Методическая разработка по биологии Теории происхождения жизни на Земле

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕНОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ «БАРАБИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Специальность 34.02.01 Сестринское дело базовой подготовки
Дисциплина «Биология»
Раздел 2. Происхождение и развитие жизни на Земле
Тема 2.2. Теории происхождения жизни на Земле
2016
Одобрена на заседании цикловой
методической комиссии
Протокол № ______ от _________
Председатель_______________________
Автор: Дъячук Л.В. – преподаватель высшей квалификационной категории
Содержание
1. Методический лист …………………………………………………….. 4
2. Примерная хронокарта занятия ……………………………………….. 7
3. Исходный материал ……………………………………………………. 8
4. Приложение 1 ……………………………………………………… 12
5. Приложение 2 ……………………………………………………… 15
6. Приложение 3.……………… …………………………………….. 16
7. Приложение 4 …………………………………………………. ….. 17
8. Список использованных источников …………………………………18МЕТОДИЧЕСКИЙ ЛИСТ
Вид занятия – комбинированный урок
Продолжительность – 90 мин.
ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ
1. Учебные цели:
- сформировать знания о предпосылках возникновения жизни на Земле, современных представлениях о возникновении жизни на Земле, гипотезах и сущности происхождения жизни.
2. Развивающие цели:
- продолжить формирование умений анализировать и оценивать различные гипотезы сущности жизни, происхождения жизни, осуществлять самостоятельный поиск информации в различных источниках, организовывать собственную деятельность, необходимую для выполнения профессиональных задач, использовать ИКТ.
3. Воспитательные цели:
- создавать содержательные и организационные условия для развития самостоятельности в добывании студентами знаний, скорости восприятия и переработки информации, культуры речи, воспитании настойчивости в достижении цели.
МОТИВАЦИЯ
Вопрос происхождения жизни на Земле — один из самых сложных вопросов современного естествознания, на который до настоящего времени нет однозначного ответа.Происхождение жизни – это обширная научная проблема. За последние
10 лет имеется огромное количество новых данных и исследований. На
сегодняшний день остаются еще нерешенные вопросы, но общая картина
того, как из неживой материи могла зародиться жизнь, очень быстро
проясняется.
Модели постепенной эволюции от неорганических соединений до первых организмов на сегодняшний день хорошо проработаны. Но история этого вопроса берёт своё начало еще со знаменитого автора теории эволюции Дарвина.
Версий возникновения всего живого на Земле придумано огромное количество. Многие из них придуманы конспирологами и лжеучеными. Но всё же основная часть теорий основана на реальных фактах и исследованиях.
Для формирования целостной картины мира необходимо чёткое понимание общебиологических вопросов, одним из которых является сущность происхождения жизни. Изучение данной темы позволит осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
Методы обучения – объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, частично – поисковый, использование ИКТ
Место проведения занятия – кабинет биологии, анатомии и генетики
человека с основами медицинской генетики.
Выписка из рабочей программыдисциплины «Биология» для специальности
34.02.01 Сестринское дело базовой подготовки
Тема 2.2.
