生物进化中的十大奇迹

悦考网生物进化有十大奇迹在漫长的岁月里，地球上的生命从肉眼看不见的单细胞生物进化成今天的藻类菌类植物、动物甚至人类，这期间经历了一次又一次奇迹般的重大突破。科学家们认为，在生物的进化过程中，有十个环节特别值得研究和关注。这一报道发表在最新一期的英国新科学家杂志上。1多细胞生物 在6亿年前，单细胞生物完成了向多细胞生物的进化过程。不同的细胞有机组合在一起，彼此合作，形成了后来复杂生物的基础。这件事听起来容易，但实际上，现在不少国家的研究人员都试图重复当年单细胞的最初组合过程，目前还没有人完全获得成功。2眼睛 在距今五亿四千三百万年前，三叶虫身上长出了地球生物的第一只眼睛。此前的一些生物体有感光细胞，但眼睛不仅要感知光线，还需要有一个能聚焦光线形成图像的晶状体才行。一旦有了晶状体，生物的视觉效果就从1%骤然上升到100%。经测算，从感光细胞进化到复杂的眼睛，大概需要50万年。3大脑 大脑显然是生物进化的巨大成就。研究表明，大脑首先是用来解决食物问题的，它可以辨别食物是否有毒。科学家发现，大脑和嘴巴的距离很近。另外，有了大脑，就有了记忆。即使是头脑简单的昆虫，在记忆的帮助下，也可对环境的变化作出迅速反应。4语言 语言是怎样产生的是科学上最大的难题之一。拥有大脑的动物很多，但只有人类产生了语言。科学家们辨别出人类大脑中负责语言的基因，尽管黑猩猩也拥有这个基因，但黑猩猩不能说话。在一定程度上讲，语言的诞生是生物进化的最后一个程序。因为语言使人类脱离了纯生物性。人类不需要基因变异就可以适应环境了。5光合作用35亿年前，地球上的生物开始利用日光来为自己合成能量，放出二氧化碳。后来由于水的加入，产生了氧气。有意思的是，当时的生物是厌氧的，它们不得不进化了一些机制来抵抗氧气的作用。但由于有氧气的参与，生物的能量高了很多。这恰恰有利于生物的进化。直到今天，地球上所有的植物、动物，包括人，赖以生存的能量仍然直接或间接地来自光合作用。6性别 对大多数物种来说，性交是繁殖的惟一办法。但同一物种是怎样划分成不同性别的，今天也是一个谜。7死亡 死亡是进化的一个手段，是个体为集体进步付出的牺牲。我们的手有五个手指，这是因为每个手指之间相连的部分在母体中死亡了。每次感染痊愈后，大量的白血球必须自杀以维持血液成分的平衡。不过，从自然选择的角度看，没有理由因为某个生物体存在的时间长就令它灭亡，“老死”仍然是一个无法解释的问题。8寄生 寄生生物和宿主之间的斗争是生物进化的重要动力之一。一方面寄生生物会影响宿主的活动，如一种蚂蚁的寄生虫会影响蚂蚁的神经系统，让它向草尖上爬，那里是最容易被羊吃掉的地方；另一方面，宿主的活动也影响寄生生物。如感冒病毒通过传染，附着到下一个人的身上，几经易主后，病毒的杀伤力就会降低。原因是，它要保证这个宿主有足够的生命来把它继续传播出去。这样的活动非常清楚地展现了生物进化的过程。9分工合作 在深海中有一种类似水母的动物。把它放在显微镜下观察，会发现它并不是“一种”动物，而是无数单细胞生物的集体。这些细胞各有分工，有的负责运动，有的负责捕食，有的负责传送养料。蚂蚁和蜜蜂的集体劳动也是分工合作。我们可以很机械地解释其中一些现象，但这样的超级组织工作到底是怎么进行的，没有人真正知道。10共生 共生是指两种生物生活在一起，相互依赖，彼此有利。