интегрированный урок по химии и биологии «ВОЗНИКНОВЕНИЕ И НАЧАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ»
план-конспект урока по биологии (11 класс) по теме

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК ПО ТЕМЕ «ВОЗНИКНОВЕНИЕ И НАЧАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ»

Цели урока:  образовательная: изучение гипотез происхождения жизни, знакомство с современными взглядами на ее возникновение, гипотезой Опарина. Развитие навыков самообразования, умения работать с текстом, выделять главное, устанавливать причинно-следственные связи.

Воспитательная: культура работы с раздаточным материалом, дополнительной литературой. Повышение  культуры общения учащихся.

Развивающая: организационные компетенции: умение работать в паре, слушать одноклассников, работать с таблицами и слайдами.

Оборудование. Проектор, компьютер, презентация урока, демонстрационные схемы.

Тип урока: изучение нового материала с элементами  проблемного обучения, технологии критического мышления.

План урока

I. История взглядов на происхождение жизни на Земле

 1. Представления о возникновении жизни на Земле ученых-философов античности и средневековья.

2. Теория биогенеза и абиогенеза.

3. Гипотеза самозарождения жизни.

4 Дискуссия

II. Определение живого, дискуссия, определение жизни Ф. Энгельсом, критерии живого.

III. Гипотеза А. И. Опарина

IV. Другие гипотезы о происхождении жизни на Земле

 Вопросы для дискуссии:

1) Могли ли простейшие органические соединения образоваться в космосе и попасть на первичную Землю?

2) Случайно ли живое возникло на основе атомов углерода, водорода, кислорода, азота, фосфора?

3) Почему атомы углерода играют главную роль в образовании органических молекул, входящих в состав живого?

4) Докажите, что жизнь на Земле могла возникнуть биогенным путем?

5) Возможно ли возникновение жизни на Земле сейчас?

V.  Рефлексия урока.

VI. Домашнее задание

Ход урока

I. Вступительное слово учителя биологии- погружение в тему.

Учитель биологии.

Слайд 1. Прочитайте высказывания ученого, сформулируйте тему нашего урока.

Слайд 2 Огромен и разнообразен окружающий нас мир природы. Каждый человек должен попытаться познать этот мир и осознать свое место в нем. Соединив (мысленно) достижения наук, можем представить общую научную картину мира с момента происхождения Земли и появления на ней жизни и до современных форм живых организмов. Поэтому сегодня мы проводим интегрированный урок биологии и химии

Слайд 3 Сообщение целей урока. 

Исходя из темы нашего урока, какие цели мы сегодня поставим на уроке. (цели урока  ставят обучающиеся).

Учитель химии -  ЗХУ (заполнение таблицы обучающимися «Знаю» озвучивание, «Хочу узнать» озвучивание)

   Проблема происхождения жизни на Земле с давних времен вызывала огромный интерес у людей, они пытались предложить различные объяснения, порой фантастические. В предлагаемых ответах всегда сказывалась борьба двух непримиримых взглядов на эту проблему - идеалистического и материалистического.

Слайд 4. А в чем собственно проблема:

• Что такое жизнь?
• Была ли она вечно, или однажды зародилась?
• Если зародилась, то как?
• А может, она и сейчас способна сама зарождаться?

Эти вопросы, конечно, волнуют и нас с вами. Сегодня мы попытаемся ответить на них. 

II. (Химия) Учитель химии. Первые картины мира, дошедшие до нас из глубины веков, созданы в период от 600 до 500-х годов до н. э. Древние мыслители, каждый по-своему, искали единое в многообразии явлений окружающего мира.

Выступления учащихся с опережающими заданиями.

Обучающиеся заполняют таблицу «узнал»

Вывод (сообщает учитель химии)

Натурфилософские взгляды древних греческих мыслителей "кажутся нам наивными. Но именно греческими учеными были поставлены все основные проблемы, касающиеся развития естествознания, строения материи и материального мира, проблема движения, проблемы жизни и эволюции и т. д.

