第1节 生物学是探索生命的科学
1．生物学
（1）古代人们对生物的研究
从人类出现以来，一直利用和研究着生物。如采集植物和渔猎动物，制作“风筝”和“孔明灯”等。
（2）生物学的研究对象
生物学的研究对象是生命现象，它包括生物的形态、结构、分类、生理、遗传和变异、进化、生态。
（3）生物学的研究方法
人们研究生物学主要运用的有观察法、实验法、文献法、调查法、分类法等。
（4）研究生物学的意义
生物学影响人类生活的方方面面。人类健康地生活，离不开生物学。生物学是医药学的基础，生物学的发展帮助人类克服天花、麻风病等疾病。
解决人类生存难题，离不开生物学。世界人口数量的剧增，引发了一系列的问题，如环境污染、生态破坏、粮食短缺、资源匮乏等。这些都需要现代生物技术及相关的科学知识来解决。
【例1】 下列几种关于生物学发展历程的叙述，不正确的是（ ）
A．远古时代的先民已经开始采集植物和渔猎动物
B．生物学是一门发展很慢的科学
C．生物学研究的是生命发生、发展的规律
D．法国学者拉马克首次提出“生物学”的概念
解析：
A
×
远古时代的先民采集植物和渔猎动物已经涉及了有关生物的形态、分类和行为的基本知识；19世纪初，法国学者拉马克认为动物和植物都是有生命的物体，提出“生物学”这个科学名词；生物学要研究生物之间的相互联系和生命发生、发展的规律；而生物学是一门迅速发展的自然科学
B
√
C
×
D
×
答案：B
2．林奈与生物分类
林奈是瑞典植物学家、冒险家，现代生物分类学的奠基人，被称为“分类学之父”。林奈在生物学中的最主要成果是建立了人为分类体系和双名制命名法。
（1）生物的分类单位
生物的分类单位有7个等级，由高到低分别是界、门、纲、目、科、属、种。一个“界”含有多个门，一个“门”含有多个纲，依此类推，分类的最小单位是种。
（2）生物分类的意义
根据生物在分类上的地位，可以了解生物之间的亲缘关系。生物的分类单位越大，包含的生物种类越多，亲缘关系越远；反之，越近。
【例2】 生物按照大小和从属关系可排列的分类单位，正确的顺序是（ ）
A．界、纲、目、门、科、种、属 B．界、门、纲、目、科、属、种
C．界、种、属、科、目、纲、门 D．界、目、科、纲、种、属、门
解析：
A
×
分类学家将地球上所有的生物分为植物、动物等多个界，每个界又分出若干个门……如此按大小和从属关系可排列为界、门、纲、目、科、属、种等分类单位
B
√
C
×
D
×
答案：B
3.达尔文与生物进化论
（1）达尔文
达尔文是英国博物学家、生物学家，进化论的奠基人。他运用考察、调查、分类、比较等研究方法，揭示出地球上所有生物都来源于原始的共同祖先。
（2）生物进化论
达尔文进化论的中心学说是自然选择学说，主要包括过度繁殖、生存斗争、遗传变异和适者生存四个方面。
达尔文认为人类是由早期的猿类演化而来，人类的远祖可能生活在非洲，从而摧毁了各种唯心的神创论和物种不变论。
【例3】 下列关于达尔文和生物进化论的叙述，不正确的是（ ）
A．达尔文出版了《物种起源》一书
B．自然选择学说是达尔文进化论的中心学说
C．达尔文的生物进化论摧毁了唯心的神创论和物种不变论
D．达尔文只是通过观察法经过五年的科学考察就创立了生物进化论
解析：
A
×
达尔文的《物种起源》一书于1859年出版，其中心学说是自然选择学说。用自然选择来解释生命世界的现象及其变化规律，否定了神创论，成为生物进化理论的创始人
B
×
C
×
D
√
达尔文运用考察、调查、分类、比较等研究方法，创立了生物进化论
答案：D
4．哈维与血液循环的发现
哈维利用实验的方法研究了血液流动的方向，从而发现了血液循环。
