高中生物 第1章 生物科學(xué)和我們學(xué)案 蘇教版必修2

1、生物科學(xué)和我們學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)概覽(教師用書獨(dú)具)1說出解決糧食問題的重要性。知道我國糧食減產(chǎn)的原因，分析我國糧食問題的解決措施。(重點(diǎn))2了解農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的重要性及其帶來的巨大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。(難點(diǎn))3了解進(jìn)化論的創(chuàng)立和完善過程及科學(xué)思維的基本過程。(重難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知一、人類面臨的問題之一：糧食問題1二戰(zhàn)后世界糧食生產(chǎn)狀況國別項(xiàng)目發(fā)達(dá)國家發(fā)展中國家人口占世界人口1/4占世界人口3/4糧食產(chǎn)量占世界的1/2占世界的1/2特點(diǎn)人均產(chǎn)糧多、消費(fèi)少人均產(chǎn)糧少、消費(fèi)多由于發(fā)展中國家的人口增長(zhǎng)速度過快，糧食問題日益嚴(yán)重。2我國糧食生產(chǎn)狀況及產(chǎn)生原因現(xiàn)狀占世界7%的耕地養(yǎng)活占世

2、界22%的人口面臨的問題糧食缺口巨大原因人口增長(zhǎng)迅速、資源短缺、環(huán)境惡化3生物科學(xué)與技術(shù)在解決糧食問題中的應(yīng)用(1)技術(shù)運(yùn)用：轉(zhuǎn)基因技術(shù)。(2)實(shí)例：1993年，世界首例轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品延熟保鮮蕃茄在美國批準(zhǔn)上市。(3)我國轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展“七五”計(jì)劃：掌握了植物轉(zhuǎn)基因的全套技術(shù)，獲得了抗蟲煙草等轉(zhuǎn)基因植物“八五”計(jì)劃：獲得了抗病毒、抗細(xì)菌、抗鹽堿、抗蟲、抗除草劑等轉(zhuǎn)基因植物“九五”計(jì)劃：獲得一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新基因4現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的價(jià)值二、像科學(xué)家一樣思考：科學(xué)思維科學(xué)思維的過程(連線)基礎(chǔ)自測(cè)1判斷對(duì)錯(cuò)(1)由于發(fā)達(dá)國家糧食消費(fèi)過多，糧食問題日益嚴(yán)重。()(2)在解決資源匱乏、環(huán)境惡

3、化、糧食短缺、疾病等問題時(shí)，生物技術(shù)將發(fā)揮重大作用。()(3)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物抗病、抗蟲、高產(chǎn)，不存在安全問題。()(4)推理是根據(jù)現(xiàn)象作出合理的解釋過程。()(5)建立模型能幫助人們理解無法直接觀察到的事物。()提示：(1)×糧食問題日益嚴(yán)重的主要原因是發(fā)展中國家人口增長(zhǎng)過快造成的。(2)(3)×轉(zhuǎn)基因生物可能存在安全性問題。(4)(5)2下列有關(guān)人類糧食問題的敘述，不正確的是()a發(fā)展中國家的人口占世界人口的3/4，但糧食總產(chǎn)量卻只占世界的1/2b世界上糧食生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度大于人口增長(zhǎng)速度，人均糧食呈正增長(zhǎng)，因而不存在糧食短缺問題c解決發(fā)展中國家的糧食問題是世界糧食問題的主題

4、d人均耕地減少、資源短缺、環(huán)境惡化等是制約糧食問題的主要因素b二戰(zhàn)后，世界糧食生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度快于人口增長(zhǎng)速度，但是世界糧食產(chǎn)量存在不平衡性，發(fā)展中國家的人口占世界人口的3/4，但糧食總產(chǎn)量卻只占世界的1/2，因此，解決發(fā)展中國家的糧食問題是世界糧食問題的主題。人口增長(zhǎng)、資源短缺、環(huán)境惡化等是制約糧食生產(chǎn)的主要因素。3孟德爾在進(jìn)行兩對(duì)相對(duì)性狀的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)時(shí)，把得到的子二代種子按照黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒等特征分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，他的這一操作，屬于科學(xué)思維過程的哪個(gè)環(huán)節(jié)() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632000】a觀察b推理c分類 d建立模型c科學(xué)思維包括觀察、推理、分類、建立模型和交流等。孟德爾

