Урок на тему "Гіпотези виникнення життя на Землі. Періодизація еволюційних явищ."

Тема: Гіпотези виникнення життя на Землі. Періодизація еволюційних явищ.

Мета:

навчальна – почати вивчення основних особливостей історичного розвитку життя на планеті Землі; сформувати знання про основні гіпотези та теорії походження життя на Землі; аналізувати положення гіпотез; розкрити значення гіпотез та теорій про походження життя; засвоїти нові знання про походження життя на Землі; розглянути періодизацію еволюційних явищ; продовжити вивчення еволюційного вчення;

розвиваюча – розвивати інтерес до історії рідної планети, навички самоконтролю, уміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки;

виховна – формувати природоохоронну компетентність, виховувати бережливе ставлення до навколишнього середовища, культуру мислення, почуття колективізму, екологічну культуру;

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Технології: ділова гра  «Аукціон».

Міжпредметні зв’язки: історія, географія, хімія, фізика.

Обладнання: ТЗН (комп’ютер, проектор), підручники, презентація «Ділова гра-Аукціон», відеофрагменти: «Гіпотеза панспермії: Тихоходки», «Історія життя за 6 хвилин», аудіозапис «Класична музика».

Основні поняття і терміни: гіпотеза, життя, матерія, самозародження, панспермія, стаціонарний стан, абіогенез, біогенез, коацервати.

Література:

1. Межжерін С. В. Біологія : підручн. для 11 кл. загальноосвітн. навч. закл. / С. В. Межжерін, Я. А. Межжеріна. - К. : Освіта, 2011. - 336 с.(с.268-300).

2. Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підруч. Для серед.загальноосвіт.начв. закл. / М.Є. Кучеренко, Ю.Г. Вервес, В.М. Войцьцький. – К . : Генеза, 2001. – 272с. (с.234-250).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ХІД ЗАНЯТТЯ

І Організаційний етап.

Грає приємна мелодія «аудіо-запис №1».

Я вітаю всіх на сьогоднішньому уроці. Скажіть як ваш настрій?

Хочу побажати вам отримати від сьогоднішнього заняття якнайбільше позитивних емоцій та гарного настрою.

Тому сідайте за свої парти, діставайте свої зошити та підручники.

І ми починаємо урок.

ІІ. Активізація чуттєвого досвіду опорних знань учнів.

1. Актуалізація опорних знань та умінь

Викладач: в мене є мішечок, і в ньому заховано дуже багато таємниць та загадок. Давайте спробуємо їх розгадати.

(студенти по черзі дістають із мішечка аркуші із запитаннями і дають на них відповіді).

Запитання:

1. Що таке життя?

2. Назвати рівні організації живої матерії.

3. Властивості живої матерії.

4. Еволюція це…

5. Назвати етапи становлення еволюційного вчення.

6. Назвати фактори еволюції.

7. Природний добір…

8. Що таке гіпотеза?

2. Мотивація навчальної діяльності учнів.

Викладач: Сьогодні на уроці ми дізнаємось, чи могло з’явитись життя з сирого м’яса, або ж з брудної сорочки. Чи можливо життя було занесено до нашої планети сусідніми цивілізаціями?

 

ІІІ Повідомлення теми і мети

Тема: Гіпотези виникнення життя на Землі. Періодизація еволюційних явищ.

Мета:

навчальна – почати вивчення основні особливості історичного розвитку життя на планеті Землі; сформувати знання про основні гіпотези та теорії походження життя на Землі; аналізувати положення гіпотез; розкрити значення гіпотез та теорій про походження життя; засвоїти нові знання про походження життя на Землі; розглянути періодизацію еволюційних явищ; продовжити вивчення еволюційного вчення.

розвиваюча – розумові особливості: пам'ять, логічне мислення, уяву.

виховна – вміння дискутувати.

Епіграф уроку:

«Життя – це складне й важке ремесло, і треба прикласти зусилля, щоб йому навчитися». О. де Бальзак.

ІV Сприйняття та усвідомлення учнями нового матеріалу.

Випереджальне завдання: Підготувати повідомлення про гіпотези походження життя на Землі.

Викладач: В нас є студенти, які охоче взялися за цю роботу, вони активно працювали з різноманітними інформаційними джерелами. Сьогодні вони вже готові донести до вас результати своєї роботи.

Зверніть увагу на назви та положення гіпотез та теорій. Під час того, як студенти будуть презентувати своє повідомлення, ми з вами будемо заповнювати схему «Гіпотези походження життя».

