностью, как это было несколько миллиардов лет назад. Существовала масса теорий и гипотез о возникновении жизни на Земле. Среди них миф о «творческом акте сотворения мира Богом», описанный в Библии, гипотезы Аристотеля, Эпикура и Демокрита.

         Исследования Л. Пастера в 19 веке окончательно подтвердили ошибочность представлений происхождения жизни как о спонтанном самозарождении. Правда, они не дали окончательных выводов о происхождении жизни.

         И только 3 мая 1924 года на собрании Русского ботанического общества А.И. Опарин с новой точки зрения рассмотрел проблему возникновения жизни. Его доклад «О возникновении жизни» стал исходной точкой нового взгляда на вечную проблему нашего появления на Земле. Необходимо подчеркнуть, что независимо от Опарина к таким же выводам пришел английский ученый Дж. Холдейн.

         Вопросы происхождения жизни на Земле и расоведения изучаются по школьной программе в девятом и одиннадцатом классах. В 9-ом классе учебник Ж.Б. Шилдебаева представлен двумя главами «Происхождение жизни на Земле», «Происхождение человека».

         Поурочное планирование представлено следующими темами:                

1. Начальные этапы развития жизни.

2. Современные представления о возникновении жизни. Этапы формирования жизни на Земле.

3. История развития органического мира.

4. Многообразие живых организмов. Эволюция млекопитающих.

5. Место человека в живой природе.

6. Стадии эволюции человека.

7. Происхождение рас и их единство.

         Особое внимание читателей, несомненно, привлекут приведенные в методическом пособии приемы и задания, позволяющие расширить и обогатить дидактический арсенал каждого современного учителя биологии.

         В пособии предлагаются подробные поурочные разработки по курсу «Общая биология» (9 класс) к учебнику Шилдебаева Ж.Б., Кожантаевой Ж.Ж., Аманжоловой Л.Е. Биология. Учебник для 9 класса. Алматы, «Мектеп», 2009 год.

Урок №1.

Тема: Начальные этапы развития жизни.

Цель: знакомство учащихся с различными взглядами на проблему возникновения и развития жизни на Земле.

Задачи:

1. познакомить учащихся с формированием представлений о возникновении жизни;

2. формировать умение анализировать предложенную информацию;

3. воспитывать терпимость к взглядам других людей, тактично доказывать свою точку зрения.

Оборудование: интерактивная доска, видеофильм «Происхождение жизни на Земле».

Тип урока: лекция с элементами беседы, презентациями и обобщениями учащихся, самостоятельная работа.

Методы урока: объяснительно – иллюстративный.

Ход урока:

I.Организационный момент.

II. Подготовка к восприятию темы.

 Происхождение жизни на нашей планете – предмет многовековых дискуссий, в которых участвовало не одно поколение человечества. Это интересная область знания, имеющая научное, философское и мировоззренческое значение, до сих пор привлекает внимание исследователей самых различных направлений. Но прежде чем говорить о проблеме происхождения жизни, нам необходимо определиться в самом понятии «жизнь».

Учащиеся формулируют понятие «жизнь», дают определения.

Учитель комментирует ответы учащихся, дает определение понятия «жизнь» по Ф. Энгельсу в книге «Анти - Дюринг».

Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел.

Белки являются главной составляющей всего живого, от самых примитивных форм существования до самых сложных.

В этом определении материальная основа жизни – белковые тела.

Так как в науке пока нет общепринятого, универсального определения жизни, то есть единственный способ описать ее – это перечислить основные свойства живых организмов.

Перечислите основные свойства живого, дайте каждому свойству краткую характеристику. Для выполнения этого задания, на которое дается 5 – 7 минут, класс делится на несколько групп. Затем группы по цепочке называют одно свойство живого и кратко характеризуют его.

Обобщив все, можно сказать, что жизнь – это комплекс свойств: обмен веществ, способность к росту и развитию, воспроизведению себе подобных и т.д.; а при определении понятия «жизнь» следует учитывать все свойства живых организмов.

III.           Изучение новой темы.

1.     Вступительное слово учителя.

- С глубокой древности и до нашего времени было высказано огромное количество гипотез о происхождении жизни на Земле. С момента становления науки было высказано множество предположений о возникновении жизни  (просмотр фрагмента видеофильма «Происхождение жизни на Земле»).

«Основные гипотезы происхождения жизни».

 

Но все многообразие этих идей сводится к двум точкам зрения – биогенезу и абиогенезу.

Биогенез (от греч. «bios» - жизнь, «genesis» - происхождение) – происхождение живого от живого.

Абиогенез (от греч. «a» - не, «bios» - жизнь, «genesis” – происхождение) – происхождение живого от неживого (запись новых понятий в тетрадь учащихся).

Борьба сторонников биогенеза и абиогенеза является одной из увлекательнейших страниц в истории.

