2020高中生物 第1章 生物科学和我们学案 苏教版必修3 10页

生物科学和我们 学习目标 知识概览(教师用书独具)‎ ‎1.说出物种濒危和绝灭的主要原因。(重点)‎ ‎2.举例说出科学合理地保护动物的方法。‎ ‎3.举例说出一个科学研究的故事。‎ ‎4.概述科学研究的基本过程。(难点)‎ ‎[自 主 预 习·探 新 知]‎ ‎1．生物多样性丧失 ‎(1)物种绝灭的原因 ‎①内在原因：物种特化或功能基因的丧失。‎ ‎ ‎ ‎(2)保护生物多样性的措施 ‎①努力营造全社会保护生物多样性的氛围：对生物多样性保护观念淡漠的人晓之以理，对触犯相关法律的人绳之以法。‎ ‎②要依靠生物科学与技术来保护生物多样性。‎ ‎2．科学研究的基本过程 ‎(1)科学研究是从提出一个科学研究的问题开始的。‎ ‎(2)科学研究的基本过程 提出问题：能够通过收集证据而回答的问题 ‎↓‎ 作出假设：假设是对实验结果的预测，也是建立在 ‎ 观察和以往的知识、经验基础上的 ‎↓‎ 10‎ 设计实验 ‎↓‎ 实施实验 ‎↓‎ 分析证据 ‎↓‎ 得出结论 ‎[基础自测]‎ ‎1．判断对错 ‎(1)物种特化或功能基因的丧失是物种绝灭的外在原因。 (×)‎ 提示：是物种绝灭的内在原因。‎ ‎(2)人类滥伐森林、围湖围海造田、过度放牧等都可能直接造成野生生物栖息地的破坏和丧失。 (√)‎ ‎(3)建立野生动物保护区及采用人工繁殖技术是依靠生物科学与技术来保护动物的表现。 (√)‎ ‎(4)设计实验的目的是得到证据。 (×)‎ 提示：是验证假设。‎ ‎2．对于科学探究实验，下列说法错误的是(　　)‎ A．收集证据是开展科学探究的重要环节之一 B．科学探究的问题需要通过收集证据，但不规定是否一定能回答 C．假设需要建立在观察和以往知识、经验的基础上 D．实验设计需要学习前人的知识和经验，更需要创新 B　[科学探究的问题是指能够通过收集证据而回答的问题。]‎ ‎[合 作 探 究·攻 重 难]‎ 生物多样性丧失的原因 ‎[思考交流](教师用书独具)‎ 材料1　大熊猫特化为主要以箭竹为食，一旦环境变化引起其栖息地内箭竹的大面积死亡，大熊猫就可能出现生存危机。‎ 材料2　现存野生朱鹮数量极少，由于长期人工饲养和近亲繁殖，导致朱鹮某些适应野外生存的功能基因逐渐丧失，这些都可能加快其绝灭的进程。‎ 材料3　由于蟒蛇的肉味鲜美，而且有一定的药用价值，便招来捕杀之祸，‎ 10‎ 导致广东、广西、云南等地的野生蟒蛇数量急剧减少。目前，蟒蛇已经被列为国家一级保护动物。另外，许多具有药用价值的植物正被加速地采伐。‎ 材料4　人类滥伐森林、围湖围海造田、过度放牧等，都可能直接造成野生生物栖息地的破坏和丧失。例如，我国特有的灵长类滇金丝猴现已为国家一级保护动物，其数量的减少就和栖息地的破坏有关。‎ 材料5　长江洪灾导致许多栖息于沿江平原和丘陵地区的野生生物遭受灭顶之灾。‎ 材料6　原产日本的林业害虫侵入我国华东沿海地区后，造成该地区13万多公顷的马尾松林受到危害。‎ 材料7　剧毒农药造成一些珍稀鱼类和鸟类的数量急剧减少。‎ 材料8　物种绝灭的速度在过去的100年比人类尚未出现时增加了大约1 000倍，各种迹象表明21世纪物种绝灭的速度还会增加10倍……‎ ‎1．材料1和材料2分别说明了什么？‎ 提示：材料1说明物种绝灭的内因之一是物种的特化；‎ 材料2说明物种绝灭的内因之一是功能基因的丧失。‎ ‎2．材料3—7分别说明了什么？‎ 提示：材料3说明乱捕滥伐是物种濒危和绝灭的直接原因之一；‎ 材料4说明栖息地的破坏和丧失是导致物种濒危和绝灭的重要原因之一；‎ 材料5说明自然灾害是造成物种濒危和绝灭的重要原因之一；‎ 材料6说明外来物种的入侵是造成物种濒危和绝灭的重要原因之一；‎ 材料7说明环境污染是造成物种濒危和绝灭的重要原因之一。‎ ‎3．材料8说明了什么？‎ 提示：材料8说明了人类的出现加速了物种的绝灭。‎ ‎[归纳总结] ‎ ‎1．