1.3地球的演化和生命的起源（講義）（原卷版）

浙教版九年級下冊第一章第3節(jié)地球的演化和生命的起源【知識點(diǎn)分析】一.地球的演化地球的演化離不開宇宙，也離不開最基本的物質(zhì)。正是由于宇宙中的各種有利條件和物質(zhì)的發(fā)展變化，地球才能一步步地成長演化，如今地球仍處在不停的演化之中。地球的年齡約為46億年。太陽系在大約50億年前誕生后，大約經(jīng)過了5億年，地球開始形成。地球是由原始的太陽星云坍縮、凝聚而形成的。由于隕石的轟擊、地球不斷收縮等原因，溫度逐漸升高，地球內(nèi)部出現(xiàn)熔融現(xiàn)象。同時(shí)又在地球自轉(zhuǎn)、重力作用下，發(fā)生了物質(zhì)分異現(xiàn)象，外部密度較大的物質(zhì)和元素向內(nèi)部逐漸下沉，內(nèi)部較輕的物質(zhì)逐漸上升，最后地球就逐漸形成了現(xiàn)在的地殼、地幔和地核等結(jié)構(gòu)。地球初期的模樣地球在形成之初是一個(gè)由巖漿構(gòu)成的熾熱的球。隨著地球溫度的不斷下降，固態(tài)的地殼逐漸形成。由高溫巖漿不斷噴發(fā)而釋放的水蒸氣、二氧化碳等構(gòu)成了非常稀薄的原始大氣。高溫巖漿不斷噴發(fā)而釋放的大量水蒸氣，隨著溫度的下降，凝結(jié)成水滴降到地表，匯流成海洋，地球進(jìn)入了海洋時(shí)代。在太古代開始出現(xiàn)原始生命，但此時(shí)期的化石很少，目前已知的最早的生命痕跡，其生存年代大約在38億年前。火山噴發(fā)巖漿流巖漿冷卻、凝固科學(xué)家通過對地球地層和化石的研究，逐步揭示了地球在25億年前至今發(fā)生的變化。25億~5.7億年前的元古代，地球上開始出現(xiàn)大片陸地和山脈，海洋中的藻類釋放出氧氣，大氣中的氧氣含量逐漸增多。5.7億~2.5億年前的古生代，地球上的陸地大面積增加，原始的歐亞大陸和北美大陸露出海面，出現(xiàn)昆蟲、魚類、兩棲類、裸蕨類等生物。2.5億~0.65億年前的中生代，大西洋和印度洋形成，中國大陸輪廓基本形成，裸子植物和爬行類動物繁盛。0.65億年前至今的新生代，地球在第三紀(jì)經(jīng)歷了大規(guī)模的造山運(yùn)動，奠定了現(xiàn)代地球地貌的基礎(chǔ)；鳥類、哺乳類動物和被子植物出現(xiàn)；人類誕生。二.生命的起源早期的地球沒有任何生命的蹤跡，有化石記錄的生命史可以追溯到38億年前。由于原始生命的誕生沒有直接的證據(jù)來證明，人們對生命起源的問題爭論不休，只能通過模擬、實(shí)驗(yàn)和推測等研究方法，提出各種假說來解釋生命的誕生。在古代，有人提出生物是由非生命物質(zhì)自然產(chǎn)生的，如“腐草為螢”、“腐肉生姐”等。1862年，法國微生物學(xué)家巴斯德設(shè)計(jì)了曲頸瓶做實(shí)驗(yàn),證明了“腐肉生姐”是錯(cuò)誤的，是空氣中的微生物使湯腐敗的，而不是湯腐敗產(chǎn)生了微生物。奧巴林的蛋白質(zhì)聚合霍爾丹認(rèn)為生命起源于細(xì)菌直到20世紀(jì)20年代，俄國奧巴林和印度霍爾丹兩位生物化學(xué)家各自提出了化學(xué)進(jìn)化假說，認(rèn)為最初的原始生命是由原始地球上的非生命物質(zhì)通過化學(xué)作用，逐步由簡單到復(fù)雜，經(jīng)過一個(gè)極漫長的自然演化過程而形成的。1953年，美國生物學(xué)家米勒在實(shí)驗(yàn)室用充有甲烷、氨氣、氫氣和水的密閉裝置，以加熱、放電來模擬原始地球的環(huán)境條件，成功合成了一些氨基酸、有機(jī)酸和尿素等。后來，科學(xué)家用同樣的方法證明，構(gòu)成生物體的所有20種氨基酸均可在原始地球條件下經(jīng)多種途徑產(chǎn)生。人們開始意識到，原始生命物質(zhì)可以在沒有生命的自然條件下產(chǎn)生出來，并推論生命是在此基礎(chǔ)上進(jìn)化而來的。廣泛開展的模擬實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)成為化學(xué)進(jìn)化的主要研究方法。米勒實(shí)驗(yàn)原始大氣與原始海洋成分想象圖一些現(xiàn)代科學(xué)家相信生命起源的化學(xué)進(jìn)化假說。簡單的有機(jī)分子，如氨基酸、核苷酸等能結(jié)合形成聚合體。他們推測一些有機(jī)化合物經(jīng)過長期而又復(fù)雜的化學(xué)變化，逐漸形成更大、更復(fù)雜的分子，直到形成組成生物體的基本物質(zhì)一蛋白質(zhì)，以及作為遺傳物質(zhì)的核酸等大分子物質(zhì)。但是，關(guān)于生物大分子如何起源于小分子的原理，目前科學(xué)家還不清楚。在一定條件下，蛋白質(zhì)和核酸等物質(zhì)經(jīng)過濃縮、凝聚等作用，可以形成一個(gè)由多種分子組成的體系。這個(gè)體系的外面有一層膜，將其內(nèi)部與海水相隔開，在原始海洋中經(jīng)歷漫長、復(fù)雜的變化，最終形成了原始的生命。1959年9月，人們在落到澳大利亞的一顆隕石中發(fā)現(xiàn)了多種氨基酸和有機(jī)物，這一發(fā)現(xiàn)震動了當(dāng)時(shí)整個(gè)科學(xué)界。由此，有人提出假說，原始生命物質(zhì)也有可能來自外星球?！纠}分析】【例1】如圖為美國學(xué)者米勒模擬原始地球條件和大氣成分的實(shí)驗(yàn)裝置，此實(shí)驗(yàn)說明（）A．原始地球能形成原始生命B．紫外線等自然條件的長期作用形成原始生命C．生命起源于原始大氣D．原始地球能形成構(gòu)成生物體的有機(jī)物2．如圖所示為米勒模擬原始地球條件的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．實(shí)驗(yàn)利用甲烷、氨、氧氣等氣體模擬原始大氣B．實(shí)驗(yàn)中通過火花放電模擬原始大氣的雷電條件C．實(shí)驗(yàn)后可以在裝置中檢測到多種有機(jī)小分子物質(zhì)D．實(shí)驗(yàn)證明了在原始地球條件下從無機(jī)小分子轉(zhuǎn)化為有機(jī)小分子的可能性3.如圖是米勒模擬原始大氣合成有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)裝置，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）A．裝置中甲烷、氨、水、氫四種氣體用于模擬原始地球的大氣B．火花放電模擬閃電C．燒瓶中的沸水模擬了高溫條件下的原始海洋D．該實(shí)驗(yàn)證明了原始海洋中的有機(jī)物可能會演變成原始生命4．下列說法正確的是（

