Биология 11
класс
Урок № 4
Тема урока: Предпосылки
появления
жизни на Земле
Основное содержание урока: Предпосылки
возникновения жизни на Земле: космические и планетарные предпосылки.
Демонстрация схемы
этапов формирования планетарных систем.
Цели урока :Продолжение реализации целей,
поставленных на предыдущих уроках.
Установление межпредметных связей с уроками астрономии и физики,
географии
Оборудование : Стенная таблица « Формирование
Солнечной системы по Шмидту»
ЭУ Природа Земли на ранних этапах ее
формирования
Ход урока
I. Организационный момент :
II.Проверка усвоения материала и активизация знаний по предыдущей теме :
Опрос по предыдущей теме.
Сообщение учащихся по индивидуальному заданию
III. Изучение нового материала :
А как возникла Земля? Современная космология связывает происхождение
Вселенной с «Большим взрывом»
Сообщение учащегося: Действительно, некоторые факты подтверждают идею
большого взрыва, согласно которой, около 15 млрд. лет назад произошёл
чудовищной силы взрыв, породивший известную нам Вселенную. В соответствии с
концепцией О.Ю. Шмидта около 6 млрд. лет назад из газово-пылевого облака
образовалось Солнце. Из оставшейся части облака, вращающейся вокруг Солнца,
сформировались планеты Солнечной системы, в числе которых была и Земля. Самым
древним из обнаруженных горных пород 4,6 млрд. лет. В слоях моложе 3,8 млрд.
лет обнаружены продукты распада хлорофилла и других пигментов, а возрастом 3,2
млрд. лет датируются первые достоверные находки микроорганизмов. Можно заключить,
что жизнь возникла в период между 4-3 млрд. лет. Какие условия являются
необходимыми и достаточными для её возникновения? Первоначально Земля была
холодной, но благодаря распаду радиоактивных элементов она разогрелась, а
температура в её недрах достигла 1000ºС, в результате чего твёрдые породы
начали плавиться и распределились следующим образом: в центре – самые тяжёлые,
а на поверхности – самые лёгкие. Под влиянием высокой температуры вещества
вступали в химические реакции. Активно действовали вулканы, выбрасывая на
поверхность планеты из её недр огромное количество неорганических веществ. В
результате дегазации планетарных недр образовалась атмосфера, которая состояла
из паров воды, углекислого газа, азота, окислов серы. Свободный кислород,
который выделялся из мантии, быстро расходовался на процессы окисления.
Затем наступил период охлаждения планеты. Температура на поверхности
Земли снизилась до 100ºС, началась конденсация водяного пара в атмосфере,
прошли проливные дожди, продолжавшиеся тысячелетия и сопровождающиеся грозами.
Горячая вода заполняла впадины земной поверхности. В ней растворялись вещества,
содержащиеся в земной коре и атмосфере, вступали в химические реакции. Когда
Земля остыла настолько, что водяные пары сгустились и образовали первичный
океан, многие соединения, в том числе и органические, оказались растворёнными в
водах этого океана. Таким образом, на планете в то время сложился уникальный,
неповторимый комплекс условий. Поверхность Земли, вероятно, ещё не совсем
остыла, но и не была излишне накалена, отсутствие озонного экрана
способствовало неограниченному поступлению на поверхность планеты
ультрафиолетового излучения, что способствовало образованию органических
веществ.
Водород, азот, кислород, фосфор (так называемые биогенные элементы –
почему?) широко распространились в космосе и имели большую возможность
реагировать между собой с образованием простейших неорганических соединений.
Этому способствовало наличие энергии в космосе в виде электромагнитного
излучения и тепла, испускаемого звездами.
Преобладание водорода, кислорода, азота и фосфора в живых системах не
случайно: водород – хороший восстановитель, легко образует с кислородом и
азотом водородные связи, имеющие большое значение в образовании биологических
структур и для процессов жизнедеятельности. Кислород обладает большой
окислительной активностью, а для фосфора характерно образование макроэргических
связей (АТФ), в которых запасается энергия при химических реакциях.