哈维先做了一个绷带实验：先用绷带在人的手臂上结扎动脉血管，结果在结扎的上方，即靠近心脏处动脉明显鼓胀起来，这说明动脉中的血液来自于心脏。接着又将静脉扎起来，结果在结扎的下方即离心脏较远处，静脉很快胀大，表明血液是从静脉流到心脏的。此后，他继续对蛇等40余种动物进行了活体解剖和实验，验证了血液循环途径。
谈重点 实验法 实验是运用仪器在人工控制的条件下进行研究的一种手段。实验要获取精确的数据，其结果往往是定量的。
【例4】 下列关于科学家研究生物学现象的说法中，不正确的是（ ）
A．达尔文运用考察、调查、分类、比较等研究方法，创立了生物进化论
B．哈维运用实验方法发现了血液循环
C．林奈运用观察描述的方法创立了生物分类学
D．现代的生物学家大多利用观察法描述生物的特征
解析：
A
×
科学家研究生物学现象可以运用考察、调查、分类、查阅文献和比较等多种研究方法。现代生物学家也是运用多种方法进行生物学研究的
B
×
C
×
D
√
答案：D
5．DNA分子双螺旋结构的发现与人类基因组计划
（1）DNA分子双螺旋结构
20世纪50年代，美国科学家沃森和英国科学家克里克等人研究生物的遗传物质DNA，发现了DNA分子的双螺旋结构，使生物学的研究进入到分子生物学阶段。
（2）人类基因组计划
基因是决定生物类型和特征的遗传单位，人类基因组就是人体细胞内全部DNA的总和，人类基因组计划就是进一步破译人体细胞内全部DNA所含的遗传信息，进而揭示生命的奥秘，探究人类生、老、病、死、思维、记忆等的原因，找到治疗各种疾病的更好方法。
2001年年初，美、德、法、英、日、中等国科学工作者共同宣布，已经初步弄清了人类基因组图谱。
【例5】 在科学工作者不断地探究与实验的基础上，生物科学也得到不断的发展。你认为下列哪些研究促进了生物学的发展？（ ）
①林奈对生物的描述和分类 ②达尔文的生物进化观点 ③沃森和克里克发现的DNA分子双螺旋结构 ④人类基因组图谱组成的发现
A．①③④ B．①②④ C．①④ D．①②③④
解析：
A
×
在生物学的发展中，林奈对生物分类的研究是今天生物学研究的基础；达尔文提出的生物进化观点促进了人们对生物发展史的理解；今天的分子生物学是建立在沃森和克里克发现的DNA分子双螺旋结构基础之上的；人类基因组图谱的解密为进一步研究人的各种生命活动提供了可能。所以，这些都促进了生物学的发展
B
×
C
×
D
√
答案：D
6．谈谈你心目中的生物学家的科学活动
（1）根据自己的理解，想想什么是科学活动。
科学活动是指人们从事探索事物存在及变化的状态、原因和规律的实践活动，以及在科学知识、理论的指导下进行的实践活动。科学活动包括观察、调查、实验、查阅文献资料、相互交流等。
（2）举例说出生物学家进行科学研究的环境和方法。
生物学研究的方法有观察法、描述法（林奈）；考察法、调查法、分类法、比较法（达尔文）；实验法（哈维、孟德尔）；模型法（沃森和克里克）。
（3）你心目中的生物学家应具有哪些特征？
生物学家应具有科学精神：实事求是、严谨求证、锲而不舍、善于思考、热爱生命。, 【例6】 下列叙述中，属于生物学家科学活动的是（ ）
①植物学家在湖泊中进行水生生物调查 ②动物学家用显微镜观察蛔虫卵 ③植物学家在图书馆查阅有关孟德尔遗传学资料 ④微生物学家交流在细菌研究方面的成果 ⑤哈维用实验法研究血液流动方向
A．①②④ B．②③④ C．①②③④ D．①②③④⑤
解析：
A
×
生物学家的科学活动包括通过观察、调查、实验、查阅文献资料、相互交流等多种方法研究动物、植物和微生物等生物学现象的实践活动。因此，①②③④⑤都属于科学活动