）A．板塊構(gòu)造學(xué)說認(rèn)為板塊漂浮在軟流層上，不斷發(fā)生碰撞和張裂B．米勒模擬實(shí)驗(yàn)證明了原始海洋中的有機(jī)物會演變成原始生命C．天體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次為：地月系—太陽系—銀河系—河外星系—總星系D．大爆炸宇宙論和板塊構(gòu)造學(xué)說都是經(jīng)過科學(xué)實(shí)證的結(jié)5.在探索地球上生命起源的活動中，美國科學(xué)家米勒做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：他把甲烷、

氫氣、氨氣和水蒸氣等混合成一種和原始大氣成分基本一致的氣體，放入真空密閉的

玻璃容器中進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。一個(gè)星期后，他驚奇地發(fā)現(xiàn)儀器中有數(shù)種氨基酸生成。下列關(guān)于米勒實(shí)驗(yàn)的說法正確的是（

）A．原始大氣可以供給呼吸 B．該過程發(fā)生了化學(xué)變化C．在該過程中元素的種類發(fā)生了變化 D．該過程形成了原始生命6.2019年春節(jié)期間，由吳京主演的科幻電影《流浪地球》獲得了極佳口碑。影片中介紹因?yàn)樘栂抵形ㄒ坏暮阈翘柤磳?，所以人類尋找新的棲息地不需要考慮的因素是（

