高一生物第二节 生物科学的学习过程苏教版知识精讲

用心 爱心 专心 高一生物第二节高一生物第二节 生物科学的学习过程苏教版生物科学的学习过程苏教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容一 教学内容 第二节 生物科学的学习过程 二 学习内容 二 学习内容 科学家不断思考 进化理论的创立和完善 像科学家一样思考 科学思维 三 学习目标三 学习目标 举例说出一个科学研究的故事 概述科学思维的基本过程 四 学习重点 四 学习重点 认识科学成果产生 形成和发展的历史进程 进一步了解生物学家的研究方法 受到 科学态度和科学方法的熏陶和教育 通过对进化理论不断完善的发展历程的了解来建构对 科学研究的基本过程的认识 五 学习难点五 学习难点 进一步了解生物学家的研究方法 受到科学态度和科学方法的熏陶和教育 六 学习过程六 学习过程 1 科学家不断思考 进化理论的创立和完善进化理论的创立和完善 1 拉马克和进化理论 法国博物学家拉马克是第一个系统地研究生物进化的人 他对生物进化的理解是 生 物界是一个从最简单 最原始的微生物按次序上升到最复杂 最高等的人类的阶梯 拉马 克是试图解释进化现象的第一人 他给出了第一个进化的理论 这个理论主要有两点 第 一 生物体本身有着越变越复杂 向更高级形态进化的内在欲望 第二 生活环境能够改 变生物体的形态结构 而后天获得的性状能够遗传 简言之 用进废退 拉马克的观察探索 拉马克 J B Lamarck 在 1802 年提出了生物进化的理论 拉马克参加了欧洲的考察 记载了 2000 个属的植物 绘制了 900 种植物的图鉴 研究了法 国巴黎近郊不同地质年代地层中的化石 拉马克以其敏锐的观察力 发现古代生物和现代 生物既相似又相异 家养动物 栽培植物与野生动植物存在较大区别 而这些生物又是从 野生动植物演变过来的 他在观察的基础上通过思考得出科学的结论 物种不是不变的 更不是上帝创造的 在自然界里 环境的影响使生物发生变异 并且从一个生物类型演变为另一个生物类型 生物的器官是用进废退的 拉马克进化理论的重要意义 他的理论开辟了进化理论的先河 为科学进化论的 发展铺平了道路 2 达尔文和进化理论 环球科学考察 用心 爱心 专心 1831 年 12 月 27 日 英国博物学家达尔文 C Darwin 以博物学家的身份乘坐 贝格 尔号 海军勘探船 开始了历时 5 年的对他一生科学活动有重大影响的环球科学考察 正 如达尔文在 物种起源 中所说 当我作为一个自然学者在皇家军舰上航行的时候 在 南美洲看到某些事实 有关生物的地理分布和古代与现存生物的地质关系 我深深地被这 些所打动 这些事实 似乎是解决神秘的物种起源问题的曙光 考察中达尔文思考最多的事实是 加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀 他发现有 13 个地雀物种 分布在不同的岛屿 上 而这些地雀都是从南美洲飞来的 由于地理隔离 生活环境发生变化 地雀的形态逐 渐发生变化 说明环境影响使物种发生了分化 达尔文在马德拉群岛的克格伦岛上观察到 550 种甲虫 其中有 200 种甲虫的翅 无 翅或翅不发达 不适宜飞行 他解释说这是由于飞行的甲虫容易被海风吹落到海洋而无法 生存 只有翅非常发达或无翅 翅不发达的甲虫才可能保留下来 达尔文把这种保留和淘 汰物种的过程称为自然选择 自然选择学说是达尔文进化理论的重要组成部分 3 木村资生和进化理论 在达尔文创立了 自然选择 进化理论后 随着分子生物学的发展 分子进化的研究 也迅猛发展 科学家积极思考 生物进化是以生物大分子为基础的 只有从分子水平上研究生物 的进化才能触及生物进化的本质 在思考的基础上 对有共同祖先的不同生物的某些蛋白质进行测定 计算其分子进 化速率 例如 对人 鸭嘴兽 鲤鱼和鲨鱼的血红蛋白 链和 链做比较 计算出分子进 化速率约为 0 91 10 9 日本学者木村资生根据自己和前人的研究成果 提出 10 9是分子进化的标准速率 中性突变 进化理论 揭示了分子水平的进化规律 木村资生认为 分子水平上的进化是由选择中性或近中性突变基因的随机固定而实 现的 只有当分子进化导致生物在形态和生理上发生差异后 自然选择才能发挥作用 中性突变 进化理论从分子水平更好地揭示了生物进化的本质 2 