高二生物教案：《生物科學的學習過程》(蘇教版必修3)

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1、第二節(jié) 生物科學的學習過程 一、感悟課標新理念 課標學習目標 課標重點 1 .通過對進化理論不斷完善的發(fā)展歷程的了解來建構科學研究的基本過程。 2 .概述科學思維的基本過程。 課標難點 通過對進化理論不斷完善的發(fā)展歷程的了解來建構科學研究的基本過程。 教材脈絡梳理 ；扣馬克和進化理論 科學家不斷思登進化理論的的創(chuàng)立和完善hi爾文和進化理論 I木村資生和進化理論 .像科學家一樣思考:科學思考——觀察.推理、分類、建立模型、交瞌等 學習背景探索 生物進化論形成的歷史背景 中世紀的西方，各種學術思想都受宗教束縛，哲學也偏離了古希臘的唯物主義傳統(tǒng)，唯 心主義占統(tǒng)治地位，

2、表現(xiàn)在自然觀上就是宗教的“創(chuàng)世說”。“創(chuàng)世說”把世界萬物描繪成 創(chuàng)世主上帝的特殊創(chuàng)造物。從創(chuàng)世論的基本思想延伸出兩個教條，即自然界中生物對環(huán)境適 應的“目的論”和“ 物種不變論”。恩格斯曾這樣刻畫目的論：“根據(jù)這種理論，貓被創(chuàng) 造出來是為了吃老鼠，老鼠被創(chuàng)造出來是為了給貓吃，而整個自然界被創(chuàng)造出來是為了證明 造物主的智慧”（《自然辯證法》?導言）。與古代中國及古希臘哲人的世界萬物從某種混 沌狀態(tài)中產(chǎn)生的“演變論”的自然觀相反，創(chuàng)世說認為世界是一下子創(chuàng)造出來的，而且一旦 被創(chuàng)造出來就永遠不變了，這種思想從中世紀一直到18世紀都占據(jù)著統(tǒng)治地位。 從15世紀后期的文藝復興到！4世紀是西方近代自然

3、科學產(chǎn)生與發(fā)展的時期，自然科學各學 科逐漸建立起來，涌現(xiàn)出許多偉大的科學家。但這個時期的自然科學仍然沒有擺脫宗教神學 的束縛，自然科學家與神學家的差別只不過是以不同的方式解釋和頌揚創(chuàng)世主（上帝）的智 慧。那時的自然科學也是一種神學，即所謂的自然神學，正如邁爾所描寫的：“自然科學既 是科學又是神學，神學與科學分不開？?直到科學與神學離婚之前，實際上不存在真正客觀的、 不受約束的自然科學?！? 自然科學的神學觀一直到 19世紀中期才逐漸被科學界拋棄。 根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料整理 二、研習教材重難點 【溫故?知新】 我們知道，大約400多萬年前地球上還沒有人類。人類的原始祖先森林古猿，還在莽莽

4、森林中風餐露宿，與獸共舞。幾億年前乃至幾十億年前，地球上的生物又是怎樣的呢？最原 始的生命又是怎樣出現(xiàn)的呢？生物的進化問題很久以來就吸引著人們?nèi)ヌ角?，也不斷有各種 各樣的爭論。隨著科學技術的發(fā)展，人們對這個問題的認識也越來越深入。 研習點#$科學家不斷思考進化理論的創(chuàng)立和完善 （一）拉馬克和進化理論 （1）理論用進廢退學說 物種不是不變的，更不是上帝創(chuàng)造的；環(huán)境條件的改變能引起生物的變異；環(huán)境的多樣性是 生物多樣性的原因。 (2)兩個法則：一個是用進廢退；一個是獲得性遺傳。并認為這兩者既是變異產(chǎn)生的 原因，又是適應形成的過程。 (3)意義：開辟了進化理論的先河，為科學進化論的發(fā)展

5、鋪平了道路。 (4)不足：典型的唯心主義觀點，認為生物的本質(zhì)本身的意志是推動其進化的動力； 后天獲得的遺傳可遺傳；缺乏必要的實驗證據(jù)。 【領悟?整合】 (1)拉馬克的兩條法則 ①用進廢退。不超過發(fā)育限度的任何動物，其所有使用的器官都得到加強、發(fā)展、增 大，加強的程度與使用的時間長短呈正比。反之某些不經(jīng)常使用的器官就削弱、退化，以 至喪失機能，甚至完全消失。這就是所謂的“器官使用法則”或“用進廢退法則”。 ②獲得性遺傳。某種動物在環(huán)境長期影響下，甲器官頻繁使用，而乙器官不使用，結 果使一部分器官發(fā)達，而另一部分器官退化，由此產(chǎn)生的變異如果是能生育的雌、雄雙親 所共有，則這個變異

6、能夠通過遺傳而保存。這就是被后人稱為“獲得性遺傳”的法則。 (二)達爾文和進化理論 (1)理論自然選擇學說 過度繁殖：生物的繁殖能力很強，能產(chǎn)生大量后代(基礎)。 生存斗爭：大部分個體被淘汰(動力)。 遺傳變異：生物個體既有親本的遺傳性狀，又會出現(xiàn)變異(內(nèi)因)。 適者生存：在生存斗爭中，有利變異的個體適者生存，不利變異的不適者被淘汰(結果)。 (2)意義：科學地解釋了生物進化的原因以及生物的多樣性和適應性。 (3)不足：對遺傳和變異的本質(zhì)以及自然選擇如何對可遺傳的變異起作用等問題不能做出科 學的解釋。 【領悟?整合】 (1)自然選擇學說知識的拓展 ①選擇的對象。從表面看