(студенти презентують повідомлення «Гіпотези походження життя на Землі»)

 

Схема «Гіпотези походження життя»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Викладач: Отже ми з вами почули які існують теорії. А тепер я пропоную вам більш глибше ознайомитись із положеннями гіпотез.

Розповідь викладача з елементами бесіди

Перша гіпотеза «Креаціонізм».

Теологічні і світоглядна концепція, в рамках якої основні форми органічного світу (життя), людство, планета Земля, а також світ в цілому, розглядаються як безпосередньо створенні Богом.

Що таке теологія?

Сам термін «креаціонізм» став популярним з кінця ХІХ століття. Накопичення даних різних наук, особливо в кінці 19 століття теорії еволюції, призвело до виникнення суперечності між новими поглядами в науці і біблійної картини світу. У 1932 році у Великобританії засновано «Рух протесту проти еволюції», в цілі якого входило поширення «наукової інформації» і фактів, які доводять хибність еволюційного вчення, істинність біблійної картини світу. В США досить впливовими організаціями креаціоністів вдалося добитись тимчасової заборони на викладання еволюційної біології в публічних школах декількох штатів. Витоки креаціонізму сягають найдавніших часів безпосередньо пов’язані з міфологічними уявленнями та відповідним типом мислення. Є різні течії К., і кожна відрізняється одна від одної своїми ідеями, так наприклад християнський К. – повністю підтримую ідею створення життя Богом, а Еволюційний К. – визнає теорію еволюції, проте стверджують, що еволюція – це знаряддя Бога.

К., виступає проти макроеволюції(утворення видів за рахунок мутацій), але підтримує мікроеволюцію(адаптація до нових умов навколишнього середовища).

Отже, Креаціонізм – теологічна концепція, яка свідчить про створення життя Богом.(записуємо до схеми)

Друга гіпотеза «Самозародження».

Що таке самозародження?

Ця гіпотеза отримала своє поширення ще за Стародавнього Світу. Є відомості про те як різні живі організми з’являються з води, гнуту, бруду і гниючих залишків (Древній Китай  та індійські рукописи), єгипетські ієрогліфи. Стародавній Єгипет – вважали що жаби, змії, крокодили з’являлись із шару мулу на берегах Нілу, а у Вавилоні взагалі вважали що черв’яки самі утворюються.  Ці переконання про самозародження сприйняли філософи Давнього Риму та Греції, як щось само по собі зрозуміле.

Емпедокл «Химери»

Вважав, що перші в світі живі організми, зародились в річковому мулі під впливом внутрішнього тепла в річковому мулі під впливом внутрішнього тепла Землі. Слідом за рослинами з’являються частини тварин «голови виходили без ушей, рухались руки без ніг, очі блукали без лобів» із з’єднання яких згодом з’являлися перші тварині організми. З’єднання відбувалося: вабленні силою Любові ці частини шукали один одного і складалися в цілі живі істоти, причому з’єднання були випадкові, і утворювалися чудовиська «тварини з людськими головами, багатоголові тварини», але ці тварини були нездатні до тривалого існування і волею Ворожнечі повинні були загинути, поступившись місцем більш гармонійно влаштованим організмам.

Скажіть, вам дана гіпотеза щось нагадує? Можливо якийсь еволюційний фактор?(природний добір)

Ван – Гельмонт «Експеримент з мишами»(Абіогенез)

Вченим був проведений експеримент, в якому він за три тижні створив мишей. Для цього йому були потрібні: шафа, брудна сорочка та зерно. Активізацією початку життя вважалося – людський піт.

Франческо – Реді 1688 рік «сире м’ясо»(Біогенез)

Піддав сумніву теорію самозародження. Він показав, що життя не може з’явитися із неживого, а тільки може бути походженням із попереднього життя.

Луї Пастер 1860 рік довів, що не існує «живої сили». Своїми дослідами він показав, що бактерії всюди сущі, і що неживі матеріали, легко можуть бути зараженні живими, якщо їх не стерилізувати. Вчений кип’ятив у воді різні середовища, в яких могли б утворитися мікроорганізми. При додатковому кип’ятінні мікроорганізми і їх спори гинули. Пастер приєднав S-подібну трубку до колби. Повітря проходило через цю трубку, і спори що проходили з повітрям залишались і осідали в коліні трубки. Добре кип’яченна вода залишилася стерильною, в ній не виявлялось зародження життя, хоч і повітря та нібито «жива сила» вільно потрапляли до колби. Але цей дослід не може свідчити, що самозародження не могло відбутися мільйони років тому назад в тих умовах, адже Пастер проводив експеримент в умовах не характерних для того світу - по-перше він працював з одним типом мікроорганізмами, по – друге поживне середовище він використовував – м’ясний та дріжджовий бульйони, яких в ті часи не могло існувати в принципі.