）A．適宜的溫度B．一定厚度，適宜呼吸的大氣C．充足的水D．新棲息地所在的星球自轉(zhuǎn)一周時(shí)間為24小時(shí)7．如果地球上沒有大氣，下列發(fā)生過的現(xiàn)象中，仍然存在的是()A．狂風(fēng)暴雨B．雷電交加C．地震 D．天空出現(xiàn)彩虹8.生命起源一直是科學(xué)界爭論的熱點(diǎn)。有科學(xué)家認(rèn)為“生命起源于外星球”，以下不支持該論點(diǎn)的是(

)A．隕石中發(fā)現(xiàn)有并非來自地球的氨基酸B．天文學(xué)家在星際空間發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種有機(jī)物C．最近發(fā)現(xiàn)火星除兩極有少量冰以外，深處還埋有水D．美國青年學(xué)者米勒在實(shí)驗(yàn)室模擬原始大氣和閃電，人工合成了多種氨基酸9.2004年3月美國“機(jī)遇號”火星車找到了火星上可能存在過生命棲居的證據(jù)，請你猜測一下，火星車在火星表面發(fā)現(xiàn)了(

)A．曾被水浸潤過的痕跡B．顯示生命起源與演化的化石C．大量被流星體撞擊的坑穴D．適合生命呼吸的空氣10．下面是小勇同學(xué)學(xué)習(xí)了《生命起源與進(jìn)化》后總結(jié)的觀點(diǎn)，小旭同學(xué)說其中有一項(xiàng)是錯(cuò)誤的，你認(rèn)為錯(cuò)誤的一項(xiàng)是(

)A．生命進(jìn)化的最直接證據(jù)是同源器官的發(fā)現(xiàn)B．原始生命誕生的標(biāo)志是原始新陳代謝和個(gè)體增殖C．地層中不同地質(zhì)年代的化石揭示了生物進(jìn)化的順序D．米勒的實(shí)驗(yàn)可以說明原始地球能形成構(gòu)成生物體的有機(jī)物11．下面關(guān)于地球演化的敘述正確的是(

)A．最初海洋的水來自彗星B．原始大氣與現(xiàn)在大氣的構(gòu)成是相同的C．地球形成之初已經(jīng)有大片的陸地D．地球大氣中的氧氣含量是在植物出現(xiàn)后逐漸增多的12.原始地球條件下，最初生成有機(jī)小分子物質(zhì)和有機(jī)高分子物質(zhì)的場所依次是(

)A．原始海洋、陸地B．原始大氣、原始大氣C．原始海洋、原始海洋D．原始大氣、原始海洋13．原始大氣與空氣相比較，沒有的氣體成分是(

)A．氫氣B．甲烷C．氧氣 D．二氧化碳14．原始生命形成的過程中，保護(hù)原始生命不受紫外線傷害主要靠(

)A．噴射的火山B．原始大氣C．原始海洋 D．原始陸地15．生命起源一直是科學(xué)界的熱點(diǎn)．以下哪一項(xiàng)證據(jù)與“生命起源于外星球”的推測缺乏嚴(yán)密的邏輯關(guān)系(

)A．隕石中發(fā)現(xiàn)有并非來自地球的氨基酸B．天文學(xué)家在星際空間發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種有機(jī)物C．最近發(fā)現(xiàn)火星除兩極有少量冰以外，深處還埋有水D．美國青年學(xué)者米勒在實(shí)驗(yàn)室模擬原始大氣和閃電，人工合成了多種氨基酸16．原始地球表面遭受強(qiáng)烈紫外線照射的主要原因是(

)A．太陽光中的紫外線特別強(qiáng)B．原始大氣中沒有氧氣層C．原始地球表面的溫度特別高D．原始大氣中沒有臭氧層17．地球上最早出現(xiàn)的原始生命，它的新陳代謝類型最可能是(

)A．異養(yǎng)厭氧型 B．自養(yǎng)厭氧型C．異養(yǎng)需氧型 D．自養(yǎng)需氧型18.在地球上原始生命的起源過程中，原始生命的物質(zhì)可能是(

