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1、第二第二节节生物科学的学生物科学的学习过习过程程第第二二节节生生物物科科学学的的学学习习过过程程基基础础自主梳理自主梳理核心要点突破核心要点突破实验实验探究探究创创新新课标领课标领航航知能知能过过关演关演练练通通过过本本节节的学的学习习，我能，我能够够1举举例例说说出一个科学研究的故事。出一个科学研究的故事。2概述科学思概述科学思维维的基本的基本过过程。程。课标领课标领课标领课标领航航航航情景情景导导引引你想具你想具备备科学家的思科学家的思维维方式方式吗吗？那？那就从就从,生命起源和生物生命起源和生物进进化理化理论论的重的重大成就的研究大成就的研究,过过程中去程中去寻寻找答案吧找答案吧！基础自
2、主梳理基础自主梳理一、一、进进化理化理论论的的创创立和完善立和完善1进进化化理理论论的的创创立立拉拉马马克克的的进进化化理理论论(用用进进废废退学退学说说)2进进化化理理论论的的发发展展达达尔尔文文的的进进化化理理论论(自自然然选选择择学学说说)(1)典例典例事事实实：加拉帕戈斯群：加拉帕戈斯群岛岛不同不同岛屿岛屿上的地雀不同。上的地雀不同。发发生生原原因因：由由于于_、_发发生生变变化，地雀的形化，地雀的形态态逐逐渐发渐发生生变变化。化。结论结论：_影响使物种影响使物种发发生了分化。生了分化。(2)主主要要内内容容：自自然然选选择择学学说说。保保留留和和淘淘汰汰物物种种的的过过程叫程叫_。(
3、3)成成功功的的基基础础：对对科科学学的的热热爱爱，坚坚持持长长期期探探索索，勤勤于于观观察和收集事察和收集事实实地理隔离地理隔离生存生存环环境境环环境境自然自然选择选择3进进化化理理论论的的完完善善木木村村资资生生的的进进化化理理论论(中中性性学学说说)中性学中性学说认为说认为：生生物物进进化化是是以以生生物物大大分分子子为为基基础础的的，只只有有从从_上上研研究究生生物物的的进进化化才才能能触触及及生生物物进进化化的的本本质质。分分子子水水平平上上的的进进化化是是由由_或或近近中中性性突突变变基因的随机固定而基因的随机固定而实现实现的。的。当当分分子子进进化化导导致致生生物物在在_和和_上
4、上发发生生差差异异后后，_才才能能发发挥挥作作用用，并并认认为为109是是_的的标标准速率。准速率。分子水平分子水平选择选择中性中性形形态态生理生理自然自然选择选择分子分子进进化化思考感悟思考感悟1中性学中性学说说与达与达尔尔文的自然文的自然选择选择学学说说矛盾矛盾吗吗？【提示提示】不矛盾。中性学不矛盾。中性学说说揭示了分子水平的揭示了分子水平的进进化化规规律，和达律，和达尔尔文的理文的理论论相互相互补补充，更好地揭充，更好地揭示了生物示了生物进进化的本化的本质质。二、科学思二、科学思维维1观观察察是是指指_、_地地和和思思维维活活动动紧紧密密结结合合的的考考察察研研究究方方法法。观观察察通通
5、常常需需要要借借助助各各种种_。2推理就是推理就是对观对观察到的察到的现现象作出象作出_。3 _是是指指把把某某些些特特征征相相似似的的事事物物归归类类到到一一起的起的逻辑逻辑方法。方法。4 _是是用用来来显显示示事事物物或或过过程程的的表表现现手手段段,如画如画图图、列表等。、列表等。5 _就就是是与与他他人人交交换换看看法法、分分享享信信息息的的过过程。程。有目的有目的有有计计划划仪仪器器设备设备解解释释分分类类建立模型建立模型交流交流思考感悟思考感悟2“每每一一项项观观察察都都是是科科学学思思维维的的第第一一步步”这这种种说说法准确法准确吗吗？【提示提示】不准确。当你用一种或多种感官去收
6、不准确。当你用一种或多种感官去收集有关信息集有关信息时时，就是在，就是在观观察。而科学的察。而科学的观观察是指察是指有目的、有有目的、有计计划地和思划地和思维维活活动紧动紧密密结结合的考察研合的考察研究方法。究方法。核心要点突破核心要点突破进进化理化理论论的的创创立和完善立和完善要点一要点一2“自然自然选择选择”学学说说的的过过程程图图解解3“自然自然选择选择”学学说说和中性学和中性学说说的比的比较较(1)实质实质达达尔尔文文的的“自自然然选选择择”学学说说揭揭示示了了种种群群进进化化的的规规律。通律。通过过自然自然选择选择淘汰不利淘汰不利变变异，保留有利异，保留有利变变异。异。木木村村资资生
