高中生物《生物科学的学习过程》的教案(2)

时间:2021-08-31

【领悟整合】

  (1)中性突变

  中性突变是指这种突变对生物体的生存既没有好处,也没有害处,也就是说,对生物的生殖力和生活力,即适合度没有影响,因而自然选择对它们不起作用。

  (2)遗传漂变是分子进化的基本动力

  大的种群如果发生了隔离与迁移而形成小种群时,遗传漂变就可能发生。综合进化论认为遗传漂变对生物进化是有作用的,但是比起选择来,它的作用要小得多。中性学说则认为,中性突变不引起生物表型的改变,对于生物的生殖力和生活力没有影响,因而自然选择对中性突变不可能起作用,真正起作用的是随机的遗传漂变。遗传漂变不只限于小种群,任何一个种群都能发生遗传漂变,遗传漂变是分子进化的基本动力。换言之,中性学说认为,突变大多在种群中随机地被固定或消失,而不是通过选择才被保留或淘汰的。

  (3)分子进化速率

  中性学说认为,分子进化速率取决于蛋白质或核酸等大分子中的氨基酸或核苷酸在一定时间内的替换率。生物大分子进化的特点之一是,每一种大分子在不同生物中的进化速度都是一样的。以血红蛋白的α链为例,鲤、马和人的α 链都是由141个氨基酸所构成,其中鲤和马有66个氨基酸不同,马和人有18个氨基酸不同。据此,中性学说指出,分子进化的速率与种群的大小、物种的生殖力和寿命都没有关系,也不受 环境因素的影响,也就是说,分子进化是随机发生的,而不是选择的结果。

【发散探讨】

  问题一:为什么说日本学者木村资生的“中性学说”揭示了分子水平的进化规律,而且和达尔文的进化理论是相互补充的?

  解答:达尔文创立“自然选择”进化理论,随着分子进化的研究的发展。一些科学家积极思考,认为生物进化是以生物大分子为基础的,只有从分子水平上研究生物的进化才能触及生物进化的本质。木村资生认为,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。

  问题二:1984 年 在云南澄江发现了闻名于世的澄江动物化石群。澄江动物化石群向人们展示了各种各样的生物在寒武纪呈大爆发地出现,动物的进化要比今天快得多,动物新的构造模式或许能在“一夜间”产生。现在生活在地球上的各个动物门类当时几乎都已存在,只是处于非常原始的状态。此现象支持达尔文的自然选择学说吗?

  解答:达尔文认为,物种是通过生存斗争,经逐代选择与积累而形成的,需要经过漫长的年代。澄江化石说明,许多新的物种的产生不是微小变异漫长的积累,而是呈大爆发地出现。因此不支持达尔文的自然选择学说。

【教考动向演练】!

  1.第一位提出进化观点与神创论和物种不变论相抗衡的是

  A.达尔文 B.拉马克 C.孟德尔 D.沃森和克里克

  2.下列哪项不属于达尔文的进化观点

  A.过度繁 殖产生大量个体 B.生活条件有限引起生存斗争

  C.适者生存是自然选择的动力 D.可遗传的变异使个体之间产生变异

  3.下列叙述中,符合达尔文自然选择学说观点的是

  A.北极狐因体色与周围环境相似而生存下来

  B.长颈鹿因经常伸长脖子吃高处的树叶,故脖子越来越长

  C.鸟类因不断将翅膀展开扑动,故翅膀变得发达且适于空中飞翔

  D.鼹鼠因掘洞穴居,眼睛经常不使用,故视觉退化

  4.“中性学说”是从 水平上研究生物的进化,该理论认为生物进化的主导因素是 ,和达尔文的进化理论是 的关系。

  研习点2 像科学家一样思考———科学思维

  (一)观察:人们通过感觉器官感受周围事物的一种方法

  (1)分类

  a.定性观察:用文字或术语而不是用数字进行描述,包括对颜色、形态、气味等变量

  的客观性描述。

  b.定量观察:通过对变量的计数或测量而得到的数值,通常需要使用一

  些仪器。

  (2)基本要求

  a.学会带着问题进行观察。

  b.直接观察与问题相关的对象。

  c.既要观察局部,也要观察整体;

  d.既要观察物体,也要观察环境。

  e.观察要细致、准确。

  f.尽可能将观察到的现象或事物描述(或绘制)出来。

  (3)基本方法

  a.顺序观察:一般来说,生物学中的观察要遵循由表及里、由上到下、从前到后、从整体到局部的原则。

  b.对比观察:通过对比观察来发现事物之间的区别和联系,从而达到同中求异、异中求同。

【领悟整合】

  (1)观察方法主要应用于以下几个方面:

  a.在无法对生物体进行改变和控制的情况下,要获得这类生物所反映的真实现象必须用观察法,例如:野生动植物的考察、古生物研究、生物分类和生态学研究等。

  b.在不允许对生物体加以干扰破坏或改变的情况下进行的研究,必须运用生物学观察法,如:病理学中动物、植物、人类病理现象的研究。

  c.在某些以直接记录和描述生物现象为基本前提的生物学分支学科中,必须用观察法,例如:动植物形态学、昆虫和微生物分类 学、仿生学等,均需对研究对象的形态、特征进行描述、记录,因而也离不开观察。

  (2)观察与实验的联系与区别

  (二)推理:从一件事推出另一件事的方法

  (1)因果推断:就是要判断两个事件之间是否存在因果关系。

  (2)归纳:是指从个别事物的性质、特点和关系中概括出一类事物的性质、特点和关

  系的推理形式。

  (3)演绎法 :从一般原理推导出特殊事例的过程

【领悟整合】

  (1)不能光凭两个事件一起发生,就判断它们之间存在因果关系,应通过实验或者根

  据以往的经验,来判断因果关系是否存在。

  (2)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。

  求同法:把研究对象的共同之处归纳起来。

  差异法:这种归纳推理方法与求同法正好相反,是找出研究对象的差异因素。

  求同差异法:“求同法”和“差异法”的综合应用。

  剩余法:剩余法也叫排除法,首先排除不相关的因素,剩余的就是问题的答案{ 。

  (3)归纳与演绎法的关系

  归纳侧重于对经验事实的概括,从经验升华为结论,从个别的、表面化的、缺乏普遍

  性的经验中抽象出一般原理,把握个性中的共性。这是一种必然性推理;演 绎则是对一

  般性原理的应用,前提和结论之间存在必然联系,是一种必然性推理。这两种推理的思

  维方向是相反的。人们的认识总是运用归纳和演绎两种思维方法,从个别事实引出一般

  结论、概念,又从一般原理引出个别结论而使认识不断深化。

  (三)分类:把某些特征相似的物体归类到一起的方法

  对自然界多样的生物进行分类主要有三类方法:

  第一类为形态学方法,即仅根据生物主要形态特征的异同对生物进行归类,它不考虑这些具有相似特征的生物是否具有共同的祖先或是否具有同源性,单纯形态学的分类方法现今已经很少被认可。

  第二类只强调生物之间遗传进化的关系,注重研究一类生物多久以前从另一类生物中分支出来。

  第三类为经典的进化分类法,是第一种方法和第二种方法的综合应用,它既考虑生物进化分支的时间,又注重生物形态特征的异同。这种以生物的进化为线索,比较生物最重要的形态特征和亲缘关系 建立起来的分类系统,目前已被人们广泛接受。

  (四)建立模型:用来显示事物的或者过程的表现手段,如画图、表等

  模型舍去了原型的一些次要的细节、非本质的联系,以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系,是连接理论和应用的桥梁。

  根据模型所代表和反映的方式可以分为三大类:

  (1)物质模型方法 用实物代替原物进行研究的方法叫做物质模型方法。例如细胞

  的结构模型、被子植物花的结构模型、蛋白质的结构模型、DNA 分子的双螺旋结构模型、

  细胞膜的结构模型等。

  (2)想象模型方法 用想象的抽象物代替原型进行研究的方法叫做想象模型方 法。

  这种方法是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的,使对象简化便于研究。例如,物质出入细胞的模型、细胞分裂过程模型、光合作用过程模型、呼吸作用过程模型、动物的个体发育过程模型等。

  (3)数学模型方法 用符号、公式、图象等数学语言表现生物学现象、特征和状况的

  方法称为生物学数学模型方法。如:课本中的细胞分裂过程中#$% 含量,染色体数量的变化曲线,酶的活性受温度、酸碱度影响的曲线等数学模型,通过计算机的数据模拟,结合相应的生理过程,建立模型,以形成同学们对问题的解释、判断和预测。

  (五)交流:与他人交换 看法、分享信息的过程有效的交流需要许多技能,包括听说读写与建立模型能力。

  (1)科学探究的交流

  (2)反思是不断自我完善的过程。反思的态度如下:

  a.倾听和尊重他人质疑;b.承认不同的观点;c.解释或帮助;d.吸纳中肯意见;f.修

  正自己观点或结论。