生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础。‎ ‎2．物种绝灭的原因是多方面的 ‎(1)从来源上，可分为内因和外因，而外因又可分为自然因素和人为因素。‎ ‎(2)从作用途径上，可分为直接原因和间接原因。‎ ‎(3)从影响程度上，可分为重要原因和次要原因。‎ 乱捕滥伐是人的直接行为；栖息地的破坏和丧失、外来物种的入侵、环境污染往往是人类活动不当所导致，因此人为因素是物种绝灭的主要原因。‎ ‎3．物种绝灭的两种内因类型的比较 ‎(1)物种特化 ‎①含义：一个物种在长期的进化过程中，‎ 10‎ 适应了某种特定的栖息环境而产生了特别的习性，使其难以再适应变化的环境。‎ ‎②特点：特化是对环境的超强适应，但这种适应可能是致命的。‎ ‎(2)功能基因的丧失 ‎①含义：一些野生动物在长期进化过程中，由于种种原因使遗传力和生活力下降，从而使种群数量减少而趋于濒危。‎ ‎②特点：功能基因丧失是无法弥补的，只能在人工条件下尽量繁殖较多濒危动物，但长期人工饲养和近亲繁殖，又会使某些功能基因丧失而加快其绝灭过程。‎ ‎[典例通关](教师用书独具)‎ 下列因素中，不属于物种绝灭原因的是(　　)‎ A．物种特化或功能基因的丧失 B．外来物种入侵 C．乱捕滥伐 D．生物的过度繁殖 ‎【技巧点拨】　(1)回顾物种绝灭的内在原因和外在原因；(2)回顾达尔文自然学说的内容。‎ D　[物种绝灭的内因是物种特化或功能基因的丧失；外因有外来物种入侵、乱捕滥伐、栖息地的破坏和丧失、环境污染和自然灾害等。生物的过度繁殖是达尔文解释进化原因的进化学说的一个重要内容。]‎ ‎[活学活用]‎ 进入20世纪后，几乎每年都有许多野生的鸟类和哺乳动物从地球上消失。造成野生动物濒危和绝灭的主要原因是(　　) ‎ ‎【导学号：85732000】‎ A．自然灾害 B．种内斗争 C．传染病流行 D．人类活动对生态环境的破坏 D　[A、B、D三项的内容都可以认为是造成野生动物濒危和绝灭的原因，但20世纪以来，随着工业化的发展造成野生动物濒危和绝灭的主要原因是人类活动对生态环境的破坏。]‎ ‎(备选习题)‎ 下列哪项不是科学合理地保护动物的措施(　　)‎ A．建立野生动物自然保护区 B．科学引种 C．制定有关法律和进行法制教育 10‎ D．为保护有益动物，消灭有害动物 D　[科学合理地保护动物的措施，不应包括消灭有害动物，有害物种也是生物多样性的重要组成部分，消灭了有害动物就是破坏了生物的多样性，对其他生物造成直接或间接的危害，从而影响生态系统的稳定性。]‎ 科学研究的基本过程 ‎[思考交流]‎ ‎1．在人类发现病毒的征途中，科学家发现，如果烟草花叶病是由某种细菌释放的毒素引起的，那么经过一代又一代的接种，毒素的致病作用应该越来越小。可是，实验结果并不是这样。这一定是有一种比细菌还要小的生物，它们可以通过过滤器的细孔。由此科学家提出了一个什么样的科学探究的问题？此段内容也体现了问题是建立在什么条件下提出的？‎ 提示：提出了一个科学探究的问题是：世界上是不是存在一类比细菌还小的生物呢？上述问题是从客观的观察和思考中提出来的。‎ ‎2．在发现病毒的探究中，科学家在研究病毒的过程中有什么创新之处？‎ 提示：科学家经过多次实验未获成功之后，开始考虑“一定要换一种研究方法”。他们采用一种非常精密的滤孔直径比细菌还要小的过滤器过滤患病烟草叶片的浆液。‎ ‎3．在科学探究中为了方便分析，常常分类整理相关数据，如绘制成表格、曲线图等，这样做有什么好处？‎ 提示：这样做能够清晰地呈现变化的规律或趋势，易于得出相关结论，方便科学交流和传播。‎ ‎[归纳总结] ‎ ‎1．科学探究的基本模式 ‎ ‎ ‎(1)提出问题 ‎①这类问题是指能够通过收集证据而回答的问题。‎ ‎②所提问题是从客观的观察和思考中提出来的。‎ ‎(2)作出假设：它是建立在观察和以往的知识、经验的基础上，对实验结果的预测。