高中生物教案

時間:2021-02-25 09:43:31 生物教案 我要投稿

精選高中生物教案三篇

  在教學(xué)工作者開展教學(xué)活動前,很有必要精心設(shè)計一份教案,教案是教學(xué)活動的總的組織綱領(lǐng)和行動方案。寫教案需要注意哪些格式呢?以下是小編為大家收集的高中生物教案3篇,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。

精選高中生物教案三篇

高中生物教案 篇1

  一.傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用

  課題1果酒和果醋制作

  教學(xué)目標

  1、知識目標:

  理解果酒、果醋制作的原理。

  2、能力目標:

 、賹W(xué)生根據(jù)果酒制作的原理設(shè)計果酒制作過程,體驗制果酒的實踐操作

  ②在對果酒制作結(jié)果進行分析與評價環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生實驗分析能力和嚴謹?shù)乃季S能力。

  3、情感目標:

  通過果酒釀制歷史的追述,培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感,同時滲透STS教育。

  教學(xué)重點:

 、僬f明果酒和果醋的制作原理

 、谠O(shè)計制作裝置制作果酒和果醋

  教學(xué)難點:

  制作過程中發(fā)酵條件的控制

  教學(xué)過程

  引言:

  在中華民族悠久的歷史長河中,很多事物都走在世界前列,酒也一樣,有著它本身的光輝篇章。在酒的記載中,有許多關(guān)于酒的有趣傳說。猿猴釀酒說——猿猴的主要食物就是含糖水果,猿猴在水果成熟的季節(jié)收貯大量的水果在“石洼”中,一段時間后,就有特殊香味的液體流出,這就是最早的果酒。

  在國內(nèi)市場上,近幾年出現(xiàn)了越來越多的果酒,如枸杞酒、青梅酒等。

  果酒與生活——果酒中雖然含有酒精,但含量與白酒、啤酒和葡萄酒比起來非常低,一般為5到10度,最高的也只有14度。因此,被很多成年人當作飯后或睡前的軟飲料來喝。果酒簡單來說就是汲取了水果中的全部營養(yǎng)而做成的酒,其中含有豐富的維生素和人體所需的氨基酸。有時候即使生吃水果也不能吸收的營養(yǎng),通過果酒卻可以吸收,因為營養(yǎng)成分已經(jīng)完全溶解在果酒里了。果酒里含有大量的多酚,可以起到抑制脂肪在人體中堆積的作用,使人不容易積累脂肪和贅肉。此外,與其他酒類相比,果酒對于護理心臟、調(diào)節(jié)女性情緒的作用更明顯一些。

  課題1從課題背景人手,然后從實驗原理、實驗流程示意圖和提供的資料,較全面的介紹了果酒和果醋的制作過程。

  一、基礎(chǔ)知識

  1.果酒制作的原理

  閱讀課本,完成以下問題:

 。1)果酒的制作需要什么微生物?

 。2)酵母菌的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分布、種類及菌落?

 。3)酵母菌的代謝類型及其呼吸過程的反應(yīng)式如何?

 。4)酵母菌的適宜溫度是多少?

 。5)為什么在一般情況下葡萄酒呈紅色?

 。6)什么叫發(fā)酵?發(fā)酵等同于無氧呼吸嗎?酵母菌有何實際應(yīng)用?

 。1)酵母菌形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分布、種類及菌落

 、傩螒B(tài)、結(jié)構(gòu)

  酵母菌是單細胞真菌,屬真核生物,細胞大小為1~30um,呈圓形、橢圓形等。

  思考:你認為酵母菌的細胞中有哪些結(jié)構(gòu)?

  你認為細菌與酵母菌在細胞結(jié)構(gòu)上有什么區(qū)別?

 、诜敝

  酵母菌的繁殖方式有出芽生殖、分裂生殖和孢子生殖,但多以出芽方式進行無性生殖。溫度低時形成孢子,進入休眠狀態(tài),溫度適宜時,進行出芽生殖,繁殖速度快。③菌落:

  討論:你知道什么的菌落嗎?在生態(tài)學(xué)上一個菌落屬于什么?

