像科学家一样思考科学思维

第一章生物科学和我们像科学家一样思考：科学思维学习目标：（1）通过生物进化理论的建构和发展历程回答了如何进行生物科学的学习。（2）通过对进化理论不断完善的发展历程的了解来建构科学研究的基本过程。（3）掌握观察、推理、分类、建立模型以及交流在生物科学的探究过程中的价值与作用。(4)理解探究是认识生命世界、学习生物科学的重要方法。（5）树立实事求是的科学态度，培养不断探索，勇于创新的科学精神。重点：通过对进化理论不断完善的发展历程的了解来建构科学研究的基本过程。难点：通过对进化理论不断完善的发展历程的了解来建构科学研究的基本过程。生命是怎样起源的？生物是如何进化的？你能回答上这两个问题吗？你是否也思考过这些问题呢？探究一：进化理论的创立和完善要点一阅读课本P6—P7相关内容，思考并小组讨论下列问题：法国博物学家拉马克

“物种不是不变的，更不是上帝创造的。在自然界里，环境的影响使生物发生变异，并且从一个生物类型演变为另一个生物类型。生物的器官是用进废退的。”拉马克和进化理论2．“自然选择”学说的过程图解英国博物学家达尔文达尔文发表了《物种起源》一书，成为进化论的创立者。进化论从根本上否定了“神创论”“物种不变论”的传统观念，在哲学、社会学、伦理学、经济学等领域产生了巨大影响。恩格斯将达尔文的进化理论称为1９世纪自然科学的三大发现之一。达尔文和进化理论木村资生和进化理论日本学者木村资生他认为，分子水平上的进化是由选择中性或近中性突变基因的随机固定而实现的。而只有当分子进化导致生物在形态和生理上发生差异后，自然选择才能发挥作用。这一进化理论被称为“中性突变”进化理论，它揭示了分子水平的进化规律，和达尔文的理论相互补充，更好地揭示了生物进化的本质。以氨基酸的年置换率计算出的蛋白质进化速率积极思维几种蛋白质分子的进化速率3．“自然选择”学说和中性学说的比较(1)实质①达尔文的“自然选择”学说揭示了种群进化的规律。通过自然选择淘汰不利变异，保留有利变异。②木村资生的“中性学说”揭示了分子水平的进化规律，通过中性突变的随机固定决定保留或淘汰。(2)侧重点不同①达尔文的“自然选择”学说侧重个体、群体，即宏观水平。②木村资生的“中性学说”侧重分子水平，即微观水平。探究二：像科学家一样思考——科学思维观察定义：是指有目的、有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法。通过观察得到的信息称之为证据或数据要求：①有目的、有计划；②真实、准确；③通常要借助于仪器设备阅读课本P8—P9相关内容，思考并小组讨论下列问题：推理定义：当你对观察到的现象作出解释时，就是在进行推理，或者说是作出推论特点：不一定完全正确，它只是对现象的多种可能解释中的一种分类定义：把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法称为分类方法：通过比较，识别出事物之间的异同点，根据共同点将事物划分为较大的不同类群，再根据差异点将事物划分为较小的类群建立模型定义：用来显示事物或过程的表现手段，如画图、列表等意义：能帮助人们理解无法直接观察到的事物交流定义：就是与他人交换看法、分享信息的过程意义：通过交流来了解彼此的研究成果、信息和想法，并进一步激励人们去思考和研究积极思维“澄江动物群”化石为什么会引起科学界的极大关注?1.由于没有可靠的化石记录可以考证，因此脊椎动物的起源一直是一个谜。2.在澄江动物群化石中发现了“海口虫”、“云南虫”和“海口鱼”、“昆明鱼”等化石。3.科学家在对澄江动物群化石进行观察、分类和推理等过程后，提出了脊椎动物起源与进化的新设想。事实：

分析：进一步收集有关资料，理解科学家是如何通过证据提出脊椎动物起源与进化的新设想的？主干知识一、进化理论的创立和完善1．进化理论的创立——拉马克的进化理论(用进废退学说)环境用进废退2．进化理论的发展——达尔文的进化理论(自然选择学说)(1)典例①事实：加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀不同。②发生原因：由于___________、___________发生变化，地雀的形态逐渐发生变化。③结论：______影响使物种发生了分化。(2)主要内容：自然选择学说。保留和淘汰物种的过程叫___________。(3)成功的基础：对科学的热爱，坚持长期探索，勤于观察和收集事实地理隔离生存环境环境自然选择3．进化理论的完善——木村资生的进化理论(中性学说)中性学说认为：①生物进化是以生物大分子为基础的，只有从_________上研究生物的进化才能触及生物进化的本质。②分子水平上的进化是由_________或近中性突变基因的随机固定而实现的。③当分子进化导致生物在______和______上发生差异后，_________才能发挥作用，并认为10－9是_________的标准速率。分子水平选择中性形态生理自然选择分子进化二、科学思维1．观察是指________、________地和思维活动紧密结合的考察研究方法。观察通常需要借助各种__________。2．推理就是对观察到的现象作出_______。3．_______是指把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法。4．__________是用来显示事物或过程的表现手段,如画图、列表等。5．_______就是与他人交换看法、分享信息的过程。有目的有计划仪器设备解释分类建立模型交流典型例题1.用达尔文进化学说的观点来判断下列叙述，其中正确的是（）A.长颈鹿经常努力伸长颈和前肢去吃树上的叶子，因此颈和前肢都变得很长B.北极熊生活在冰天雪地的环境里，它们的身体就产生了定向的白色变异C.野兔的保护色和鹰锐利的目光，是它们长期相互选择的结果D.在有毒农药长期的作用下，农田害虫产生了抗药性

解析:A选项是拉马克的用进废退的观点，实际上长颈鹿的长颈和长的前肢是生物变异产生的一种性状，也有颈、前肢短的，只是在争夺食物过程中，具有长颈和长前肢的有更多的生存机会，通过遗传这一性状得到积累和加强，而颈和前肢短的被淘汰。B、D两项都是指环境促使生物产生的变异向适应环境的方向发展，显然不符合达尔文的变异是不定向的观点。2.依据达尔文的进化论，枯叶蝶的拟态形成的原因是（）遗传→自然选择→适应变异→生存斗争→适者生存变异→遗传→适者生存遗传→变异→进化解析：达尔文认为，进化是变异→选择→遗传→再变异→再选择→再遗传……的结果。选择的途径是生存斗争，结果是适者生存。3.关于科学实验的下列说法中错误的是（