5、把得到的子二代種子按照黃色圓粒、黃色皺粒、綠色圓粒、綠色皺粒等特征分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，屬于分類。合 作 探 究·攻 重 難人類面臨問題之一：糧食問題背景材料轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在抗病、抗蟲和增產(chǎn)方面都有顯著成效。圖示為轉(zhuǎn)基因高產(chǎn)水稻。思考交流1轉(zhuǎn)基因技術(shù)在應(yīng)對(duì)糧食危機(jī)方面有什么作用？提示：(1)提高產(chǎn)量；(2)減少環(huán)境污染。2轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？提示：改良作物品種(如培育抗蟲、抗病、抗鹽堿等新品種)。3轉(zhuǎn)基因作物有哪些優(yōu)點(diǎn)？提示：(1)降低污染和對(duì)人畜的危害；(2)抗逆性強(qiáng)，產(chǎn)量高；(3)投資少，回報(bào)多，經(jīng)濟(jì)效益高。4轉(zhuǎn)基因技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用對(duì)生態(tài)環(huán)境有什么影響？提示：減少了農(nóng)藥、化

6、肥的使用量，減輕了環(huán)境污染。1世界糧食問題的實(shí)質(zhì)(1)表面上，世界人均糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，且糧食生產(chǎn)的增長(zhǎng)速度快于人口的增長(zhǎng)速度。(2)實(shí)際上，世界糧食問題的實(shí)質(zhì)并不是糧食總產(chǎn)量不足，而是糧食生產(chǎn)地區(qū)分布不均衡和國家間分配不均。不同國家與地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡，導(dǎo)致一些發(fā)展中國家的糧食問題很嚴(yán)重，而且有越來越嚴(yán)重的趨勢(shì)。世界范圍內(nèi)的人口劇增，導(dǎo)致人均糧食產(chǎn)量增加不明顯，而且糧食總量增加的空間有限，人口的增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛，使得世界范圍內(nèi)的糧食問題愈發(fā)嚴(yán)重，導(dǎo)致糧食問題成為困擾人類社會(huì)發(fā)展的主要問題。在發(fā)達(dá)國家，由于政府提供的農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼較多和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施完善、科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平高等原因，人均糧食產(chǎn)量高、消

7、費(fèi)少；在發(fā)展中國家，由于政府提供的農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼有限和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平相對(duì)較低，因此，人均糧食產(chǎn)量低、消費(fèi)多。由此，我們認(rèn)為，未來一階段，發(fā)展中國家的糧食問題要比發(fā)達(dá)國家更嚴(yán)重。因此，我們更應(yīng)關(guān)注發(fā)展中國家和地區(qū)的糧食問題。2我國糧食問題(1)我國糧食短缺的原因(2)應(yīng)對(duì)糧食危機(jī)的現(xiàn)實(shí)措施實(shí)行計(jì)劃生育，控制人口增長(zhǎng)。保護(hù)和治理環(huán)境，防止環(huán)境惡化。減少建筑用地。培育和推廣轉(zhuǎn)基因作物。3不同轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的生物學(xué)意義轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物意義抗干旱、抗鹽堿轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物擺脫土壤和氣候條件限制抗蟲、抗病、抗除草劑轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物減少化學(xué)農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人畜的危害高維生素含量轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物減輕或消除人類維

8、生素缺乏的狀況特別提醒：(1)糧食是否短缺的標(biāo)準(zhǔn)不是糧食總量，而應(yīng)是人均占有糧食的數(shù)量。(2)解決糧食問題應(yīng)從糧食生產(chǎn)總量和人口數(shù)量?jī)煞矫嫒胧郑瑫r(shí)不能忽略使用生物技術(shù)帶來的安全性問題。典例通關(guān)在解決糧食危機(jī)過程中，要兼顧糧食生產(chǎn)和環(huán)境的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)前科學(xué)有效的方法是()合理開發(fā)海洋，尋找新的食物來源控制人口增長(zhǎng)，協(xié)調(diào)人與自然和諧發(fā)展增加化肥和農(nóng)藥的使用，提高作物產(chǎn)量開荒辟地，圍湖造田，擴(kuò)大糧食種植面積利用現(xiàn)代生物技術(shù)，培育具有較高光合效率的作物品種abc d技巧點(diǎn)撥抓住關(guān)鍵信息“實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展”是正確選擇的關(guān)鍵。b可持續(xù)發(fā)展是生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三位一體的發(fā)展，是指生態(tài)、

