像科學家一樣思考科學思維

第一章生物科學和我們像科學家一樣思考：科學思維學習目標：（1）通過生物進化理論的建構和發(fā)展歷程回答了如何進行生物科學的學習。（2）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。（3）掌握觀察、推理、分類、建立模型以及交流在生物科學的探究過程中的價值與作用。(4)理解探究是認識生命世界、學習生物科學的重要方法。（5）樹立實事求是的科學態(tài)度，培養(yǎng)不斷探索，勇于創(chuàng)新的科學精神。重點：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。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。生命是怎樣起源的？生物是如何進化的？你能回答上這兩個問題嗎？你是否也思考過這些問題呢？探究一：進化理論的創(chuàng)立和完善要點一閱讀課本P6—P7相關內容，思考并小組討論下列問題：法國博物學家拉馬克

“物種不是不變的，更不是上帝創(chuàng)造的。在自然界里，環(huán)境的影響使生物發(fā)生變異，并且從一個生物類型演變?yōu)榱硪粋€生物類型。生物的器官是用進廢退的。”拉馬克和進化理論2．“自然選擇”學說的過程圖解英國博物學家達爾文達爾文發(fā)表了《物種起源》一書，成為進化論的創(chuàng)立者。進化論從根本上否定了“神創(chuàng)論”“物種不變論”的傳統(tǒng)觀念，在哲學、社會學、倫理學、經濟學等領域產生了巨大影響。恩格斯將達爾文的進化理論稱為1９世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)之一。達爾文和進化理論木村資生和進化理論日本學者木村資生他認為，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生物在形態(tài)和生理上發(fā)生差異后，自然選擇才能發(fā)揮作用。這一進化理論被稱為“中性突變”進化理論，它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。以氨基酸的年置換率計算出的蛋白質進化速率積極思維幾種蛋白質分子的進化速率3．“自然選擇”學說和中性學說的比較(1)實質①達爾文的“自然選擇”學說揭示了種群進化的規(guī)律。通過自然選擇淘汰不利變異，保留有利變異。②木村資生的“中性學說”揭示了分子水平的進化規(guī)律，通過中性突變的隨機固定決定保留或淘汰。(2)側重點不同①達爾文的“自然選擇”學說側重個體、群體，即宏觀水平。②木村資生的“中性學說”側重分子水平，即微觀水平。探究二：像科學家一樣思考——科學思維觀察定義：是指有目的、有計劃地和思維活動緊密結合的考察研究方法。通過觀察得到的信息稱之為證據或數(shù)據要求：①有目的、有計劃；②真實、準確；③通常要借助于儀器設備閱讀課本P8—P9相關內容，思考并小組討論下列問題：推理定義：當你對觀察到的現(xiàn)象作出解釋時，就是在進行推理，或者說是作出推論特點：不一定完全正確，它只是對現(xiàn)象的多種可能解釋中的一種分類定義：把某些特征相似的事物歸類到一起的邏輯方法稱為分類方法：通過比較，識別出事物之間的異同點，根據共同點將事物劃分為較大的不同類群，再根據差異點將事物劃分為較小的類群建立模型定義：用來顯示事物或過程的表現(xiàn)手段，如畫圖、列表等意義：能幫助人們理解無法直接觀察到的事物交流定義：就是與他人交換看法、分享信息的過程意義：通過交流來了解彼此的研究成果、信息和想法，并進一步激勵人們去思考和研究積極思維“澄江動物群”化石為什么會引起科學界的極大關注?1.由于沒有可靠的化石記錄可以考證，因此脊椎動物的起源一直是一個謎。2.在澄江動物群化石中發(fā)現(xiàn)了“海口蟲”、“云南蟲”和“?？隰~”、“昆明魚”等化石。3.科學家在對澄江動物群化石進行觀察、分類和推理等過程后，提出了脊椎動物起源與進化的新設想。事實：

分析：進一步收集有關資料，理解科學家是如何通過證據提出脊椎動物起源與進化的新設想的？主干知識一、進化理論的創(chuàng)立和完善1．進化理論的創(chuàng)立——拉馬克的進化理論(用進廢退學說)環(huán)境用進廢退2．進化理論的發(fā)展——達爾文的進化理論(自然選擇學說)(1)典例①事實：加拉帕戈斯群島不同島嶼上的地雀不同。②發(fā)生原因：由于___________、___________發(fā)生變化，地雀的形態(tài)逐漸發(fā)生變化。③結論：______影響使物種發(fā)生了分化。(2)主要內容：自然選擇學說。保留和淘汰物種的過程叫___________。(3)成功的基礎：對科學的熱愛，堅持長期探索，勤于觀察和收集事實地理隔離生存環(huán)境環(huán)境自然選擇3．進化理論的完善——木村資生的進化理論(中性學說)中性學說認為：①生物進化是以生物大分子為基礎的，只有從_________上研究生物的進化才能觸及生物進化的本質。②分子水平上的進化是由_________或近中性突變基因的隨機固定而實現(xiàn)的。③當分子進化導致生物在______和______上發(fā)生差異后，_________才能發(fā)揮作用，并認為10－9是_________的標準速率。分子水平選擇中性形態(tài)生理自然選擇分子進化二、科學思維1．觀察是指________、________地和思維活動緊密結合的考察研究方法。觀察通常需要借助各種__________。2．推理就是對觀察到的現(xiàn)象作出_______。3．_______是指把某些特征相似的事物歸類到一起的邏輯方法。4．__________是用來顯示事物或過程的表現(xiàn)手段,如畫圖、列表等。5．_______就是與他人交換看法、分享信息的過程。有目的有計劃儀器設備解釋分類建立模型交流典型例題1.用達爾文進化學說的觀點來判斷下列敘述，其中正確的是（）A.長頸鹿經常努力伸長頸和前肢去吃樹上的葉子，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，它們的身體就產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.在有毒農藥長期的作用下，農田害蟲產生了抗藥性

解析:A選項是拉馬克的用進廢退的觀點，實際上長頸鹿的長頸和長的前肢是生物變異產生的一種性狀，也有頸、前肢短的，只是在爭奪食物過程中，具有長頸和長前肢的有更多的生存機會，通過遺傳這一性狀得到積累和加強，而頸和前肢短的被淘汰。B、D兩項都是指環(huán)境促使生物產生的變異向適應環(huán)境的方向發(fā)展，顯然不符合達爾文的變異是不定向的觀點。2.依據達爾文的進化論，枯葉蝶的擬態(tài)形成的原因是（）遺傳→自然選擇→適應變異→生存斗爭→適者生存變異→遺傳→適者生存遺傳→變異→進化解析：達爾文認為，進化是變異→選擇→遺傳→再變異→再選擇→再遺傳……的結果。選擇的途徑是生存斗爭，結果是適者生存。3.關于科學實驗的下列說法中錯誤的是（