Отже, Самозародження- гіпотеза, яка свідчить про спонтанне зародження живого із неживого. На даний час немає наукового підтвердження цієї гіпотези.(записуємо до схеми).

Третя гіпотеза – панспермія.

Ще в V столітті Анаксагор видвинув припущення, що життя виникло з «насіння», що існує завжди і скрізь. Ця ідея після довгого сну, була розбуджена в 1865 році Х.Ріхтером – він говорив що зародки життя занесенні на Землю метеоритами або космічними тілами. Сванте Арреніус в 1884 році – життя на Землі відбулося від спор рослин або мікроорганізмів, що перенесенні з інших планет. Але в той час П.Беккерель довів неможливість переносу в життєздатному стані зародків життя через космічні простори, адже там самі найжорсткіші умови. Сучасні апостоли цієї гіпотези є відомий англійський учений, лауреат Нобелівської премії Френсіс Лемент, він  із американським дослідником Ленслі Оргелом опублікували статтю «Керована панспермія» - якийсь примітивна форма життя була занесена Свідомо до нашої планети іншою цивілізацією:

• На борті космічного корабля знаходяться всі позитивні умови для існування «зачатків» живих організмів.
• Якщо припустити, що життя виникло на Землі самостійно й одночасно на різних місцях, то залишається неясним, як сформувався єдиний генетичний код.
• Присутність украй рідких елементів у зелених організмах означає, що вони мають неземне походження (Мо – у земні корі його незначна частина, але японський вчений Ф.Егані привів новий факт, що в морській воді вміст Мо в декілька разів більше Cr, а це свідчить про появу життя з первинного океану).

Викладач: Я пропоную вам переглянути відео, після перегляду, дайте відповідь на наступне питання:

Чи можливо, що життя все-таки було занесено з іншої планети?

Перегляд відеофрагменту «Тихоходка».

Викладач: Хто такі тихоходки, і чому саме вони є об’єктом дослідження прихильників гіпотези панспермії?

Отже, панспермія – життя занесено на нашу планету іншими цивілізаціями.(записуємо до схеми)

Четверта гіпотеза – теорія стаціонарного стану

Згідно цієї теорії, життя завжди існувало, види ніколи не з’являлись, а вічно існували, для них характерно тільки два шляхи – або розвиток, або загибель. Ця теорія має більш філософський або історичний інтерес, адже за сучасними технологіями визначено абсолютний вік Землі – 4,5млрд.років, а якщо він визначений то неможна говорити про вічне існування життя і Всесвіту.

Отже, С.С.- життя існує вічно. (записуємо до схеми)

П’ята гіпотеза – біохімічна або Опарін-Холдейн, або «первинний бульйон».

Існувала думка, що після того як відбувся Великий вибух, утворилися зірки та планети, їх системи. На планеті Земля не існувало життя, на ній панував морок, темнота, через відсутність озонового шару, пагубні сонячні проміння проникали на поверхню Землі, цим створюючи великі температури. Атмосфера була розрідженна, безліч грозових розрядів, на планеті були такі хімічні сполуки – аміак, водень, вуглекислий газ, метан.

В 1924 році в світ виходе стаття «Походження життя», а у 1938 році знову відновлюється інтерес до Теорії про самозародження життя. За Опаріним життя виникло в розчинах високомолекулярних сполук, які можуть мимовільно утворювати зони підвищеної концентрації, які відносно відокремлюються від зовнішнього середовища і можуть підтримувати обмін з ним – коацервати.

Етапи створення життя за Опаріним:

• Виникнення органічної речовини;
• Виникнення білка;
• Виникнення білкових тіл.

Інтегрований зв'язок з хімією

Назвіть структурні елементи, що входять до складу білка.

