高中生物 1.2 生物科学的学习过程同步课件 苏教版必修3.ppt

第二节生物科学的学习过程 第一章生物科学和我们 学习导航1 人类征服病毒的过程 重点 2 科学研究的基本过程 难点 一 科学家不断研究 征服致病病毒路漫漫1 伊凡诺夫斯基的烟草实验伊凡诺夫斯基在发现病毒的过程中提出的问题是 世界上是不是存在一类比 作出的假设是 该病也可能是由 引起的 设计实验的变量是 细菌还 小的生物 细菌 对患病烟草叶片 是否过滤 设计对照实验的关键是 即分别用过滤后的滤液和未过滤的叶片浆液去侵染健康的烟草植株 同时注意除变量外的其余因子都应始终 浆液 控制变量 保持不变 2 伊凡诺夫斯基的创新之处伊凡诺夫斯基在多次采用常规的显微镜观察未发现病原菌的情况下 采用了一种非常精密的过滤器 滤孔比细菌还要小 过滤患病烟草叶片浆液 目的是除去患病烟草叶片浆液中的 病原菌 想一想以rna为遗传物质的病毒 如艾滋病病毒 很难研制出疫苗来进行预防的原因是什么 提示 rna是单链结构 不稳定 易发生基因突变 二 科学探究的基本过程提出问题 能够通过 而回答的问题 建立在 和以往的知识 经验基础上 收集证据 作出假设 观察 验证假设 按照设计的实验步骤 实施实验 是否支持假设 表格 曲线图 重复实验 判一判 1 科学探究的问题应是从客观的观察和思考中提出来的 2 设计实验的目的是验证假设 3 科学家作出的假说都是正确的 4 科学探究过程在得出结论前 不需要重复实验多次 1 病毒的结构 主要由核酸和由蛋白质构成的衣壳两部分构成 核酸位于病毒的内部 构成病毒的核心 核酸和衣壳构成核衣壳 有些病毒仅由核衣壳构成 如噬菌体 烟草花叶病毒等 有的病毒在核衣壳的外面 还有一层蛋白质 多糖和脂质构成的膜 叫做囊膜 囊膜上生有刺突 如流感病毒 2 病毒的主要特点 1 没有细胞结构 其主要成分仅为核酸和蛋白质两种 故又称 分子生物 2 每一种病毒只含一种核酸 不是dna就是rna 3 既无产能酶系 也无蛋白质和核酸合成酶系 只能利用宿主活细胞内的现成代谢系统合成自身的核酸和蛋白质成分 4 以核酸和蛋白质等 元件 的装配实现其大量繁殖 5 在离体条件下 能以无生命的生物大分子状态存在 并长期保持其侵染活力 6 对一般抗生素不敏感 但对干扰素敏感 7 有些病毒的核酸还能整合到宿主的基因组中 并诱发潜伏性感染 3 病毒的分类 1 从遗传物质分类 dna病毒 rna病毒 蛋白质病毒 如 朊病毒 2 从寄主类型分类 细菌病毒 噬菌体 植物病毒 如烟草花叶病毒 动物病毒 如禽流感病毒 天花病毒 hiv等 特别提醒对sars病毒的认识 1 sars病毒的结构 由内外两部分构成 内部是一个rna分子 外部是由蛋白质构成的外壳 2 致病机理 病毒外表的突起是一种s蛋白 其中含有2个被称为hr1和hr2的氨基酸序列片段 只有当hr1和hr2由彼此分离转为相互缠绕时 病毒才能与靶细胞紧密结合 将自己的rna注入靶细胞 从而导致人体感染 最后致病 2012 淮安高二期中考试 伊凡诺夫斯基发现病毒的过程是从研究烟草花叶病的过程中发现的 其实验步骤有如下各步组成 顺序正确的是 假设病原体是某种细菌 假设病原体是由某种细菌释放的毒素引起的 假设病原体是比细菌还要小的生物 可以通过过滤性的细孔 把患病叶片磨碎 显微观察 始终没有观察到病原菌 一代一代接种 毒素致病作用应该越来越小 但实验结果不支持 实验证明存在能通过过滤性细孔 比细菌还小 能引起烟草花叶病的病原体 并把这种致病因子叫做滤过性病毒 a b c d 解析 是三个假设 其中伊凡诺夫斯基在考察患病烟草地后 首先作出的假设是 接着是 进行观察 没有发现病原菌 说明 假设是错误的 重新作假设 做实验并没有得到验证 即 再作 假设 从而得出结论 答案 b 探规寻律 病毒繁殖的场所是寄主细胞 由于它没有自身的核糖体 原料 核苷酸 氨基酸 能量等由寄主细胞提供 形成子代 但病毒可更换自己的寄主 例如 对于sars病毒的寄主起初可能是果子狸等动物 禽流感 病毒的寄主起初主要是鸡等家禽类动物 它们进入人类细胞后 人类就成了它们的寄主 其过程可简化为 吸附 注入核酸 合成核酸 蛋白质 装配 释放 变式训练 2012 徐州高二检测 下列有关病毒的叙述 正确的是 多选 a 病毒和其他生物一样 也可以增殖产生后代b 一种病毒一般可以同时感染动物细胞和植物细胞c 病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行d 在人工配制的培养基上就能培养病毒 解析 选ac 病毒是营寄生生活的生物 必须生活在宿主活细胞中 所以在普通培养基上不能生活 病毒的寄生生活还具有专一性 根据宿主的不同 病毒可分为植物病毒 动物病毒 细菌病毒 噬菌体 