高中生物第一章

第一章生物科学和我们一. 教学内容：身边的生物科学和生物科学的学习过程二、良好开端1、重点：举例说出科学合理地保护动物的方法、实验设计的基本过程2、难点：归纳出物种濒危和绝灭的主要原因、实验设计的基本过程三、成功之旅【知识点1】人类面临的问题之一：生物多样性丧失（一）现状科学家经过充分调查证实，在19411988 年期间下列8 种动物已经绝灭8 种动物绝灭的资料物种最后一次看到的时间和地点绝灭的可能原因齐亚色斯蓝蝴蝶1941 年，旧金山半岛陆地变化托拜厄斯石蛾20 世纪 50 年代，德国莱茵河工业与城市污染深水白鲑1952 年，林伦湖和密歇根过度捕捞加勒比海僧海豹20 世纪 50 年代，加勒比海过度捕猎多布森狐蝠20 世纪 70 年代，菲律宾宿务岛森林破坏，过度捕猎关岛阔嘴鹟1983 年，关岛外来褐色树蛇的吞食考爱吸蜜鸟1987 年夏威夷考爱岛疾病、老鼠捕食鳉鱼1988 年，墨西哥缺少食物分析：这些物种的绝灭说明了什么？为什么要保护濒危动物？如何保护？（二）原因：1、内因：物种特化和基因功能丧失国宝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的箭竹大面积死亡，大熊猫就可能出现生存危机；朱鹮（图1-1 ）由于长期人工饲养和近亲繁殖，导致朱鹮某些适应于野外生存的基因功能逐渐丧失，这些都可能加快其绝灭的进程。图 1-1 2、外因：（1）乱捕滥猎是物种濒危和绝灭的直接原因之一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，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。（2）栖息地的破坏和丧失是导致物种濒危和绝灭的重要原因人类滥伐森林、 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为国家一级保护动物，其数量的减少就和栖息地的破坏有直接关系。（3）外来物种的入侵如，凤眼莲（图1-2 ）、大米草、加拿大一枝黄花（图1-3）等外来物种的入侵加剧了我国生物多样性的减少。（4）环境污染（5）自然灾害例如， 长江洪灾和汶川地震导致许多栖息于沿江平原、丘陵和山区的野生动物（包括大熊猫在内）的生存受到严重威胁。【例题 1】读下列材料，并回答问题：目前， 在世界范围内， 生物物种正以前所未有的速度消失。据估计， 现在每年有数千种动植物绝灭， 2000 年，野生动物已减少了15% 33% 。那么物种为什么会急剧减少呢？人类活动不停地改变着生态环境。城市建设、矿山开采、开垦荒地、修筑水坝等，往往使森林、草原、河流湖泊、海岸发生巨大变化，使野生生物无家可归，导致它们大量绝灭。朱鹮是一种稀有珍贵的鸟，原先生活在我国北方、日本、朝鲜半岛和东南亚等地。20 世纪50 年代，我国陕西秦岭山区还有不少朱鹮，后来因大片森林被砍，朱鹮失去了营巢繁殖的条件，数量锐减，几乎绝灭。80 年代，科学家们经过艰苦搜寻，终于找到了7 只朱鹮。现在经过大力保护，朱鹮已有80 多只了。热带森林的破坏对物种的影响最大。热带雨林虽然只占地球面积的6% ， 但全球 50% 90%的物种都生活在这里。据统计，在未来的30 年中，由于森林砍伐引起的物种绝灭，将使世界物种的5% 15% 消失，即每年将失去1.5 5 万个物种。渡渡鸟生活在印度洋的岛国毛里求斯。它因为不会飞，就把卵产在地上。在16 世纪，有人带了一些猪到岛上生活，结果猪在岛上大量繁殖，并吞食了渡渡鸟的卵。到1681 年，渡渡鸟便从地球上消失了。生活在美国的美洲旅鸽，因肉的味道鲜美，被大量捕杀， 当时仅密执安州每年就要捕杀1 亿只以上，最后1 只美洲旅鸽于1914 年死于动物园。栖息在纽芬兰到斯堪的纳维亚地带的大海雀，外形似企鹅。19 世纪，渔民将之作为食物大批捕杀， 1844 年，最后2 只大海雀被人收作标本，大海雀从此绝灭了。（1）从文中可以看出，物种减少的原因有哪些？