必修二身边的生物科学和学习过程

必修二身边的生物科学和学习过程课件第1页，共41页，2023年，2月20日，星期一

根据联合国1998年的报告预测，到2050年世界人口将达到100亿。这么多人的生存，什么是关键？

粮食现代农业生物技术基因工程第二次世界大战后,粮食生产的增长速度快于人口的增长速度,世界人均粮食产量呈现增长趋势。由于发展中国家的人口增长速度过快，缺乏问题日益严重。第2页，共41页，2023年，2月20日，星期一

人类面临的问题之一

——粮食问题

发达国家发展中国家人数

1/4

3/4粮食产量1/21/2

第二次世界大战后，世界人均粮食产量呈现增长趋势。

发展中国家的人口增长速度过快，粮食问题日益严重。第3页，共41页，2023年，2月20日，星期一原因：人口急剧增长、耕地面积减少等。解决方法：发展现代农业生物技术和控制人口。实质：并不是粮食总产量不足，而是粮食生产地区分布不平衡和国家间分配不均。第4页，共41页，2023年，2月20日，星期一我国农业现状我国是一个农业大国，在近占世界7%的耕地上养活了世界22%的人口。但由于人口的迅速增长、资源短缺和环境恶化等，我国粮食增长及人类的生活环境面临着严峻的挑战。据测算，2030年，我国人口将达到16亿，全国粮食增长将达到7.2×1012-8.0×1012㎏，而那时粮食的产量只能达到5.5×1012-6.0×1012㎏，粮食缺口很大。第5页，共41页，2023年，2月20日，星期一2000年我国粮食减产的原因

原因一：干旱

原因二：人均耕地面积的减少

积极思维据统计，2000年我国粮食大幅度减产，总产量比去年减产4.5×1011，减产量约占当年的10%，为近20年来减产幅度最大的一年。事实：

分析应采取哪些措施解决我国粮食问题？GO第6页，共41页，2023年，2月20日，星期一

据报道，2000年全国受灾面积超过2.7×107h㎡,涉及20多个省、市、自治区，干旱范围只广，持续时间之长，灾害程度之重，为近20年来所罕见。原因之一干旱返回第7页，共41页，2023年，2月20日，星期一

我国现有耕地面积约1.3×108h㎡，但人均耕地面积不到世界平均水平的50%。遥感监测的资料表明，仅1986-1995年的10年中，我国耕地面积约减少了5×106h㎡。原因之二耕地面积的减少返回第8页，共41页，2023年，2月20日，星期一威胁人类生存的难题环境恶化粮食短缺疾病肆虐生物科学和技术资源匮乏第9页，共41页，2023年，2月20日，星期一生物科学与社会

科学合理地应用现代农业生物技术1983年世界转基因植物的培育成功标志着现代农业技术的诞生。1993年，世界首例转基因产品—延熟保鲜番茄在美国批准上市。转基因番茄普通番茄第10页，共41页，2023年，2月20日，星期一转基因产品发展迅速第11页，共41页，2023年，2月20日，星期一从1995年～2002年的8年间,转基因作物产品销售额增长了约56倍。预测世界范围内转基因作物产业的交易额2005年达到6.0X109美元。2010年将达到2.0X1010美元。小知识