III. Выступления учителя биологии и учащихся с сообщениями о теории биогенеза и абиогенеза.

Учитель биологии.

Общий уровень знаний в древнем мире был невысок, и господствовавшие в то время представления отличались своей фантастичностью. Особенно это относится к такому явлению, как размножение.

Сообщение ученика «Теории абиогенеза»

Учитель биологии:

Во всех высказываниях ученых просматриваются две точки зрения. Сторонники теорий биогенеза (греч. слово «био» - жизнь, «генезис» - происхождение) считали, что все живое происходит от живого, и, таким образом, приходили к выводу о вечности жизни. Их противники- сторонники теории абиогенеза, считали возможным происхождение живого от неживого, т. е. в той или иной мере допускали возможность самозарождения жизни.

Сообщение учащегося: «Теория самозарождения жизни»  

Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач и натуралист Франческа Реди.  (середина XVII в.).

Учитель биологии. Какие открытия опровергли представления о возможности образования органических веществ только в живых организмах? Как отвечают на этот вопрос химики?

(Химия) Выступления учащихся с сообщениями об искусственном синтезе мочевины Ф. Вёлером (1828 г.).

учитель химии:  Возможно ли самопроизвольное зарождение жизни их неживой материи в современных условиях? Почему? Сообщение учащегося.         

 работа обучающихся в тетради 

Выводы  (делают ученики):

1) Самозарождения быть не может.

2) Органические вещества в своем составе имеют те же химические элементы, что неживая природа, - это указывает на единство живой и неживой природы. 

Дискуссия с обучающимися, высказывают свое мнение: чья  точка зрения  вам ближе (абиогенеза или биогенеза)?  

Учитель биологии.   Мы переходим к рассмотрению  определения жизни Ф. Энгельсом и современными учеными.

В XIX в. Ф. Энгельс в книге «Анти-Дюринг» дает классическое определение жизни; слайд 9 «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел».    

 Его определение состоит из двух частей.

Эвристическая беседа  по  вопросам: внимательно прочтите определение.

1) О чем говорит Энгельс в I части своего определения?

2) О чем говорится во II части определения?

Обучающиеся участвуют в дискуссии, высказывают свое мнение, подтверждая научными фактами.

слайд 10 Вопрос: Что же мы будем считать критериями живого? Что отличает живое от неживого?

Учитель биологии. Исходя из этих критериев, можно ли считать ледник или реку живыми телами?

 Учитель биологии. Звезды, планеты, звездные системы (галактики) рождаются, стареют и умирают, т. е. эволюционируют, они подвижны и даже могут образовывать новые звезды. Можно ли считать их живыми телами?

Учитель биологии. К какому же выводу приводят эти примеры?

Обучающиеся делают выводы, запись в тетрадь .

Учитель биологии. Жизнь - одно из самых сложных, если не самое сложное явление природы, и очень трудно в рамках одного определения отразить все ее признаки. Но наука, основываясь на современных данных разнообразных отраслей естествознания значительно расширила представления о химическом составе живых тел. Что же нового появилось по этому вопросу у химиков?

IV. (Химия) Рассмотрение вопроса о критериях живого с точки зрения химии.

Учитель химии. Ни белки, ни нуклеиновые кислоты отдельно, сами по себе не являются носителями жизни, живого.

Например, оптические изомеры молочной кислоты:

 Слайд 11. Эта особенность молекул - существовать в двух зеркальных формах - известна в науке под названием «хиральность».

  (Биология) Определение жизни А. С. Мамзиным и М. В. Волькенштейном, обсуждение этого вопроса.

Учитель биологии. Жизнь характеризуется не только способностью к самовоспроизведению, основанной на самоудвоении молекул ДНК, но и хиральной чистотой.

