第一节身边的生物科学
(教师用书独具)
●课标要求
1.说出物种濒危和灭绝的主要原因。
2.举例说出科学合理地保护动物的方法。
●课标解读
1.说出物种濒危和绝灭的主要原因,如物种濒危和绝灭的内因、直接原因和重要原因。
2.举例说出科学合理地保护动物的方法,如建立野生动物保护区等。
●教学地位
本节课包括生物多样性丧失和科学合理地保护 ( http: / / www.21cnjy.com )动物两部分内容,目的是让学生科学的认识维持生物多样性对人类的生存和发展的意义;对学习本册内容起到承上启下的重要作用。在高考中,本课时的知识会结合第五章《人与环境》的内容进行命题考查,但考查频度较低。
●教法指导
先让学生课下收集有关生物绝灭的实例及国家有关自然保护区的资料,在课堂上进行展示,再分组讨论所展示生物绝灭的原因,每个自然保护区所重点保护的动物,通过层层设疑讨论解答的方式,展开本课时的教学。
(教师用书独具)
●新课导入建议
可展示几种濒危、绝灭动物的图片进行设问:
1.这几种动物目前的生存状况及种群数量怎样?2.造成它们濒危、绝灭的原因相同吗?3.我们应采取什么方法保护它们?
●教学流程设计
课前自主探究:①阅读教材P2-3填写“【课 ( http: / / www.21cnjy.com )前自主导学】知识1及思考交流1”;②阅读教材P3-4完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2”。 步骤1:以【新课导入建议】中的方式导出新课。 步骤2:采取小组讨论的方式完成【课堂互动探究】探究1“问题导思”,并完成例1的尝试解答,师生进行点评。 步骤3:结合课本P3-4的图片及文字说明讨论完成【课堂互动探究】探究2的“问题导思”,并列表比较科学合理保护动物的方法,自主完成例2的尝试解答。
步骤5:引导学生以小组合作形式总结本课时重 ( http: / / www.21cnjy.com )要知识点,并尝试构建本课时的知识网络,课下完成【课后知能检测】。 步骤4:采取抢答方式完成【正误判断】、【当堂双基达标】的1、2、3、4、5、6题,并分组互评,强调易错知识点。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.说出物种濒危和绝灭的主要原因,如物种濒危和绝灭的内因、直接原因和重要原因。
2.举例说出科学合理地保护动物的方法,如建立野生动物保护区等。 1.生物多样性丧失的原因。(重难点)
2.科学合理地保护动物的方法。(重点)
生物多样性丧失(物种绝灭的原因)
1.生物多样性丧失的内因
物种特化或功能基因的丧失往往是物种绝灭的内在原因,如大熊猫、朱鹮。
2.生物多样性丧失的外因
(1)直接原因:乱捕滥猎是物种濒危和绝灭的直接原因之一。
(2)重要原因:
①栖息地的破坏和丧失是导致物种濒危和绝灭的重要原因。
②外来物种的入侵、环境污染和自然灾害也是物种濒危和绝灭的重要原因。
1.外来物种一定会对当地生物多样性造成不利影响吗?
【提示】 不一定。例如:我国栽种的玉米来自墨西哥,并未对当地生物多样性造成不利影响。
科学合理地保护动物
1.目标
科学合理地保护和利用动物,实现人与动物的和谐共处。
2.保护措施
(1)加强教育和法制管理:营造全社会保护动物的氛围,对动物保护观念淡漠的人晓之以理,对触犯相关法律的人绳之以法。
(2)依靠科学和技术来保护动物
①建立野生动物保护区。
②采用人工繁殖技术。
③实施再引进工程。
④科学引种。
(3)积极开展濒危动物的生物资源学研究。
(4)寻求广泛的国际合作,引进资金、技术和先进经验等。
2.保护野生动物必须禁止捕杀一切野生动物吗?
【提示】 不一定。可以合理地开发利用。
1.我国某些物种濒危或绝灭的重要原因是乱捕滥猎。(×)
2.外来物种的入侵有可能引发生态危机。(√)
3.我国特有的灵长类滇金丝猴数量减少的主要原因是栖息地的破坏。(√)
4.科学合理地保护动物的主要途径是采用人工繁殖技术。(×)
5.实施再引进工程会引起外来物种入侵,不利于生物多样性的保护。(×)
物种绝灭的原因
【问题导思】
①什么是物种特化?
②导致物种濒危和绝灭的重要原因有哪些?