2. Учитель предлагает в ходе урока заполнить таблицу:

Теории возникновения жизни на Земле

Теории	Имена ученых	Характеристикатеорий
1. Теории биогенеза
2. Теории абиогенеза

3. Самостоятельная работа учащихся с учебником по вариантам (устный фронтальный опрос).

1 вариант – Какой опыт проводил Ф. Реди  и что он доказал по результатам опыта.

2  вариант – Какой опыт проводил Л. Пастер и что он доказал по результатам опытов.

IV. Закрепление.

В качестве закрепления организуется проверка выполненных заданий на уроке.

V. Рефлексия.

VI. Домашнее задание:

Учебник Ж.Б. Шилдебаев  §25, записи в тетради.

Дополнительное задание на дополнительную оценку: заполнить таблицу.

Характеристика методов, предупреждающих развитие микроорганизмов

Методы, предупреждающие развитие организмов	Суть метода	Область применения	Практическое значение
Пастеризация
Горячая стерилизация
Холодная стерилизация

Урок № 2.

Тема:  Современные представления о возникновении жизни. Этапы формирования жизни на Земле.

Цель: продолжить формирование знаний учащихся о возникновении жизни на Земле, об условиях возникновения жизни на Земле, об условиях, способствующих возникновению живого из неживого, о возникновении планеты Земля;  познакомить с основными постулатами теории А.И Опарина – Дж. Холдейна.

Задачи:

1.познакомить учащихся с современными представлениями о возникновении жизни;

2. развивать знания о формировании жизни на Земле;

3. прививать интерес к изучению биологических наук.

Оборудование: слайды, интерактивная доска, фрагменты презентаций.

Тип урока: лекция с элементами беседы, обобщениями, самостоятельная работа.

Методы урока: объяснительно – иллюстративный.

Ход урока:

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания по теме«Теории овозникновении жизни».

а) Закончить предложения:

1. Название теории, утверждающей, что живое может возникнуть из неживого…

2. Теория, согласно которой живое может возникнуть из живого…

3. Ученый, доказавший невозможность зарождения мух из гнилого мяса…

4. Этот ученый доказал невозможность самозарождения жизни в пастеризованном бульоне, заключенном в запаянной колбе…

5. Способ существования белковых тел…  

б) Сообщения учащихся о теориях возникновения жизни.

III. Изучение новой темы.

1. Вступительное слово учителя.

Вопросы учащимся: Как вы думаете, известно ли ученым сегодня, как зародилась жизнь? Считаете ли вы самозарождение жизни возможным? А как возникла Земля?

 Современная космология связывает происхождение Вселенной с «Большим взрывом».

Действительно, некоторые факты подтверждают идею большого взрыва, согласно которой, около 15 млрд. лет назад произошел чудовищный взрыв, породивший известную нам Вселенную.

Какие условия являются необходимыми и достаточными для ее возникновения? Первоначально Земля была холодной, но благодаря распаду радиоактивных элементов она разгорелась, а температура в ее недрах достигла 1000 градусов, в результате чего твердые породы начали плавиться. Под влиянием высокой температуры вещества вступали в химические реакции. Активно действовали вулканы, выбрасывая на поверхность планеты из ее недр огромное количество неорганических веществ. В результате дегазации планетарных недр образовалась атмосфера, которая состояла из паров воды, углекислого газа, азота, окислов серы.

Затем наступил период охлаждения планеты. Температура на поверхности Земли снизилась до 100 градусов, началась конденсация водяного пара в атмосфере, прошли проливные дожди, продолжавшиеся тысячелетиями и сопровождающиеся грозами. Горячая вода заполняла впадины земной поверхности. В ней растворялись вещества, содержавшиеся в земной коре и атмосфере, вступали в химические реакции. Когда Земля остыла настолько, что водяные пары, сгустились и образовали первичный океан, многие соединения, в том числе и органические, оказались растворенными в водах этого океана. Таким образом, на планете в то время сложился уникальный, неповторимый комплекс условий. Поверхность Земли, вероятно, еще не совсем остыла, но и не была излишне накалена, отсутствие озонного экрана способствовало неорганическому поступлению на поверхность планеты ультрафиолетового излучения, что способствовало образованию органических веществ.

В 1922 году русский биохимик Александр Иванович Опарин (1894-1980) сформулировал естественную теорию происхождения жизни на Земле.

В 1926-1929 гг. мысль Опарина развил английский биолог Джон Холдейн.

А.И. Опарин выделил в 1953г. три этапа зарождения жизни:

1.появление углеводородов и возникновение из них простейших органических веществ;

2. возникновение сложных биополимеров, в основном белков;

3.возникновение открытых систем, состоящих из органических веществ (микросфер, коацерватов или протобионтов, предшественников жизни).

