Урок по биологии , I- курс обучения, по программе СПО на тему: «Происхождение жизни на Земле.», заседание ученого совета - ролевая игра. Н.Е. Милицкова преподаватель первой кв. категории ГАОУ СПО «Чистопольский политехнический колледж»
ЦЕЛИ УРОКА:
Познакомить обучающихся с современными взглядами на происхождение жизни.
Сформировать научный, критический подход к философским проблемам.
Учить их избавляться от доктринерства и догматизма в суждениях.
Активизировать мыслительные процессы обучающихся, применяя активные методы обучения: дискуссии, сравнение, самостоятельное изложение научных гипотез, опорных сигналов.
Прививать терпимость к людям инакомыслящим, уважать их менталитет.
ПЛАН УРОКА:
1 Организационный момент.
Введение в тему.
Изучение нового материала.
Закрепление.
5 Итог
ОБОРУДОВАНИЕ:
Плакат «Определением жизни по Волькенштейну».
Таблица «Основные теории возникновения жизни»
Таблица «Абиогенез»
Таблица «Биогенез».
5 Таблица «Витализм» (определение).
Таблица «Опыт Пастера».
7 Таблица «Гипотеза Опарина».
Таблица «Теория биопоэза (Дж. Бернала)».
Таблица «Опыт Миллера».
ХОД УРОКА:
На стене - плакат «Определение жизни». За двумя столами лицом к классу сидят консультанты по вопросам происхождения жизни – обучающиеся I- курса обучения.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
Меняя каждый миг свой облик прихотливый Капризна, как дитя
и призрачна, как дым Кипит повсюду жизнь в тревоге суетливой, Великое смешав с ничтожным и смешным.
Наш урок посвящен проблемам возникновения жизни на Земле. На прошлом урюке мы говорили о том, что такое жизнь. Какое определение жизни дал Энгельс?
ОБУЧ-СЯ:
Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка.
(Ф ЭНГЕЛЬС. Диалектика природы).
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
Какое определение жизни по академику Волькенштейну?
ОБУЧ-СЯ:
отвечает по таблице.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
Каковы глобальные свойства живого?
ОБУЧ-СЯ:
Самообновление, саморегуляция, самовоспроизведение.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
Какие атрибуты жизни обуславливаются этими свойствами?
ОБУЧ-СЯ:
Рост, развитие и др. св-ва.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
Сегодня мы поговорим о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Точного ответа на этот вопрос нет у человечества. Существуют гипотезы происхождения жизни, с которыми мы сегодня познакомимся. Они соответствуют сегодняшний взглядам (эти взгляды с расширением познаваемого постоянно меняются).
НА ДОСКЕ:
таблица «Современные теории происхождения жизни» (Т. I)
ОБУЧ-СЯ: записывают тему урока.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
На следующем уроке будет проверка знаний (тестированный контроль) по этой проблеме.
На все вопросы по этой теме вы должны знать ответ. В этом нам помогут консультанты, изучившие подробно различные теории возникновения жизни. Прошу вас конспектировать главное, что они говорят и то, что на таблицах (термины и определения). Консультант по богословским вопро-сам изложит взгляд на происхождение жизни с позиций верующих людей.
ОБУЧ-СЯ: (КОНСУЛЬТАНТ - БОГОСЛОВ) излагает сущность теории креационизма. СУЩНОСТЬ ТЕОРИИ КРЕАЦИОНИЗМА:
Согласно этой теории жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных учений.
Хотя все христиане признают, что Библия - это завет Господа людям, по вопросу о «длине дня», упоминающегося в книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за 6 дней продолжительностью 24 часа. Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерца¬ние и божественное откровение. Другие верующие не относятся к Библии, Корану и другим Писаниям как к научным книгам и считают, что в книге Бытия изложено в понятной для людей форме теологическое откровение о сотворении всех существ Творцом. Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру. Вера признает вещи без доказательств. Это означает, что логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением сотворения мира, так как эти две сферы мышления взаимно исключают одна другую. Для ученого научная истина всегда содержит элемент гипотезы, но для верующего истина абсолютна. Процесс божественного сотворения мира недоступен для наблюдения. Так как наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, то она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни опровергнуть эту концепцию.
Частные законы материального мира можно исследовать, забыв о его Творце. Но любые теории и обобщения серьезного уровня часто приводят к идее Абсолюта (Бога), стоящего над миром. Свидетельство тому - отнюдь не атеисгические воззрения крупнейших ученых. Священное Писание свидетельствует о необходимости познания премудрости Творца через созерцание дел рук Его. Макс План, например, говорил, что для любого ученого в конце всех его построений и рассуждений окажется Бог, для богослова же Господь будет в начале и основе рассуждений. УЧИТЕЛЬ:
Если мы возьмем теорию самозарождения, то нам нужно будет обратиться за консультацией к историку.