B
×
C
×
D
√
答案：D
7．近代生物学发展史上的几件大事
（1）血液循环学说
17世纪文艺复兴时期，英国医生哈维开创了近代实验生物学，建立了血液循环学说。
（2）生物命名法——双名法
瑞典植物学家林奈于1735年出版了《自然系统》一书，建立了新的动物、植物的分类系统。
（3）发现细胞
1665年英国物理学家胡克用其自制的显微镜，发现了软木薄片的细胞壁，从而发现了细胞，将人们对生物的认识引入细胞这个微观领域中。
（4）细胞学说
19世纪30年代德国植物学家施莱登和动物学家施旺创立了细胞学说。
（5）生物进化论
1859年英国博物学家达尔文出版了《物种起源》这一名著，提出了生物进化理论。
（6）遗传规律
1865年奥地利人孟德尔经过8年的豌豆杂交实验，发表了题为《植物杂交实验》的论文，提出了两个遗传规律。
【例7】 下面是关于生物科学史上的几件大事：①沃森和克里克提出的DNA分子双螺旋结构模型；②英国物理学家胡克发现细胞；③达尔文编著《物种起源》一书；④德国科学家施莱登和施旺创立细胞学说；⑤孟德尔遗传定律被重新提出；⑥“人类基因组计划”的实施。如果按照时间顺序，这些生物学研究成果的先后顺序是（ ）
A．②④③⑤①⑥ B．②③④①⑤⑥ C．②③④①⑥⑤ D．②③④⑤①⑥
解析：
A
√
生物科学研究的进展总体上是沿着宏观到微观的方向发展，如发现细胞→细胞学说的创立→DNA分子双螺旋结构模型的发现→人类基因组计划的实施。实际上，从近代生物学发展史研究的成果也体现了这一特点：胡克发现细胞后，施莱登和施旺创立了细胞学说，达尔文提出了生物进化论，孟德尔的遗传规律被重新提出，孟德尔被后人称为“遗传学之父”，之后，沃森和克里克提出DNA分子双螺旋结构模型，后来又实施了“人类基因组计划”
B
×
C
×
D
×
答案：A
第2节 生物学研究的基本方法
1．实验法
（1）过程
实验法研究一般包括以下几个重要步骤：
发现并提出问题→收集与问题相关的信息→作出假设→设计实验方案→实施实验并记录→分析实验现象→得出结论。
（2）对照实验
在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其他条件都相同的实验，叫做对照实验。其中不同的条件就是实验变量。
关于实验变量的设计，要紧紧围绕提出的问题和作出的假设。
谈重点 对照实验的注意事项 有时，由于探究的方法不够完善，也可能得出错误的结论。因此，在得出结论后，还需要对整个探究过程进行反思。
【例1】 实验法研究一般过程的排列顺序是（ ）
①发现并提出问题 ②作出假设 ③收集与问题相关的信息 ④设计实验方案 ⑤实施实验并记录 ⑥得出结论 ⑦分析实验现象
A．①②③④⑤⑥⑦ B．①③②④⑤⑦⑥
C．①②④③⑤⑥⑦ D．①②④⑤③⑥⑦
解析：
A
×
实验法研究过程一般从发现问题、提出问题开始。接着，根据自己已有的知识和生活经验，针对提出的问题作出假设。然后设计实验过程，按照设计进行实验，得到结果，再分析所得的结果与假设是否相符，从而得出结论。所以，正确的顺序是①③②④⑤⑦⑥
B
√
C
×
D
×
答案：B
2．生物学研究的其他方法
（1）调查法
为了达到设想的目的，制订某一计划，全面或比较全面地收集研究对象某一方面情况的各种材料，并作出分析、综合，得到某一结论的研究方法。
调查的常见类型有访谈调查、问卷调查。
（2）观察法
在自然状态下，研究者按照一定的目的和计划，用自己的感官外加辅助工具，对客观事物进行系统地感知、考察和描述，以发现和验证科学结论。
常见的观察方法有顺序法、比较法和追踪观察法。
