探究科学的方法.DOC

1-2 地球的起源與生命的發生 地球環境的演變： 地球的形成： 地球是宇宙中目前所知唯一有生物存在的星球。 地球於【46億年前】形成時，原始大氣和現今【不同】。 歷經頻繁的【閃電】及強烈的太陽【輻射(紫外線)】作用，形成簡單的有機物(【胺基酸】及【核酸】)隨著雨水進入海洋，終於形成原始細胞(【原核】生物，如細菌、藍綠藻)。 根據生命起源的許多證據顯示，最初的生物是由【無生物】演變而來的。 目前所之最原始的生物，可能是構造非常簡單的【原核生物】。 地球上目前存在的生物，都是由【親代】進行【生殖】作用(【有性】生殖或【無性】生殖)所產生的。 地球上的氣體： 原始的地球初形成時，缺少【氧氣】和【氮氣】，原始的氣體包含【氫氣】、【氦氣】、【甲烷】、【氨氣】等氣體。 薄弱的地殼導致火山爆發，噴出【水蒸氣】、【氮氣】、【二氧化碳】。 熔岩會釋放出【水蒸氣】、【二氧化碳】。 高溫的地球逐漸冷卻，水蒸氣凝結成為【水】，於是匯集成為廣大的【海洋】。 二氧化碳溶於水與鈣結合成【碳酸鈣】(【石灰岩】)；綠色植物出現後，行【光合】作用，吸收【二氧化碳】，產生【氧氣】氣，因此二氧化碳含量【減少】。 地球生命誕生的演變： 最早出現的生命： 由於大氣中的各種成分在【雷電】作用和強烈的【紫外線】照射，在海洋中逐漸產生簡單的有機物質(如【胺基酸】、【核酸】)。 胺基酸及核酸逐漸合成複雜的有機物，於是海洋中有【生命】出現。 構造複雜的蛋白質開始出現生命現象，於是簡單的生物出現，以攝取海洋中現成的有機物為食物，稱為【異營性】生物。 地球逐漸冷卻，雷電作用減少，水中的有機物質日漸減少，生物開始缺乏食物來源，於是【自營性】的【綠色】植物出現，進行【光合】作用，自行製造養分。 行【光合】作用的綠色植物出現後，大氣中的【氧氣】漸增，【二氧化碳】漸少，終於形成現今以【氮氣】(占78%)和【氧氣】(占21%)為主的大氣。 原始生命來自於有機物混合入水中，這些生物依賴依賴岩石中的成分維生。地球上最古老的生命大約距今【三十八億】年前。人類的祖先出現距今大約【200萬年】前。目前發現最早的生物是【藍綠藻(距今約35億年前)】。 地球的變化： 地球環境常因外力的改變，而產生巨大的變化，例如：【火山】或大隕石撞擊地球。 【冰河】時期使地球溫度巨大改變，造成許多生物的大滅絕。 生命起源的探討： 1953年，科學家米勒和尤里經由電極放電，模擬地球最初形成時期，太陽輻射線和閃電，在強大能量作用下，將原始大氣成功地合成一些能構成生命的基本物質。 科學家推論：這些簡單的有機物質溶於高溫的海水中，經由聚積作用，合成較複雜的聚合物。 地球上第一個生命，應該是在『海洋』中形成的。 課堂補充： 知識： 大致上分為自然科學與人文科學兩大類。 自然科學分為： 物質科學：物理、化學(二、三年級的主要內容)。 環境科學：地球科學(三年級的主要內容)。 生命科學：生物(一年級的主要內容)。 常見物質的化學式： 氧氣：O2生物呼吸需要；約佔空氣體積的1/5；綠色植物行光合作用時產生。 氮氣：N2空氣中含量最多的氣體，約佔空氣體積的4/5；地球形成過程中，火山噴發的氣體。 水蒸氣(水)：H2O地球表面約佔70％的海洋。生物體內進行消化、排泄、綠色植物行光合作用必需的物質。 氨氣：NH3易溶於水，有臭味的氣體；為地球最初形成原始大氣的主要成分之ㄧ。由於雷電及紫外線的作用，甲烷和氨氣可能是合成蛋白質的主要物質。 甲烷：CH4天然氣的主要成分；為地球最初形成原始大氣的主要成分之ㄧ。由於雷電及紫外線的作用，甲烷和氨氣可能是合成蛋白質的主要物質。 碳酸鈣：CaCO3俗稱灰石，為一般大理石、貝殼、蛋殼的主要成分。澄清的石灰水遇到二氧化碳會產生白色沉澱，即為此物質。 生物發展的流程： 太陽形成(約50億年前)( 地球形成(約46億年前)( 火球 ( 逐漸冷卻( 形成薄而不均勻的地殼 ( 隕石撞擊 ( 岩漿海。原始大氣(包含H2、He、CH4、NH3)( H2和He因太輕逃逸至太空中( 火山噴發(產生大量水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)和氮氣(N2)( 熔岩釋放出水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)( 溫度冷卻至100℃以下，水蒸氣結成水(形成海洋( 二氧化碳溶於水，形成碳酸，和水中的礦物質(鈣離子)結合成碳酸鈣(形成石灰岩( 氨氣、甲烷在雷電及紫外線的作用合成簡單的有機物質(胺基酸、核酸( 部分的胺基酸、核酸結合成蛋白質( 蛋白質產生了生命(最早形成的生物)，以現成的有機物質為食物(異營性生物)( 地球溫度下降，雷電作用減少，無法合成更多的有機物質。( 異營性生物食物來源缺乏 ( 綠色植物含葉綠體，行光合作用， 合成葡萄糖(自營性生物)，並產生氧氣。( 氧