7、生的的“中中性性学学说说”揭揭示示了了分分子子水水平平的的进进化化规规律，通律，通过过中性突中性突变变的随机固定决定保留或淘汰。的随机固定决定保留或淘汰。(2)侧侧重点不同重点不同达达尔尔文文的的“自自然然选选择择”学学说说侧侧重重个个体体、群群体体，即即宏宏观观水平。水平。木木村村资资生生的的“中中性性学学说说”侧侧重重分分子子水水平平，即即微微观观水平。水平。【名名师师点点睛睛】“用用进进废废退退”学学说说的的观观点点缺缺乏乏科科学学证证据据的的支支持持，过过于于强强调调环环境境的的变变化化直直接接导导致致物物种种的的改改变变，过过于于强强调调“生生物物内内在在的的自自我我改改进进力力量量
8、”，认认为为动动物物的的变变异异是是由由动动物物本本身身的的意意愿愿决决定定的。的。达达尔尔文文进进化化学学说说的的核核心心：生生物物的的遗遗传传和和变变异异是是生生物物进进化化的的内内在在因因素素，生生存存斗斗争争是是生生物物进进化化的的动动力。定向的自然力。定向的自然选择选择决定生物决定生物进进化的方向。化的方向。(2011年年北北京京四四中中检检测测)分分析析以以下下四四种种叙叙述述分分别别体体现现了哪种了哪种进进化思想。化思想。(1)“生生活活在在地地下下水水井井中中的的盲盲螈螈，因因长长期期不不用用眼眼睛睛而而失去失去视觉视觉”，体，体现现了了_的的_学学说说。(2)“食食蚁蚁兽兽的
9、的长长舌舌是是因因为为长长期期舔舔食食树树缝缝中中的的蚂蚂蚁蚁反反复复不不断断伸伸长长所所致致”，体体现现了了_的的_学学说说。例例例例1 1(3)“鹿鹿和和狼狼在在长长期期的的生生存存斗斗争争中中相相互互选选择择，结结果果发发 展展 了了 自自 己己 的的 特特 征征”，体体 现现 了了 _的的_学学说说。(4)“血血红红蛋蛋白白链链的的氨氨基基酸酸每每年年都都以以大大约约1.2109的的速速率率发发生生置置换换”，体体现现了了_的的_学学说说。【思思路路点点拨拨】此此题题主主要要考考查查三三种种进进化化理理论论的的不不同同观观点，正确解答本点，正确解答本题应题应注意以下几点：注意以下几点：
10、了解拉了解拉马马克用克用进废进废退学退学说说的内容。的内容。理解自然理解自然选择选择学学说说的理的理论论内涵。内涵。明确中性学明确中性学说说的特点。的特点。【尝尝试试解解答答】(1)拉拉马马克克用用进进废废退退(2)拉拉马马克克用用进进废废退退(3)达达尔尔文文自自然然选选择择(4)木木村村资资生生中性中性【解解析析】本本题题主主要要考考查查三三种种进进化化理理论论的的特特点点。拉拉马马克克的的观观点点是是在在自自然然界界里里，环环境境的的影影响响使使生生物物发发生生变变异异，生生物物的的器器官官是是用用进进废废退退的的，达达尔尔文文的的观观点点是是自自然然选选择择，即即环环境境选选择择生生物
11、物进进化化的的方方向向；木木村村资资生生的的观观点点是是分分子子水水平平上上的的进进化化是是由由选选择择中中性性或或近近中中性性突突变变基基因因的的随随机机固固定定而而实实现现的的，提提出出109是分子是分子进进化的化的标标准速率。准速率。跟跟踪踪训训练练下下列列对对用用进进废废退退、自自然然选选择择、中中性性突突变变三种三种进进化理化理论论的描述中，的描述中，错误错误的是的是()A用用进废进废退退进进化理化理论论开辟了开辟了进进化理化理论论的先河的先河B自自然然选选择择进进化化理理论论是是达达尔尔文文在在很很多多事事实实的的基基础础上思考得出的上思考得出的C中中性性突突变变进进化化理理论论是