‎ ‎(3)设计实验 ‎①目的：验证假设。‎ ‎②前提条件：需要学习前人的知识和经验，掌握实验的基本技能和技术，但更重要的是要有创新。‎ ‎③‎ 10‎ 重要内容：控制变量。在对照实验中，实验组与对照组相比，除了实验变量外，其他因子都始终保持不变。‎ ‎(4)实施实验：按照实验步骤进行实验，并细致、客观地收集实验中观察到的现象和测量到的数据。‎ ‎(5)分析证据：在科学探究中为了方便分析，常常分类整理相关数据，如绘制成表格、曲线图等，以便清晰地呈现相关变化。‎ ‎(6)得出结论：在作出结论时，应充分评判证据是否支持假说。‎ ‎2．实验设计需注意的基本原则 ‎(1)科学原则：在实验设计前，必须有充分的科学依据，而不是凭空想象。‎ ‎(2)单一变量原则：控制其他因素不变，而只改变其中的一个因素，观察它对实验结果的影响。‎ ‎(3)对照原则：为了排除无关条件的干扰，常要设立对照实验。‎ ‎(4)平行重复原则：为了避免实验结果的偶然性，必须对所做的实验进行足够次数的重复，在实验设计中要充分考虑这一点。‎ ‎(5)等量原则和可行性原则。‎ 特别提醒：科学研究永无止境，在发现病毒后40多年，科学家才通过电子显微镜及相关的制片技术，揭示出病毒的结构面目，而认识和利用病毒的研究还远没有完结。‎ ‎[典例通关]‎ 科学的发现看似偶然，其实是必然的。青霉素的发现就是一个最好的例证。‎ ‎(1)仔细阅读下列句子，按青霉素发现的过程进行排序________(只写编号)。‎ ‎①弗莱明用一小滴青霉菌所产生的代谢物质，滴在正在生长的葡萄球菌上，几小时后葡萄球菌奇迹般地消失了 ‎②弗莱明发现青霉菌菌落周围葡萄球菌不能生长 ‎③或许是青霉菌的生长抢夺了葡萄球菌的营养，或许是青霉菌产生了某种代谢物质杀死或抑制了葡萄球菌的生长 ‎④他将青霉菌的代谢物质稀释1 000倍进行实验仍然有效；并试着用青霉菌的代谢物质治疗局部多种细菌感染的伤口也获得成功 ‎⑤他把这种代谢物质命名为青霉素 ‎(2)发现青霉素的过程与弗莱明的科学态度和思维方式有关。他采用青霉菌所产生的代谢物质进行实验，主要想验证的假设是(　　)‎ A．青霉菌的生长抢夺了葡萄球菌的营养 B．青霉菌产生的某种代谢物质杀死或抑制了葡萄球菌的生长 C．青霉菌的生长以葡萄球菌为营养 D．青霉菌产生的某种代谢物质刺激了葡萄球菌的生长 ‎(3)仔细分析(1)题的句子，归纳弗莱明在发现青霉素的过程中得到的三个实验结论。‎ 10‎ ‎①_________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎②_________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎③__________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(4)对弗莱明发现青霉素的整个过程进行总结，可以得出科学研究大致分为五个步骤。请在图中的每个小方框中填入科学研究的某个步骤，并用箭头(→)把方框连接起来。‎ ‎【技巧点拨】　(1)理清科学探究的基本环节；(2)明确获得实验结论的依据。‎ ‎[解析]　了解青霉素发现史的简要发展进程，根据题目提供的选项的逻辑关系，就可以把正确的顺序排列出来，即观察到某种现象→作出假设→设计多种实验验证假设→数据统计分析→得出结论。‎ ‎[答案]　(1)②③①④⑤　(2)B ‎(3)①青霉菌产生的代谢物质能杀死或抑制葡萄球菌的生长 ‎②低浓度的青霉菌代谢物质仍然能杀死葡萄球菌 ‎③青霉菌的代谢物质不仅能杀死或抑制葡萄球菌，还能杀死或抑制其他细菌的生长 ‎(4)如图所示 ‎[活学活用]‎ 病毒是一类没有细胞结构的生物，与人类关系特别密切。近几年世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒，我国参与了抗击禽流感的国际性合作，并已经研制出禽流感的疫苗。 ‎ ‎【导学号：85732001】‎ ‎(1)在病禽中分离出禽流感病毒样本后，实验室培养禽流感病毒时，为什么需要在一般培养基上加入活鸡胚？__________________。‎ ‎(2)要研制禽流感疫苗，必须知道其分子组成，请设计实验探究禽流感病毒的物质组成：‎ ‎①实验原理：‎ a．RNA溶液在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色。‎ b．DNA溶液与二苯胺试剂共热显蓝色。‎ c．_______________________________________________________。‎ 10‎ ‎②实验步骤：‎ a．用三支洁净的试管分别取等量含有禽流感病毒的溶液，编号为A、B、C。‎ b．向A试管中滴加适量的二苯胺试剂，水浴加热。‎ c．向B试管中滴加适量的浓盐酸与苔黑酚，加热。‎ d．________________________________________________________。‎ ‎③实验结果：_________________________________________________‎ ‎________________________________________________________。‎ ‎④设计一个表格记录实验结果。‎ ‎[答案]　(1)病毒是专营活细胞内寄生(或病毒无代谢特征、或病毒不能独立繁殖)‎ ‎(2)①蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色　②向C试管中加适量的双缩脲试剂，振荡　③A试管中溶液不变色，B试管中溶液变绿色，C试管中溶液变紫色 ‎④‎ 双缩脲反应 二苯胺反应 苔黑酚反应 现象 结论 ‎[当 堂 达 标·固 双 基]‎ ‎1．白鳍豚和长江江豚是长江中仅有的两类淡水豚类，白鳍豚消失后，长江江豚如今也面临生存险境。造成这一现象的原因是(　　)‎ A．外来物种入侵 B．自然灾害 C．环境污染 D．物种特化或功能基因丧失 C　[长江江豚主要生活在鄱阳湖和洞庭湖水域中，而近年来长江水体污染是长江江豚数量急剧减少的主要原因。]‎ ‎2．某研究性学习小组在进行“调查环境污染对生物的影响”课题研究时，确定了“路边小吃店的污染物对马路旁树木生长的影响”子课题进行研究，并设计了研究方案。你认为下列内容不正确的是(　　) ‎ ‎【导学号：85732002】‎ A．该研究方案的内容包括研究目的、研究方法、完成时间、结果预测、结论、报告形式等 B．通过该项研究学会调查研究环境污染对植物影响的基本方法 C．通过该项研究了解小吃店污染物对路边树林生长的不利影响 D．该项研究主要是为了完成研究性学习小组所分配的任务 D　[该项研究主要是为了调查污染物对树木生长是否有影响，‎ 10‎ 方案应包括研究目的、研究方法、完成时间、结果预测、结论、报告形式等。]‎ ‎3．1892年，俄国大片烟草发生枯萎腐烂病，伊凡诺夫斯基来到疫区，最初他猜想病原体一定是某种细菌。他的这种猜想是科学探究过程中的哪一步(　　)‎ A．提出问题　　　　 B．作出假设 C．设计实验 D．得出结论 B　[伊凡诺夫斯基的猜想是根据当时的疫情和对细菌的认识，即它很微小、肉眼看不见、又可以使生物致病这些现象和事实，对烟草致病生物作出的一种假设。]‎ ‎4．某生物学小组为了研究阳光对大豆发芽的影响，在两个花盆里种了大豆，并设计了如下实验：‎ 花盆 阳光 温度 水 Ⅰ 光照 ‎20 ℃‎ 充足 Ⅱ 暗室 ‎20 ℃‎ 不充足 在这一实验设计中，应该改正的错误是(　　)‎ ‎ 【导学号：85732003】‎ A．两个花盆都应放在向阳的地方 B．两个花盆都应放在黑暗的地方 C．两个花盆的温度不应该一样高 D．两个花盆都应该浇给充足的水 D　[该实验是一个对照实验，设计对照实验时，要掌握单一变量原则。