  酵母菌在固體培養(yǎng)基上形成的菌落,其表面濕潤、黏稠,呈白色或粉紅色。(在液體培養(yǎng)基中,有些在液體表面形成菌膜,或在容器壁上出現(xiàn)酵母環(huán),或產(chǎn)生沉淀。)

 、苌娴沫h(huán)境

  自然界中,酵母菌分布廣泛,但多分布在含糖較高的偏酸環(huán)境中,如水果、花、樹皮上,(有些可與昆蟲共生,有些使人致病,如白色假絲酵母引發(fā)鵝口瘡、肺感染。食品中常見的酵母菌有啤酒酵母、葡萄汁酵母、魯氏酵母(醬油釀造)、球擬酵母屬、粉狀畢赤氏酵母等。)一年四季,土壤始終是酵母菌的大本營。

  思考:在發(fā)酵制作葡萄酒的時候,要對葡萄進行消毒嗎?為什么?

  其他微生物與酵母菌的關(guān)系是什么?

 。2)酵母菌的代謝類型及其呼吸過程

 、俳湍妇暮粑

  果酒的制作離不開酵母菌。酵母菌是兼性厭氧微生物,

  在有氧條件下,反應(yīng)式如下:酶

  C6H1206+6O22+6H20+能量

  在無氧條件下,反應(yīng)式如下:酶

  C6H12O62H5OH+2C02+能量

  思考:

  在發(fā)酵過程中,如果要使酵母菌進行大量繁殖,應(yīng)怎樣處理?

  如果要獲得酒精呢?為什么?

 。3)發(fā)酵

  1).發(fā)酵概念

  廣義:是通過微生物的培養(yǎng)來大量生產(chǎn)各種代謝產(chǎn)物的過程。包括有氧發(fā)酵(如醋酸發(fā)酵、谷氨酸發(fā)酵)和無氧發(fā)酵(如酒精發(fā)酵)。

  狹義:是指微生物的無氧呼吸(包括酒精發(fā)酵、乳酸發(fā)酵等)。

  2).所以:發(fā)酵≠無氧呼吸。

  3).應(yīng)用:

  釀酒、發(fā)饅頭、面包制作、酒精制造、生產(chǎn)藥用酵母片、生產(chǎn)維生素、生產(chǎn)抗菌素等。

 。4)溫度要求

  繁殖的最適溫度:20℃;

  酒精發(fā)酵的最適溫度:18~25℃。

  思考:你知道酵母菌需要適宜溫度的原因嗎?

  酵母菌有不同的最適溫度說明了什么?

  補充:溫度對發(fā)酵的影響

  酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低于10℃,酵母菌發(fā)育很緩慢。隨著溫度的升高,繁殖速度加快,20℃時為最佳繁殖溫度,此時酵母菌生殖速度快、生活力強。超過35℃,酵母菌生長受到抑制,繁殖速度迅速下降,到40℃酵母菌停止出芽,開始出現(xiàn)死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發(fā)酵液、減少究竟的損耗,必須控制好發(fā)酵溫度。

  你知道嗎?

  1、一般情況下,葡萄酒呈紅色的原因?

 。ㄔ诎l(fā)酵的過程中,隨著酒精度的提高,紅葡萄皮的色素也進入發(fā)酵液,使葡萄酒呈紅色。)

  2、葡萄酒分成干紅、干白等種類的依據(jù)是什么?

  (1、根據(jù)葡萄酒的顏色分成白葡萄酒、紅葡萄酒和桃紅葡萄酒三種。

  白葡萄酒:用白葡萄釀造,皮汁分離發(fā)酵;

  紅葡萄酒:用紅葡萄釀造,皮汁混合發(fā)酵;

  桃紅葡萄酒:顏色介于白葡萄酒和紅葡萄酒之間,皮的發(fā)酵時間短。

  2、根據(jù)葡萄酒的含糖量分成干、半干、半甜、甜四種。

  干葡萄酒:含糖量低于4克/升;

  半干葡萄酒:含糖量介于4克-12克/升之間;

  半甜葡萄酒:含糖量介于12克-50克/升之間;

  甜葡萄酒:含糖量高于50克/升。)

  自然發(fā)酵:附著于葡萄皮上的野生型酵母菌。(5)菌種來源:?