)A．氨氣和氫氣B．原始蛋白質(zhì)和原始核酸C．葡萄糖和氨基酸D．水蒸氣和二氧化碳19．地球上原始大氣與現(xiàn)代大氣的區(qū)別是(

)A．沒有氮?dú)釨．沒有臭氧C．沒有氧氣 D．以上三項(xiàng)都有20．原始生命物質(zhì)的誕生條件是(

)A．原始大氣B．原始海洋C．能量 D．以上三項(xiàng)都是21．科學(xué)家提出原始生命的誕生，運(yùn)用的科學(xué)方法主要是(

)A．實(shí)驗(yàn) B．假說 C．觀察 D．推理22．歷史上巨行星(如木星和土星)的大氣成分變化可能較小，而現(xiàn)在它們的大氣中都沒有游離氧，其主要成分是氫氣、氦氣、甲烷和氨。由此推測，原始地球空氣的成分和木星、土星上的大氣成分類似。1953年米勒做了一個(gè)探索地球上的生命是如何起源的實(shí)驗(yàn)(下圖是米勒實(shí)驗(yàn)的裝置圖)。米勒向裝置中通入推測的原始大氣成分：甲烷、氫氣、氨、水蒸氣，通過放電和照射紫外線的方法代替原始地球的環(huán)境條件，獲得了多種氨基酸。請根據(jù)圖回答下列問題：(1)米勒實(shí)驗(yàn)屬于__(選填“黑箱實(shí)驗(yàn)”、“對照實(shí)驗(yàn)”、“模擬實(shí)驗(yàn)”)。(2)如果在實(shí)驗(yàn)裝置的氣體中有氧氣存在，實(shí)驗(yàn)過程中極有可能發(fā)生____。(3)在絕大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)中，往往用水作為冷卻劑，主要原因是____。(4)從地球上的生命是如何起源的角度，觀察到實(shí)驗(yàn)收集到氨基酸混合物的現(xiàn)象，你得出的結(jié)論是____。(5)1972年米勒又開始做另一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他把早期地球可能具有的氨和氰化物(一種小分子)的混合溶液密封于小瓶內(nèi)，置于－78℃的低溫下達(dá)25年之久，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小瓶內(nèi)生成了生命的基本物質(zhì)DNA和蛋白質(zhì)的組成成分——堿基和氨基酸，據(jù)此可作出的推測是。23．歷史上巨行星（如木星和土星）的大氣成分變化可能較小，而現(xiàn)在它們的大氣中都沒有游離氧，其主要成分是氫氣、氦氣、甲烷和氨。由此推斷，原始地球空氣成分和木星、土星上的大氣成分類似。1953年米勒做了一個(gè)探索地球上的生命是如何起源的實(shí)驗(yàn)。米勒向裝置中通入推測的原始大氣成分：甲烷、氫氣、氨、水蒸氣，通過放電和紫外線照射的方法模擬原始地球的環(huán)境條件，獲得了多種氨基酸。請根據(jù)下圖回答下列問題。（1）米勒實(shí)驗(yàn)屬于“模擬實(shí)驗(yàn)”。米勒試驗(yàn)裝置中左上方大容器內(nèi)模擬了______的成分，它與現(xiàn)在的大氣成分相比主要不含______。進(jìn)行火化放電模擬閃電，主要為該實(shí)驗(yàn)提供______。（2）米勒試驗(yàn)裝置中煮沸的水模擬了______，冷凝后獲得了氨基酸。通過這個(gè)試驗(yàn)米勒得出的結(jié)論是______。（3）根據(jù)米勒的試驗(yàn)，部分學(xué)者提出了化學(xué)起源學(xué)說，他們認(rèn)為生命起源的大致過程是：原始大氣（無機(jī)小分子）→______→復(fù)雜有機(jī)物→原始生命。24．下圖是生命化學(xué)起源的過程示意圖，請據(jù)圖回答下列有關(guān)生命起源的問題。（1）原始大氣的成分有哪些？____。這些物質(zhì)是從哪里來的？____。（2）原始大氣成分與現(xiàn)在的大氣成分有什么明顯不同？____。（3）生命起源的第一階段是由原始大氣的各成分形成____，第二階段是由____形成____，第三階段是由____形成_____，并進(jìn)一步形成原始的單細(xì)胞生物。（4）你認(rèn)為生命起源的三個(gè)階段中最重要的一個(gè)階段是____。（5）發(fā)生在原始大氣中的過程是_____。（6）發(fā)生在原始海洋中的過程是_____。25．生命是怎樣起源的問題，是現(xiàn)代自然科學(xué)尚未完全解決的重大問題，也是人們關(guān)注