Существует множество вариантов изложения учебного материала. Опробовав многие предлагаю на суд коллег одну из нетрадиционных форм урока биологии.
Цели урока:
Образовательные:
1. Определить понятие “жизнь”.
2. Познакомить с различными теориями
происхождения жизни.
3. Выбрать из различных теорий вероятную и
обосновать выбор.
4. Выяснить каков наиболее вероятный путь
возникновения жизни.
Развивающие:
1. Развитие способностей анализировать
предложенную информацию.
2. Развитие умений давать оценку предлагаемым
фактам и высказывать свое мнение.
Воспитательные:
1. Воспитание терпимости к взглядам других людей.
Воспитание умения тактично доказывать свою
точку зрения.
Тип урока: Урок получения новых знаний.
Форма урока: Устный журнал.
Этапы урока:
I – Организационный момент и актуализация зоны
усвоения оптимальных знаний.
II – Мотивационный – сообщение темы, целей
(записаны на доске).
III – создание новых знаний (организация
деятельности учащихся).
IV – Закрепление знаний.
Учитель: “Прежде чем начать спор о
справедливости различных теорий возникновения
жизни на Земле, нам с вами необходимо выяснить и
четко определить понятие жизни. Что же такое
жизнь?
В окружающем нас мире мы без труда одни тела
относим к живым, другие – к неживым. Что же
отличает их друг от друга? Этот вопрос с давних
времен привлекал ученых и мыслителей, которые,
желая дать определение понятию “живое”,
“жизнь” старались найти самое существенное,
самое характерное в этих понятиях. Известно
несколько десятков различных определений жизни.
Увы! Почти все они неудовлетворены.
СЦЕНКА: “Спор скептика и оптимиста”
Скептик: Ну, что нового в ваших познаниях,
уважаемый? Нашли определение “жизни”?
Оптимист: Увы! Но ведь есть же замечательное
определение живого в книге “Анти-Дюринг”,
данное Ф.Энгельсом: “Жизнь, есть способ
существования белковых тел, и этот способ
существования состоит по своему существу в
постоянном самообновлении химических составных
частей этих тел”. Само определение можно
разделить на две части. В первой дается
определение составной отличительной черты всего
живого – содержание в них белков, а во второй
говорится о способе существования белков –
обмене веществ. Определение Энгельса прекрасное
по форме и замечательное по содержанию, до сих
пор пользуется широким признанием.
Скептик: Позвольте, уважаемый, но ведь это
определение уже “с бородой”. С момента выхода
“Анти-Дюринга” прошло более 100 лет – за это
время в различных областях естествознания
сделаны крупные открытия!!!
Оптимист: Конечно, есть и более современные
определения, например, что живые тела – открытые
системы, то есть существуют до тех пор, пока в них
поступает энергия в виде пищи, а отбросы
выделяются в окружающую среду. Указывают, что
живые тела способны к авторегуляции, то есть,
способны сохранить постоянство своего состава и
свойств, что постоянной составляющей частью их
кроме белков являются нуклеиновые кислоты.
Скептик: Ну, это все тезисы. Они вполне научны,
но все же современное определение жизни вы
можете предложить?
Оптимист: Свое пока нет! Может быть в
следующем десятилетии. А вот может определение
Волькенштейна Вас удовлетворит: “Живые тела,
существующие на Земле, представляют собой
открытые саморегулирующиеся системы,
построенные из биополимеров – белков и
нуклеиновых кислот”.
Вы удовлетворены, коллега?
Скептик: Вполне.
/Пожимают друг другу руки, расходятся/
Учитель: Обратите внимание на оговорку в этом
определении “Живые тема, существующие на
Земле…”.
Очевидно, жизнь есть и вне нашей планеты, и она
существенно отличается от нашей? Каковы же
теории происхождения жизни? Давайте рассмотрим
некоторые из них.
Ученик: 1 теория – Космическая
Для того, чтобы объяснить каким образом возникла
жизнь на Земле была предложена гипотеза вечности
жизни. Сущность ее в том, что зародыш жизни (споры
растений, микроорганизмы) будто бы рассеяны в
космическом пространстве и переносятся с
планеты на планеты под давлением света.
Сторонниками этой теории были многие видные
ученые, в том числе академик Вернадский.
Однако, если бы даже было доказано, что на Землю
могут попасть живые организмы с пылью и
метеоритами, тогда каким же образом возникла
жизнь на других планетах? По данным космологии
(науки о происхождении небесных тел), история
возникновения и развитии планет сходны. Все
планеты проходят стадию раскаленных тел и
существование жизни в таких условиях невозможно,
немыслимо!
Учитель: Тогда может быть рассмотрим другую?