（2）你还知道哪些导致物种减少的原因？试举12 个例子。（建议查阅资料）【解析】 本题是材料阅读分析题，要求学生能正确阅读和分析材料中有关生物学方面的内容和意义， 并用准确的语言和文字回答相关的生物学基本事实和结果。通过对本材料的阅读分析，第（ 1）问是较容易回答的，而回答第（2）问则涉及到同学们的生物学知识背景和信息获取的能力。 对于生物学的学习不仅仅是学习一些基本事实，由于生物学需要不断探索、不断完善， 因此， 在学习过程中要努力学会学习生物学的基本思想和基本方法，不断培养学习、探究能力，如学会检索资料、收集信息，并能运用材料，分析解决实际问题。【答案】 （1）人类活动不停地改变着环境，森林被砍伐，人类大量乱捕滥猎，外来物种的入侵。（ 2）环境污染改变了生物的生存环境等。【知识点2】生物科学与社会：科学合理地保护动物人类对野生动物的乱捕滥猎，不但破坏了自身生存的环境，而且终将会毁灭自己。我们应该对千百年来人与动物的关系进行更深层次的思考，努力做到科学合理地保护和利用动物资源，实现人与动物的和谐共处。（一）麻雀事件所引发的思考任何一种动物（生物）都有它生存的必要性，对生态平衡的维持有不可或缺的作用（二）合理保护动物的方法我们不仅要努力营造全社会保护动物的氛围，也要对动物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，还要依靠生物科学与技术来保护动物。具体做法有以下4个方面：1、建立野生动物保护区2、采用人工繁殖技术扬子鳄是我国特有的珍稀动物，分布于长江中下游地区。20 世纪 70 年代末扬子鳄的总数不足 500 条。由于人工繁殖扬子鳄技术的突破与改进，目前每年可繁殖幼鳄1000 多条。3、实施再引进工程4、科学引种在保护当地物种不受侵害的前提下，引入外来物种。 外来物种入侵已经成为物种濒危和绝灭的主要原因之一。例如，由于几次引入外地经济鱼类（如草鱼等），云南省原有的许多当地鱼类几近绝灭。【例题 2】阅读下列有关引入外来物种的问题，综合运用各学科知识，回答问题：（1）目前在我国一些地区引进的大米草、水葫芦等外来物种数量急剧增长，甚至取代了当地的优势物种，这一现象引起了各界的普遍关注。请依据生态学原理回答：外来物种在侵入地区定居扩张的原因是和。外来物种对原有生态系统产生的影响是。（2）在我国温带水域，水葫芦生长旺盛，既可消耗水体中多余的养分，又可作为饲料和绿肥， 发挥了较好的生态效益和经济效益。然而， 把它们引种到亚热带水域后，却因生长过于旺盛而引发了生态灾难。请简要说明产生这种差异的自然地理原因。（3）大米草原产于英美，是一种生长在海边滩涂的禾本科大米草属草本植物。我国自20 世纪 60 年代开始从英美等国引进大米草，最初大米草确实为我国沿海地区抵御风浪、保滩护堤、 促淤造陆等起了重要作用，并产生了一定的生态和经济效益。大米草根系极其发达，且蔓延迅速，近年来，大米草疯狂扩散，其覆盖面积越来越大，已经到了难以控制的局面，带来了严重的经济和生态问题。为根治大米草危害，不少国家采取了火烧、铲除以及生物防治等办法， 都难以奏效。 我国科学家针对大米草泛滥的情况，开发出从大米草中提取新型活性多糖的技术。 该技术具有广阔的市场前景，一旦投产， 将形成一个产值百亿元以上的新型产业。昔日的“食人草”，今日成了“益人草”。请回答下列问题：结合上述材料，分析科学技术在经济发展中的重要性。运用因果关系原理，说明对待物种引进的正确态度。【解析】 物种入侵又被称为生态入侵。生态入侵是指不适当地引入一种物种后，对原来稳定的生态系统造成破坏的现象。世界各国都有过这方面的教训。如19 世纪中叶，欧洲人把欧洲穴兔当作观赏动物带到了澳大利亚，在澳大利亚草原由于没有天敌，加上气候适宜和食物丰富，穴兔的种群数量增长非常迅速，在短短的10 年内就从该国的西海岸分布到东海岸，在草原上与牛羊争食，破坏草原，影响畜牧业发展。我国20 世纪 60 年代，为了发展养猪业，从巴西引进的空心莲子草（俗称“水花生”），是一种水陆两栖的植物，适应能力和竞争能力极强， 是一种对农业生产构成很大压力的杂草。