2 实验设计的原则 1 科学性原则 2 单一变量和等量原则 3 对照原则 4 平行重复原则 5 简约性和可行性原则 3 基本思路 特别提醒 1 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 其中人为改变的因子称为调节变量 随着调节变量变化而变化的因子称为应变量 应变量是为了得到实验数据而需要观察或测量的指标 设置对照实验 即除单因子变量外 其他因素保持不变的实验组合 2 必要时 设置平行重复的实验 3 确定实验步骤要完整 有序 可操作 4 实验准备是实验的起始步骤 控制变量的方法步骤是主要方面 观察和记录实验数据是终结 单细胞铜绿微囊藻大量繁殖可形成水华 受到广泛关注 下面是有关铜绿微囊藻的研究 有人提出假设 粉绿狐尾藻能产生化学物质抑制铜绿微囊藻的生长 请利用下列实验材料用具 完成实验设计 探究该假设是否成立 材料用具 铜绿微囊藻 粉绿狐尾藻 用于配制x培养液的各种无机盐 500ml锥形瓶 蒸馏水 显微镜 血球计数板 盖玻片 玻璃缸 微孔滤膜 可以除菌 等 实验步骤 材料准备 在装有7000ml蒸馏水的玻璃缸中种植一定数量且生长良好的粉绿狐尾藻 在适宜条件下培养8d 准备接种用的铜绿微囊藻 培养液配制 实验分组 取锥形瓶6只 分为两组 接种与培养 观察与统计 每天定时用血球计数板对6只锥形瓶内铜绿微囊藻细胞进行计数 计算平均值 比较两组间的差异 解析 本实验属于典型的对照实验 其中自变量为粉绿狐尾藻能否产生化学物质 因变量是铜绿微囊藻的生长情况 则实验组是用粉绿狐尾藻的培养液滤液配制的x培养液 对照组应为空白对照 加入的是用蒸馏水配制的x培养液 其他影响实验的变量 如铜绿微囊藻数量 生长条件等 为无关变量 在对照实验中 无关变量必须保持相同 答案 用蒸馏水配制x培养液 用微孔滤膜过滤玻璃缸中的水 用滤液代替蒸馏水配制x培养液 在对照组的3只锥形瓶中分别加入150ml用蒸馏水配制的x培养液 在实验组的3只锥形瓶中分别加入150ml用滤液配制的x培养液 在6只锥形瓶中分别加入等量的铜绿微囊藻 并将上述培养瓶置于相同且适宜的条件下培养一段时间 互动探究 1 该实验设计中遵循什么原则 2 在科学探究中有时需要重复实验 目的是什么 提示 1 单一变量原则 对照原则 2 确保数据的准确性和可靠性 不会用科学的方法分析实验现象和结果 例题 现有一种植物的种子 其萌发过程与光照的关系如何呢 下面是探究此问题的实验 1 你提出的假设是 2 设计实验实验材料和用品 数量充足的铺有滤纸的培养皿 无菌水 表面消过毒的种子等 实验方案 向两组培养皿中倒入适量的水 每组培养皿中放入100粒种子 将一组置于 环境中 另一组置于 环境中 培养过程满足种子萌发所需的其他条件 数日后 分别统计两组处理中萌发种子的数量 并计算出各自的发芽率 3 你预期 期望得到 的实验结果是 4 若两组的发芽率无明显差异 你的实验结论是 5 若两组的发芽率差异很显著 或一组绝大部分萌发 另一组未萌发 你的实验结论是 解析 此题已明确了科学探究的问题 对于此问题的假设 可作出两个相反的假设 并就此设计实验 并对结果作出预测和分析 答案 1 种子的萌发与光照无关 或与光照有关 2 有光照的无光照 黑暗 的 3 预期 期望得到 的实验结果要求 实验预期应与假设相对应例如 假设 种子的萌发过程不需要光照 则相应的实验预期是 两处理的发芽率无显著差异 4 种子萌发与光照无关 5 种子萌发与光照有关 纠错笔记 实验现象和结果的分析方法 1 比较与对比法比较是指找出相似性 即共同特征 对比是指找出不同点 几组实验现象和结果分析通过此法 可知其共同规律和不同的方面 2 迁移分析法迁移分析法就是要用有关某一情况的知识来理解另一种相似的情况 一个实验结果的分析可应用相关的知识分析 3 因果推断法因果推断法就是要判断两个事件之间是否存在因果关系 实验现象和自变量之间是否存在必然的因果关系 是实验分析必须做的 4 归纳分析法归纳分析法是指根据一部分成员的信息来推断总体信息的技能 要做出正确的归纳 从总体中选出的样本就必须足够大而且具有代表性 自然界有很多现象 不可能把它们一一进行实验分析 只能从一组或多组实验结果推测这一类的普遍规律 实验设计中变量的控制 例题 为了研究阳光对大豆发芽的影响 甲同学设计了一个实验 在 和 两个花盆中种上大豆 并对阳光 温度和水加以控制 如下表所示 乙同学看了设计后提出下列意见 其中正确的是 a 两个花盆都应放在向阳处b 两个花盆的温度都应保持在10 c 两个花盆都应保证充足的水分d 两个花盆都应放在暗室中 解析 由于题中是 研究阳光对大豆发芽的影响 故按照对照实验原则 控制变量 保证单一变量 这里唯一可变的就是光 其他应该设为相同