  ??人工培養(yǎng):分離獲得得純凈的酵母菌菌種。

 。ㄔ诠频墓I(yè)生產(chǎn)中為了提高果酒的品質(zhì)也可以直接在果汁中加入人工培養(yǎng)的酵母菌,例如:干酵母或酒藥)

  2、果醋制作的原理

  閱讀課本,思考以下問題:

 。1)醋酸菌的形態(tài)?細胞結(jié)構(gòu)?

 。2)醋酸菌有哪些方面的實際應(yīng)用?

 。3)醋酸菌的代謝類型?

 。4)果醋的制作原理?

  (1)醋酸菌形態(tài)

  1).從橢圓到桿狀,有單個,有成對,有成鏈狀,以鞭毛運動或不運動,不形成芽孢,屬原核生物,以分裂方式繁殖,新陳代謝類型為異養(yǎng)需氧型。(醋酸菌與酵母菌相比,最主要的

  特點是)

  2).應(yīng)用:食醋、果醋

  (2)果醋制作的原理,

  醋酸菌是—種好氧性細菌,只有當氧氣充足時,才能進行旺盛的生理活動。變酸的酒的表面觀察到的菌膜就是醋酸菌在液面大量繁殖而形成的。實驗表明,醋酸菌對氧氣的含當量特別敏感,當進行深層發(fā)酵時,即使只是短時間中斷通人氧氣,也會引起醋酸菌死亡。當氧氣、糖源都充足時,醋酸茵將葡萄汁中的果糖分解成醋酸;

  酶

  C6H12O6→3CH3COOH(醋酸)

  當缺少糖源時,醋酸菌將乙醇變?yōu)橐胰,再將乙醛變(yōu)榇姿?反應(yīng)簡式如下)。醋酸菌的最適生長溫度為30℃一35℃。

  酶酶2C2H5OH+O2→2CH3CHO(乙醛)+2H2O2CH3CHO+O2→2CH3COOH(醋酸)

  過渡:根據(jù)這個原理,我們是怎樣設(shè)計果酒、果醋制作方案的?

  提示:從以下三個方面考慮:選材、設(shè)計實驗裝置、操作過程

  二、實驗設(shè)計

  1.果酒和果醋實驗流程示意圖

  果酒果醋

  閱讀教材3-4頁,對A、B兩同學(xué)的實驗裝置進行討論:

  A:每次排氣時只需擰松瓶蓋,不要完全揭開瓶蓋;制醋時,再將瓶蓋打開,蓋上一層紗布,進行葡萄醋的發(fā)酵。(來防止發(fā)酵液被污染,因為操作的每一步都可能混入雜菌)B:分析果酒和果醋的發(fā)酵裝置中充氣口、排氣口和出料口分別有哪些作用。為什么排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接?

  充氣口是在醋酸發(fā)酵時連接充氣泵進行充氣用的;排氣口是在酒精發(fā)酵時用來排出二氧化碳的;出料口是用來取樣的。排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接,其目的是防止空氣中微生物的污染。使用該裝置制酒時,應(yīng)該關(guān)閉充氣口;制醋時,應(yīng)將充氣口連接氣泵,輸入氧氣。

  2、實驗操作

  (1)材料的選擇與處理

  選擇新鮮的葡萄,榨汁前先將葡萄進行沖洗,除去枝梗。

 、、取葡萄500g,去除枝梗和腐爛的葉子。

 、凇⒂们逅疀_洗葡萄1-2次除去污物。(注意沖洗次數(shù)不宜太多,為什么?)討論:你認為應(yīng)該先沖洗葡萄還是先除去枝梗?為什么?挑選葡萄沖洗榨汁酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵

高中生物教案 篇2

  必修一緒論

  許多科學(xué)家認為,可以把生物學(xué)的發(fā)展劃分為三個階段:①19世紀以及更早的時期,是以形態(tài)描述為主的生物科學(xué)時期;②20世紀的前半個世紀,主要是實驗生物學(xué)時期;③20世紀50~60年代以來,由于DNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)與中心法則的建立,開始進入了精細定性與定量的生物學(xué)時期。

  隨著生物學(xué)的發(fā)展,生物學(xué)的分支學(xué)科變的更多,如分子生物學(xué)、細胞生物學(xué)、分子遺傳學(xué)。物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機等的手段和方法用于生物學(xué)使其不斷分化出新的分支學(xué)科,另一方面,這些學(xué)科又相互滲透而走向融合,似乎并不是界限分明。