7、自然選擇是對一個個生物個體的選擇，而實際上自然選擇是對個體 包含的變異進行的選擇。從現(xiàn)代分子遺傳水平看，自然選擇實質(zhì)上是對變異所對應的基因的 選擇，從而改變種群不同基因的頻率。 ②選擇的因素。對生物的變異起選擇作用的不是生物自身，而是個體所處的自然環(huán)境。環(huán)境 因素很多，有一種或幾種起主導的選擇作用。如用農(nóng)藥噴灑害蟲， 害蟲大量死亡(無抗藥性)： 少數(shù)害蟲生存且繁殖后代(抗藥性)。農(nóng)藥是這一變化中主導的選擇因素，它把群體中早已 存在的抗藥性個體與不抗藥個體區(qū)分開來。如果不噴灑農(nóng)藥，害蟲無論抗藥與否都能生存。 農(nóng)藥起到了選擇作用，把抗藥性選擇保留下來，并通過繁殖傳給后代，使抗藥性狀在下一

8、代 某些個體中得以積累和加強。可見環(huán)境對生物變異的選擇是定向的，朝著適應環(huán)境的方向進 化。 ③選擇的手段。生存斗爭是選擇的手段。生物的過度繁殖與有限生活條件之間的矛盾，必然 引起并加劇生存斗爭。通過生存斗爭，使少數(shù)具有適應環(huán)境的有利變異的個體生存下來，從 而完成一次自然對生物的選擇。生存下來的少數(shù)生物個體充分利用現(xiàn)有的豐富的生活條件， 迅速生長、發(fā)育，并繁殖產(chǎn)生大量的后代，又引起新一輪的生存斗爭，生物又面臨著再一次 的選擇。所以說自然選擇是通過生存斗爭實現(xiàn)的。 ④選擇的結果。自然選擇的結果是適者生存、不適者被大自然淘汰。生物產(chǎn)生不定向變異， 由自然選擇決定這些變異的生存或淘汰。自然選擇只選

9、擇與環(huán)境相適應的變異類型，淘汰不 適應環(huán)境的變異個體，即自然選擇是定向的，自然選擇決定著生物進化的方向。 (2)以長頸鹿的進化過程為例比較拉馬克和達爾文進化觀點的區(qū)別。 ①拉馬克觀點：長頸鹿的祖先由于生活在缺乏青草的環(huán)境里，不得不經(jīng)常努力地伸長頸和前肢去吃樹上高處的葉子，由于經(jīng)常使用，頸和前肢逐漸地變得長了一些，而且這些獲得的性 狀能夠遺傳給后代。這樣，經(jīng)過許多代，終于進化成為現(xiàn)在所看到的長頸鹿。 ②達爾文觀點： k頸鹿的祖先， L前股、頸都長的:生存并繁喧出 前肢、頸短的士死亡 前肢■頸區(qū)的：上仃并繁璉 「前破、頸都矩的：生存斗爭中(因為環(huán)境中草的缺乏〉死亡 經(jīng)這樣 代一代

10、的淘汰和選擇,最后選舞出現(xiàn)代前肢和頸部很長的長頸鹿. (三)木村資生和進化理論 (1)提出根據(jù)：根據(jù)分子生物學的研究，主要是根據(jù)核酸、蛋白質(zhì)中的核甘酸及氨基 酸的置換速率，以及這些置換所造成的核酸及蛋白質(zhì)分子的改變并不影響生物大分子的 功能等事實。 (2)理論中性突變進化理論 生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。每種生物信息大分 子都有一定的進化速率。 (3)意義：揭示了分子水平的進化規(guī)律 【領悟?整合】 (1)中性突變 中性突變是指這種突變對生物體的生存既沒有好處，也沒有害處，也就是說，對生物的生殖 力和生活力，即適合度沒有影響，因而自然選擇對它們不起作

11、用。 (2)遺傳漂變是分子進化的基本動力 大的種群如果發(fā)生了隔離與遷移而形成小種群時，遺傳漂變就可能發(fā)生。綜合進化論認為遺 傳漂變對生物進化是有作用的，但是比起選擇來，它的作用要小得多。中性學說則認為，中 性突變不引起生物表型的改變，對于生物的生殖力和生活力沒有影響，因而自然選擇對中性 突變不可能起作用，真正起作用的是隨機的遺傳漂變。遺傳漂變不只限于小種群，任何一個 種群都能發(fā)生遺傳漂變，遺傳漂變是分子進化的基本動力。換言之，中性學說認為，突變大 多在種群中隨機地被固定或消失，而不是通過選擇才被保留或淘汰的。 (3)分子進化速率 中性學說認為，分子進化速率取決于蛋白質(zhì)或核酸等大分子中的

12、氨基酸或核甘酸在一定時間 內(nèi)的替換率。生物大分子進化的特點之一是，每一種大分子在不同生物中的進化速度都是一 樣的。以血紅蛋白的a鏈為例，鯉、馬和人的a鏈都是由141個氨基酸所構成，其中鯉和馬 有66個氨基酸不同，馬和人有 18個氨基酸不同。據(jù)此，中性學說指出，分子進化的速率與種 群的大小、物種的生殖力和壽命都沒有關系，也不受環(huán)境因素的影響，也就是說，分子進化 是隨機發(fā)生的，而不是選擇的結果。 【發(fā)散?探討】 問題一：為什么說日本學者木村資生的“中性學說”揭示了分子水平的進化規(guī)律，而且和達 爾文的進化理論是相互補充的？ 解答：達爾文創(chuàng)立“自然選擇”進化理論，隨著分子進化的研究的發(fā)展。一些