比如犀牛和犀鸟，犀鸟通过为犀牛清理皮肤寄生虫为生，而犀牛也因此获得安宁。90%的植物与周围的植物有共生关系。 仔细研读生物在进化过程中的伟大发明，令人惊讶。即使是今天最尖端的科学技术也不能确切地告诉我们，这些伟大发明是怎么来的。无数的奥妙在等待后来者去发掘。地球的演化和生命的诞生教案 教学目标 【知识与技能】 了解地球形成初期的形态特点；了解25亿年前至今地壳的演变和生物的进化现象；了解生命起源的化学进化假说和其它假说。 【科学思考】46亿年前地球形成初期的模样是怎么样的？原始的生命是怎么诞生的？ 【解决问题】 根据太阳系形成的过程，猜想地球形成初期的模样；地球在形成之初是一个由岩浆构成的炽热的球；学生了解通过模拟、实验和推测等研究方法，提出假说来解释生命的诞生。 【情感与态度】 培养学生唯物的、辩证的科学观点。 要点扫描 【课标解读】 了解地球的演化和生命的诞生过程，培养学生唯物的、辩证的科学观念。让学生形成一种观念：地球和太阳一样，也有自身的演化规律，并且在不同的演化阶段，有不同的生物进化特点。 【内容分析】 本节内容在教材中第1215页。教科书首先提出问题：46亿年前地球刚诞生时，它的模样和现在一样吗？学生就该问题展开讨论。接着教科书展示了科学家猜想的地球形成初期的模样，设计了两个读图活动“岩浆喷发形成的熔岩流”和“岩浆的冷却和凝固”，能过读图比较，想象出46亿26亿年前地球的外貌和发生的变化；接着又通过图片和文字结合的方式讲述了25亿年前至今发生的变化。最后介绍了米勒的假说生命的诞生。本节内容中关于地球演化的部分有较为翔实的证据学生相对比较容易理解。关于生命是如何诞生的问题，目前还没有令人信服的解释，只介绍一些主要的学说，开阔学生的视野。本章的重点是地壳的演化历史和生命起源的化学进化学说。 【学情分析】 学生在进入这一节学习时，想象力已经有了很大的开阔，根据有关太阳系的形成和地球诞生的知识，很容易想象出地球诞生时的模样。课堂引入又是学生很感兴趣的话题恐龙，所以学生的思维很活跃，有利于教学活动的开展。 【学法点拨】1、 学生应在课前查阅有关恐龙灭绝的资料，准备课堂的思考。2、 学生积极开展“想象地球诞生时的模样”的讨论活动，结合科学家想象的地球诞生时模样示意图，比较和讨论自己的想象和假说。3、 学生通过读图，绘制地球和生物演化的时间坐标图，直观地把地球演化的过程表达出来。 【经验介绍】1、 在课堂引入时，学生对恐龙的话题比较关注，教师要特别注意本节课的教学目标，应该正确引导学生的讨论，避免学生脱离讨论的范围。2、 绘制地球和生物演化的时间坐标图，只要求坐标图能显示某段时期内地球有什么样的生物就可以，不应该要求过高。3、关于生命的诞生，学生如果先提到了原始的生命物质也有可能来自于外星球，那么教师就先对澳大利亚的陨石进行介绍，对教学的步骤做出适当的调整 重点难点 重点：地球初期的形态特点；生命起源的化学进化假说和其他假说。 难点：25年前至今地壳的演变和生物的进化现象。 教学准备 Ppt课件 教学过程设计 新课引入： 展示图片（地球） 问：你们还知道她叫什么名字吗？ 生： 问：对是我们亲爱的地球？对她又了解多少？ 生： 讲述：为了更加深入的了解她我们今天就一起来学习地球的演化和生命的诞生 播放视频（地球的诞生） 问：通过前几堂课的学习我们已经了解了宇宙和太阳系的诞生，那么地球又是如何诞生的呢？ 