  至今為止大家所接觸到生物學(xué)一般都是描述性的知識,認為它是一門記憶的學(xué)科。如,記住某些動植物名稱,觀察生物的特征,知道他們的分類等,因此,有一點我非常希望你們這學(xué)期能記住的,就是生物學(xué)并不是一大堆事實的混亂集合,它有基本規(guī)律和基本原理,有邏輯的連貫性。達爾文進化論是一種邏輯,適用于宇宙中所有星球及生命系統(tǒng)。

  高中階段有三本必修:《分子與細胞》、《遺傳與進化》、《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》。(微觀和宏觀)

  《分子與細胞》中以細胞作為一切有機體進行生命活動的基本單位這一概念為出發(fā)點,在分子水平上研究細胞生命活動的基本規(guī)律。1925年,美國細胞生物學(xué)家WILSON就提出:一切生命的關(guān)鍵問題都要到細胞中去尋找。

  細胞是最基本的生命系統(tǒng)細胞的結(jié)構(gòu)

  細胞的功能(物質(zhì)、能量、信息)細胞的發(fā)展

  必修一的學(xué)習(xí)過程中,我們會闡明一系列客觀事實、法則來解釋地球上所有生命的組織形式。如果掌握了這些分子和遺傳定律,就能從原理上理解許多生物圈里的生命過程,還能應(yīng)用于解決在激烈的自然界遇到的新問題。并不著重特定的某些生物(如人),理解細胞的這些事實、原理適用于地球表面的所有物種。生化和分子規(guī)律20、30億年前已經(jīng)形成,并被保留和傳承,幾乎沒變過。這種強烈的保守性意味著,我們可以知道地球早期生物進化的原理。

  當我們掌握課地球上所有生命的基本法則和規(guī)律,將其應(yīng)用于各種特定的問題:1)癌細胞是如何異常生長2)病毒如何繁殖3)免疫系統(tǒng)如何作用4)神經(jīng)系統(tǒng)如何作用

  5)干細胞的未來醫(yī)學(xué)的影響

  本學(xué)期之后期望大家認同的是,細胞是基本的生命系統(tǒng);生命的物質(zhì)性;生命系統(tǒng)的開放性;細胞的發(fā)生、發(fā)展和消亡,形成生物體結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點,從而具有辯證唯物主義的自然觀,用開放的觀點審查自然現(xiàn)象和社會事務(wù),具有普遍的認識論和方法論。

  生物學(xué)——這是一個極速發(fā)展的領(lǐng)域,它之所以極速發(fā)展是1953年WATSON和CRICK

  對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。通過高中生物的學(xué)習(xí),我們期望達到的目的是,能讓學(xué)生具有一定的生物學(xué)素養(yǎng),以此來促進對世界、社會的認知及良好的情感、價值觀的形成。

  一、生物學(xué)研究方法(一)觀察

 。ǘ┘僬f和實驗(三)模型實驗

  二、生命的重要屬性

  什么是生物?什么是生命?(1)具有生命的物體稱之為生物。

  (2)什么是生命,目前尚無一致公認的定義。但我們可以將生命描述為生物體存在的狀態(tài),而生物體具有以下特征:第一,化學(xué)成分的同一性;第二,嚴整有序的結(jié)構(gòu);第三,新陳代謝;第四,應(yīng)激性和運動;第五,穩(wěn)態(tài);

  第六,生長發(fā)育和繁殖;第七,遺傳和變異;第八,適應(yīng)

  多種細胞:

  自來水裝在塑料桶里放半個月變成綠色,這是原核生物藍藻等大量繁殖;橘子放在陰濕的角落長綠毛,是真菌;

  動物肌細胞呈梭形,匯成肌組織,煮熟的瘦肉可撕成很細的條狀肉松;吃梨時感覺有“砂”,是石細胞。

  第1、2、1)2)3、病毒:

  1)、生活方式:寄生于活細胞內(nèi)2)、結(jié)構(gòu):無細胞結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)外殼

  遺傳物質(zhì)(DNA或RNA)

  3)、增殖:吸附→注入→合成→組裝→釋放4)、危害:破壞細胞

  5)、分類:植物病毒

  小結(jié):單細胞生物的生命活動靠單個細胞完成;多動物病毒細胞生物的生命活動由每個細胞共同參與完成;病

  毒的什么活動必須在細胞內(nèi)完成。

  細菌病毒

  生命活動離不開細胞。除了?