现代农业技术的发展为社会创造了明显的经济效益。第12页，共41页，2023年，2月20日，星期一小知识

现代农业技术的发展带来显著的社会效益和生态效益。抗逆转基因作物抗虫、抗除草剂作物高维生素含量的转基因作物图片金大米第13页，共41页，2023年，2月20日，星期一全球转基因作物的销售额（单位1×109美元）1995年比2002年的转基因作物销售额增长了约56倍。第14页，共41页，2023年，2月20日，星期一抗逆转基因作物的推广在一定程度上使作物脱离了土壤和气候条件的限制。抗虫和除草剂作物的应用则极大地提高了农作物的产量，减少了化学农药对环境的污染和对人畜的危害。高维生素含量的转基因作物将为数亿贫困人口的健康带来福音。转基因作物的优势第15页，共41页，2023年，2月20日，星期一我国转基因植物研究现状我国在“七五”计划结束时已经掌握了转基因植物的全套技术,获得了抗虫烟草等转基因植物“八五”计划期间的抗病毒、抗细菌、抗盐碱、抗虫、抗除草剂等转基因植物得到更大的发展。“九五”期间又获得了一批具有自主知识产权的新基因（如水稻耐寒、耐盐碱等相关基因），并已初步获得抗病、抗虫或改良品质的转基因水稻、玉米、烟草以及花卉等。第16页，共41页，2023年，2月20日，星期一转基因生物：利用基因工程技术把一种生物体内的基因转移到另一种生物体内，这样得到的生物就是转基因生物。知识拓展转基因食品（GeneticallyModifiedFoods，GMF）就是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。

优点：1.解决粮食短缺问题。2.减少农药使用，避免环境污染。3.节省生产成本，降低食物售价。4.增加食物营养，提高附加价值。5.增加食物种类，提升食物品质。6.促进生产效率，带动相关产业第17页，共41页，2023年，2月20日，星期一安全性评估：

对于转基因食品的安全性，目前国际上没有统一说法，争论的重点应在转基因食物是否会产生毒素、是否可通过DNA蛋白质过敏反应、是否影响抗生素耐性等方面。缺点：1.可能对蝴蝶等昆虫造成伤害。2.可能影响周边的植物的生长。3.可能使昆虫或病菌在演化中增加抵抗力，或产生新的物种，之后一样有可能会伤害作物。第18页，共41页，2023年，2月20日，星期一转基因产品的商品化生产，若无消费者的理解和接受是不可能顺利进行的，因而加强科学宣传力度，提高公民的理解力，是转基因技术发展和应用的前提。设计调查表，调查我国公民对转基因食品的认同度。建议：调查人群应有广泛性和代表性。例如，调查人数应尽可能地多；可按年龄段或职业类别分别调查。第19页，共41页，2023年，2月20日，星期一生物科学的学习过程学习目标：1、举例说出一个科学研究的故事;2、概述科学思维的基本过程.1.2第20页，共41页，2023年，2月20日，星期一图片1

生命是怎样起源的?生物又是如何进化的?这一直是人们孜孜以求并希望解决的问题。人类在探索生命起源和生物进化的过程中已取得了许多重大成就，如创立了进化学说。生命起源科学家的科学思维方式在这一过程中也得到了充分的展现……图片2第21页，共41页，2023年，2月20日，星期一进化理论的创立和完善学习科学思维第22页，共41页，2023年，2月20日，星期一进化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种植物的图案，研究了法国巴黎近郊不同地质年代地层中的化石。拉马克达尔文木村资生

→→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。第23页，共41页，2023年，2月20日，星期一拉马克的“用进废退”进化论观点：

①现在存在的生物是由其他物种变化而来；

②用进废退：生物体的器官经常使用就会变得发达，而不经常使用就会逐渐退化

③获得性遗传：生物后天获得的性状是可以遗传的；

④定向变异：生物的变异一定是沿着适应环境的方向改变的第24页，共41页，2023年，2月20日，星期一

拉马克第一次从生物与环境的相互关系方面探讨了生物进化的动力，为达尔文进化理论的产生提供了一定的理论基础。但是，由于当时生产水平和科学水平的限制，拉马克在说明进化原因时，把环境对于生物体的直接作用以及获得性状遗传给后代的过程过于简单化了，成为缺乏科学依据的一种推论，并错误地认为生物天生具有向上发展的趋向，以及动物的意志和欲望也在进化中发生作用。达尔文对他的观点进行了驳斥。