13、科學家積極思 考，認為生物進化是以生物大分子為基礎的，只有從分子水平上研究生物的進化才能觸及生 物進化的本質(zhì)。木村資生認為，分子水平上的進化是由選擇中性或近中性突變基因的隨機固 定而實現(xiàn)的。而只有當分子進化導致形態(tài)和生理上發(fā)生差異后，自然選擇才能發(fā)揮作用。這 一進化理論揭示了分子水平的進化規(guī)律，和達爾文的理論相互補充，更好地揭示了生物進化 的本質(zhì)。 問題二：1984年在云南澄江發(fā)現(xiàn)了聞名于世的澄江動物化石群。澄江動物化石群向人們展示 了各種各樣的生物在寒武紀呈大爆發(fā)地出現(xiàn)，動物的進化要比今天快得多，動物新的構造模 式或許能在“一夜間”產(chǎn)生?，F(xiàn)在生活在地球上的各個動物門類當時幾乎都已存在，只是

14、處 于非常原始的狀態(tài)。此現(xiàn)象支持達爾文的自然選擇學說嗎？ 解答：達爾文認為，物種是通過生存斗爭，經(jīng)逐代選擇與積累而形成的，需要經(jīng)過漫長的年 代。澄江化石說明，許多新的物種的產(chǎn)生不是微小變異漫長的積累，而是呈大爆發(fā)地出現(xiàn)。 因此不支持達爾文的自然選擇學說。 【教考動向?演練】！ 1 .第一位提出進化觀點與神創(chuàng)論和物種不變論相抗衡的是 A.達爾文 B. 拉馬克 C. 孟德爾 D. 沃森和克里克 2 .下列哪項不屬于達爾文的進化觀點 A.過度繁殖產(chǎn)生大量個體B.生活條件有限引起生存斗爭 C.適者生存是自然選擇的動力D.可遺傳的變異使個體之間產(chǎn)生變異 3 .下列敘述中，符合達爾文自然選

15、擇學說觀點的是 A.北極狐因體色與周圍環(huán)境相似而生存下來 B.長頸鹿因經(jīng)常伸長脖子吃高處的樹葉，故脖子越來越長 C.鳥類因不斷將翅膀展開撲動，故翅膀變得發(fā)達且適于空中飛翔 D.颶鼠因掘洞穴居，眼睛經(jīng)常不使用，故視覺退化 4.“中性學說”是從 水平上研究生物的進化，該理論認為生物進化的主導因素 是 ,和達爾文的進化理論是 的關系。 研習點2 像科學家一樣思考科學思維 (一)觀察：人們通過感覺器官感受周圍事物的一種方法 (1)分類 a.定性觀察：用文字或術語而不是用數(shù)字進行描述，包括對顏色、形態(tài)、氣味等變量 的客觀性描述。 b.定量觀察：通過對變量的計數(shù)或測量而得到的數(shù)值，

16、通常需要使用一 些儀器。 (2)基本要求 a.學會帶著問題進行觀察。 b.直接觀察與問題相關的對象。 c.既要觀察局部，也要觀察整體； d.既要觀察物體，也要觀察環(huán)境。 e.觀察要細致、準確。 f.盡可能將觀察到的現(xiàn)象或事物描述(或繪制)出來。 (3)基本方法 a.順序觀察：一般來說，生物學中的觀察要遵循由表及里、由上到下、從前到后、從整體到 局部的原則。 b.對比觀察：通過對比觀察來發(fā)現(xiàn)事物之間的區(qū)別和聯(lián)系，從而達到同中求異、異中求同。 【領悟?整合】 (1)觀察方法主要應用于以下幾個方面： a.在無法對生物體進行改變和控制的情況下，要獲得這類生物所反映的真實現(xiàn)象

17、必須用觀察 法，例如：野生動植物的考察、古生物研究、生物分類和生態(tài)學研究等。 b.在不允許對生物體加以干擾破壞或改變的情況下進行的研究，必須運用生物學觀察法，如： 病理學中動物、植物、人類病理現(xiàn)象的研究。 c.在某些以直接記錄和描述生物現(xiàn)象為基本前提的生物學分支學科中，必須用觀察法，例如： 動植物形態(tài)學、昆蟲和微生物分類學、仿生學等，均需對研究對象的形態(tài)、特征進行描述、 記錄，因而也離不開觀察。 (2)觀察與實驗的聯(lián)系與區(qū)別 觀察 實賽 涵義 ，白然條"下研究對象 在坤制條件下研究對象 主體 都是主體有目的有計劃的能動活動 「具 都要假用感官、儀舞、

18、沒備等中介手段 客體 都是研究對象的事實現(xiàn)象 方法要素 都在于對研究對象進行捕獲和解擇 不 條件狀基 以不變革對象為特征，處 于自然常態(tài)條件卜 以變革對象為特征，處「控制操縱條 件下 同 點 控制工具 (方法要素) 變量比鼓直觀、簡單、觀 測比較被動 使用假設、變量、控制、對照等中介手 段，能使對象純化、強化，增進了可觀 測性和重復性等 (二)推理：從一件事推出另一件事的方法 (1)因果推斷：就是要判斷兩個事件之間是否存在因果關系。 (2)歸納：是指從個別事物的性質(zhì)、特點和關系中概括出一類事物的性質(zhì)、特點和關 系的推理形式。 (3)演繹法：從一般