Ученик: 2 теория – Метафизическая
Сотворение мира по Слову Бога:
“В начале сотворил Бог небо и землю. Земля была
безвидна и пуста… И сказал Бог: да будет свет. И
стал свет. И отделил Бог свет от тьмы. И назвал Бог
свет днем, а тьму ночью. И был вечер, и было утро:
день один. И сказал Бог: да будет твердь посреди
воды, и да отделяет она воду от воды. И создал Бог
твердь. И был вечер и было утро: день второй. И
сказал Бог: да прорастит земля зелень, траву,
сеющую семя, дерево плодовитое. И стало так. И был
вечер, было утро: день третий.
И сказал Бог: да будут светила на тверди небесной
для отделения дня от ночи, и для знамений, и
времен, и дней, и годов.
И создал Бог два светила великие: светило большее
для управления днем, и светило меньшее для
управления ночью, и звезды. И был вечер, и было
утро: день четвертый.
И сказал Бог: да произведет вода пресмыкающихся,
душу живую, и птицы да полетят над землею, по
тверди небесной. И сотворил Бог рыб и всякую душу
животных и птиц по роду их. И благословил их Бог,
говоря: плодитесь и наполняйте воду и воздух. И
был вечер, и было утро: день пятый.
И сказал Бог: да произведет земля душу живую по
роду ее, скотов, и гадов и зверей земных породу их
и стало так.
Тогда же создал Бог людей, чтобы жили в этом
прекрасном мире прославляя Его, общаясь с
творцом. И было утро, и был вечер: день шестой.
И совершил Бог к седьмому дню все дела Свои, и
почил в день седьмой.
Бытие 1:14-25
1:26-31
2:7-22
Учитель: Каждая теория проходит стадию
признания и поражения (даже отвержения). Давайте
рассмотрим третью теорию самопроизвольного
зарождения жизни.
Ученик: С незапамятных времен человек
задавал вопрос: откуда берутся живые существа? В
античное время и в средние века уровень развития
биологии был очень низким. В этот период были
распространены взгляды о том, что живые
организмы самопроизвольно возникают из неживого
материала. Вполне серьезно ученые считали, что
лягушки в прудах возникают из ила, мухи – из
грязи. Видный ученый средневековья Ван-Гельмонт
(XVI-XVII в.) в своей книге указывал на возможность
зарождения мышей из грязного белья. Другой
крупный ученый той же эпохи врач Парацельс (XV-XVI
в.) опубликовал способ искусственного
изготовления человека (“гомункулоса”). Однако и
эти теории “разлетались в клочья”, когда в
середине ХVII века итальянский биолог и врач Ф.
Реди сделал открытие на основе опыта. В сосуды он
помещал куски мяса различных животных. Одни
сосуды он плотно закупоривал, чтобы не
происходило доступа воздуха. Другие сосуды
оставлял открытыми. Спустя некоторое время в
открытых банках появились “черви” - личинки мух,
а в закупоренных их не было”. В своей работе
“Эксперименты над зарождением насекомых” (1668
год) он, обобщая свои наблюдения, высказал
предположение, что черви на гниющем мясе –
результат полового размножения мух, а не
самозарождения их из мяса. А еще через несколько
лет после Ф. Реди голландец Антон ван Левенгук,
используя изобретенный им микроскоп, открыл
микроскопические организмы и предположил, что
гниение происходит в результате их
жизнедеятельности. Но последним ударом по теории
самопроизвольного зарождения жизни стали опыты
французского биолога Луи Пастера (1822-1895 г.),
который применил колбу с S-образным изгибом,
помещая в нее прокипяченный бульон. Бульон в
такой колбе мог храниться сколько угодно долго,
пока колбу не наклонили, и не давали бульону
омыть S-образное колено, куда был доступ микробов
и бактерий. После этого в колбе начиналось
гниение бульона, так было окончательно доказано,
что в основе всех процессов возникновения живых
организмов находятся живые организмы. Другими
словами, зарождение живого из неживого
невозможно принципиально, то есть никогда и не
при каких условиях.
Учитель: Тогда каким же образом
первоначально возникла жизнь на Земле?
Ученик: Существует и другая теория.
Это теория происхождения органических веществ
из неорганических на одном из этапов ее
длительной эволюции.
В основе этой теории лежит гипотеза академика
Опарина. Она основывается на том, что весь
окружающий нас мир находится в движении, то есть
постоянно изменяется. Не имеет историю, в том
числе и клетка, а ей предшествовало создание
более простых образований. Скорее всего, сначала
возникли вещества, из которых состоит клетка, -
белки и нуклеиновые кислоты, АТФ и др. Эти
вещества в свою очередь образовались в
результате длительной эволюции. Только не
биологической, а химической.
Первым шагом на пути возникновения жизни на
Земле стал небиологический (абиогенный) синтез
органических молекул из неорганических.