1.物种绝灭的内因
(1)特种特化
①含义:一个物种在长期的进化过程中,适应了某种特定的栖息环境而产生了特别的习性,使其难以再适应变化的环境或其他环境。
②特点:特化是对环境的超强适应,但当环境发生改变时,由于不能适应新的环境而易绝灭。
③举例:大熊猫特化为主要以箭竹为食,一旦环境变化,箭竹大面积死亡,大熊猫生存就会出现危机。
(2)功能基因丧失
①含义:一些野生动物在长期进化过程中,由于种种原因使遗传力和生活力下降,从而使种群数量减少而趋于濒危。
②特点:功能基因丧失是无法弥补的,只能在人工条件下尽量繁殖较多濒危动物,但长期人工饲养和近亲繁殖,又会使某些功能基因丧失而加快其绝灭进程。
③举例:长期饲养的物种,丧失某些适应于野外生存的功能基因,其绝灭进程加快。
2.物种绝灭的外因
人为因素是物种绝灭的主要外因,主要体现在以下几个方面:
(1)乱捕滥猎(物种濒危和绝灭的直接原因之一)。
(2)栖息地的破坏和丧失(物种濒危和绝灭的重要原因)。
(3)外来物种的入侵。
(4)环境污染。
(5)自然灾害。
物种绝灭往往是内因与外因共同作用的结果。
(2013·徐州期末)大熊猫主要以箭竹为食,如果箭竹开花而大面积死亡,大熊猫就可能出现生存危机。从造成生物多样性丧失的原因分析,是属于( )
A.乱捕滥猎 B.物种特化
C.自然灾害 D.功能基因丧失
【思维导图】
大熊猫主要食物箭竹大熊猫生存危机物种特化箭竹开花死亡
【精讲精析】 物种在长期进化过程中适应了某种特定的栖息环境而产生了特别的习性,叫做物种特化,大熊猫主要以箭竹为食正是物种特化的实例。
【答案】 B
科学合理地保护动物,防止外来
物种入侵
【问题导思】
①如何科学合理地保护动物?
②如何防止外来物种入侵?
1.合理保护动物的方法
生物多样性对人类的生存和发 ( http: / / www.21cnjy.com )展具有重要的意义,人类对野生动物的乱捕滥猎,不但破坏了自身的生存环境,最终也将毁灭自己。对野生动物资源的保护要科学合理,具体做法有以下四个方面:
方法 目的 举例说明
建立野生动物保护区 保护濒危动物及其生存环境 目前我国为保护大熊猫建立了四川卧龙等13个自然保护区
采用人工繁殖技术 增加濒危物种的数量 扬子鳄的人工繁殖,每年可繁殖幼鳄1 000多条
实施再引进工程 恢复已绝迹的物种 江苏省大丰县引入麋鹿并建立自然保护区,逐步恢复其野生种群
科学引种 防止外来物种入侵 云南省许多地方因引入经济鱼类(如草鱼)致使当地鱼类几近绝灭
2.外来物种的入侵及引发生态危机的原因
(1)外来物种和生物入侵的含义
①外来物种(生物):对于特定的生态系统和栖息环境来说,任何非本地的生物都叫做外来生物,这样的物种叫做外来物种。
②生物入侵:是指生物由原来的生存地经过 ( http: / / www.21cnjy.com )自然的或人为的途径侵入到另一个新环境,并对入侵地的生物多样性、农、林、牧、副、渔生产及人类健康造成损害或生态灾难的过程。
(2)对原有生态系统的危害
①破坏原有生态系统的稳定或生态平衡。
②使原有生态系统的生物多样性受到威胁。
(3)外来物种入侵引发生态危机的原因
①侵入种具有顽强的生命力,传播能力强,一旦传入,能迅速传播蔓延开来。
②迁入地环境条件适宜。
③侵入种对环境适应性强。
④缺少天敌的控制。
我们强调保护野生动物,并不意味着禁 ( http: / / www.21cnjy.com )止开发和利用,只是反对盲目的、掠夺式的开发和利用,要科学合理地利用各种生物资源为人类提供必要的生存和发展的物质基础。
(2013·南京测试)(多选)湖北五峰后河国家级自然保护区地处贫困山区。该地区拥有丰富的生物多样性,特别是核心区,含近20种珍稀濒危树种的“稀有珍贵树种群落”是全国仅有的、同纬度罕见的植被类型。长期的木材采伐和狩猎习俗以及药用植物的过度采挖对该保护区的生物多样性带来了严重破坏。该地区可行的保护生物多样性的对策有( )
A.完善管理机制,健全管理制度
B.引进技术或培养技术骨干,合理利用自然资源
C.扶助居民发展经济,改变其生产生活方式
D.减少保护区面积,能增加生物多样性保护的功效