【例2】 为掌握潍坊水产养殖的现状，某研究小组先后到寿光、寒亭、昌邑等地，考察了解养殖场，走访相关养殖人员。这种生物学研究方法是（ ）
A．实验法 B．调查法 C．观察法 D．测量法
解析：
A
×
根据题干中所述：“为了掌握水产养殖现状……走访相关人员”，可判断为调查法。调查法适用于对许多个对象的共性进行研究，在实践中，要针对所研究的问题采取不同的研究方法，有时还需要多种方法的配合
B
√
C
×
D
×
答案：B
3．响尾蛇是如何追寻它放走的猎物的
（1）发现并提出问题
①发现问题
生物学者在研究森林响尾蛇时，发现响尾蛇捕获猎物后，它的毒牙会迅速地将毒液注入猎物体内，但并不马上吞下猎物，而是放猎物逃走。过一段时间后，响尾蛇再去追寻和吞食猎物。
②提出问题
响尾蛇是根据什么标记去追寻中毒的猎物的？
（2）收集与问题相关的信息
响尾蛇的视力不好，它的眼只能感受可见光，而不能看清物体；响尾蛇眼下方有一对能感受热的结构，可感受较近的动物体温；响尾蛇的舌能感受空气中的气味；一只没有被响尾蛇咬伤的动物不能触发响尾蛇的追踪行为。
（3）作出假设
响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻受伤的猎物的。
（4）设计实验方案
实验1：从一个蛇洞里拖出一只被响尾蛇袭击中毒而死的老鼠，沿着事先设定的弯曲路径，拖了一段较长的路程。
实验2：将一只没有被响尾蛇袭击过的死老鼠，沿着事先设定的弯曲路径，拖了一段较长的路程。
（5）实施实验并记录
实验1：观察到响尾蛇的头缓慢地左右移动，同时它的舌迅速地伸缩并轻打着。然后，它沿着科学工作者设定的路径爬了过来，最后追寻到那只中毒的死鼠。
实验2：结果发现响尾蛇没有去追寻这只死鼠。
（6）分析实验现象
只有被响尾蛇袭击中毒的老鼠，响尾蛇才会去追寻；没有被响尾蛇袭击中毒的老鼠，响尾蛇根本不会去追寻。
（7）得出结论
响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻受伤的猎物的。
【例3】 有四位同学对响尾蛇追寻猎物的实验发表了自己的看法，你认为正确的是（ ）
A．响尾蛇是通过眼感受光刺激追寻猎物的
B．响尾蛇是通过感受动物体温的变化追寻猎物的
C．响尾蛇是根据自己毒液的气味来追寻猎物的
D．响尾蛇能追寻所有的动物
解析：
A
×
响尾蛇的视力不好，它的眼只能感受可见光，而不能看清物体；虽然响尾蛇有感受动物体温的结构，但猎物已经跑远，响尾蛇无法利用这一结构来追寻猎物；响尾蛇只能根据自己毒液的气味，追寻被自己咬伤的猎物。因此，只有C说法是正确的
B
×
C
√
D
×
答案：C
4．探究影响鼠妇分布的环境因素
（1）发现并提出问题
鼠妇一般生活在潮湿、温暖以及有遮蔽的场所，昼伏夜出，具有趋光性。因此，提出的问题是：“光会影响鼠妇的生活吗？”
（2）收集与问题相关的信息并作出假设
在花盆、石块下等阴暗的地方易看到鼠妇，而在明亮的地方没有看到鼠妇。当把花盆、石块搬走后，鼠妇很快就爬走了。
（3）作出假设：鼠妇适于生活在阴暗的环境中，光会影响鼠妇的生活。
（4）制订实验计划
给鼠妇提供阴暗和明亮两种环境，观察鼠妇对环境的选择。两个环境除光照情况不同以外，土壤的潮湿程度、温度等因素都要保证相同。
（5）实施实验计划并记录
用一个纸盒，在纸盒内放一层湿土，以横轴中线为界，一侧盖上不透明的纸遮光，另一侧盖上玻璃板。然后把鼠妇放入实验装置，从两侧的中央放同样数目的鼠妇（10只左右），不能过多或过少。静置2分钟后，每隔1分钟统计一次明亮处和阴暗处的鼠妇数目，填写在下面的表格中。观察10次。
（6）分析实验现象并得出结论