第25页，共41页，2023年，2月20日，星期一进化理论→→1809年2月12日，达尔文出生在英国的施鲁斯伯里。达尔文从小就热爱大自然，尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。1831年，达尔文从剑桥大学毕业。同年12月，达尔文以“博物学家”的身份乘坐“贝格尔号”的海军勘探船，开始了漫长而又艰苦的环球考察活动。达尔文拉马克达尔文木村资生

第26页，共41页，2023年，2月20日，星期一贝格尔号加拉帕戈斯群岛进化理论→→达尔文每到一地总要进行认真的考察研究，采访当地的居民，爬山涉水，采集矿物和动植物标本，挖掘生物化石，发现了许多没有记载的新物种。后来，达尔文又随船横渡太平洋，经过澳大利亚，越过印度洋，绕过好望角，于1836年10月回到英国。这次环球考察历时五年。图片1图片2图片3拉马克达尔文木村资生

第27页，共41页，2023年，2月20日，星期一1859年11月达尔文经过20多年研究而写成的科学巨著《物种起源》终于出版了。在这部书里，达尔文提出了“进化论”的思想，说明物种是在不断的变化之中，是由低级到高级、由简单到复杂的演变过程。1882年4月19日，这位伟大的科学家因病逝世，人们把他的遗体安葬在牛顿的墓旁，以表达对这位科学家的敬仰。进化理论→→图片拉马克达尔文木村资生

第28页，共41页，2023年，2月20日，星期一自然选择学说主要内容有四点：1、过度繁殖:过度繁殖是达尔文的自然选择理论的基本条件。达尔文认为，地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力，都有依照几何比率增长的倾向。2、生存斗争:生存斗争是达尔文的自然选择学说的中心概念。每个生物在生活过程中必须跟自然环境作斗争、跟同一物种的生物作斗争、跟不同物种的生物作斗争,其中以同一物种的生物之间的斗争最为激烈;并认为在自然界里,各种生物彼此相互影响、相互制约、相互依存.

3、遗传和变异:达尔文认为一切生物都具有产生变异的特性。引起变异的根本原因是环境条件的改变。在生物产生的各种变异中，有的可以遗传，有的不能够遗传。4、适者生存：在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下去。反之，具有不利变异的个体，则容易在生存斗争中失败而死亡。第29页，共41页，2023年，2月20日，星期一意义：科学的解释了（1）生物进化的原因（2）生物的多样性和适应性。

不足：自然选择学说对于（1）遗传和变异的本质（2）自然选择如何对可遗传的变异起作用的问题不能作出科学的解释。第30页，共41页，2023年，2月20日，星期一20世纪60年代以后，随着分子生物学的发展，日本学者木村资生首先提出了“中性学说”。他认为：生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。进化理论拉马克达尔文木村资生

→→木村资生

第31页，共41页，2023年，2月20日，星期一中性学说：认为分子水平上的大多数突变是中性或近中性的，自然选择对它们不起作用，这些突变全靠一代又一代的随机漂变而被保存或趋于消失，从而形成分子水平上的进化性变化或种内变异。

第32页，共41页，2023年，2月20日，星期一拉马克达尔文木村资生

→→以氨基酸的年置换率计算出的蛋白质进化速率（10-9）第33页，共41页，2023年，2月20日，星期一学习科学思维观察推理分类交流→→建立模型→→达尔文1、观察有目的、有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法。在克格伦岛上观察了550种甲虫，发现存在无翅或翅不发达等性状。得出海风对甲虫有“选择”作用的结论。图片第34页，共41页，2023年，2月20日，星期一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。但事实上这种观点并不正确。拉马克学习科学思维→→→→2、推理对观察到的现象做出解释，推论不一定完全正确。图片观察推理分类交流建立模型第35页，共41页，2023年，2月20日，星期一学习科学思维→→→→通过分类方法发现古代生物和现代生物既相似又相异，得出不是不变的科学结论。拉马克3、分类把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法。通过比较，识别出事物之间的异同点，再进行分类。观察推理分类交流建立模型第36页，共41页，2