19、原理推導出特殊事例的過程 【領悟?整合】 (1)不能光憑兩個事件一起發(fā)生，就判斷它們之間存在因果關系，應通過實驗或者根 據(jù)以往的經(jīng)驗，來判斷因果關系是否存在。 (2)要做出正確的歸納，從總體中選出的樣本就必須足夠大而且具有代表性。 求同法：把研究對象的共同之處歸納起來。 差異法：這種歸納推理方法與求同法正好相反，是找出研究對象的差異因素。 求同差異法：“求同法”和“差異法”的綜合應用。 剩余法：剩余法也叫排除法，首先排除不相關的因素，剩余的就是問題的答案｛。 (3)歸納與演繹法的關系 歸納側(cè)重于對經(jīng)驗事實的概括，從經(jīng)驗升華為結論，從個別的、表面化的、缺乏普遍 性的經(jīng)驗中抽象出

20、一般原理，把握個性中的共性。這是一種必然性推理；演繹則是對一 般性原理的應用，前提和結論之間存在必然聯(lián)系，是一種必然性推理。這兩種推理的思 維方向是相反的。人們的認識總是運用歸納和演繹兩種思維方法，從個別事實引出一般 結論、概念，又從一般原理引出個別結論而使認識不斷深化。 (三)分類：把某些特征相似的物體歸類到一起的方法 對自然界多樣的生物進行分類主要有三類方法： 第一類為形態(tài)學方法，即僅根據(jù)生物主要形態(tài)特征的異同對生物進行歸類，它不考慮這些具 有相似特征的生物是否具有共同的祖先或是否具有同源性，單純形態(tài)學的分類方法現(xiàn)今已經(jīng) 很少被認可。 第二類只強調(diào)生物之間遺傳進化的關系，注重研究一

21、類生物多久以前從另一類生物中分支出 來。 第三類為經(jīng)典的進化分類法，是第一種方法和第二種方法的綜合應用，它既考慮生物進化分 支的時間，又注重生物形態(tài)特征的異同。這種以生物的進化為線索，比較生物最重要的形態(tài) 特征和親緣關系建立起來的分類系統(tǒng)，目前已被人們廣泛接受。 (四)建立模型：用來顯示事物的或者過程的表現(xiàn)手段，如畫圖、表等 原額研究對象)嚅^模型,理論 模型舍去了原型的一些次要的細節(jié)、非本質(zhì)的聯(lián)系，以簡化和理想化的形式去再現(xiàn)原型的各 種復雜結構、功能和聯(lián)系，是連接理論和應用的橋梁。 根據(jù)模型所代表和反映的方式可以分為三大類： (1)物質(zhì)模型方法用實物代替原物進行研究的方法叫做物

22、質(zhì)模型方法。例如細胞 的結構模型、被子植物花的結構模型、蛋白質(zhì)的結構模型、DNA分子的雙螺旋結構模型、 細胞膜的結構模型等。 (2)想象模型方法用想象的抽象物代替原型進行研究的方法叫做想象模型方法。 這種方法是人們抽象出生物原型某些方面的本質(zhì)屬性而構思出來的，使對象簡化便于研究。 例如，物質(zhì)出入細胞的模型、細胞分裂過程模型、光合作用過程模型、呼吸作用過程模型、 動物的個體發(fā)育過程模型等。 (3)數(shù)學模型方法 用符號、公式、圖象等數(shù)學語言表現(xiàn)生物學現(xiàn)象、特征和狀況的 方法稱為生物學數(shù)學模型方法。如：課本中的細胞分裂過程中#$%含量，染色體數(shù)量的變化 曲線，酶的活性受溫度、酸堿度影

23、響的曲線等數(shù)學模型，通過計算機的數(shù)據(jù)模擬，結合相應 的生理過程，建立模型，以形成同學們對問題的解釋、判斷和預測。 (五)交流：與他人交換看法、分享信息的過程有效的交流需要許多技能，包括聽說讀寫與 建立模型能力。 (1)科學探究的交流 -科學探究過程' 科學實驗方法 交流內(nèi)容]描述觀察結果 |共享、容價 生 展示測資數(shù)據(jù)[ 備I研究成果和結論| 建立模型 (2)反思是不斷自我完善的過程。反思的態(tài)度如下： a.傾聽和尊重他人質(zhì)疑；b.承認不同白觀點；c.解釋或幫助；d.吸納中肯意見；f.修 正自己觀點或結論。 【發(fā)散?探討】 問題一：觀察一朵花的基本結構時，觀察的順序應該是什么？

24、 解答：首先觀察花的外形；然后從外到內(nèi)依次數(shù)清花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊的數(shù)目，并 觀察它們的形態(tài)；接著觀察花藥及花粉；最后觀察子房及胚珠。 問題二：假設你是一個生物分類學家，對青蛙、壁虎、蜘蛛、虎、蟾蛛、蚯蚓、蜥蜴、蜜蜂、 鳥、貓、魚怎樣進行分類？ 解答：略 【教考動向?演練】 5 .我們在學習生物科學的理論和知識的同時，更要學習如何像科學家那樣進行 的過 程。 6 .有效的交流需要許多技能，包括 與 能力。 7 .判斷蚯蚓是不是環(huán)節(jié)動物？這一問題的回答是這樣的：所有的環(huán)節(jié)動物都有分節(jié)；所 有的蚯蚓身體也是分節(jié)的；所以，所有的蚯蚓都是環(huán)節(jié)動物。這樣的結論是經(jīng)過下列 科學思維哪一