12、是对对自自然然选选择择进进化化理理论论的的否定否定D中中性性突突变变进进化化理理论论揭揭示示了了分分子子水水平平的的进进化化规规律律解解析析：选选C。用用进进废废退退进进化化理理论论由由拉拉马马克克提提出出，开开辟辟了了进进化化理理论论的的先先河河，为为科科学学进进化化论论的的发发展展铺铺平平了了道道路路；中中性性突突变变进进化化理理论论揭揭示示了了分分子子水水平平的的进进化化规规律律，和和达达尔尔文文的的自自然然选选择择进进化化理理论论是相互是相互补补充的，而不是否定。充的，而不是否定。观观察察科学思科学思维维的基本的基本过过程程要点二要点二定定义义：是是指指有有目目的的、有有计计划划地地和
13、和思思维维活活动动紧紧密密结结合合的的考考察察研研究究方方法法。通通过过观观察得到的信息称之察得到的信息称之为证为证据或数据据或数据要要求求：有有目目的的、有有计计划划；真真实实、准确；准确；通常要借助于通常要借助于仪仪器器设备设备推理推理定定义义：当当你你对对观观察察到到的的现现象象作作出出解解释释时时，就是在就是在进进行推理，或者行推理，或者说说是作出推是作出推论论特特点点：不不一一定定完完全全正正确确，它它只只是是对对现现象象的的多种可能解多种可能解释释中的一种中的一种分分类类定定义义：把把某某些些特特征征相相似似的的事事物物归归类类到到一一起起的的逻辑逻辑方法称方法称为为分分类类方方法
14、法：通通过过比比较较，识识别别出出事事物物之之间间的的异异同同点点，根根据据共共同同点点将将事事物物划划分分为为较较大大的的不不同同类类群群，再再根根据据差差异异点点将将事事物物划划分分为为较较小小的的类类群群建立建立模型模型定定义义：用用来来显显示示事事物物或或过过程程的的表表现现手手段段，如画如画图图、列表等、列表等意意义义：能能帮帮助助人人们们理理解解无无法法直直接接观观察察到到的的事物事物交流交流定定义义：就就是是与与他他人人交交换换看看法法、分分享享信信息息的的过过程程意意义义：通通过过交交流流来来了了解解彼彼此此的的研研究究成成果果、信信息息和和想想法法，并并进进一一步步激激励励人
15、人们们去去思思考考和和研究研究特特别别提醒提醒模模型型的的类类型型包包括括物物理理模模型型、数数学学模模型型和和概概念念模型。模型。对对观观察察得得到到的的证证据据或或数数据据进进行行推推理理或或推推论论的的结结果不一定完全是正确的。果不一定完全是正确的。下下面面为为“探探索索光光照照强强度度对对光光合合作作用用强强度度的的影影响响”的的过过程。程。方法：方法：将一枝黑藻放在水中，装置如右将一枝黑藻放在水中，装置如右图图所示：所示：改改变变灯灯泡泡与与黑黑藻藻之之间间的的距距离离，同同时时通通过过观观察察计计算算出出在在不不同同距距离离的的灯灯光光下下，黑黑藻藻每每分分钟钟释释放放的的气气泡泡
16、个个数，并数，并记录记录在下表中。在下表中。例例例例2 2灯与灯与烧烧杯杯之之间间的距的距离离(cm)10 20 30 40 50 60 70 80 90 100气泡数气泡数(个个/分分钟钟)灯与灯与烧烧杯杯之之间间的距的距离离(cm)10 20 30 40 50 60 70 80 90100气泡数气泡数(个个/分分钟钟)16 1386543210观察结果如下表所示。观察结果如下表所示。请指出上述探究的科学思维过程。请指出上述探究的科学思维过程。【尝试尝试解答解答】具体的思具体的思维过维过程如下：程如下：一、一、观观察：通察：通过设计实验过设计实验，观观察在不同光照察在不同光照强强度下光度下光
17、合作用合作用强强度的度的变变化，化，获获取相关数据。取相关数据。二、推理二、推理(原理原理)：气泡气泡记记数法是中学数法是中学实验实验研究光照研究光照强强度度对对光合作用光合作用强强度影响的度影响的较较好方法。改好方法。改变变灯与灯与烧烧杯杯的距离的目的就是改的距离的目的就是改变变光照光照强强度，通度，通过计过计算黑藻放出算黑藻放出的气泡速度从而推的气泡速度从而推测测光合作用光合作用强强度的度的强强弱。弱。随着灯与随着灯与烧烧杯之杯之间间距离的减少，黑藻所受的光照距离的减少，黑藻所受的光照强强度增度增强强，每分，每分钟释钟释放的气泡数增多，放的气泡数增多，说说明在灯光照射明在灯光照射下，随着光