ОБУЧ-СЯ: (КОНСУЛЬТАНТ - ИСТОРИК):
В основе всех гипотез возникновения жизни лежит или теория абиогенеза (возникновения живого от неживой природы) или биогенеза (живое может порождаться только живыми организмами). сам изложит взгляд на происхождение жизни с позиций верующих людей.
ОБУЧ-СЯ: (КОНСУЛЬТАНТ - БОГОСЛОВ) излагает сущность теории креационизма. СУЩНОСТЬ ТЕОРИИ КРЕАЦИОНИЗМА:
Согласно этой теории жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных учений.
Хотя все христиане признают, что Библия - это завет Господа людям, по вопросу о «длине дня», упоминающегося в книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за 6 дней продолжительностью 24 часа. Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерцание и божественное откровение. Другие верующие не относятся к Библии, Корану и другим Писаниям как к научным книгам и считают, что в книге Бытия изложено в понятной для людей форме теологическое откровение о сотворении всех существ Творцом. Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру. Вера признает вещи без доказательств. Это означает, что логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением сотворения мира, так как эти две сферы мышления взаимно исключают одна другую. Для ученого научная истина всегда содержит элемент гипотезы, но для верующего истина абсолютна. Процесс божественного сотворения мира недоступен для наблюдения. Так как наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, то она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни опровергнуть эту концепцию.
Частные законы материального мира можно исследовать, забыв о его Творце. Но любые теории и обобщения серьезного уровня часто приводят к идее Абсолюта (Бога), стоящего над миром. Свидетельство тому - отнюдь не атеисгические воззрения крупнейших ученых. Священное Писание свидетельствует о необходимости познания премудрости Творца через созерцание дел рук Его. Макс План, например, говорил, что для любого ученого в конце всех его построений и рассуждений окажется Бог, для богослова же Господь будет в начале и основе рассуждений.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
Если мы возьмем теорию самозарождения, то нам нужно будет обратиться за консультацией к историку.
ОБУЧ-СЯ: (КОНСУЛЬТАНТ - ИСТОРИК): В основе всех гипотез возникновения жизни лежит или теория абиоге¬неза (возникновения живого от неживой природы) или биогенеза (живое может порождаться только живыми организмами). НА ДОСКЕ:
на одной половине - таблица «Биогенез» определение, фамилии ученых, придерживающихся этих взглядов; на другой половине доски - таблица «Абиогенез» -определение, фамилии сторонников теории.
ОБУЧ-СЯ: (КОНСУЛЬТАНТ-ИСТОРИК): Давайте заглянем в глубины веков и посмотрим, какие доводы приводили и те, и другие. Я попрошу это сделать своих помощников, они воссоздадут атмосферу того времени.
ВЫХОДЯТ 4 студента и становятся по сторонам от доски: ведущий и «Франческо Реди» - по одну сторону, «Аристотель» и «Парацельс» - по другую.
ВЕДУЩИЙ: Аристотель без сомненья Признавал идею самозарожденья.
АРИСТОТЕЛЬ:
Все едино в природе: земля и трава, Человек и песок, камень и дерева. Вот мы видим: в реке чуть колышется ил: Он из толщи своей червяков сотворил. И цветок зародился в земле сам собой А умрет он - и тут же возникнет другой. Мир живой с неживым в единенье одном, И живому легко возникать в неживом. ВЕДУЩИЙ:
Бытовало убежденье и в средние века, Что идея самозарожденья к истине близка. ПАРАЦЕЛЬС:
Мне удалось однажды гомункулюса сделать Тот человечек каждым получен может быть: Достаточно взять тыкву и кровь от человека И кое-что другое внутрь тыквы поместить. И ровно в полнолуние гомункулюс появится Он зародится сам собой из этих вот веществ. А если не получится, и опыт ваш провалится, То значит, вы пропорции не выдержали все. ВЕДУЩИЙ:
Но были далеко не все Согласны с самозарождением. Франческо Реди подтвердил Совсем другое убежденье.
ФРАНЧЕСКО РЕДИ:
Я взял четыре больших сосуда И поместил в один - змею, В другой и третий - дохлую рыбу, В четвертый же - телятину свою. Я плотно закрыл их и запечатал И то же самое проделал опять. Но эти другие четыре сосуда Оставил на воздухе я стоять. В сосуды мухи влетали и кружились И вскоре увидел я, что в них На рыбе и мясе червячки закопошились, В сосудах закрытых не было их. Так я доказал правоту убежденья, Что животные только животным Обязаны своим рожденьем.