Теории происхождения жизни на Земле Содержание учебного материала 2 Предпосылки возникновения жизни на Земле. Современные представления о возникновении жизни на Земле. Гипотезы сущности и происхождения жизни. Формирование умений анализировать и оценивать различные гипотезы сущности жизни, происхождения жизни, осуществлять самостоятельный поиск биологической информации в различных источниках. Организация собственной деятельности при подготовке сообщений. 1,2
Лабораторные работы - Практические занятия - Контрольные работы - Самостоятельная работа обучающихся: подготовка сообщения на тему «Современные представления о возникновении жизни на Земле»; работа с конспектом лекции 2 ПРИМЕРНАЯ ХРОНОКАРТА ЗАНЯТИЯ
п/№ Наименование этапа Время Цель этапа Деятельность Оснащение
преподавателя студентов -1- -2- -3- -4- -5- -6- -7-
Организационный этап 3 мин. Организация начала занятия, подготовка рабочего места студентов Отмечает отсутствующих студентов в журнале Староста называет отсутствующих студентов. Студенты приводят в соответствие внешний вид, готовят рабочие места. Журнал, тетради
Контроль знаний по предыдущей теме 20 мин. Оценка уровня сформированности знаний по теме «Многообразие живого мира» Инструктирует и проводит контроль Индивидуальный опрос Приложение 1
контрольные вопросы, проверочная работа
Мотивационный этап 2 мин. Развитие интереса к новой теме Объясняет студентам важность изучения данной темы Слушают, задают вопросы Методическая разработка теоретического занятия
Цели занятия 2 мин Установка приоритетов при изучении темы Озвучивает цели занятия Слушают, записывают в тетрадь новую тему Методическая разработка теоретического занятия, презентация
Изложение исходной информации 42 мин. Формирование знаний о предпосылках возникновения жизни на Земле, современных представлениях о возникновении жизни на Земле, гипотезах и сущности происхождения жизни. Излагает новый материал Слушают, записывают Выполнение заданий для закрепления знаний 10 мин. Закрепление знаний, формирование умений анализировать и оценивать различные гипотезы сущности жизни, происхождения жизни, осуществлять самостоятельный поиск информации в различных источниках, организовывать собственную деятельность, необходимую для выполнения профессиональных задач, использовать ИКТ. Инструктирует и контролирует выполнение заданий, обсуждает правильность ответов Выполняют задания, слушают правильные ответы, после выполнения, вносят коррективы Приложение 2
Задания для самостоятельной работы
Предварительный контроль новых знаний и проверка 11 мин. Оценка эффективности занятия и выявление недостатков в новых знаниях, воспитание настойчивости в достижении цели Инструктирует и проводит контроль Выполняют задания Приложение 3
Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов 1 мин. Формирование и закрепление знаний, развитие умения работать с учебной литературой и дополнительной при подготовке сообщений Дает задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов, инструктирует Записывают задание Приложение 4
Исходный материал
В настоящее время существует несколько теорий происхождения жизни
Теория креационизма (библейская)
Теория абиогенеза (самозарождения)
Теория стационарного состояния
Теория панспермии (космогенная)
Теория биопоэзаБиблейская теория
Жизнь на Земле появилась благодаря божественному провидению, т.е. создана Богом. Сторонником этой гипотезы называют креационистами.
Теория абиогенеза
Сторонники теории считали, что некоторые простые организмы могут самозарождаться из неживой материи (растения возникают из земли, рыбы из ила). В средние века была широко распространена легенда о «гусином» дереве, из его плодов зарождаются гуси, утки, поэтому это мясо относилось к постной, растительной пище.
Даже считалось, что можно получить маленького человечка – при смешивании и нагревании различных веществ. Сторонников этой теории называли в 18 веке виталистами (они считали, что существует жизненная сила, которой можно оживить неживой предмет). У данной теории появились противники, первым против этой теории вступил Ф. Реди, он поставил опыт и доказал, что живое возникает из живого. Поместил гнилое мясо в закрытый горшок, через несколько дней мясо сгнило, а личинки мух не появились – противники посчитали, что это произошло из-за того, что в горшок не проходил воздух. Реди изменил эксперимент – взял несколько сосудов открытых, а один прикрыл марлей, и личинки были обнаружены только в открытых сосудах.
В 1860 г. Луи Пастер доказал невозможность самозарождения жизни. Опыт: использовал мясной бульон, который служил хорошей питательной средой для микроорганизмов. Он тщательно прокипятил бульон в незапаянной колбе с изогнутым горлышком, которое служило ловушкой для микроорганизмов, они не попадали в колбу, через несколько дней признаков жизни в колбе обнаружено не было.
Теория стационарного состояния
Земля и жизнь существуют всегда, виды изменяются только по численности. Доказательства этой теории – остатки растений и животных (динозавры, мамонты).
Космогенная теория
Метеориты и солнечный ветер переносят микроорганизмы и споры с других планет на Землю и дают начало жизни. Доказательства – остатки метеоритов, содержащих органические вещества, наскальные рисунки ракет, космонавтов.