18、照增下，随着光照增强强(一定范一定范围围内内)光合作用光合作用强强度增加。度增加。三三、建建立立模模型型：以以光光照照强强度度为为横横坐坐标标，以以光光合合作作用用强强度度为为纵纵坐坐标标建建立立坐坐标标系系，绘绘制制光光照照强强度度影影响响光光合合作用的曲作用的曲线线。四四、结结论论：光光照照强强度度影影响响光光合合作作用用。在在一一定定的的范范围围内内随随着着光光照照强强度度的的增增强强，光光合合作作用用逐逐渐渐增增强强，当当光光照照强强度度达达到到一一定定程程度度后后，光光合合作作用用达达到到最最大大值值，不不再随光照再随光照强强度的增度的增强强而增大。而增大。【解解析析】科科学学思思维
19、维的的一一般般过过程程包包括括：观观察察推推理理分分类类建建立立模模型型交交流流。但但并并不不是是一一成成不不变变的模式，要的模式，要视视具体的具体的问题问题而灵活而灵活应应用。用。跟跟踪踪训训练练下下列列关关于于推推理理研研究究的的有有关关说说法法中中，错错误误的是的是()A推理是根据推理是根据现现象提出合理的假象提出合理的假设过设过程程B通通过过推理所得推理所得结论结论必必须须是完全正确的是完全正确的C推理推理过过程必程必须须符合基本的符合基本的逻辑逻辑关系关系D通通过对现过对现象的推理可得出多种象的推理可得出多种结论结论解解析析：选选B。推推理理是是对对观观察察到到的的现现象象所所作作出
20、出的的解解释释,即即是是一一种种合合理理的的假假设设，由由推推理理所所得得到到的的结结论论既既可可能能是是正正确确的的，也也有有可可能能是是错错误误的的，这这就就需需要要通通过过实实验验等加以等加以验证验证。实验探究创新实验探究创新科学思科学思维实维实例分析例分析【例例题题展示展示】某某同同学学将将100 mL酵酵母母菌菌培培养养液液放放在在适适宜宜的的温温度度下下,并并且且于于相相同同时时间间间间隔隔等等量量均均匀匀地地先先后后取取样样5次次，分分别测别测定定样样品中酵母菌的数量和品中酵母菌的数量和pH，结结果如下表：果如下表：样样品品酵母菌数量酵母菌数量(个个/mm3)pH18205.42
21、10005.0312104.8412103.757603.1根据以上数据回答下列根据以上数据回答下列问题问题：(1)图图中中所所示示数数值值为为_的的结结果果。(填填科科学学思思维维过过程程)(2)以以另另一一种种建建模模方方式式(坐坐标标系系)表表示示出出酵酵母母菌菌数数量量随随时间时间的的动态变动态变化化过过程。程。(3)从从以以上上建建模模过过程程中中，你你能能得得出出怎怎样样的的结结论论？(时时间间与酵母菌数量的关系与酵母菌数量的关系)_。【解解析析】(1)图图中中所所示示数数值值为为某某同同学学在在相相同同时时间间间间隔隔均均匀匀地地取取样样、测测定定的的结结果果，即即科科学学思思维
22、维过过程程中中观观察的察的结结果。果。(2)图图中中所所示示数数值值与与一一个个量量有有关关，可可用用坐坐标标系系表表示示,如如时间时间酵母菌数量。酵母菌数量。(3)当当培培养养条条件件适适宜宜时时，酵酵母母菌菌会会增增殖殖，而而酵酵母母菌菌在在生生长长繁繁殖殖过过程程中中也也会会产产生生一一些些代代谢谢产产物物影影响响环环境境条条件件。由由于于空空间间和和营营养养有有限限，当当酵酵母母菌菌数数量量过过多多时时会会导导致致种种内内斗斗争争激激烈烈而而数数量量不不再再增增加加，甚甚至至一一段段时时间间后数量会下降。后数量会下降。【答案答案】(1)观观察察(2)(3)在在一一定定时时间间内内酵酵母母菌菌数数量量增增加加，超超过过一一定定时时间间，酵母菌数量反而下降酵母菌数量反而下降【实实验验链链接接】通通过过实实例例体体会会科科学学思思维维中中建建模模的的重重要要意意义义。通通过过建建模模可可以以使使一一些些零零散散的的数数据据以以一一定定的的规规律律呈呈现现，帮帮助助人人们们理理解解无无法法直直接接观观察察到到的的事事物物或或过过程。程。