  依據(jù)遺傳物質(zhì)DNA病毒:噬菌體、HIV生物個體表現(xiàn)的生命活動歸根結(jié)底是每個

  細胞正常生命活動的表現(xiàn)。RNA病毒:SARS病毒朊病毒:只有蛋白質(zhì)類病毒:只有RNA

  除了病毒,所有生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位是細胞。

  實例4.(1)生活方式?

  結(jié)構(gòu)?

  你知道哪些病毒?

  學(xué)習(xí)目標二、生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次【前言】

  生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次:

  系統(tǒng)都有它的邊界,由相互作用,相互依賴的成分組成,系統(tǒng)

  *相關(guān)信息都有它自身的調(diào)控規(guī)律和發(fā)展消亡的規(guī)律。

 。1)在生物學(xué)研究中,提出了生命系統(tǒng)的概念,它包含生命系統(tǒng):細胞→組織→器官→系統(tǒng)(植物沒有)→

  哪些層次?每個層次都可看作一個獨立的系統(tǒng),同時又相互包個體→生物圈

  含,構(gòu)成更大的系統(tǒng)。

  (2)細胞是最基本的生命系統(tǒng)

  圖1-1生命系【易錯提醒】

 。1)區(qū)分種群與類群,舉例:統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次

  池塘里的所有魚;

  池塘里的所有鯽魚

 。2)說說草履蟲、松樹、人包含的生命結(jié)構(gòu)的層次:

  所在的層次:

  (3)組成細胞的一個分子或原子也是系統(tǒng)嗎?是生

  命系統(tǒng)嗎?

  課題:第二節(jié)細胞的多樣性和統(tǒng)一性

  【情景導(dǎo)入】

  展示:不同的細胞圖片第一課時

  【問題導(dǎo)入】

  問題探討:(1)四幅圖中分別是什么細胞?

  一、細胞多樣性和統(tǒng)一性的體現(xiàn)(2)它們有哪些相同點?

  哪些不同點?1、多樣性(不同點)

  種類、結(jié)構(gòu)功能、形態(tài)大小等學(xué)習(xí)目標一、觀察細胞

  【學(xué)科思維】2、統(tǒng)一性(相同點)

  1、結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)

  相似的結(jié)構(gòu):細胞膜、細胞質(zhì)、遺傳物質(zhì)

  2、知識不是靜態(tài)的,是動態(tài)的,是發(fā)展變化的

  化學(xué)組成:

  增殖方式:

  學(xué)習(xí)目標二、原核細胞和真核細胞

  能源物質(zhì):(1)在光學(xué)顯微鏡下,可以觀察到動植物細胞的細

  胞核,但所有的細胞都有細胞核嗎?

 。2)閱讀課本9頁,了解原核生物

  二、原核細胞和真核細胞

  【特別提醒】

  根本區(qū)別:有無核膜為界限的細胞核1、表述:“無細胞核”、“無成型的細胞核”、“無核膜”

  2、帶“藻”字的不一定是藍藻。

  1

  藍藻:發(fā)菜、藍球藻、顫藻、念珠藻

  1)

  DNA

  分子藻類植物:黑藻、水綿圖1-3

  “菌”子前面有球、桿、2)、細胞壁成分:肽聚糖(細菌)、黏肽(藍藻)3、細菌:一類單細胞生物。

  螺旋的都是細菌

  3)、細胞器:只有核糖體4)、分裂方式:二分裂5)大。狠^。1~10UM)6)、原核生物:細菌、藍藻2

  圖1-4細菌

  細胞模式圖

  圖1-5藍藻細胞模式圖

  1)、細胞核:有核膜和核仁,DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合成2)、細胞壁成分:纖維素和果膠(植物);

  殼多糖(幾丁質(zhì)-真菌)

  3)、細胞器:多種4)、分裂方式:

  5)大小:較大(20~30UM)6)、真核生物:動物、植物、真菌

高中生物教案 篇3

  一、感悟課標新理念

  課 標學(xué)習(xí)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(gòu)科學(xué)研究的基本過程。

  2.概述科學(xué)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(gòu)科學(xué)研究的基本過程。

  教材脈絡(luò)梳理

  學(xué)習(xí)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(xué)術(shù)思想都受宗教束縛,哲學(xué)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,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(yīng)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(dǎo)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(fù)興到!4 世紀是西方近代自然科學(xué)產(chǎn)生與發(fā)展的時期,自然科學(xué)各學(xué)科逐漸建立起來,涌現(xiàn)出許多偉大的科學(xué)家。但這個時期的自然科學(xué)仍然沒有擺脫宗教神學(xué)的束縛,自然科學(xué)家與神學(xué)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(xué)也是一種神學(xué),即所謂的自然神學(xué),正如邁爾所描寫的:“自然科學(xué)既是科學(xué)又是神學(xué),神學(xué)與科學(xué)分不開直到科學(xué)與神學(xué)離婚之前,實際上不存在真正客觀的、不受約束的自然科學(xué)!

  自然科學(xué)的神學(xué)觀一直到19世紀中期才逐漸被科學(xué)界拋棄。

  ———根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)資料整理

  二、研習(xí)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,還在莽莽森林中風(fēng)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(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們對這個問題的認識也越來越深入。

  研習(xí)點#$ 科學(xué)家不斷思考———進化理論的創(chuàng)立和完善

 。ㄒ唬├R克和進化理論

 。1)理論———用進廢退學(xué)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(yīng)形成的過程。

 。3)意義:開辟了進化理論的先河,為科學(xué)進化論的發(fā)展鋪平了道路。

 。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(lǐng)悟整合】

 。1)拉馬克的兩條法則

 、儆眠M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”。

 、讷@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(jié)

  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。

 。ǘ┻_爾文和進化理論

 。1)理論———自然選擇學(xué)說

  過度繁殖:生物的繁殖能力很強,能產(chǎn)生大量后代(基礎(chǔ))。

  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(jié)果)。(2)意義:科學(xué)地解釋了生物進化的原因以及生物的多樣性和適應(yīng)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(xué)的解釋。

  【領(lǐng)悟整合】

 。1)自然選擇學(xué)說知識的拓展

  ①選擇的對象。從表面看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(yīng)的基因的選擇,從而改變種群不同基因的頻率。

 、谶x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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)環(huán)境的方向進化。

 、圻x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(yīng)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(jié)果。自然選擇的結(jié)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。自然選擇只選擇與環(huán)境相適應(yīng)的變異類型,淘汰不適應(yīng)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。

 、倮R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。

 、谶_爾文觀點:

 。ㄈ┠敬遒Y生和進化理論

  (1)提出根據(jù):根據(jù)分子生物學(xué)的研究,主要是根據(jù)核酸、蛋白質(zhì)中的核苷酸及氨基

  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(dǎo)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(lǐng)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(xué)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(xué)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(xué)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氨基酸或核苷酸在一定時間內(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α鏈為例,鯉、馬和人的α 鏈都是由141個氨基酸所構(gòu)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(xué)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(guān)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(jié)果。

  【發(fā)散探討】

  問題一:為什么說日本學(xué)者木村資生的“中性學(xué)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。一些科學(xué)家積極思考,認為生物進化是以生物大分子為基礎(chǔ)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(dǎo)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(gòu)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(xué)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(xué)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,符合達爾文自然選擇學(xué)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.鼴鼠因掘洞穴居,眼睛經(jīng)常不使用,故視覺退化

  4.“中性學(xué)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(dǎo)因素是 ,和達爾文的進化理論是 的關(guān)系。

  研習(xí)點2 像科學(xué)家一樣思考———科學(xué)思維

 。ㄒ唬┯^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(shù)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,通常需要使用一

  些儀器。

  (2)基本要求

  a.學(xué)會帶著問題進行觀察。

  b.直接觀察與問題相關(guān)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(xué)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(lǐng)悟整合】

 。1)觀察方法主要應(yīng)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(xué)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(xué)觀察法,如:病理學(xué)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(xué)分支學(xué)科中,必須用觀察法,例如:動植物形態(tài)學(xué)、昆蟲和微生物分類 學(xué)、仿生學(xué)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