Далее учитель биологии предлагает учащимся самостоятельно работу с текстом. На плакате даны современные определения жизни, предложенные отечественными учеными А. С. Мамзиным и М. В. Волькенштейном:

Слайд 12  «Жизнь в ее элементарной форме можно определить как способ существования открытых коллоидных систем, содержащих в качестве своих обязательных компонентов соединения типа белков, нуклеиновых кислот и фосфорорганических веществ, обладающих свойствами саморегулирования и развития на основе накопления и преобразования веществ, энергии и информации в процессе взаимодействия таких систем с окружающей средой» (А. С. Мамзин).

«Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров- белков и нуклеиновых кислот» (А. В. Волькенштейн).

Вопрос: Какие же выводы можно сделать, сравнивая эти два определения? (высказывания обучающихся)

Вывод (сообщает учитель). Таким образом, с философской точки зрения, жизнь можно определить как систему форм движения материи, возникшую на определенном этапе ее исторического развития.

Учитель биологии. Общая картина возникновения жизни из неживой материи при соответствующих условиях на Земле в те далекие времена, представленная Энгельсом, подтверждается современной наукой, и ее можно изобразить в виде схемы. (запись в тетрадь)

  слайд 13   Элементы - неорганические соединения -  органические соединения -> доклеточные формы жизни -> одноклеточные организмы -> колониальные организмы -> многоклеточные организмы  

V. Выступление учителя химии. Экспериментальные доказательства гипотезы А. И. Опарина о происхождении жизни на Земле

Учитель химии.     Эпиграфом для этой части урока можно взять слова Эразма Дарвина слайд 14

Учитель химии вывешивает на доску таблицу и дает задание 1:

Запишите возможные генетические цепочки, исходя из схемы (раздаточный материал, работа в парах).

Учитель химии.

1. Советский биохимик А.  И.  Опарин   (1894—1980)   высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в атмосфере Земли, которая 4—4,5 млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни.  

Сообщение ученика «Работа  советского биохимика Опарина» слайд 15

Дискуссия с обучающимися: Считаете ли вы убедительной гипотезу происхождения жизни Опарина? Обоснуйте свою точку зрения.

Учитель биологии. Однако  существуют и другие гипотезы о происхождении жизни на Земле. Об этом нам расскажут  химики.

. (Химия) Гипотезы вечности жизни.

Учитель химии. Кроме виталистического учения, было еще очень много гипотез происхождения жизни на Земле. Так возникло представление о вечности жизни во Вселенной.

Появилась гипотеза панспермии, которую выдвинул немецкий химик Ю. Либих. Сообщение ученика слайд18, Слайд 19

Учитель химии: Существуют разные гипотезы происхождения жизни. Какой именно придерживаетесь вы? Почему?  

Слайд 20 Мы с вами рассмотрели несколько гипотез, а теперь предоставим слово нашей проектной группе, для презентации своего проекта

Представление своего проекта – группой.

Учитель биологии. Итак, современные знания о происхождении жизни на Земле подводят нас к следующим выводам: слайд 21

1. Жизнь возникла на Земле абиогенным путем. Биологической эволюции предшествовала длительная химическая эволюция.

2. Возникновение жизни - это этап эволюции материи во Вселенной.

3. Закономерность основных этапов возникновения жизни может быть проверена экспериментально в лаборатории.

4. Первичная атмосфера Земли имела восстановительный характер. В силу этого первые живые организмы были гетеротрофами.

6. В настоящее время живое происходит только от живого (биогенно). Возможность повторного возникновения жизни на Земле исключена.

(Выводы учащиеся записывают в тетради.)

В начале урока мы с вами поставили цели, давайте вернемся к ним.

 ЗХУ - химия – озвучивание «узнал». Слайд 22

Я сегодня узнал новое…

Я сегодня удивился…

Я думал иначе…

VI.  Задание    на   дом.  §89,90, биология слайд 25.

учитель химии дает домашнее задание:  Напишите синквейн

 Для превращения (см. п. 2) укажите условия протекания реакций, запишите уравнения реакций по схеме:

С -> СаС2 -> С2Н2 -> С2Н4 -> С2Н5ОН -> СН3СОН ->СН3СООН -> СН2С1—СООН -> NH2—СН2—СООН -> дипептид