像科学家一样思考 科学思维科学思维 观察 推理 分类 建立模型 交流等 了解科学家的科学思维过程 像科学家一样进行科学思维 是我们学习生物科学的目 标之一 观察观察 用一种或多种感官去收集有关信息 就是观察 科学观察是指有目的 有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法 观察通常需要 用心 爱心 专心 借助各种仪器设备 必须真实 准确 即必须如实地反映所感知的事物 通过观察得到的 信息称之为证据或数据 例 达尔文在克格伦岛上观察了 550 种甲虫 敏锐地发现其中有 200 种甲虫无翅或翅 不发达 并通过思维将岛上甲虫的翅的特异现象和海风联系起来 得出海风对甲虫有 选 择 作用的结论 达尔文在克格伦岛上的观察结果对他后来形成的进化理论有着支持作用 推理推理 对观察到的现象做出解释 就是在进行推理 或者说是作出推论 推论不一定完全正确 它只是对现象的多种可能解释中的一种 例如 拉马克在观察到长颈鹿的特殊形态后 推理认为长颈鹿的长颈和长的四肢是因 为长颈鹿希望吃到高处的树叶而产生 伸长 愿望的结果 并形成了 用进废退 的进化 观点 事实上 这种推理并不正确 后来 长颈鹿的特殊形态通过达尔文的正确推理而被解 释 分类分类 把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法称为分类 科学家常通过比较 识别出事物之间的异同点 根据共同点将事物划分为较大的不 同类群 再根据差异点将事物划分为较小的类群 对事物分门别类以后 它们之间的关系就变得一目了然了 例 拉马克就是通过分类的方法发现古代生物和现代生物既相似又相异 从而得出物 种不是不变的这一科学结论 建立模型建立模型 建立模型是用来显示事物或过程的表现手段 如画图 列表等 建立 模型能帮助人们理解无法直接观察到的事物 科学家经常用模型代表各种事物 如细胞的亚显微结构 生态系统的结构等 有些模 型能直观地反映真实物体的形状或三维结构 有些模型通过数学方式或文字叙述 则能描 述事物活动的规律 现在 人们已经能够比较全面地描述细胞的结构和功能 从分子水平 上阐述细胞是生物体生命活动的结构和功能单位 交流交流 交流就是与他人交换看法 分享信息的过程 有效的交流需要许多技能 包括听说读写以及建立模型的能力 科学家通过交流来了解彼此的研究成果 信息和想法 他们经常通过各种媒体和会议交流他们的工作 人们不仅将研究成果发表出来 老一 辈科学家还将重大问题提出来 激励众多的生物科学工作者及年轻的学生去思考和研究 3 澄江动物群化石研究澄江动物群化石研究 1 澄江动物群化石的发现及分类 云南东部早寒武世澄江动物群 以软躯体化石的罕见保存为特色 是一个举世闻名的 化石宝库 该动物群是于 1984 年在澄江帽天山首次发现的 现已描述的澄江动物群化石共澄江动物群化石共 120 余种 分属海绵动物 腔肠动物 鳃曳动物 叶足动物 腕足动物 软体动物 节肢余种 分属海绵动物 腔肠动物 鳃曳动物 叶足动物 腕足动物 软体动物 节肢 动物 棘皮动物 脊索动物等动物 棘皮动物 脊索动物等 10 多个动物门以及一些分类位置不明的奇异类群多个动物门以及一些分类位置不明的奇异类群 2 寒武纪脊索动物的大爆发是动物发展史上的一次重大的飞跃 距今约 5 亿年前 寒武纪脊索动物的大爆发是动物发展史上的一次重大的飞跃 它们 是由原始三胚层中具有真体腔的后口类发展而来的 一类为原索动物 包括半索动物 尾 索动物和头索动物 另一类为脊椎动物 包括无颌类 鱼类 两栖类 爬行类 鸟类和哺 用心 爱心 专心 乳类 澄江动物群化石为研究脊椎动物的起源与发生提供了丰富的素材 3 原索动物分类特征表 柱头虫柱头虫还保留着无脊椎保留着无脊椎 动物所具有的腹神经索动物所具有的腹神经索 但脊椎动物所特有的脊脊椎动物所特有的脊 神经索也已经出现神经索也已经出现 在 脊神经索的前端还出现 了一段中空的神经管 在吻部出现了一段类似 脊索的结构 在海鞘虫海鞘虫体内 无脊椎 动物的旧器官已进一步 消失 而脊椎动物所特脊椎动物所特 有的神经管和脊索则已有的神经管和脊索则已 纵贯尾部 背神经管的纵贯尾部 背神经管的 前端还开始出现了膨大前端还开始出现了膨大 的结构的结构 文昌鱼文昌鱼的体内开始出现 一条脊索 位于神经管脊索 位于神经管 的下侧 纵贯全身的下侧 纵贯全身 这 