9、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三者的協(xié)調(diào)發(fā)展，包括減少化肥和農(nóng)藥的使用，不得隨意改造、破壞生態(tài)環(huán)境，還包括控制環(huán)境污染和改善環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)生物多樣性，保證以可持續(xù)發(fā)展的方式使用可再生資源。(1)不選擇的理由是什么？提示：增加化肥和農(nóng)藥的作用，盡管可以提高產(chǎn)量，但是會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，破壞生態(tài)環(huán)境。(2)目前常采用的現(xiàn)代生物技術(shù)是什么？提示：基因工程?；顚W(xué)活用1通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以培育多種農(nóng)作物新品種。下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因作物的敘述，錯(cuò)誤的是()a改善農(nóng)作物的品質(zhì)b提高農(nóng)作物的抗旱、抗寒等抗逆性c提高農(nóng)作物的抗病、抗蟲能力d沒有安全隱患，已廣泛種植d基因工程是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的核心，通過基因工程培育的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物在一定程度上

10、改善了農(nóng)作物的品質(zhì)，如高維生素含量轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物；提高農(nóng)作物的抗逆能力，如轉(zhuǎn)基因抗干旱農(nóng)作物；某些抗蟲農(nóng)作物的培育提高了農(nóng)作物的抗蟲能力，如轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。通過基因工程培育的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物以及這些農(nóng)作物生產(chǎn)的產(chǎn)品是否有安全隱患，目前尚有爭(zhēng)論。2下面關(guān)于我國糧食生產(chǎn)狀況和導(dǎo)致這一狀況的原因組合正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632001】a糧食過剩；人均占有耕地居世界首位b糧食過剩；糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)速度大于人口增長(zhǎng)速度c糧食短缺；糧食總產(chǎn)量太低d糧食短缺；人口居世界首位且仍在增長(zhǎng)d糧食過剩與短缺是糧食生產(chǎn)狀況的兩種表現(xiàn)，糧食過?；蚨倘钡膮?shù)是人均糧食占有量；人口數(shù)量眾多、人口增長(zhǎng)速度過快是我國的基本國情，這使

11、我國人均糧食占有量很低且仍有下降的趨勢(shì)，所以我國是糧食短缺國家，故a、b、c項(xiàng)與客觀事實(shí)不符，d項(xiàng)符合。1蘇云金芽孢桿菌是一種對(duì)昆蟲有致病作用的細(xì)菌，其殺蟲活性物質(zhì)主要是一類伴孢晶體蛋白。某農(nóng)作物細(xì)胞在生長(zhǎng)過程中也能產(chǎn)生伴孢晶體蛋白，該農(nóng)作物是()a能抗除草劑的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物b通過雜交得到的農(nóng)作物c被蘇云金芽孢桿菌感染的農(nóng)作物d能抗蟲的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物d伴孢晶體蛋白是由蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生的，它對(duì)昆蟲有致病作用。該農(nóng)作物由于轉(zhuǎn)入了蘇云金芽孢桿菌產(chǎn)生伴孢晶體蛋白的基因，所以能抗蟲。2轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良方面應(yīng)用廣泛，其中一項(xiàng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)是改造co2固定酶，其目的是()a提高光合作用效率 b延長(zhǎng)果實(shí)的儲(chǔ)