Найбільш аргументована теорія походження життя на Землі розроблена російським ученим О. І. Опаріним та англійським - Д. Холдейном. Вона ґрунтується на тому, що до складу первинної атмосфери входили Н₂О, СО₂, CO, H₂S, NH₃, CH₄ та інші речовини і температура її була високою. Коли температура поверхні Землі стала нижчою за 100°С, пішли зливи. Вода заповнювала западини поверхні землі, утворювались моря й океани, в яких розчинялися різні речовини атмосфери. Досить висока температура води первісного океану і значна концентрація перелічених вище сполук були сприятливими для синтезу складних високомолекулярних органічних речовин. У синтезі цих речовин важливу роль відігравали енергія електричних розрядів, ультрафіолетове випромінювання та розпечені вулканічні викиди. Первісний океан поступово наповнювався все складнішими і складнішими органічними полімерними сполуками - вуглеводами, амінокислотами, азотистими основами тощо. Із них абіогенним шляхом формувались первинні білки, нуклеїнові кислоти. Правомірність абіогенного синтезу органічних сполук підтверджена численними експериментами. Абіогенним шляхом синтезовано аденін, піримідин, рибозу, дезоксирибозу, АДФ, полісахариди і полінуклеотиди. Таким був перший етап виникнення життя на Землі. Другим етапом став процес концентрування органічних речовин у "поживному бульйоні", що супроводжувався утворенням коацерватних краплин, а далі - багатомолекулярних систем найпростішої організації - "пробіонтів", до складу яких входили поліпептидноліпоїднополінуклеотидні комплекси. Коацерватні краплини були здатні вибірково адсорбувати речовини з навколишнього середовища і за рахунок цього "рости", подрібнюватися й утворювати  "дочірні" краплини. На думку О. І. Опаріна, між коацерватними краплинами йшов добіологічний природний "добір", який був спрямований на вдосконалення молекул білків і нуклеїнових кислот, виникнення процесів матричного синтезу. В результаті такого добору утворювалися білковонуклеїноволіпоїдні системи, які характеризувалися упорядкованим обміном речовин і самовідтворенням. Тривала еволюція хімічних процесів, яку вчені розглядали як третій етап виникнення життя на Землі, спричинила перетворення окремих коацерватних краплин на перші примітивні живі істоти, які вступили в біологічний природний добір і започаткували органічний світ Землі.

Експеримент Міллер-Юрі: В закриту посудину було поміщено сполуки: аміак, вуглекислий газ, метан, водяна пара. Через них пропускали електричний струм під температурою 80 градусів Цельсія, згодом дослідники помітили, що в посудині утворилися органічні речовини.

Викладач: Ми з вами ознайомились із основними теоріями і гіпотезами про походження життя на Землі. А тепер я пропоную вам дізнатися про етапи розвитку власне життя на нашій планеті. Для цього ми з вами скористаємося геохронологічною шкалою. Скажіть що це за шкала?

Студент 1. Це послідовний ряд геохронологічних еквівалентів загальних стратиграфічних підрозділів та їх таксономічної підлеглості. Першу геохронологічну шкалу для фанерозою запропонував англійський вчений А. Холмс у 1938 році. Геохронологічна шкала неодноразово уточнювалася і перероблялася. В Україні за радянських часів ініціатором радіометричних досліджень в 1930-х роках був В. І. Вернадський. В таблиці подано сучасний варіант геохронологічної шкали.

Викладач: Я вам пропоную ознайомитися із історичними періодами та їх подіями. Давайте переглянемо відео, зверніть увагу на назви періодів, та події що характерні для них.

Перегляд відеофрагменту «Історія життя за 6 хвилин»

Випереджальне завдання: Підготувати повідомлення про історичні періоди розвитку життя на Землі.

Викладач: Студенти підготували повідомлення, і охоче допоможуть нам дізнатись про історію нашої планети. Щоб результати старання не були марними, ми з вами зафіксуємо дослідженні дані студентами, у вигляді таблиці «Періодизація еволюційних явищ».

Студенти зачитують свої повідомлення:

 

Викладач: який висновок ви можете озвучити після ознайомлення із періодами становлення життя?

Чи одразу з’явилися ссавці, птахи?

Які рослини були першими на планеті Земля?

Коли з’явилася людина розумна?

V.  Узагальнення та усвідомлення знань

Викладач: Пропоную вам зіграти в гру «Аукціон».

В якості лотів будуть виступати питання та загадки, покупцем стає та людина яка найшвидше дасть чітку, правильну відповідь.

(презентація 2)

VI. Підсумок  уроку

Викладач: Чи  зможете  ви  зараз  сказати,  яка  з  теорій  найбільше  сприйнялася  вами  і  чому?  Перед  вами  таблиця,  давайте  разом  визначимо,  яка  з  теорій  сьогодні  набула  найбільше  прихильників  і  є  переможницею.  Для  цього  ви  повинні  повідомити,  якій  з  них  ви  віддаєте  свій  голос  (на  дошці  таблиця)

№	Теорія	Бали
1	Креаціонізм
2	Гіпотеза  абіогенезу
3	Біохімічна  гіпотеза
4	Гіпотеза  панспермії
5	Гіпотеза  спонтанного  зародження  життя

 

VII Домашнє завдання

Опрацювати теоретичний матеріал підручника №1, за параграфом 44 дати відповіді на запитання (після параграфу).