25、過程得出的 A.觀察 B.建立模型C. 分類 D. 推理 8 .在生物探究學習中，下列不屬于常用的觀察儀器的是 A.放大鏡B. 顯微鏡 C. 天平 D. 離心機 9 .沃森和克里克制作的著名 DN徼螺旋結構模型是屬于 A.物理模型B. 概念模型C. 數(shù)學模型D. 實物模型 三、探究解題新思路 基礎拓展型 題型-.進化理論的理解和運用 例1.下列對“用進廢退”、“自然選擇”、“中性學說”三種進化理論的描述中，錯誤的是 A.用進廢退理論開辟了進化理論的先河 B.自然選擇學說是達爾文在很多事實的基礎上思考得出的 C.中性學說是對自然學說的否定 D.對科學的熱愛和興趣是達爾文

26、等開展研究、思考的動力 ［研析1用進廢退理論由拉馬克提出，開辟了進化理論的先河，為科學進化論的發(fā)展鋪平了 道路；“中性學說”揭示了分子水平的進化規(guī)律，和達爾文的進化理論是相互補充的，而不 是否定。 ［答案1 C 點評 很多所謂的“永恒”、“定律”并不是絕對不變的，要勇于探索，敢于創(chuàng)新。^ 題型2.科學思維的基本過程的應用 例2.在你做把一草履蟲分別放在肉汁和鹽水中，了解其生活狀況并總結得出相應結論的實驗 過程中，你應該如何進行你的工作？你認為最難的是哪一步？為什么？ ［研析］生物科學研究中經(jīng)常用到的推理方法主要有歸納推理和演繹推理。在研究過程中， 通過觀察獲得大量具體的、形象直觀的

27、感性材料，對這些材料經(jīng)過推理，抽象和概括出各種 生命現(xiàn)象的本質(zhì)屬性和必然聯(lián)系，再以概念、判斷、推理的形式表達出來或貯存起來。生物 學中的各種基本概念、規(guī)律、原理等都是概念、判斷、推理的具體體現(xiàn)。這些就構成了生物 學的知識體系。 ［答案］按照科學思維的觀察、推理、分類、建立模型及交流過程進行實驗研究，總結得出 相關結論。其中最難的一步應該是推理，要對觀察到的實驗現(xiàn)象進行多種可能的解釋、判斷， 要求推理過程依據(jù)事實，科學合理，思路嚴密，考慮全面。 點評 生物科學研究離不開科學思維，其基本過程包括觀察、推理、分類、建立模型、 交流等步驟。 【教考動向?應用】！ 1 .下列哪項不屬于拉馬克的進

28、化觀點 A.用進廢退B.獲得性遺傳 C.環(huán)境改變引起生物變異D.自然選擇決定進化方向 2 .在下面的敘述中，不屬于達爾文對長頸鹿進化過程的理論解釋的是 A.長頸鹿祖先的遺傳物質(zhì)發(fā)生改變 B.祖先產(chǎn)生的后代中存在著變異個體 C.在攝食的生存斗爭中，頸和前肢較長的個體得到生存 D.微小有利的變異通過遺傳而世代積累 3.是對理論的支持；對此做出解釋則是 過程。拉馬克發(fā)現(xiàn)古代生物 與現(xiàn)代生物既相似又相異所采用的方法是 ,并在此基礎上得出 的科學結 論。 綜合創(chuàng)新型 題型1創(chuàng)新應用 例1 微生物學家科赫很小的時候就發(fā)現(xiàn)他家鄉(xiāng)牛群中有一種奇怪的病。這種病使牛的血液 呈現(xiàn)煤炭一樣的紫黑

29、色，稱為“炭疽病”?？坪瞻l(fā)現(xiàn)，與病牛接觸過的健康牛很容易患上炭 疽??；走過埋葬病牛草地的健康牛也會感染炭疽??；將病牛的血液注射到健康牛身上也會使 健康?；忌咸烤也　?想一想，如果你是科赫，運用歸納法，能找出炭疽病發(fā)病的直接原因嗎？ ［研析1歸納是指從個別事物的性質(zhì)、特點和關系中概括出一類事物的性質(zhì)、特點 和關系的推理形式。 ［答案］科赫推導的結論是病牛是導致炭疽病發(fā)生流行的直接原因。 點評 要做出正確的歸納，從總體中選出的樣本就必須足夠大而且具有代表性。 題型2 開放探究 例2 實驗設計探究：設計一個實驗方案證明果蠅的抗藥性產(chǎn)生中DD跑了選擇的作用，而不 是誘發(fā)突變的作用。 材料

30、用具：果蠅若干、不同濃度的DDT相同培養(yǎng)瓶若干。 提示：果蠅抗藥性可用其死亡率代表，抗藥性強死亡率低，抗藥性弱死亡率高； 方法步驟： 預測結果并且得出結論： ［研析1 本實驗設計的關鍵是步驟環(huán)環(huán)相扣，嚴謹科學，對照目的明確，一針見血， 同時對實驗操作的隨機性，果蠅的大量處理上也有較高的要求。 ［答案］ 方法步驟：將若干果蠅隨機平分成甲、乙兩組，甲組果蠅混合培養(yǎng)，自由交配，繁 殖10代；乙組果蠅再隨機分成若干對（每對雌雄各一只），分別裝人若干個培養(yǎng)瓶中，使其 各繁殖成一個家系，再把每個家系的許多果蠅隨機平分成A、B兩部分，用一定濃度的 DDT分 別處理各個家系的 A部分，而B部分不處理