ОБУЧ-СЯ: (КОНСУЛЬТАНТ-ИСТОРИК):
После открытия Антоном ван Левенгуком простейших организмов спор между сторонниками биогенеза и абиогенеза усилился.
На ДОСКЕ ТЕРМИН:
«Витализм» - совокупность идеалистических учений в биологии, объясняющих жизненные явления действием присущего в организмах, особого - нематериального начала - «жизненной силы».
ОБУЧ-СЯ: (КОНСУЛЬТАНТ-ИСТОРИК);
В1775 году Тереховский (Петербург) поставил опыт на мясном бульоне: в прокипяченном, запаянном в колбе бульоне нет гниения, а в незапаян- ной колбе бульон загнивает. Тереховскому возражали, что для самозарождения жизни необходим свежий воздух.
Луи Пастер в 1860 году видоизменил опыт Тереховскош: использовал колбу с 8 - образным горлышком. Микробы оседали в колене горлышка и бульон оставался стерильным. Если колено омывали бульоном, он загнивал.
На основании опытов Пастера были созданы
а) Методы стерилизации.
б) Учение об асептике и антисептике.
в) Консервная промышленность.
НА ДОСКЕ:
Таблица «Опыт Пастера».
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
После того, как Пастер показал, что живое не может произойти от неживого, стала популярной теория стационарного состояния.
ОБУЧ-СЯ:
Согласно теории стационарного состояния Земля никогда не возникала, а существовала вечно, она всегда способна тюддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало, виды тоже существовали всегда. Сторонники этой теории приводят в качестве доказательства латимерию. По палеонтологическим данным кистеперые вымерли в конце мелового периода, 70 млн. лет назад. Однако в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Большая часть доводов в пользу этой теории связана с такими неясными аспектами эволюции, как значение разрывов в палеонтологической летописи, и она наиболее подробно разработана именно в этом направлении.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
С теорией стационарного состояния перекликается теория вечности жизни. Её высказывал Аррениус. Она получшщ название теории панспермии (греч. «пан» - все, «сперма» - семя). Я попрошу изложить сущность этой теории наших консультантов.
ОБУЧ-СЯ:
Согласно теории панспермии жизнь могла возникнуть один или несколько раз в разное время и в разных частях галактики или вселенной. Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО. Жизнь связана с космосом по атомному составу. Споры жизни рассеяны в космосе. На Землю они попадают с космической пылью, 250 тонн в сутки падает на Землю. Скорост ь спор в космосе большая за счет солнечного ветра (вещество, летящее от Солнца, рожденное термоядерными взрывами). В метеоритах были обнаружены углеводороды, углеводы, пурины, пирими- дины, аминокислоты, т.е. соединения, составляющие основу живого вещества. Этой гипотезы придерживался Вернадский, который писал о «всюдности жизни».
Доводы противников этой теории такие.
а) Споры погибнут к космосе от радиации.
б) Споры все равно должны были где-нибудь возникнуть.
в) Эта теория не может объяснить, например, единого генетического кода для всех живых организмов на Земле.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
И наконец, мы разберем теорию биохимической эволюции, ксггорой придерживается большинство биологов.
ОБУЧ-СЯ:
Появлению жизни на Земле и эволюции живых организмов предшествовала длительная эволюция химических соединений. Большой вклад в решение этих вопросов внесли труды советского биолога А.И. Опарина Впервые эта теория была высказана в 1924 году, далее она непрерывно соершенствовалась, Жизнь возникла на Земле в результате закономерного перехода химической формы движения в биологическую.
В становлении жизни на Земле можно различить 4 этапа.
1. Неорганический (абиогенный) синтез малых молекул органических соединений.
2. Абиогенный синтез крупных органических молекул (биополимеров).
3. Образование физико-химических систем (коацерватов) и мембран.
4. Возникновение метаболизма и появление самовоспроизводящихся молекул.
Первый этап был возможен благодаря образованию простейших органических веществ абиогенно (абиогенное возникновение биологических мономеров). Доказательством того, что этот процесс осуществляется во вселенной без участия живых организмов, является обнаружение соединений углерода на ряде планет Солнечной системы, в атмосфере ряда звезд, в метеоритах, в которых не удалось установить никаких следов живых существ. Экспериментально также показана возможность синтеза углеводородов при наличии комплекса физических и химических условий (температуры, давления, элекгрического поля и т.д.). Это дает основание полагать, цто на Земле уже на начальных этапах существования присутствовали простейшие углеводороды, а также соединения, содержащие азот.