【思维导图】
科学合理地保护动物采用人工繁殖技术建立自然保护区加强法制管理实施再引进工程科学引种
【精讲精析】 科学合理地保护动物, ( http: / / www.21cnjy.com )我们不仅要努力营造全社会保护动物的氛围,也要对动物保护观念淡漠的人晓之以理,对触犯相关法律的人绳之以法,还要依靠生物科学与技术来保护动物。
【答案】 ABC本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
生物多样性濒危和绝灭的原因物种特化功能基因 ( http: / / www.21cnjy.com )丧失外来物种入侵栖息地的破坏和丧失环境污染自然灾害保护方法采用人工繁殖技术建立自然保护区加强法制管理实施再引进工程科学引种
结 论 语 句
1.物种绝灭的原因既有自然因素,又有人为因素,其中人为因素是物种绝灭的主要原因。
2.生物多样性包括地球上所有的植物、动物、微生物和它们所拥有的基因以及由这些生物和环境所构成的生态系统。
3.物种特化或功能基因的丧失是物种绝灭的内在原因;乱捕滥猎是物种濒危和绝灭的直接原因之一。
4.生物多样性是人类社会赖以生存和发展的基础。
5.外来物种入侵是指某种物种从它的原产地,通过非自然途径迁移到新的生态环境的过程。
1.下列哪项不是导致物种濒危和绝灭的原因( )
A.乱捕滥猎 B.栖息地的破坏和丧失
C.外来物种的入侵 D.农林产品的长期单一化
【解析】 导致物种濒危和绝 ( http: / / www.21cnjy.com )灭的原因有:物种特化或功能基因的丧失、乱捕滥猎、栖息地的破坏和丧失、外来物种的入侵、环境污染和自然灾害等。农林产品的长期单一化,不可能导致物种濒危和绝灭。
【答案】 D
2.(2012·徐州测试)下表显示某地哺乳动物和鸟类生存受到威胁的主要原因及其比例,下列有关叙述正确的是( )
原因 哺乳动物 鸟类
偷猎 31% 20%
丧失栖息地 32% 60%
生物入侵 17% 12%
其他原因 20% 8%
A.生物入侵可以提高生物的多样性,有利于生态环境保持稳定
B.鸟类生存受到威胁的主要原因是人类活动使其栖息地丧失
C.哺乳动物生存受到威胁的主要原因是偷猎
D.该地一定是草原
【解析】 生物入侵一般会 ( http: / / www.21cnjy.com )使得入侵地区的生物多样性受到严重威胁,故A错;哺乳动物生存受到威胁的主要原因是栖息地的破坏和丧失,故C错;该地不一定是草原,故D错。
【答案】 B
3.19世纪中叶,欧洲人把欧洲穴兔当作 ( http: / / www.21cnjy.com )观赏动物带到了澳大利亚,在澳大利亚草原由于没有天敌,加上气候适宜和食物丰富,穴兔的种群数量增长非常迅速,在短短的10年内就从该国的西海岸分布到东海岸,在草原上与牛羊争食,破坏草原,影响畜牧业发展。上述材料说明了( )
A.保护生物多样性需要建立自然保护区
B.保护生物多样性需要科学引种
C.保护生物多样性可以通过实施再引进工程实现
D.保护生物多样性可以采用人工繁殖技术
【解析】 入侵的外来物种与当地物种的竞争,可能造成当地物种的淘汰,也可能造成当地的生态系统破坏,因此,保护生物多样性要科学引种。
【答案】 B
4.(2013·周口测试)外来物种入侵或引种不当会使原有物种生存受到威胁,主要原因是( )
A.未认识其价值,人为干扰少
B.入侵地生态污染严重
C.破坏了入侵地的非生物因素
D.使入侵地生物受到直接或间接的影响
【解析】 外来物种入侵或引种到某地区后,往往缺少它的天敌,因此易使入侵地生物受到直接或间接的影响。
【答案】 D
5.某滩涂是丹顶鹤的栖息地之一,在该滩涂建立丹顶鹤自然保护区的主要目的是( )
A.对丹顶鹤和它们的生存环境就地保护
B.加入“世界生物圈保护区网”
C.将丹顶鹤迁入保护区进行迁地保护
D.防止滩涂生态环境的污染
【解析】 本题考查了生物多样性保护的知 ( http: / / www.21cnjy.com )识。生物多样性的保护措施,包括就地保护、迁地保护以及加强教育和法制管理等。就地保护是指为了保护生物多样性,把保护对象在内的一定面积的陆地或水体划分出来,进行保护和管理。就地保护主要是指建立自然保护区。故选A。