31、（即不接觸 DDT ,然后檢查方t算各家系 A部分的死 亡率，把死亡率高的家系淘汰掉，選取死亡率最低的A對應的B部分留下來，再隨機分成若干 對，仍按上述方法進行培養(yǎng)和處理，唯一不同的是每代處理都逐漸增加DDT勺濃度，如此一直 到第10代。最后，比較甲組第 10代果蠅和乙組第10代 選出的B部分果蠅在分別用相同濃度的 DDT（如處理乙組第1代A部分的濃度）處理時兩者抗藥 性（死亡率）的差異。 預測結果并得出結論：乙組第 10代璘B分果蠅的抗藥性遠遠高于甲組第 10代，說明果蠅的抗藥 性產(chǎn)生中DD跑了選擇的作用，而不是誘發(fā)突變的作用，因為雖然實驗過程中乙組各代各家系 的B部分從未接觸過DDT

32、但最后其抗藥性卻很強。 點評 實驗設計題要理解實驗原理、實驗目的及要求，了解材料、用具、掌握實驗方法、步 驟，學會設計對照實驗，會觀察、分析和解釋實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)，并得出合理 的實驗結論。 【教考動向?應用】 4 .用達爾文的觀點來判斷下列問題，其中不正確的是 A.長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸和前肢去吃樹上高處的葉子，因此頸和前肢都變得很長 B.北極熊生活在冰天雪地的環(huán)境里，它們的身體產(chǎn)生了定向的白色變異 C.野兔的保護色和鷹銳利的目光，是它們長期相互選擇的結果 D.在長期有毒農(nóng)藥的作用下，農(nóng)田害蟲產(chǎn)生了抗藥性 5 .剩余法也叫排除法，首先排除不相關的因素，剩余的就是問題的答案。下

33、列哪一種生物的 代謝類型在進化上有可能發(fā)生在能進行原始的光合作用的生物之前 A.紅色硫細菌B.硝化細菌 C. 酵母菌 D. 藍藻 四、開拓學習新視野 教材知識拓展 ［科學思維］ 生命科學的研究方法 今天，一個生物學工作者在他進行課題研究時，往往要拿出相當?shù)臅r間和精力去查 閱和學習相關的實驗技術，摸索和發(fā)展適用的實驗條件和手段，建立可行的實驗模型。 許多重大的生物學研究成果都是與新技術的發(fā)明聯(lián)系在一起的，例如，DNA勺雙螺旋結 構是應用X射線衍射分析物質(zhì)結構的方法首先獲知的；限制性內(nèi)切酶方法的應用是基因 工程得以進行的基礎；同位素標記、單克隆抗體、PCR轉(zhuǎn)基因及體細胞克隆等技術已成

34、 為今天生物學實驗的常規(guī)手段。就廣泛意義的科學方法而言，生命科學研究方法大致可 以分為三大類型：第一是對生命現(xiàn)象、生物體的結構和生命過程等進行直接的觀察與描 述；第二是在實驗室（場）人為地對條件進行控制，針對性的再現(xiàn)或阻斷特定的生命過程， 以期了解生命活動的規(guī)律；第三是在觀察、實驗和科學假設的基礎上，以等效或近似的人 工模型模擬生命過程，以求達到對生命現(xiàn)象的了解和預測。 考題在線搜索 考題1 （2004年上海高考）分類是按照事物的性質(zhì)劃分類別的常用方法。表！是對 下列食物的一種分類，請你再找出一種分類方法。完成表2。 食物編號 美成 食物縮導 乳品美 ①尊’ 糧許受

35、 ②③ 施洛變 水果類 ⑶美 ①牛娟②大米③面粉④芒果⑤胡茸卜⑥菠蘿⑦瘦豬肉0蛾期 ⑨草果.雞肉 於「自咽介梵［）表2作物分類（ J ［鼾所1從售物的就毒看,斗M相酸奶屬『濯體,其余的均為周律.所以t可步這些 管均分為固體食埼和液體食功向大類. ［譽案」固體食物I②??r您⑩：液體食糧h工⑧ 戌評分荊HfilK崢餐相同的物體歸類到起的方法％ 考題2 （2003年全國高考）下列說法符合達爾文自然選擇學說的是 A.生存斗爭僅指種內(nèi)斗爭B.不遺傳的變異在進化上是有意義的 C.生存斗爭是生物進化的動力D.自然選擇決定生物進化的方向 ［研析］ 達爾文自然選擇學說

36、的四個主要內(nèi)容：過度繁殖，生存斗爭，遺傳和變異， 適者生存。遺傳變異是內(nèi)因，變異產(chǎn)生進化的原材料，遺傳使有利變異能得到定向的積 累和加強，生存斗爭是自然選擇的動力，適者生存是自然選擇的結果。 ［答案］CD 點評 該題考查達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容。要求同學們在掌握達爾文自然選擇學說的 主要內(nèi)容的四個方面的基礎之上，能夠正確評價該學說的意義和不足。 【教考動向?應用】" 6 .達爾文自然選擇學說未能解釋的是 A.生物進化的原因B.現(xiàn)存生物適應性的原因 C.生物多樣性的原因D.生物不定向變異的原因 7 .下面是關于生命科學發(fā)展史和科學方法的問題。 (1)孟德爾在總結了前人失敗原因