Теория биопоэзаБиопоэз – процесс возникновения живого из неживого в эволюции Земли при наличии благоприятных условий. Его можно рассматривать как сумму планетарной (геологической), химической (абиотической) и биологической эволюций. При определённых условиях этот процесс возможен на любой планете.
Планетарная (геологическая теория) эволюции подразделяется на процессы образования земной коры, атмосферы, гидросферы или первичного океана. Земля образовалась около 4,7 млрд. лет назад из газопылевого облака. В результате сил притяжения оно концентрировалось, разогревалось, на поверхности остывало, образуя земную кору. Образование атмосферы шло в 3 этапа: первичная атмосфера состояла из лёгких газов – гелия, водорода, азота и паров воды; вторичная атмосфера сформировалась в процессе активной вулканической деятельности и состояла из гелия, водорода, азота, паров воды, углекислого газа, угарного газа, метана и аммиака. Третичная атмосфера отличалась наличием кислорода и формированием озонового слоя, защищающего всё живое от жёсткого уф излучения.
Гидросфера образовалась в результате конденсации паров воды на остывшей земной поверхности.
В химической (абиотической эволюции) выделяют этапы возникновения биологических мономеров и образование биологических полимеров. Первые образовались из неорганических веществ при очень жёстких условиях: высокой температуре, электрических разрядах, воздействии ударных волн, жёстком УФ излучении и в бескислородной атмосфере.
Доказательство – эксперименты по синтезу органических веществ в искусственных условиях. Существует несколько гипотез образования органических веществ.
Кооцерватная гипотеза – в процессе химического синтеза при отсутствии кислорода за счёт энергии электрических разрядов образовались мономеры белков – аминокислоты, которые растворялись в первичном океане, по мере увеличения их концентрации они начали взаимодействовать между собой, образовались белковые молекулы. Белковые молекулы окружали молекулы воды, образуя водные оболочки, формируя кооцерватные капли.
Кооцервация – это процесс самопроизвольного расслоения жидкости на фазы с разной концентрацией. Кооцерватные капли объединяются, избирательно поглощают вещества и формируют примитивные мембраны из липидов.
Гипотеза первичного бульона Холдейна (1929)
Процесс химического синтеза биологических мономеров происходил в бескислородной среде за счёт энергии солнечной радиации. Мономеры растворялись в первичном океане, формируя первичный бульон. В концентрированном первичном бульоне образовывались биополимеры и возникали зачатки жизни.
Генетическая теория Миллера
Первыми органическими веществами, созданными химическим путём, были нуклеиновые кислоты, на основе которых синтезировались белки.
В биологической эволюции выделяют этапы:
Возникновение первичных организмов (пробионтов)
Увеличение разнообразия пробионтов и совершенствование их обмена веществ
Появление эукариотов и многоклеточностиОсвоение разных сред обитания живыми организмами, появление человека
Первыми пробионтами, возможно, являлись кооцерватные капли Опарина и микросферы Фокса.
Микросферы Фокса были получены экспериментально. При нагревании смеси аминокислот до 100 градусов на куске лавы учёный получил полимер и назвал его протеиноидом. Это вещество на поверхности глинозёмов образовывало микросферы, которые характеризовались наличием 2 мембран и способностью к делению.
Эволюция пробионтовПервые пробионты дали начало доядерным организмам, которые были анаэробами. Они питались готовыми органическими веществами, которые поглощали из первичного бульона. Энергию получали за счёт процесса брожения. Истощение бульона привело к возникновению автотрофов. Следующий этап – появление организмов – аэробов.
Появление эукариотических клеток объясняют 2 теории – эндомембран, эндосимбиоза. Согласно первой, эукариотическая клетка образовалась в результате впячиваний внутренней мембраны, из которой сформировались органеллы клетки, согласно второй, клетка – это результат симбиоза двух или более прокариотических клеток.
Приложение 1
Контрольные вопросы по теме
Вирусы, их характеристика
Уровни организации жизни
Основные свойства живых организмов
Критерии оценки за устный опрос (контрольные вопросы):
Оценка "5" ставится, если обучающийся: показывает глубокое и полное знание и понимание материала; полное понимание сущности рассматриваемых понятий, явлений и закономерностей, теорий, взаимосвязей; умеет составить полный и правильный ответ; правильно и обстоятельно отвечает на дополнительные вопросы; допускает не более одного недочёта, который легко исправляет.