Материалом для такого синтеза были газы,
выделяющиеся из остывающей 3 – оксид углерода (IV)
– СО2, оксид углерода (II) – СО, сероводород Н2S,
аммиак – NН3, метан – СН4 и др.
Молекулярного кислорода почти не было, он при
выделении из разломов Земли свободно связывался
с другими веществами, окисляя их. Зато содержание
углерода в первичной атмосфере очень высоко, а
ведь это основной элемент органических веществ.
Американский ученый Миллер и русские Пасынский и
Павловская экспериментально доказали
образование сложных органических соединений из
неорганических веществ, которые могли
находиться в первобытном океане под влиянием
электрических разрядов и ионизирующего
излучении (ультрафиолетового).
Американские ученые Фокс и Дозе показали, что в
условиях, существующих на первобытной Земле, мог
происходить даже абиогенный синтез даже белков.
Они находились в начале в виде очень
разбавленного раствора.
Второй шаг – концентрация органических
веществ.
По предположению академика Опарина он
происходил в силу способности присущей всем
высокомолекулярным соединениям самопроизвольно
концентрироваться и образовывать кооцерваты.
Эти кооцерватные капли способны в некоторых
условиях поглощать из раствора органические
вещества и выделять продукты распада – это
напоминает процесс питания.
В результате они увеличиваются в размере, что
внешне напоминает рост. По мнению академика
Опарина между капельками кооцервата происходит
нечто вроде борьбы за существование, в
результате которой образуются капельки наиболее
устойчивые, более приспособленные к окружающей
среде.
Но, в кооцерватах отсутствует главный признак
живого организма – способность к
самопроизведению молекул, входящих в их состав.
Третий шаг – возникновение молекул,
способных к самовоспроизведению. Вероятнее
всего сначала это были простейшие
полинуклеотиды, а способность к воспроизведению
заключалась в прохождении реакций матричного
синтеза. В ходе его случались ошибки. Ошибки вели
к мутациям. Мутации были основой к созданию новых
организмов.
Учитель: Первобытные организмы по способу
питания были настоящими гетеротрофами, то есть
поглощали готовые химические вещества. Запас их
истощался за счет роста числа живых организмов.
Началась борьба за пищу, в ней выживали не только
самые активные, но и самые защищенные.
По-видимому, так произошло образование клеточной
оболочки (одноклеточных живых организмов),
возник слой цитоплазмы, наружная мембрана. А
вслед за этим еще одним шагом к прогрессу стало
автотрофное питание. Так возник сначала
хемосинтез, а затем и фотосинтез.
СЦЕНКА: “Спор оптимиста и скептика”
Скептик: Позвольте, коллега, задать Вам еще
пару вопросов? Вот вы всезнайка, так скажите,
почему жизнь возникла (зародилась) и вначале
развивалась только в Океане?
Оптимист: Ну, это легко объяснить. В период
возникновения жизни на Земле она подвергалась
интенсивному излучению Солнца, которое было
губительно для всего живого. Первоначально жизнь
была возможна лишь в Океане.
Скептик: Ну, а сейчас возможно ли образование
жизни небиологическим путем?
Оптимист: По-видимому, нет. Ведь сейчас любые
органические вещества, как бы они не
образовывались, сейчас же будут поглощены
гетеротрофами. В наше время все органические
вещества возникают биологическим путем, то есть
в процессе создания себе подобных.
Есть ли еще вопросы, коллега?
Скептик: Нет! (пожимает руку)
Учитель: (обращается к классу) Ну, а у вас есть
вопросы к нашим учителям? Нет? Тогда давайте
выясним, какая из теорий наиболее убедительна?
/Ученики поочередно высказывают свое мнение/
Учитель: А теперь пришло время подвести
итог нашего разговора.
1. Определите понятие “жизнь”? (Дается
определение)
2. С какими теориями происхождения жизни мы
познакомились? (Перечисление)
3. Какая теория на, ваш взгляд, наиболее вероятна? (Несколько
учащихся излагают свои взгляды на проблему с
короткой попыткой обоснования)
4. Каков же вероятный путь возникновения жизни?
(Назвать по ступеням)
Ну, что же замечательно. Все, что было сегодня
намечено мы усвоили, а к следующему уроку готовим
этот материал по § 52 и, конечно же, записи в
тетради.
И еще творческое задание для особо увлеченных
этой проблемой. Попробуйте предложить свою
теорию возникновения жизни на Земле.
Спасибо за урок, я очень довольна ответами тех,
кто помогал мне его вести.
А теперь оценки (с комментариями).
Литература:
1. Б.Арапович и В.Маттелмяки “Детская Библия” 1-я
Книга Моисеева: Бытие, глава 1, стихи 1-13. с.4. Бытие
1:14-25. с.5. Издатель: Российское Библейское
общество, Москва, 1995 г.
2. Полянский “Общая биология”, Москва,
“Просвещение”, 1988 г. с.198.