37、的基礎上，運用科學的研究方法，經(jīng)八年觀察研究，成功 地總結出豌豆的性狀遺傳規(guī)律，從而成為遺傳學的奠基人。請回答： ①孟德爾選用豌豆作為實驗材料，是因為豌豆品種間的 ,而且是 和 植物，可以避免外來花粉的干擾。研究性狀遺傳時，由簡到繁，先從 對相對性狀著 手，然后再研究 相對性狀，以減少干擾。在處理觀察得到的數(shù)據(jù)時，應用 方 法，得到前人未注意到的子代比例關系。他根據(jù)實驗中得到的材料提出了假設，并對此作了 驗證實驗，從而發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律。 ②孟德爾的遺傳規(guī)律是 。 (2) 2003年是DNA吉構發(fā)現(xiàn)50周年。1953年，青年學者沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了DNA勺結構并構 建了模型，從而獲得諾貝

38、爾獎，他們的成就開創(chuàng)了分子生物學的時代。請回答： ①沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的 DNA吉構特點為 。 ②組成DN份子的四種脫氧核甘酸的全稱是 。 多彩生物漫步 生物進化學說的發(fā)展 從法國學者拉馬克創(chuàng)立生物進化學說以來，很多科學家對于生物進化學說的發(fā)展， 作出了重要貢獻。這里列舉以下材料： 拉馬克( 1744 - 1829 )根據(jù)自己在動植物學方面的研究，首次提出了生物進化的理論， 并創(chuàng)立了用進廢退學說。其中心理論仍是環(huán)境變化是物種變化的原因。獲得性狀可以遺傳。 拉馬克認為，動物的變異是由動物本身的意愿所決定的，而且變異是一直向前發(fā)展的。 達爾文( 1790 - 1882 )在前人的基礎上，

39、根據(jù)自己對動植物特點和地質(zhì)等方面的廣泛 觀察與研究，提出了以自然選擇為核心的進化學說。 與達爾文同時代的孟德爾(1822- 1884 )通過豌豆雜交實驗，發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律 和自由組合定律。后來摩爾根通過果蠅實臉，又發(fā)現(xiàn)了基因的連鎖互換定律和伴性遺傳 原理，并對基因突變的原因作了解釋。再之后，杜布贊斯基等人，將生物進化的基本單位 從生物個體擴展到以種群為基本單位加以研究。另外，沃森和克里克提出了DN南子雙螺旋結 構模型，為解釋生物進化的原因開辟了新的途徑。 【教考動向?應用】 8.請根據(jù)以上資料回答： (1)達爾文自然選擇學說的核心內(nèi)容是什么？ (2)上述科學家的研究成果或?qū)W說對

40、于生物進化理論的創(chuàng)立、發(fā)展與完善具有何種意義，請 給予科學(客觀)評價。(答出要點即可) 本節(jié)答案與解析研讀 課本【評價指南】解答 1 .科學思維的基本過程包括觀察、推理、分類、建立模型、交流等環(huán)節(jié)。在向同學們說明 推理在建立科學理論中的作用所舉的例子時，教師只需把握例子中的實質(zhì)內(nèi)容，只要能說明 推理在建立科學理論中的重要作用即可，不必拘泥于某個事例。 2 .在科學史上經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況：兩個理論，其事實根據(jù)都是相似的，但立論卻相去甚 遠，甚至相反。錯誤的理論，并不在于它依托的事實弄錯了，而在于對事實材料的加工、推 理弄錯了。誠如恩格斯所說：不正確的觀念，如果拋開觀察的錯誤不講，歸根到

41、底都是對于 正確事實的不正確的觀念。 【教考動向?演練】 1． B拉馬克是第一位提出生物進化觀點的學者。 2． C達爾文自然選擇學說的主要內(nèi)容有：過度繁殖，生存斗爭，遺傳和變異，適者生存。 3． A B、C、D頃涉及拉馬克的用進廢退學說。 4．分子中性突變的隨機固定 相互補充 5. 科學思維6. 聽說讀寫建立模型 7 .D 推理是從一件事推出另一件事的方法。 8 .D 天平屬于觀察的測量儀器。 9 .A 物理模型和實物模型屬于物質(zhì)模型，概念模型屬于想象模型。 【教考動向?應用】 1 .D拉馬克的進化觀點主要有：物種不是不變的，更不是上帝創(chuàng)造的；環(huán)境條件的改變 能引起生

42、物的變異；環(huán)境的多樣性是生物多樣性的原因；用進廢退；獲得性遺傳。 2 .A長頸鹿的祖先由于遺傳物質(zhì)的改變出現(xiàn)性狀差異，不屬于達爾文對長頸鹿進化過 程的解釋，因為達爾文發(fā)表《物種起源》時，還沒有遺傳學的理論知識，因此自然選 擇對遺傳和變異如何作用等問題，其不可能做出本質(zhì)的闡明。 3 . 觀察結果推理 分類 物種不是不變 4 .A A 選項“長頸鹿經(jīng)常努力伸長頸和前肢去吃樹上高處的葉子，因此頸和前肢都變得 很長”是用進廢退的觀點，是拉馬克進化理論的內(nèi)容。 5 .A 原始的光合作用之前的生物代謝類型為自養(yǎng)厭氧型。選項（ 的紅色硫細菌高中 教材沒有提及，同學們感到生疏；而其他’ 個選項