Оценка "4" ставится, если обучающийся: показывает знание всего изученного материала; даёт полный и правильный ответ; допускает незначительные ошибки и недочёты; небольшие неточности в формулировке понятий; материал излагает в логической последовательности, допуская негрубую ошибку или два недочёта, которые может исправить.
Оценка "3" ставится, если обучающийся: излагает материал фрагментарно; не всегда последовательно, допускает ошибки при формулировке выводов, ошибки при определении понятий; отвечает неполно на вопросы преподавателя.
Оценка "2" ставится, если обучающийся: не раскрывает основное содержание материала; не делает выводов и обобщений; допускает более двух грубых ошибок, которые не может исправить даже при помощи преподавателя.
Проверочная работа по теме «Многообразие живых организмов»
1 вариант
Вирусы, особенности организации
Дать определения понятиям: клетка, популяция.
Приведите примеры эукариотов и прокариотов.
2 вариант
Отличие простых вирусов от сложных.
Дать определения понятиям: ткань, орган.
Состав органоидов прокариотов и эукариотов.
3 вариант
Размножение вирусов.
Дать определение понятиям: биогеоценоз, организм.
Отличие цитоплазмы прокариотов от цитоплазмы эукариотов.
4 вариант
1. Бактериофаг, особенности строения.
Дать определение понятиям: биосфера, ткань.
Отличие ДНК прокариотов и эукариотов.
Эталоны ответов
1 вариант
1. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, которую называют капсидом. У некоторых вирусов (например, герпеса или гриппа) есть еще и дополнительная липопротеидная оболочка, возникающая из плазматической мембраны клетки хозяина.
2. Клетка – это биологическая система взаимосвязанных элементов, ограниченная мембраной, состоящая из цитоплазмы и ядра, способная к самовоспроизведения и саморегуляции. Популяция – группа особей одного вида, занимающая определённую территорию.
3. Эукариоты – растения и животные, прокариоты – бактерии.
2 вариант
1. Сложные вирусы кроме белковой оболочки имеют ещё липопротеидную оболочку.
2. Ткань – группа клеток одинаковых по строению и выполняемым функциям. Орган – часть тела, имеющая определённую форму и выполняющая определённую функцию.
3. У прокариотов органелл меньше, имеются многочисленные рибосомы, у эукариотов имеются: ЭПС, комплекс Гольджи, рибосомы, митохондрии, лизосомы, клеточный центр и т.д.
3 вариант
1. Вирусы размножаются внутри клетки хозяина, процесс протекает в несколько этапов: 1) прикрепление вируса к клетке хозяина; 2) проникновение в клетку; 3) нуклеиновая кислота вируса включается в обмен веществ клетки, в клетке начинают синтезироваться вирусная НК и вирусные белки; 4) выход вирусных частиц из клетки.
2. Биогеоценоз – исторически сложившиеся устойчивые сообщества растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы, литосферы.
Организм - живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи.
3. Цитоплазма эукариотов имеет цитоскелет, движение цитоплазмы, у прокариотов цитоскелет отсутствует, движения цитоплазмы нет.
4 вариант
1. Тело фага кишечной палочки состоит из головки, от которой отходит полый стержень, окруженный чехлом из сократительного белка. Стержень заканчивается базальной пластинкой, на которой закреплены шесть нитей. Внутри головки находится ДНК.
2. Биосфера – оболочка Земли, населённая живыми организмами. Ткань – группа клеток одинаковых по строению и выполняемым функциям.
3. У прокариотов в цитоплазме кольцевая ДНК, у эукариотов очень длинная ДНК, организованная в хромосомы и окружённая ядерной оболочкой.
Критерии оценки за проверочную работу
Оценка «5» ставится, если правильно даны 3 ответа.
Оценка «4» ставится, если правильно даны 2 ответа.
Оценка «3» ставится, если правильно даны 2 ответа, но они недостаточно полные или допущена небольшая неточность.