3-й этап химической эволюции. Образование простейших органических
соединений. Связан со специфической валентностью углерода – главного носителя
органической жизни, его специфичностью к соединению почти со всеми элементами,
к образованию цепей, циклов, с его каталитической активностью и другими
свойствами.
Простейшие органические молекулы широко распространены в межзвездной
среде.
Запишите возможные генетические цепочки, исходя из схемы.
Задание 2. Для превращения) укажите условия протекания реакций,
запишите уравнения реакций по схеме:
С – СаС2 – С2Н2 – С2Н4 – С2Н3ОН – СН3СОН – СН3СООН – СН2Сl – СООН – NН2
– СН2 – СООН – дицептид
Выступление учащихся с сообщениями о происхождении Земли и атмосферы
Сообщение учащегося.
Большинство ученых считают, что земля и другие планеты Солнечной
системы возникли при конденсации космического вещества из первичного
протопланетного, т.е. газопылевого, облака. С тех пор, вследствие выпадения
космической пыли и метеоритов, масса Земли увеличилась. Этот процесс незаметно
идет и сейчас. Постепенно уплотнение первичного холодного пылевого облака
привело к вторичному разогреванию.
Вторичное охлаждение поверхностных слоев протопланеты обусловило
образование твердой оболочки земной коры. Начало образования коры относится к
периоду, отстоящему от современности на 4 – 4,5 млрд. лет. Уже в этот период
существовала первичная атмосфера Земли: это пары Н2О, СН4, NН3, СО2, Н2, и к
ним примешивались инертные газы: Аr, Хе, Кr, Не и выделяющиеся при
вулканических извержениях газообразные – Н2S , НF , НСl и другие.
Однако в этот период масса Земли была незначительна, и легкие газы (Н2
и Не) ушли в мировое пространство, а О2 – незамедлительно расходовался на
процессы окисления элементов, образовавших нашу планету. Таким образов
первичная атмосфера протопланеты была утеряна.
Постепенно газы, вовлеченные во внутренние слои Земли, начали
выделяться, и благодаря им образовалась вторичная, собственно земная атмосфера.
В состав вторичной атмосферы нашей планеты входили: СН4, NН3, СО2, Н2,
водяные пары. Однако не было кислорода в атмосфере Земли и азота – важнейших
составных современной атмосферы, которая состоит из N2, О2, СО2, Н2О, Аr, Н2.
Таблица о составе первичной, вторичной и современной атмосфер.
(Кочкарова Зарета)
Естественно предположить, что жизнь возникла в водной среде (так как
сходен солевой состав клетки и воды древнего океана). Наиболее благоприятны
были районы прибрежных морей и океанов – здесь на тсыке моря, суши и воздуха
создавались условия для образования сложных органических веществ и
возникновения жизни.
Когда началось частичное охлаждение планеты, последняя часто
вспучивалась от взрывов. Сотрясавших ее недра. В разных местах образовались
кратеры, из них изливалась раскаленная лава и извергались газы, что привело к
образованию гор и глубоководных впадин. Когда температура на поверхности Земли
стала ниже 100°С, - начались проливные дожди. Они шли день и ночь в течение
тысячелетий, вода наполняла впадины на земной поверхности, образуя моря и
океаны. В горячей воде, как известно, растворяются: NН3, СО2, СН4, НСN из
атмосферы, а также соли и другие вещества, вымываемые из поверхностных слоев
Земли.
В то далекое время Солнце светило ярче, излучение представляло собой
мощный источник энергии. Ультрафиолетовые лучи прямо попадали на Землю, так как
не было еще озонового экрана. Грозы в то время были часты и необычны по своей
силе, и в поверхность Земли то и дело ударяли молнии. В таких условиях между
веществами, растворенными в первобытном океане, неизбежно должны были
происходить химические реакции, в результате которых могли образоваться
органические вещества (соединения): спирты, мочевина, альдегиды, уксусная и
муравьиная кислоты, сахароза, глюкоза, аминокислоты – глицин, аланин.
IV.Закрепление :
Продолжить заполнение таблицы См. предыдущие уроки
V. Задание на дом :
Изучение материала учебника
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.