地球上生命的起源

　　1 教育目标
　　1．1 知识目标通过对生命起源的化学进化过程的学习，让学生了解地球上的原始生命是由非生命物质逐步演化而来的，理解生命与非生命物质的统一性，掌握生命起源的化学进化过程。
　　1．2 能力目标 培养学生思维能力，解决实验中遇到的问题的能力。增强学生的实验能力。
　　1．3 德育目标通过生命起源的化学进化过程的学习，帮助学生树立辩证唯物主义的世界观。进行环境保护的教育。
　　2 教学过程
　　教师首先提出自学提纲，让学生分组课下讨论：l）地球产生的年代？2）早期地球的状况如何？3）原始大气与现在大气有何不同？4）原始生命起源于何处？5）生命起源的化学进化过程分为哪几个阶段？每个阶段化学物质如何变化？哪些阶段已被人类证实？哪个阶段是该学说最复杂最有决定性的阶段？6）我们能否模拟原始地球条件，验证生命起源的第1个阶段？应如何设计呢？7）多分子体系有何特点？原始生命的标志是什么？8）现在还有新的生命产生吗？9）应如何对待现存生物，尤其是对濒临灭亡的生物？
　　教师让学生对上述问题逐一解答，对答对的学生给与表扬，对答错的地方不忙于公布答案，启发点拨、引导学生再仔细阅读教材，让学生自己得出正确的结论。在讲到生命起源的化学进化阶段，教师首先给学生做了一个演示实验。
　　2．1 实验用具
　　锌粒、浓硫酸、氯化铵晶体、消石灰、醋酸钠、氢氧化钠和酒精茚三酮溶液。
　　废可乐瓶1个、高压感应圈1个、自行车气嘴1个、胶垫2个、输液管1根、输液流量控制阀1个、单孔二号胶塞1个、90 玻璃管1根、酒精灯1盏、火柴1盒、试管1个、试管夹1个、滴管1个、储气球1个、弹簧夹4个、乳胶管。
　　我们设计了一套简单装置，分别制取甲烷、氢气、氨气并储存于储气瓶中备用。
　　2．2 操作方法
　　1）将实验用的各种仪器课前放在紫外线无菌箱内消毒、灭菌2 h，以杀死所有生命物质。
　　2）课前用导管将灭菌后的气体发生器、储气球、两用打气筒、塑料瓶等连接好后分别制备甲烷、氨气和氢气3种气体，并使其全部充入储气球中，以便备用。具体方法是：
　　①充入甲烷：充气管与甲烷气体发生器相连，关闭弹簧夹a，打开弹簧夹b、c、d、e，用两用打气筒将导管和气体发生器内的空气抽出后橡胶导管变瘪，关闭弹簧夹b。加热盛有无水醋酸钠和碱石灰的试管制取甲烷，当甲烷气体充入气囊后关闭弹簧夹c、e，将充气管与甲烷气体发生器分离。
　　②充入氨气：充气管与氨气发生器相连，打开弹簧夹b，用两用打气筒将导管和气体发生器内的空气抽出后橡胶导管变瘪，关闭弹簧夹b，加热盛有氯化铁的试管制取氨气，当瘪导管被氨气充起时，打开弹簧夹c、e，向储气球内充入氨气，待充气结束后关闭弹簧夹c、e，将充气管氨气气体发生器分离。
　　③充入氢气：充气管与氢气发生器相连，打开弹簧夹b，用两用打气筒将导管和反应器内的空气抽出后橡胶导管变瘪，关闭弹簧夹b，向盛有锌粒和少量硫酸铜溶液的试管中加入稀硫酸，当产生的氢气将瘪导管充起时，打开弹簧夹c、e，向储气球内充入氢气，待充气结束后关闭弹簧夹c、d卡，将充气管与氢气气体发生器分离。
　　3）取上图中所示塑料瓶的胶塞，将60℃左右的热水倒入灭菌后的带有放电针的塑料瓶内，并将瓶外的纱套用冷水润湿。
　　4）在胶塞下面的铁丝上缠绕一小块脱脂棉，并蘸取无水酒精。
　　5）点燃酒精棉球后迅速将该胶塞塞在盛有热水的塑料瓶口。
　　6）待棉团停止燃烧后，打开弹簧夹a、c e将混合气体充入塑料瓶（反应器）内。
　　7）打开高压感应圈电源开关，使塑料瓶内两放电针开始放电。
　　8）放电l-2min，打开取样阀门，取少量瓶内水溶液于试管中，滴加2-3滴茚三酮酒精溶液，然后加热，结果溶液不变色，说明放电时间较短，还没有有机小分子 氨基酸生成。
　　9）放电5-6min，重新取样试验，则可发现滴有茚三酮溶液的水溶液加热片刻后变为紫色，显色反应非常明显，说明此时已经产生了有机小分子 氨基酸。
　　在等待试验结果时向学生介绍了关于生命起源的天外胚种学说、自然发生学说的荒谬。并结合前面所学知识向学生提问：为什么反应器上套湿润的纱套？为什么要把实验用具放在灭菌箱中灭菌？为什么步骤4蘸取无水酒精？步骤8安排的目的是什么？通过此实验的观察学生自己总结出：由无机小分子形成有机小分子的生命起源的化学进化的第1个阶段。这一阶段首先由美国学者弥勒等人验证的，书上的实验，即是米勒等人的实验装置，米勒实验用电火花连续放电8天8夜。其实验结果是使实验仪器内的沸水变成红色，说明有大量各种有机物质生成。我们经过实验发现只需放电5min以上，便有氨基酸生成，可使茚三酮发生明显的显色反应，这是由于利用茚三酮可以定性或定量测定各种氨基酸，此反应非常灵敏。
　　对原始大气的记忆点明用比较的方法。对化学进化4个阶段的学习采取简单的记忆方法：即从无 有、小 大、分子 体系、体系 生命，强调4个阶段中最复杂最有意义的是第4个阶段，它直接涉及到原始生命的诞生。并提问：现在地球上会不会再有新的原始生命的诞生？研究生命起源的意义是什么？学生通过讨论自然可以得出：当代地球条件下，不具备原始地球的条件，不会有新的原始生命的诞生。正因为地球不会有新的生命的诞生，现在地球上生物若一旦灭绝，就永远的消失，一去不复返。那我们应怎样对待野生动植物资源？从而学生自己得出结论。
　　3 补充说明
　　l）气体的来源：
　　ch3coona naoh ch4 na2co3
　　zn h2so4（稀） znso4 h2
　　2nh4cl ca(oh)2 cacl2 2nh3 2h2o
　　co2通过酒精棉球的燃烧获得；水蒸气通过热水蒸发获得；各种气体的量随意。另外，制取氢气时为防止气球变小（氨气溶于水）可以将气体通过浓硫酸干燥后再制取。各种气体都是实验室方法制得。
　　2）由于本实验用的是塑料瓶，制取气体时也用抽气法排出空气，所以事先制备储存的气体中没有氧气，可防止氢气、甲烷等的爆炸。课上用到的电源，即感应圈，使用时只要不用手去摸放电针就没有触电危险。所以本实验很安全。
　　3）本实验重复率很好，每次做都很成功，效果明显，本教具 xx年12月在河北省教具评展中演示成功，为此荣获一等奖。