Второй этап связан с дальнейшим образованием более сложных химических соединений. Эти процессы шли в среде, бедной кислородом. Первичная атмосфера Земли: Н20, С02, СО, Н28, МН3, СН, СНМ (Водород, аммиак, пары воды). Под влиянием ультрафиолетового излучения Солнца вода разлагалась. Образовавшийся кислород вступал в химические соединения. КН3 — К,. Солнечное излучение, электрические разряды при грозах, температура вулканических извержений способствовали интенсивному химическому синтезу углеводы — спирты и органические кислоты. Вместе с дождем эти вещества выпадали на Землю.
НА ДОСКЕ:
Таблица опорных сигналов.
ОБУЧ-СЯ: записывают то, что изображено на таблице.
I ОППОНЕНТ излагает доказательства биохимической эволюции, опираясь на опыты Миллера, Фокса.
II. ОППОНЕНТ: Хотя много работ ведется учеными всего мира в направлении получения экспериментальных доказательств биохимической эволюции, есть много неясного и в этой теории:
а) Пока никому не удалось смоделировать жизнь на IV этапе, то есть получить экспериментально самовоспроизводящуюся систему.
б) Эта гипотеза не дает объяснения существования на Земле единого генетического кода, всей сложности передачи наследственных свойств, строгого соответствия ДНК, РНК и синтезируемых ими белков. Поэтому она не может быть принята абсолютно всеми.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ:
Мы рассмотрели основные гипотезы возникновения жизни. Повторим, в чем они выражаются. Проверьте свои записи.
ОБУЧ-СЯ: называют сущность каждой теории, почему она возникла, сильные и слабые стороны.
УЧИТЕЛЬ:
Каждый человек на Земле, задумывающийся над проблемой возникновения жизни, обычно придерживается какой-либо одной теории. Но это не значит, что они противоречат друг другу. Некоторые люди выстраивают свои концепции ВОЗНИКНОВЕНИЯ жизни, объединяя существующие теории. Это может быть выражено схемой.
ОБУЧ-СЯ: смотрят на схему «Соотношение основных теорий происхождения жизни».
УЧИТЕЛЬ:
Конечно, дать обстоятельный ответ на вопрос о происхождении жизни на Земле мы не можем.
Но мы должны признаться честно: В чем жизни суть нам неизвестно, Хоть подчиняется она Вполне описанным законам.. О, сколько надо знать еще нам, Чтоб кладезь вычерпать до дна..
Для того, чтобы узнать больше, вы можете прочитать эти книги. На следующем уроке - проверка знаний о происхождении жизни по тестовой системе.
УРОК заканчивается знакомством обучающихся с книгами о происхождении жизни на Земле, и заданием на дом.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица I. Теории возникновения жизни на Земле
1. Креационизм - жизнь была создана сверхестественным существом в определенное время.
2. Самопроизвольное зарождение - жизнь возникла неодократно из неживого вещества.
3. Теория Стационарного состояния - жизнь существовала всегда.
4. Теория Панспермии - жизнь занесена на Землю извне.
5. Биохимическая эволюция - жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам.
Таблица II.
АБИОГЕНЕЗ
1. Явление непосредственного создания живого организма из мертвой, косной материи
2. Возникновение живого из неживого в процессе эволюции
3. Образование органических соединений, характерных для живой природы, вне организмов и без участия ферментов в результате химических реакций между неорганическими веществами.
Таблица III.
БИОГЕНЕЗ
Учение, принцпиально отрицающее возможность появления живого из неживой материи и утверждающее, что живые существа происходят только от себе подобных.
Процесс возникновения живого в процессе эволюции.
Образование органических соединений живыми организмами.
Таблица IV.
В И Т А Л И 3 М
совокупность идеалистических течений, объясняющих жизненные явления присутствием в организмах нематериальной «жизненной силы».
Таблица V.
Опыт Пастера
1. Методы стерилизации
2. Учение об асептике и антисептике
3. Консервная промышленность
Таблица VI.
Теория биохимической эволюции
1924 г. - А.И. Опарин
1929 г. - Дж. Холдейн
1947 г. - Дж. Бернал Этапы возникновения жизни.
I Неорганический (абиогенный) синтез малых молекул органических соединений
П. Абиогенный синтез крупных органических молекул (биополимеров)
III. Образование физико-химических систем (коацерватов) и мембран
Свойства живого
1. Могут поглощать некоторые вещества (питание)
2. При этом увеличиваются в размерах (рост)
3. В результате хим. реакций некоторые вещества переходят во внешн. р-р (выделение)
4.Некоторые капли разрушаются, другие выжи- обновление соста- вают (естественный отбор)
5. При встряхивании коацерваты дробятся (размножение)
Свойства неживого
1. Нет воспроизводства одних и тех же молекул в матричном синтезе.
2. Отсутствует самообновление состава.
IV. Возникновение метаболизма и появление самовоспроизводящихся молекул.