由于该实验要研究的是阳光对大豆发芽的影响，因此阳光应是变量，其他因素应该是常量。所以，两个花盆都应该浇给充足的水，这样既保证了单一变量，又使大豆不会因为缺水而影响发芽。]‎ ‎(备选习题)‎ 研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液1 000 mL。利用以下实验材料和器材设计实验，探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。‎ 实验材料和器材：水稻种子、试管、培养皿、纱布、尺子(‎100 mm)、蒸馏水、恒温光照培养箱(温度设定为‎28 ℃‎，光强度为2 000 lux)；(实验材料和器材的数量不限)。‎ 根据给出的实验材料和器材，请设计并完成实验方法和步骤，预测实验结果并作出分析。‎ ‎(1)方法和步骤：‎ ‎①用蒸馏水将重金属污染液分别稀释10、102、103、104倍(稀释过程中pH的变化可不考虑)，获得4种________污染液。‎ ‎②挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，________，每组50粒。‎ ‎③取5个培养皿，垫上纱布；其中4个培养皿加入________，另1个培养皿加入________作为对照。‎ ‎④在每个培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子。‎ ‎⑤将5个培养皿置于恒温光照培养箱中培养；每天给实验组补充________，‎ 10‎ 对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润。‎ ‎⑥1周后统计各组的发芽率；用尺子测量幼苗株高(或根长)，计算其平均值。‎ ‎(2)最可能的结果分析：‎ ‎①污染液浓度对水稻种子萌发的影响：________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎②污染液浓度对水稻幼苗生长的影响：_____________________________‎ ‎_________________________________________________________。‎ ‎[解析]　科学探究的基本过程是：提出问题，作出假设，设计实验，实施实验，分析证据，得出结论。本题重点考查设计实验的过程，实验设计的重要内容是控制变量，题中的重金属浓度是实验变量，为了保证实验有说服力，一般要设置对照实验。‎ ‎[答案]　(1)①不同浓度的　②随机分成5组并编号　③等体积的不同浓度的重金属污染液　等量的蒸馏水　⑤等量的相应浓度重金属污染液　(2)①不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用，随着浓度的增加，发芽率逐渐降低　②不同浓度的重金属污染液对水稻幼苗的生长均有抑制作用，随着浓度的增加，株高(或根长)逐渐变短 ‎[核心语句归纳]‎ ‎1．物种绝灭的原因既有自然因素，又有人为因素，其中人为因素是物种绝灭的主要原因。‎ ‎2．物种特化或功能基因的丧失是物种绝灭的内在原因；乱捕滥伐是物种濒危和绝灭的直接原因之一。‎ ‎3．外来物种的入侵、环境污染和自然灾害等属于物种濒危和绝灭的重要原因。‎ ‎4．科学探究的基本过程：提出问题→作出假设→设计实验→实施实验→分析证据→得出结论。‎ ‎5．科学研究要收集证据，收集证据的过程是开展科学探究的重要环节之一。‎ ‎6．科学研究是从提出一个科学探究的问题开始的。‎ ‎7．假设是对实验结果的预测，它是建立在观察和以往的知识、经验基础上的。‎ ‎8．在对照实验中，实验组与对照组相比，除了实验变量外，其他因子都始终保持不变。‎ ‎9．实施实验有时需要重复以确保数据的准确性和可靠性。‎ 10‎