 。ǘ┩评恚簭囊患峦瞥隽硪患碌姆椒

  (1)因果推斷:就是要判斷兩個事件之間是否存在因果關(guān)系。

  (2)歸納:是指從個別事物的性質(zhì)、特點和關(guān)系中概括出一類事物的性質(zhì)、特點和關(guān)

  系的推理形式。

 。3)演繹法 :從一般原理推導(dǎo)出特殊事例的過程

  【領(lǐng)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(guān)系,應(yīng)通過實驗或者根

  據(jù)以往的經(jīng)驗,來判斷因果關(guān)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(yīng)用。

  剩余法:剩余法也叫排除法,首先排除不相關(guān)的因素,剩余的就是問題的答案{ 。

  (3)歸納與演繹法的關(guān)系

  歸納側(cè)重于對經(jīng)驗事實的概括,從經(jīng)驗升華為結(jié)論,從個別的、表面化的、缺乏普遍

  性的經(jīng)驗中抽象出一般原理,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(yīng)用,前提和結(jié)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(jié)論、概念,又從一般原理引出個別結(jié)論而使認識不斷深化。

 。ㄈ┓诸悾喊涯承┨卣飨嗨频奈矬w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(xué)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(xué)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(guān)系,注重研究一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(yīng)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(guān)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

  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(fù)雜結(jié)構(gòu)、功能和聯(lián)系,是連接理論和應(yīng)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質(zhì)模型方法。例如細胞

  的結(jié)構(gòu)模型、被子植物花的結(jié)構(gòu)模型、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)模型、DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、

  細胞膜的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(xué)模型方法 用符號、公式、圖象等數(shù)學(xué)語言表現(xiàn)生物學(xué)現(xiàn)象、特征和狀況的

  方法稱為生物學(xué)數(shù)學(xué)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、酸堿度影響的曲線等數(shù)學(xué)模型,通過計算機的數(shù)據(jù)模擬,結(jié)合相應(yīng)的生理過程,建立模型,以形成同學(xué)們對問題的解釋、判斷和預(yù)測。

 。ㄎ澹┙涣鳎号c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(xué)探究的交流

 。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.承認不同的觀點;c.解釋或幫助;d.吸納中肯意見;f.修

  正自己觀點或結(jié)論。

  【發(fā)散探討】

  問題一:觀察一朵花的基本結(jié)構(gòu)時,觀察的順序應(yīng)該是什么?

  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(shè)你是一個生物分類學(xué)家,對青蛙、壁虎、蜘蛛、虎、蟾蜍、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(xué)習(xí)生物科學(xué)的理論和知識的同時,更要學(xué)習(xí)如何像科學(xué)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(jié)論是經(jīng)過下列

  科學(xué)思維哪一過程得出的

  A.觀察 B.建立模型 C.分類 D.推理

  8.在生物探究學(xué)習(xí)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DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是屬于

  A.物理模型 B.概念模型 C.數(shù)學(xué)模型 D.實物模型

  三、探究解題新思路

  基礎(chǔ)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(xué)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(xué)說是達爾文在很多事實的基礎(chǔ)上思考得出的

  C.中性學(xué)說是對自然學(xué)說的否定

  D.對科學(xué)的熱愛和興趣是達爾文等開展研究、思考的動力

 。垩形觯萦眠M廢退理論由拉馬克提出,開辟了進化理論的先河,為科學(xué)進化論的發(fā)展鋪平了道路;“中性學(xué)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]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(xué)思維的基本過程的應(yīng)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(jié)得出相應(yīng)結(jié)論的實驗過程中,你應(yīng)該如何進行你的工作?你認為最難的是哪一步?為什么?

 。垩形觯 生物科學(xué)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(xué)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(gòu)成了生物學(xué)的知識體系。

  [答案]按照科學(xué)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(jié)得出相關(guān)結(jié)論。其中最難的一步應(yīng)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(xué)合理,思路嚴密,考慮全面。

  點評 生物科學(xué)研究離不開科學(xué)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(yīng)用】!

  1. 下列哪項不屬于拉馬克的進化觀點

  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(chǔ)上得出 的科學(xué)結(jié)論。

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