在江苏南部和浙江等地的荷塘沟边，繁殖迅速，对当地的生态平衡造成很大的冲击。还有凤眼莲（俗称“水葫芦”），原产于南美洲，在我国长江流域以南的河湖、池塘和稻田中，肆意繁殖，它影响水生动物的繁殖，阻塞航道，危害较大。而随着包装材料、 水果等食品流入我国的一些寄生虫也对我国的农业和林业产生了极大的危害。 在农林产品的国际贸易中，各国海关动植物检疫机构，都要对进口的农林产品进行严格的检疫，其目的就是防止生态入侵，减少对本地区生态系统稳定性的威胁。引入外来物种的地理位置不同，生存环境不同，外来物种种群发展也会不同。对于外来物种问题要持辩证的观点，在生态学乃至生物学的学习过程中要努力培养辩证的观点。【答案】（1）环境条件适宜 （或非生物因素适宜）没有捕食者 （或没有天敌）破坏原有生态系统的平衡（或破坏原有生态系统的稳定性）（2）温带冬季寒冷，水葫芦不再生长；亚热带的温度条件优于温带，水葫芦一年四季均可生长（3）科学技术是第一生产力。科学技术的发展，能够增强我们认识自然、改造自然的能力， 开拓经济发展更广阔的领域，我们要走依靠科技进步、采用先进技术的经济发展道路正确把握物种引进与其结果的关系，提高物种引进的自觉性和预见性，争取好的结果，避免坏的结果。【知识点3】生物科学的学习过程100 多年前，俄国青年学者伊凡诺夫斯基创造性地采用新方法发现了烟草花叶病毒。100多年来，人类探索病毒奥秘的步伐一直没有停止。20 世纪 80 年代 AIDS 的出现和 21 世纪初SARS 、高致病性禽流感的突然袭击，更加快了人类对病毒的研究步伐。人类认识和利用病毒的过程也是科学家进行科学研究的过程。科学研究的基本模式：其中的关键环节是“设计实验”实验设计的重要内容是控制变量。变量是指实验中可以变化的因子。生物学实验中常涉及到的类型有自变量、因变量和无关变量（或称控制变量）。1、自变量：自变量是在它满足的集合或者域里可以取任意值的变量；2、因变量：因变量是它的取值会受其他变量影响的变量3、控制变量：就是可以通过某些条件控制的变量，又称无关变量。探究性设计时要遵循三大原则：对照原则、单一变量原则和等量原则【例题 3】下图为研究酶的高效性的相关实验。请仔细观察后指出该实验中的自变量是A催化剂种类B环境温度C试管的大小D试管中的过氧化氢溶液的量【例题 4】在“烟草怪病”的研究过程中，经历假设实验，再假设再实验，这样一个反反复复的探究过程。请回答下列问题：（1）面对大片枯萎的烟草叶片，伊凡诺夫斯基首先作出的假设是，采取的实验方法主要是，实验的结果是。（2）由于实验的结果不能支持伊凡诺夫斯基的假设，他继续思考， 改变了（选填“假设”或“实验方法”）。接下来的实验过程是，预测的结果是，实验结果是。（3） 面对实验的失败， 伊凡诺夫斯基又提出的假设是，经过反复的实验，实验结果是。（4）经过上述的实验过程，伊凡诺夫斯基重新提出的假设是，采用新的方法，他最终得出的结论是。【解析】科学就是获得有关周围世界知识的途径。科学探究知识的方法包括一系列步骤。在生物科学方面，第一步是观察生物界，在观察的基础上提出问题，问题提出后， 可以通过查阅资料或根据自己以往的经验，对这一问题作出假设，假设是对结果的解释，好的假设能说明因果之间的关系。接下来就是设计实验，去收集支持或不支持假设的事实。在此基础上进一步实验， 最终得出结论。 学习科学研究方法有助于我们进一步探究我们周围的未知生命世界， 了解人类的活动如何影响生物圈，学会如何与自然和谐相处，学会用科学的方法去思考、探索问题。本题通过伊凡诺夫斯基探索“烟草怪病”的过程，模仿科学家的研究过程，感知科学探究的全过程。【答案】 （1）病原体是某种细菌在显微镜下观察寻找细菌没有观察到细菌（2）实验方法用过滤器过滤患病烟草叶片滤液得到不含细菌的滤液，用滤液侵染烟草烟草不会患病烟草仍然患病（3）烟草患病是由某种细菌释放的毒素引起的烟草仍然患病（4） 有一种比细菌还要小的生物导致