12、藏期c培育新作物品種 d提高植物的抗性a改造co2固定酶，能提高植物對(duì)co2的固定效率，從而提高光合作用效率。通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)抑制乙烯形成酶基因的表達(dá)可以延長(zhǎng)果實(shí)的儲(chǔ)藏期。提高植物的抗性是通過將抗性基因(抗蟲、抗除草劑、抗旱、抗?jié)场⒖果}等基因)轉(zhuǎn)入植物，并使之表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的。像科學(xué)家一樣思考：科學(xué)思維背景材料有一個(gè)9歲孩子對(duì)父親說：“我想世界上肯定還有許多未被人們發(fā)現(xiàn)的奧秘，我將來要周游世界，進(jìn)行實(shí)地考察?！彼褪菍懗隽宋锓N起源一書的達(dá)爾文。物種起源體現(xiàn)了以自然選擇學(xué)說為核心的達(dá)爾文進(jìn)化理論。思考交流1達(dá)爾文進(jìn)化理論的形成，體現(xiàn)了科學(xué)思維的什么過程？提示：觀察與推理。2拉馬克在觀察到長(zhǎng)頸鹿的特殊形

13、態(tài)后，提出了“用進(jìn)廢退”的生物進(jìn)化觀點(diǎn)，判斷拉馬克采用何種思維方式得出這一結(jié)論。(1)類型：_(填“觀察”“推理”“分類”“建立模型”或“交流”)。(2)理由：_。提示：(1)推理(2)拉馬克通過對(duì)觀察到的現(xiàn)象作出自己的解釋，作出推論，是一種推理過程3達(dá)爾文的進(jìn)化理論與拉馬克的主要區(qū)別是什么？提示：拉馬克的主要觀點(diǎn)是用進(jìn)廢退和獲得性遺傳，他認(rèn)為變異是定向的；達(dá)爾文的主要觀點(diǎn)是生物的變異是不定向的，經(jīng)過自然選擇保留適應(yīng)環(huán)境的個(gè)體。1觀察的類型和常用方法觀察類型定性觀察用文字或術(shù)語而不是用數(shù)字進(jìn)行描述，包括對(duì)顏色、形態(tài)、氣味等變量的客觀性描述定量觀察通過對(duì)變量的計(jì)數(shù)或測(cè)量而得到的數(shù)值，通常需要使用

14、一些儀器觀察方法順序觀察一般來說，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對(duì)比觀察通過對(duì)比觀察來發(fā)現(xiàn)事物之間的區(qū)別和聯(lián)系，從而達(dá)到同中求異、異中求同基本要求學(xué)會(huì)帶著問題進(jìn)行觀察。直接觀察與問題相關(guān)的對(duì)象。既要觀察局部，也要觀察整體；既要觀察事物，也要觀察環(huán)境。觀察要細(xì)致、準(zhǔn)確。盡可能將觀察到的現(xiàn)象或事物描述出來2.推理的常用方法(1)因果推斷：即判斷兩個(gè)事件之間是否存在因果關(guān)系的推理形式。(2)歸納法：是指從個(gè)別事物的性質(zhì)、特點(diǎn)和關(guān)系中概括出一類事物的性質(zhì)、特點(diǎn)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。3建立模型(1)模型舍去了原型的一些次要的

15、細(xì)節(jié)、非本質(zhì)的聯(lián)系，以簡(jiǎn)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。原型(研究對(duì)象)模型理論(2)建立模型的方法可以分為三大類物理模型方法：用實(shí)物代替原物進(jìn)行研究的方法叫做物理模型方法。例如細(xì)胞的結(jié)構(gòu)模型、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)模型等。想象模型方法：用想象的抽象物代替原型進(jìn)行研究的方法叫做想象模型方法。這種模型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(duì)象簡(jiǎn)化便于研究。例如物質(zhì)出入細(xì)胞的模型、細(xì)胞分裂過程模型、光合作用過程模型、呼吸作用過程模型等。數(shù)學(xué)模型方法：用符號(hào)、公式、圖像等數(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。例如，細(xì)胞分裂

16、過程中dna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。典例通關(guān)下列關(guān)于科學(xué)思維的基本過程說法錯(cuò)誤的是()a觀察必須如實(shí)地反映所感知的事物b推論不一定完全正確c建立模型能幫助人們理解無法直接觀察到的事物d根據(jù)不同點(diǎn)將事物劃分為較大的不同類群，再根據(jù)相同點(diǎn)將事物劃分為較小類群技巧點(diǎn)撥明確科學(xué)思維基本過程中每一過程的含義是解題的關(guān)鍵。d科學(xué)家通常通過比較，識(shí)別出事物之間的異同點(diǎn)，根據(jù)共同點(diǎn)將事物劃分為較大的不同類群，再根據(jù)差異點(diǎn)將事物劃分為較小的類群。(1)觀察時(shí)可以借助一定的工具儀器嗎？提示：可以。例如觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)時(shí)往往需要借助顯微鏡。(2)始祖鳥化石是否屬于生物學(xué)模型？提示