Английский биолог Джон Холдейн развил теории А.И. Опарина, высказал предположение о роли ультрафиолетового излучения как источника энергии при формировании органических веществ.

Американский ученый Стенли Миллер в 1953 году поставил серию опытов в целях экспериментальной проверки гипотезы Опарина-Холдейна (колба Миллера).

Американский исследователь Сидней Фокс исследовательским путем получил устойчивые полимеры (протеноиды).

IV. Закрепление:

Задание №1: работа с учебником Ж.Б. Шилдебаева, из § 26 дать определения понятиям «коацерватные капли», «автотрофы». «гетеротрофы», «прокариоты», «эукариоты».

Задание №2. Каждому термину, указанному в левой колонке, подберите соответствующее ему определение, приведенное в правой колонке.

1. «Первичный бульон» -	А. многомолекулярные комплексы, окруженные водной оболочкой
2. Коацерваты -	Б. вещества, ускоряющие химические реакции
3. Живые организмы -	В. растворенные в воде компоненты первичной атмосферы, различные соли
4. Ферменты -	Г. открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящие системы, существующие на Земле

Ответы: 1-В, 2-А, 3-Г, 4-Б.

Задание №3. Ответьте на вопрос: возможно ли сейчас образование жизни небиологическим путем.

V. Обобщение: работа с обобщающей таблицей.

Этапы формирования жизни на Земле

Этап	Что происходило?
1 этап. Абиогенный синтез органических веществ.	3,5-4 млрд.лет назад синтезировались первые органические вещества из неорганических. Этому способствовали тогдашний состав атмосферы; высокая вулканическая активность; разряды молний и высокая температура на поверхности планеты.
2 этап. Процесс коацервации.	Полученная абиогенным путем органика накопилась в первичном океане в большом количестве и начала образовывать сгустки – коацерваты.
3 этап. Эволюция коацерватов, проявление свойств живого.	Коацерваты обособились от окружающей водной среды жировыми мембранами и стали потреблять и выделять вещества, расти, тратить энергию на процессы, свойственные живому. В этой стадии их называют протобионтами. Они еще не были живыми, но имели некоторые свойства живого.
4 этап. Появление первых прокариотических клеток.	Появление прокариот, цианобактерий, способных к фотосинтезу.
5 этап. Появление эукариот.	Появление эукариот и последующее формирование многоклеточности.

VI. Рефлексия.

VII. Домашнее задание: учебник Ж.Б. Шилдебаев §27, подготовить презентации по теме «Историческое развитие жизни на Земле».

Урок № 3.

Тема: Историческое развитие жизни на Земле.

Цель:в результате работы учащиеся должны запомнить основные этапы развития жизни на Земле, последовательность развития органического мира; усвоить основные ароморфозы живых организмов в различные периоды и эры; изучить глобальные климатические изменения, происходившие на различных этапах развития органического мира.

Задачи:

1. познакомить учащихся с этапами развития живых организмов в различные эры и периоды;

2. развивать умение находить общее решение, работая в группе;

3. раскрыть у учащихся способность отстаивать свою точку зрения.

Оборудование: интерактивная доска, фрагмент видеофильма «Происхождение жизни на Земле».

Тип урока:самостоятельная работа.

Методы урока: частично – поисковый.

Ход урока:

I. Организационный момент.

II. Актуализация опорных знаний (учащиеся, в ходе фронтальной беседы, отвечают на вопросы учителя).

1. Что вы помните о том, как зародилась жизнь?

2. Каков возраст нашей планеты? Как долго существует на ней жизнь?

3. Как вы думаете, какими методами пользуются ученые для того, чтобы определить возраст геологических отложений? Какими методами они пользуются?

III. Изучение новой темы.

а) Учащимся демонстрируется фрагмент из видеофильма «Происхождение жизни на Земле».

б) Учебный материал по данной теме учащимися изучается самостоятельно, в группах. Учитель предлагает 6 вариантов заданий. Учащиеся делятся на группы, каждой из которой предлагается на выбор задание.

в)Каждая группа может пользоваться дополнительным материалом (учебники: Ю.И. Полянский «Общая биология», М.К. Гильманов  «Биология»).

Задание №1.

1. Выполните задание.

Вставьте в тексте пропущенные слова: В развитии органического мира можно выделить несколько этапов: … - эволюция неживой природы вплоть до появления биополимеров;… - до появления протобионтов (проклеток); … - эволюция жизни на Земле, которая привела к многообразию органического мира.

2. Ответьте на вопросы:

 Какие организмы, по мнению многих ученых, являются первыми? Как питался и получал энергию первый живой организм? Какие изменения под действием естественного отбора претерпевали протобионты? Какую роль в эволюции органического мира сыграло появление фотосинтезирующих организмов?

3.  Выполните тестовое задание.

а) Первые организмы возникли в (почве, воздухе, воде).

