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。