17、：始祖鳥化石不屬于生物學(xué)模型。始祖鳥化石是實(shí)物，不是用來說明事物或過程的表現(xiàn)手段。活學(xué)活用1達(dá)爾文經(jīng)過8年的潛心研究，將其以“自然選擇學(xué)說”為核心的生物進(jìn)化理論發(fā)表在物種起源一書中，呈現(xiàn)給世人。從科學(xué)思維角度看，這是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632002】a觀察b推理c分類 d交流d這是達(dá)爾文通過物種起源一書與別人進(jìn)行交流。2建立模型是顯示事物或過程的表現(xiàn)手段，能幫助人們理解無法直接觀察到的事物，下面屬于建立模型的是()a達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)甲蟲的翅非常發(fā)達(dá)或無翅與海風(fēng)有關(guān)b細(xì)菌培養(yǎng)時(shí)，細(xì)菌個(gè)數(shù)每2小時(shí)增加一倍c多數(shù)人的右手比左手力量大些d栽培植物與野生植物有相似也有差異b題中a、c、d三項(xiàng)是觀察現(xiàn)象，建立模型

18、是幫助人們理解無法直接觀察到的事物。誤區(qū)警示：對(duì)科學(xué)思維過程中的推理及建立模型的易錯(cuò)認(rèn)識(shí)(1)根據(jù)生物現(xiàn)象進(jìn)行解釋、推理，作出的推論不一定完全正確，它只是對(duì)現(xiàn)象的多種可能解釋中的一種。(2)模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。例如，細(xì)胞的顯微結(jié)構(gòu)圖就是物理模型。(3)構(gòu)建同一事物或過程的模型可能不只一種。如光合作用過程，既可用光合作用過程圖解表示，也可用光合作用反應(yīng)式表示。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1下面措施中，不利于應(yīng)對(duì)糧食危機(jī)的是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632003】a提高現(xiàn)有耕地的單位面積糧食產(chǎn)量b控制人口數(shù)量c種植推廣優(yōu)良、高產(chǎn)品種d圍湖造田d圍湖造田會(huì)降低湖泊蓄

19、水量，不利于防洪抗旱，進(jìn)而不利于糧食生產(chǎn)。2現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)誕生的標(biāo)志是()a1992年我國成功培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲棉b1983年世界上首例轉(zhuǎn)基因植物的培育成功c19952002年間，轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品銷售額增長(zhǎng)了約56倍d2003年轉(zhuǎn)基因大米，轉(zhuǎn)基因向日葵培育成功b轉(zhuǎn)基因技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的核心，是在分子水平上定向培育人類所需要的生物新品種。3將不同蛋白質(zhì)分子的某種氨基酸的比例用坐標(biāo)柱形圖表示出來，與科學(xué)思維有關(guān)的環(huán)節(jié)是() 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：01632004】a建立模型b分類c觀察d交流a科學(xué)思維的基本過程是：觀察推理分類建立模型交流，所以科學(xué)思維的起點(diǎn)是觀察。建立模型是用畫圖、列表等表現(xiàn)手段來顯示事物或過程，能夠描述事物活動(dòng)的規(guī)律。4下列屬于科學(xué)思維中的建立模型過程的是()a將化石按年代排放b開會(huì)提出研究的設(shè)想c繪制生態(tài)系統(tǒng)組成示意圖d達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)甲蟲無翅或翅不發(fā)達(dá)答案c5某生物興趣小組的同學(xué)進(jìn)行野外調(diào)查(調(diào)查河岸邊螞蟻的分布情況)，下表是他們的調(diào)查結(jié)果與結(jié)論：區(qū)域小組編號(hào)螞蟻洞口數(shù)(個(gè))進(jìn)出洞螞蟻數(shù)(只/5)結(jié)論近水區(qū)