Оценка «2» ставится, если правильно дан 1 ответ.
Приложение 2
Задание для самостоятельной работы по новой теме
Пользуясь текстом учебника [1, с. 226-233], заполните таблицу:
Представления о развитии жизни на Земле
Теория или гипотеза Сторонники Основные положения
Эталоны ответов:
Представления о развитии жизни на Земле
Теория или гипотеза Сторонники Основные положения
Библейская теория Креационисты: К. Линней, Ж. Кювье, Ч. Лайель Жизнь создана Творцом
Теория абиогенеза Аристотель, Г. Лейбниц, Ж. Бюффон. Живое самопроизвольно зарождается из неживогоТеория стационарного состояния - Земля и жизнь существовали вечно, виды лишь изменяются по численности и вымирают
Теория биопоэзаДж. Бернал, А.И. Опарин, Дж. ХолдейнВозникновение в процессе эволюции Земли живого из неживого при определённых благоприятных условиях
Приложение 3
Задания для предварительного контроля знаний
Дополните предложения:
1) Сторонники теории ……… считали, что живое самопроизвольно происходит из неживого.
2) Учёных, придерживающихся точки зрения библейской теории, называли ………….. .3) Первым против теории самозарождения выступил ………….. .4) Согласно теории ………….. Земля и жизнь существовали вечно.
5) Процесс возникновения живого из неживого в эволюции Земли при наличии благоприятных условий называется ……. .6) Образование атмосферы происходило в …. этапа
7) Третичная атмосфера отличалась наличием ……. и формированием ……
8) Процесс самопроизвольного расслоения или разделения жидкости на фазы с разной концентрацией называют …………
9) Согласно генетической теории Миллера первыми органическими веществами, созданными абиогенным путём, были ……
10) Коацерватные капли имели примитивные ………….
Эталоны ответов:
1) Сторонники теории абиогенеза считали, что живое самопроизвольно происходит из неживого.
2) Учёных, придерживающихся точки зрения библейской теории, называли креационистами .3) Первым против теории самозарождения выступил Ф. Реди .4) Согласно теории стационарного состояния Земля и жизнь существовали вечно.
5) Процесс возникновения живого из неживого в эволюции Земли при наличии благоприятных условий называется биопоэзом.6) Образование атмосферы происходило в три этапа
7) Третичная атмосфера отличалась наличием кислорода и формированием озонового слоя.
8) Процесс самопроизвольного расслоения или разделения жидкости на фазы с разной концентрацией называют коацервацией.
9) Согласно генетической теории Миллера первыми органическими веществами, созданными абиогенным путём, были нуклеиновые кислоты.
10) Коацерватные капли имели примитивные мембраны.
Критерии оценки за работу по новой теме:
Оценка «5»: обучающийся набирает 7 баллов (1балл за каждый правильный ответ)
Оценка «4»: обучающийся набирает 5-6 баллов
Оценка «3» не ставится.
Приложение 4
Задание для самостоятельной внеаудиторной работы студентов
Используя следующие информационные источники: [1], [2], [3],[4], подготовить сообщение по теме – «Современные представления о возникновении жизни на Земле»
Список использованных источников
1.Биология [Текст]: учеб. для студ. учреждений сред. проф. образования / Н.В. Чебышев, Г.Г.Гринёва, Г.С. Гузикова; под ред. Н.В.Чебышева. – 6-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 416 с.
2. Биология [Текст]: учебное пособие для учащихся медицинских училищ / Ярыгин В.Н., Волков Н.И., Васильев В.И.; под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Медицина, 1987. – 448 с.: ил.
3. Общая биология [Текст]: учеб. для студентов средних спец. Учебных заведений / Мамонтов С.Г., Захаров В.Б; под ред. В.Н. Бараненковой. – М.: Высшая школа, 2000. – 317 с.: ил.
4. Общая биология [Текст]: учеб. для 10-11 кл. общеобразоват. учреждений / Беляев Д.К., Бородин Г.М., Воронцов Н.Н. [и др.]; под ред. Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица. – М.: Просвещение, 2006. – 304 с.