43、中的生物代謝類型則較為熟悉， 可用排除法來解題。選項# 的硝化細菌為自養(yǎng)需氧型；選項& 的酵母菌為異養(yǎng)兼 性厭氧型；選項） 的藍藻為自養(yǎng)需氧型。故可排除選項#、 &、 ） 。 6 .D 達爾文的自然選擇學說主要包括過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存。該學 說能夠科學地解釋生物進化的原因，以及生物的多樣性和適應性，對于人們正確地 認識生物界具有重要意義。但是，由于受到當時科學發(fā)展水平的限制，對于遺傳和 變異的本質(zhì)，達爾文還不能做出科學的解釋。他沒有闡明自然選擇的機理，沒有闡 明自然選擇如何對可遺傳的變異起作用。 7 . （ 1） 相對性狀易于區(qū)分 自花傳粉 閉花受粉1 2 對

44、以上 統(tǒng)計 基因的分離定律， 基因的自由組合定律（ 2）雙螺旋結構腺嘌呤脫氧核苷酸；鳥嘌呤脫氧核苷酸；胞嘧啶脫 氧核苷酸；胸腺嘧啶脫氧核苷酸 8 . （ 1 ）過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存。 （2）①拉馬克是生物進化學說的最初奠基人，他的學說打破了特創(chuàng)論的觀點，但他提出 的“動物的變異是由動物本身的意愿所決定的”是錯誤的。②達爾文的自然選擇學說是生物 進化理論發(fā)展的重要標志，他科學地解釋了生物進化的原因以及生物的多樣性和適應性，但 達爾文無法對遺傳和變異的原因做本質(zhì)的解釋。③孟德爾，摩爾根的研究成果，揭示了遺傳 和變異的本質(zhì)。④杜布贊斯基等人又使生物進化的研究，從個體

45、水平發(fā)展到群體水平，豐富 和發(fā)展了達爾文的進化理論。⑤沃森和克里克提出的DNAI型又為人們從微觀的分子水平研究 生物進化奠定了基礎。 本章知識回顧 ［網(wǎng)絡圖表］ 生物科學和我們 身邊的生物科學 J人類面臨的問題;糧食問題 I生物科學與社公:科學合理地應用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術 「拉q克和進化印論 進化理論的創(chuàng)立和完善;達爾文和進化理論 .木村資生和進化理論 ［知識歸納］ 線索一：生物學的知識結構是通過科學探究得出的，科學探究是生物學科發(fā)展的基石，以科 學探究能力為核心。掌握科學實驗的設計思路和方法，學會用恰當?shù)膶嶒灧椒炞C簡單的生 物學事實，并能對實驗結果進行分析和解釋。 線

46、索二：抓住一個核心的知識內(nèi)容，然后圍繞這個核心知識進行多方位多角度的聯(lián)系，使之 形成由點到面的知識結構。這個核心的內(nèi)容可以是一個概念、一個原理、一個圖解、一個實 例。例如，光合作用的相關內(nèi)容，可抓住課本光合作用過程的圖解來構建。 線索三：以某一生理過程或現(xiàn)象為線，把相關的知識串聯(lián)起來，形成知識鏈，這也是形成知 識結構的一種重要方法。比如，以植物的生長過程為主線，可聯(lián)系：種子的結構—種子 的萌發(fā)(種子萌發(fā)的條件、種子萌發(fā)過程中水量的變化、有機物總量的變化、有機物種類的 變化、營養(yǎng)成分的變化、能量的變化等)—植物的生長(吸水方式的變化、有機物和能 量代謝、激素的調(diào)節(jié))—種子的形成。 線索四：生

47、物是一個活的有機整體，各個組成部分既互相聯(lián)系，又各不相同，各種生命活動 都有它們各自的規(guī)律。因此，同學們要對比它們的組成和活動規(guī)律，找出共同點和不同點， 運用比較法，把課本中相關的知識放在一起進行比較，有利于將知識系統(tǒng)化，并形成知識結 構網(wǎng)絡。 線索五：通過“讀”反映生物、生物生理過程、生物科學實驗過程的“圖和圖群”，將能 表現(xiàn)栩栩如生的生物、理解看不見摸不著的生理過程、感受生物科學探究的魅力。 章節(jié)專題探究 科學研究的基本模式 科學家們就像偵探一樣，把各種線索拼湊起來弄清事情的來龍去脈。他們收集線索的途 徑之一就是開展科學實驗。 (1)提出問題：實驗是從提出一個科學問題開始的?？?/p>

48、學問題是指能夠通過收集數(shù)據(jù)而回答 的問題。 (2)構想假說：假說是對實驗結果的預測，它是建立在觀察和以往的知識經(jīng)驗上的。但與許 多預測不同的是，假說必須能夠被檢驗。 (3)實驗設計：設計一個實驗來檢驗你的假說。在計劃中應該寫明詳細的實驗步驟，以及在 實驗中要進行哪些觀察和測量。設計實驗時涉及到兩個很重要的步驟，就是控制變量和給出 可操作定義。 (4)分析數(shù)據(jù)：實驗結束時要對數(shù)據(jù)進行分析，看看是否存在什么規(guī)律或趨勢。它們能不能 支持你的假說？它們是否指出了你實驗中存在的缺陷？是否需要收集更多的數(shù)據(jù)？ (5)得出結論：在下結論的時候，你要確定收集的數(shù)據(jù)是否支持原先的假說。通常需要重復 好幾次實驗才能得出最后的結論。