б) Какой способ питания был у первых живых организмов ( гетеротрофный, автотрофный, хемотрофный).

в)Какие организмы были первыми автотрофами (гетеротрофы, фототрофы, хемотрофы).

г) Какой способ питания появился в процессе эволюции у хемотрофных и фототрофных организмов (автотрофный, гетеротрофный).

д)Какие органические вещества возникли с появлением фотосинтезирующих бактерий (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты).

е) Начало биологической эволюции связывают с появлением на Земле (вирусов, клеточных форм жизни, биополимеров).

Задание № 2.

1. Расставьте условные промежутки времени в истории Земли в порядке возрастания: эпоха, эра, период.

2. Ответьте на вопрос: Перечислено несколько событий: а)возникновение эукариот; б)появление кишечнополостных; в)появление сине-зеленых и одноклеточных водорослей; г)возникновение многоклеточности; д)возникновение фотосинтеза. Какие из них относятся к архею?

3. Выполните тестовое задание.

а) Эра, в течение которой возникла жизнь, называется (ранний протерозой, архей, палеозой).

б) Какая наука является наукой об истории жизни на Земле (ботаника, орнитология, палеонтология, цитология).

в) Важнейшим событием архея следует считать (накопление в атмосфере кислорода, появление коацерватов, образование первых органических соединений).

г) Какими организмами был представлен живой мир в архейскую эру? (покрытосеменными, пресмыкающимися, бактериями, грибами, цианобактериями).

д) Какие факты свидетельствуют о том, что жизнь возникла в архее? (Наличие пород органического происхождения – графита, мрамора, известняка; наличие ископаемых остатков живых организмов; обнаружение органических соединений в космическом пространстве).

Задание № 3.

1. Расставьте события, происходившие в архее и протерозое в последовательности, соответствующей порядку их возникновения:

а) появление фотосинтеза; б) появление прокариот; в) появление многоклеточных водорослей; г) появление свободного кислорода; д) появление членистоногих; е) появление моллюсков; ж) появление кольчатых червей.

Архей	Протерозой
1.                 б 2.                 а 3.                 г	1.                 в 2.                 ж 3.                 д 4.                 е

2. Ответьте на вопросы: Какими организмами был представлен живой мир в протерозойскую эру? Как деятельность живых организмов повлияла на изменение геологических оболочек Земли?

Задание № 4.

1. Выполните тестовое задание:

а) На какие периоды делится палеозой? (кембрий, юра, пермь, карбон, триас, силур, ордовик, девон, мел).

б) В каком периоде появляются первые хордовые животные? (В силуре, в ордовике, в кембрии).

в)Каким ароморфозом сопровождался выход растений на сушу? (Появлением хлорофилла; появлением многоклеточности; появление проводящей ткани).

г)Предками каких животных считаются трилобиты? (членистоногих, моллюсков, инфузорий).

д) В каком периоде появились кистеперые рыбы? (В перми, в карбоне, в девоне).

е) Рассмотрите рисунок. Какое животное относится к первым наземным организмам?

ж) С какими событиями связано исчезновение каменноугольных лесов в перми? (С общим потеплением  климата; с увеличением водных пространств; с общим похолоданием климата).

Задание № 5.

1. Заполните таблицу:

Эры и периоды	Природные условия на Земле	Глобальные изменения в эволюции растений	Глобальные изменения в эволюции животных
МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРА
·                    Триас
·                    Юра
·                    Мел

2. Ответьте на вопросы:

Что способствовало быстрому распространению покрытосеменных? Почему пресмыкающиеся в начале мезозоя стали властелинами суши? Какие частные приспособления (идиоадаптации) обеспечили заселение древними пресмыкающимися различных сред обитания?

Задание № 6.

1. Закончите предложения:

 В кайнозойской эре выделяют следующие периоды… Это время расцвета… растений, … и высших позвоночных - … и … . Период в истории Земли, отличавшийся от других важнейшим эволюционным событием – появлением и развитием человека … . Представители всех основных современных групп царств живой природы сформировались к концу … периода кайнозоя. Большая часть времени … периода пришлась на ледниковый век, что способствовало распространению растений и животных, приспособленных к холодному климату.

2. Вспомните материал, который вы изучали на уроках зоологии и ответьте на вопрос: в чем заключаются преимущества птиц и млекопитающих перед другими группами позвоночных животных? Дополните схему, заменив вопросительные знаки необходимыми сведениями.

VI. Подведение итогов урока.

1. Прочитайте цель урока.

2. Достигли ли вы целей урока? В какой степени?

3. Оцените свою работу на уроке.

4.Сдайте тетради выполненные задания на проверку учителя (в индивидуальном порядке).

V. Рефлексия.

VI. Домашнее задание: учебник Ж.Б. Шилдебаев §27, составить кроссворд «Хронология развития жизни на Земле».