根据小组的实验记录，分析实验结果与假设是否一致，再得出结论，从而证明鼠妇是否喜欢光。
若阴暗处的鼠妇平均数量明显多于明亮处，结论是：鼠妇喜欢阴暗的环境，光会影响鼠妇的生活。该实验结果与所作的假设一致，结论正确。
若明亮处的鼠妇平均数量多于阴暗处，结论是：鼠妇喜欢明亮的环境，光会影响鼠妇的生活。
若明亮处和阴暗处鼠妇的数量大致相同，结论是：光不会影响鼠妇的生活。
如果结论是后两种，可重新设计探究实验。
【例4】 某生物兴趣小组探究土壤的潮湿程度对鼠妇生活的影响。请帮助他们完成下面的探究报告。
鼠妇常生活在花园、庭院中的花盆或石块下，那里的土壤是潮湿的，因此我们可以完成下面的探究报告。
（1）________：土壤的潮湿程度会影响鼠妇的生活吗？
（2）作出假设：鼠妇适于生活在________________________。
（3）制订实验计划：
材料用具：每个小组10只鼠妇，干土，湿土，铁盒，纸板。
实验设计：在铁盒内一边放上________，以横轴中线为界，另一侧放上________。这样在铁盒就形成了________和________两种环境。像这样，在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其他条件都相同的实验，叫做________实验。
（4）实施实验计划：全班分为8个组进行实验，为什么实验后要计算全班的平均值？
________________________________________________________________________。
（5）得出结论：___________________________________________________________。
（6）实验做完后，对鼠妇的处理方式是_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
答案：（1）发现并提出问题 （2）潮湿的环境中
（3）干土 湿土 干燥 潮湿 对照
（4）减小实验误差，使实验结果尽量准确
（5）鼠妇适于生活在潮湿的环境中
（6）放回适于它们生活的自然环境中
5．巴斯德肉汤腐败的原因实验
（1）发现并提出问题
鲜美的肉汤放久了，会变酸、腐败，其微生物是从哪里来的？
（2）收集资料后作出假设
微生物是从空气里进入的，再引起肉汤的腐败。
（3）制订并实施实验计划
①把肉汤分别放入A、B两个烧瓶里。A是普通烧瓶，瓶口竖直向上；B是瓶口拉长呈S形的曲颈瓶。两瓶口都是敞开的。
②把A、B两个烧瓶内的肉汤煮沸，杀死其中可能存在的微生物。
③肉汤放凉后，在自然环境下观察肉汤的变化。3天后，A瓶里的肉汤出现了微生物，肉汤变酸。B瓶内的肉汤4年后还新鲜如初，没有出现微生物。把B瓶的颈打断，使瓶口竖立肉汤直接接触空气，几天后，肉汤也变酸了。
（4）得出结论
肉汤腐败是微生物引起的，这些微生物来自空气。
【例5】 巴斯德认为，肉汤变酸是微生物引起的，并通过实验证明这些微生物来自空气，不是肉汤中自然产生的，请分析巴斯德实验成功的关键是（ ）
A．运气好 B．动脑设计了曲颈瓶，与普通烧瓶相对照
C．认真观察 D．实验用具好看
解析：
A
×
生物科学是一门自然科学，实验成功的关键绝不是运气的好坏，而是来自于实验设计的合理性
B
√
对照实验的关键是设置单一变量。巴斯德实验中，要证明微生物来自空气，就需要设置有微生物的空气和没有微生物的空气两个对照组。同时其他条件应该处于理想的完全相同的状态，曲颈瓶能够满足这样的条件，因此，他实验成功的关键就是设计了曲颈瓶
C
×
D
×
答案：B