些结构与脊椎动物十分 接近 因此 类似于文类似于文 昌鱼的原索动物一直被昌鱼的原索动物一直被 认为是脊椎动物的祖先 认为是脊椎动物的祖先 中国澄江动物群化石的中国澄江动物群化石的 发现对此提出了挑战发现对此提出了挑战 4 从对澄江动物群化石的研究中领会科学思维 依靠科学思维和丰富的专业知识对澄江动物群各物种进行鉴定和分类 由获得的证据通过推理探索脊椎动物的起源与发生 深入研究澄江动物群化石 脊椎动物起源的问题将更清晰 典型例题典型例题 1 下列不属于生物学模型的是 A DNA 分子双螺旋模型 B 胰岛素空间结构模型 C 始祖鸟化石 D 有丝分裂 flash 课件 分析 分析 始祖鸟化石是实物 不是用来说明事物或过程的表现手段 答案 答案 C 2 关于科学实验的下列说法中错误的是 用心 爱心 专心 A 分类是指将某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法 B 用一种或多种感官去收集信息的过程就是观察 C 预测的结果不一定是正确的 D 通过建立模型 科学家能把观察的结果表达得更加精确 分析 分析 建立模型的目的是使研究对象更为直观 使人们更容易形成感性认识 只有测 量才会使观察的结果表达得更加精确 答案 答案 D 3 在一个气候多变的生态系统中 生存机会最多的种群是 A 个体最大的种群 B 个体最小的种群 C 个体差异最小的种群 D 个体差异最大的种群 分析 分析 个体差异大的种群在环境变化时可能有适应新环境的变异个体 所以能够生存 下来 答案 答案 D 4 下列叙述 不符合达尔文自然选择学说的是 A 环境的改变是生物进化的根本原因 B 生物的变异一般是不定向的 自然选择是定向的 C 生物的适应性是自然选择的结果 D 自然选择是通过生存斗争来实现的 分析 分析 生物进化的原因是 遗传和变异是进化的内因 生存斗争是进化的动力 定向 的自然选择决定生物进化的方向 答案 答案 A 5 依据达尔文的进化论 枯叶蝶的拟态形成的原因是 A 遗传 自然选择 适应 B 变异 生存斗争 适者生存 C 变异 遗传 适者生存 D 遗传 变异 进化 分析 分析 达尔文认为 进化是变异 选择 遗传 再变异 再选择 再遗传 的结果 选择的途径是生存斗争 结果是适者生存 答案 答案 B 6 在温室中混合播种不同比例的大麦和燕麦 结果如下表 播种量的比例收获种子的产量 大 麦燕 麦大 麦燕 麦 0 20 842133 0 40 68l56 0 60 49832 0 80 210513 如果在温室中 混合播种 50 的大麦和 50 的燕麦 其他条件不变 任其发展 若干 年后温室中的植株数 A 大麦和燕麦各占一半 B 大麦远远多于燕麦 C 燕麦远远多于大麦 D 大麦和燕麦均减少 分析 分析 考查推理能力 由表格不难看出 燕麦的竞争力远远不如大麦 答案 答案 B 7 如下图表示物种的形成过程 图中小圆圈表示物种 箭头表示变异 带有两条短线的 箭头表示被淘汰的变异类型 据图完成下列问题 1 由变异和进化的方向看 该图表示达尔文学说的观点是 a b 用心 爱心 专心 2 部分变异个体被淘汰是通过 来实现的 3 图解中生存下来的个体类型必须具备的特征是 是 的结果 这 些类型的变异能通过 得以不断积累和加强 分析 分析 根据达尔文自然选择学说 生物的变异是不定向的 但自然选择是定向的 通 过自然选择 适应环境的个体和性状被保留下来 不适应环境的被淘汰掉 答案 答案 1 变异是不定向的 自然选择是定向的 2 生存斗争 3 适应环境 自然选择 遗传 8 下图表示长期使用某一农药后 害虫数量变化的曲线 请用达尔文进化论观点完成下 列问题 1 害虫数量先下降 然后又升高 是由于 2 农药的施用将抗药性弱的害虫杀死 而抗药性强的害虫继续生存下去 说明害虫 产生的变异是 的 它为抗药性的形成提供了 3 害虫向抗药性强的方向发展 是由 决定的 而这种作用是通过 来实现的 分析 分析 变异是不定向的 而选择是定向的 杭药性强的变异保留下来是自然选择的结 果 答案 答案 1 农药对害虫定向选择 抗药性强的个体生存下来并大量繁殖 2 不定 向 原材料 3 自然选择 生存斗争 模拟试题模拟试题 答题时间 45 分钟 一 选择题一 选择题 1 地球上的原始生命分别进化出植物和动物 这是由于什么导致的 A 生存环境不同 B 气候条件不同 C 