生:讨论： 根据太阳系形成的过程，你能想象地球诞生时得模样吗？ 生： 播放视频（原始地球） 地球早期的演化：46亿年-38亿年 早期地球的特点：一个由岩浆构成的炽热球。 浆喷发-熔岩流 水蒸气凝结-原始海洋 原始大气-不含氧气 在距今约38亿年前，最原始的生命体在海洋中诞生。 问：25 亿年前至今的演化，地球的变化如何？ （1）25 亿-6亿年前，地球是开始出现大片陆地和山脉，海洋中的藻类释放出氧气，大气中的氧气的含量逐渐增多。 （2）6亿2.5 亿年前的古生代，陆地大面积增加，出现了各种较为低等的生物。 （3）2.5亿0.7亿年前的中生代，中国大陆轮廓已基本形成，裸子植物和爬行类动物繁盛。 （4）0.7亿年前至今，经历了大规模的造山运动，形成了许多世界上的高大山脉，鸟类、哺乳类和被子植物出现。 生命的诞生（介绍知识）： 讲述：生命是一种很微妙的东西，那么生命又是如何诞生的呢？ 生： 讲述：同学回答的很好，其实前人对这个问题也很感兴趣也提出自己的看法，我们一起来了解一下他们又是怎么想的。 神创论 神创论也叫特创论。神创论认为生物界的所有物种（包括人类），以及天体和大地，都是由上帝创造出来的。世界上的万物一经造成，就不再发生任何变化，即使有变化，也只能在该物种的范围内发生变化，是绝对不可能形成新的物种的。神创论还认为，各种生物之间都是孤立的，相互之间没有任何亲缘关系。 自然发生说 自然发生说是19世纪前广泛流行的理论，这种学说认为，生命是从无生命物质自然发生的。如，我国古代认为的“腐草化为萤”（即萤火虫是从腐草堆中产生的），腐肉生蛆等。在西方，亚里士多德（公元前384公元前322）就是一个自然发生论者。有的人还通过“实验”证明，将谷粒、破旧衬衫塞入瓶中，静置于暗处，21天后就会产生老鼠，并且让他惊讶的是，这种“自然”发生的老鼠竟和常见的老鼠完全相同。“肉汤实验”19世纪法国著名科学家巴斯德著名的“肉汤实验”推翻了这一学说。巴斯德把煮沸灭菌的肉汤密封起来，发现细菌不能在肉汤里自我再生。这个实验证明，细菌等微生物的繁衍需要有母体细菌的存在，新的生命不可能自发地从非生命物质中产生。 那么，最原始的细菌又来自什么地方?巴斯的并没有解决生命的起源问题。 宇宙胚种说 宇宙胚种说则认为，地球上生命的种子来自宇宙，还有人推断，是同地球碰撞的彗星之一带着一个生命的胚胎，穿过宇宙，将其留在了刚刚诞生的地球之上，从而地球上才有了生命。 讲述：一些科学家却对此类假说持强烈的反对意见，那他们又是怎么认为的呢？ 观看视频（生物的形成）来回答问题。 生： 讲述：他们认为原始生命诞生于38亿年前的海洋中，其中化学进化说得到很多人的认同.你能介绍一下化学进化说吗？ 生: 化学进化说认为，生命起源于原始地球上的无机物，这些无机物在原始地球的自然条件作用下，从无机到有机、由简单到复杂，通过一系列化学进化过程，成为原始生命体。 讲述：原始地球为生命起源提供了什么条件呢？ 场所：原始（还原性）大气和原始海洋 物质：CH4、NH3、H2O、H2、H2S、HCN、CO、CO2能量：宇宙射线、紫外线、闪电、火山喷发释放的能量等等1953年美国生物学家米勒的模拟原始大气产生有机物的实验： 思考： 米勒的实验试图向人