分布区域不同 D 营养方式不同 2 下列例子无法说明人与其他动物有亲缘关系的是 A 哺乳动物的基本特征适用于人类 B 黑猩猩具有与人相似的行为和表情 C 人和鸟类的心脏都有四个腔 D 人类具有语言中枢 3 下列例子中证明了自然选择理论的是 A 在经常刮暴风的克格伦岛上 达尔文发现 少数昆虫的翅异常发达 多数昆虫的翅 退化不能飞 B 我国劳动人民将野生红鲫鱼培育成为五彩缤纷的金鱼 C 袁隆平用杂交的方法 培育出高产水稻 D 福建科学家用生物技术诱导罗非鱼鱼苗长成雄鱼 生长速度加快 4 下列生物化石中 最先出现的是 A 鸟类化石 B 哺乳类化石 C 两栖类化石 D 鱼类化石 用心 爱心 专心 5 生物的 特征使得生物能够发展进化 A 新陈代谢 B 应激性 C 遗传和变异 D 生长发育 6 农业生产中长期使用某种杀虫剂后 害虫的抗药性增强 杀虫效果下降 原因 是 A 杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生 B 杀虫剂对害虫具有选择作用 使抗药性害虫的数量增加 C 杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达 D 抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性 7 下列关于科学实验的说法错误的是 A 用一种或多种感官去收集信息的过程就是观察 B 推理是根据现有证据和以往经验对将来的事件作出推论 C 推理必须是正确无误的 D 通过测量 科学家能把观察的结果表达得更加精确 8 下列关于生物进化的叙述中 不符合达尔文学说基本观点的是 A 生存斗争是进化的动力 B 变异一般是不定向的 而选择是定向的 C 长颈鹿因长期吃高处的树叶而长有长的颈和前肢 D 有利的遗传变异经过长期的自然选择和积累 就可能产生新的生物类型 9 一种果蝇的突变体在 21 的气温下生活力很差 但当气温升至 25 5 时突变体的生 活力大大提高 这说明 A 突变是随机发生的 B 突变是不定向的 C 环境条件的变化对突变体都是有利的 D 突变的有利或有害取决于环境条件 10 对于生物进化进程中遗传和变异的研究 已经从 A 性状水平深入到分子水平B 分子水平深入到量子水平 C 性状水平深入到细胞水平D 显微水平深入到亚显微水平 11 我国澄江动物群化石的发现说明脊椎动物的进化可能开始于 A 海鞘虫 B 海口鱼 C 云南虫 D 昆明鱼 12 下列不属于原索动物的是 A 半索动物 B 腹索动物 C 尾索动物 D 头索动物 13 哈巴狗这一品种的产生是 A 定向变异的结果 B 用进废退的结果 C 自然选择的结果 D 人工选择的结果 14 下列有关生物进化的论述中 不符合达尔文学说基本观点的是 A 遗传和变异是自然选择发生作用的基础 B 生物的变异是不定向的 自然选择是定向的 C 变异经过长期的自然选择和积累 就可能产生出生物的新类型 D 环境改变使生物定向变异 以适应变化的环境 15 下列用达尔文自然选择学说不能解释的是 A 生物进化的原因 B 现存生物适应性的原因 C 生物多样性的原因 D 生物不定向变异的原因 16 按照达尔文进化论学说 下列叙述正确的是 用心 爱心 专心 A 生活在地穴水中的盲螈 因长期不用眼睛而失去视觉 B 食蚁兽的长舌是因为长期舔食树缝中的蚂蚁反复伸长所致 C 鹿和狼在长期的生存斗争中相互选择 结果发展了自己的特征 D 春小麦连年栽种可以变成冬小麦 这是环境影响的结果 二 简答题 17 下列是 DDT 一种农药 对家蝇抗性 抗 DDT 而生存的能力 的实验研究 将家 蝇分成多组 每组都分 A B 两部分 用 DDT 处理每一组的 A 部分 而保留 B 部分不接 触 DDT 处理后检查各组的死亡率 死亡率高的就是抗性低 反之就是抗性高 选死亡率 最低的一组的 B 部分饲养 使之繁殖后代 把后代再按上述方法进行抗性实验 这样经过 若干代以后 当用 DDT 处理其中 A 组的家蝇时发现其死亡率为 4 再用 DDT 处理这一 代的 B 组家蝇 则 1 B 部分经过 DDT 处理后存活率为 2 由实验可知 家蝇抗性的产生是 的结果 3 从生物与无机环境的关系看 家蝇和 DDT 的关系是 4 DDT 对家蝇的抗性的产生起的作用称为 5 简述 B 部分以 DDT 处理后存活率为上述百分比的原因 1