【答案】 A
6.科学合理地保护野生动物,不仅要 ( http: / / www.21cnjy.com )营造全社会保护动物的氛围,同时要对动物保护观念淡漠的人晓之以理,对触犯相关法律的人绳之以法,还要依靠生物科学与技术来保护动物。常用的方法有:①__________________;②______________;③________________________________________________________________________;
④______________。另外还要积极开展濒危动物的________研究和国际合作。
【解析】 依靠生物科学技术来保护野生动物 ( http: / / www.21cnjy.com )的方法有:建立野生动物保护区,采用人工繁殖技术,实施再引进工程和科学引种,同时还要积极开展濒危生物资源学研究。
【答案】 ①建立野生动物保护区 ②采用人工繁殖技术 ③实施再引进工程 ④科学引种 生物资源学
一、选择题
1.(2013·伊犁期末)藏羚羊是青藏高原的特有物种,藏羚羊成为我国濒危物种的直接原因是( )
A.乱捕滥杀
B.生存环境的改变和破坏
C.环境污染
D.物种特化
【解析】 物种绝灭和濒危的内在原因是物种特化和功能基因的丧失。直接原因是乱捕滥猎,如人类对藏羚羊皮毛的贪婪获取。
【答案】 A
2.朱鹮是一种濒危动物,野生数量极少。长期的人工饲养和近亲繁殖可能加快其绝灭的进程,主要是因为( )
A.物种特化 B.乱捕滥猎
C.功能基因丧失 D.栖息地丧失
【解析】 在近亲繁殖的情况下,可能导致某些适应于野外生存的功能基因逐渐丧失,从而加快物种绝灭的进程。
【答案】 C
3.(2012·南京检测)下列措施符合保护物种多样性原则的是( )
A.为美化城市环境,随意从国外引进多种观赏类植物
B.为保护草场、减少沙化,要杀死所有危害草原的黄鼠
C.将东北虎迁入野生动物园繁育,并进行部分的野外放生回归实验
D.为控制水葫芦在我国造成的严重灾害,应将其天敌引入我国
【解析】 随意从国外引进多种观赏类植物或水葫芦的天敌都可能造成外来物种入侵,成为物种濒危和绝灭的原因之一。
【答案】 C
4.下列哪项不是科学合理地保护动物的措施( )
A.建立野生动物自然保护区
B.科学引种
C.制定有关法律和进行法制教育
D.为保护有益动物,消灭有害动物
【解析】 科学合理地保护动物的措施, ( http: / / www.21cnjy.com )不应包括消灭有害动物,有害物种也是生物多样性的重要组成部分,消灭了有害动物就是破坏了生物的多样性,对其他生物造成直接或间接的危害,从而影响生态系统的稳定性。
【答案】 D
5.(2013·新乡期末)下列说法正确的是( )
A.苍蝇、蚊子等都是有害动物,应该彻底清除
B.如果某种外来生物在某地泛滥,可直接引入其天敌
C.建立野生动物保护区是保护濒危动物的有效手段
D.扬子鳄等珍稀动物养在水族馆里就不会绝灭了
【解析】 保护生物多样性的任务之一是保 ( http: / / www.21cnjy.com )护物种多样性,故A错;对外来物种的引入一定要慎重,包括对天敌的引入,故B错;珍稀动物在人工饲养的条件下也会绝灭,故D错;目前保护濒危动物最有效的手段是建立自然保护区。
【答案】 C
6.水葫芦这一外来物种在我国太湖流域疯长,且每年以极快的速度向北蔓延。下列有关说法错误的是( )
A.水葫芦到北方水域会因不适应环境而很快被淘汰
B.水葫芦疯长会使我国生物多样性受到威胁
C.水葫芦在一段时间内种群数量会大量增长
D.水葫芦在我国缺少天敌
【解析】 水葫芦是外来物种,适应我国水域环境,不会很快被淘汰。
【答案】 A
7.下列不属于导致物种濒危和绝灭的重要原因是( )
A.植被破坏 B.外来物种入侵
C.环境污染 D.有计划放牧
【解析】 有计划放牧是属于科学合理保护和利用动物的重要措施。
【答案】 D
8.(2013·安康高二联考) ( http: / / www.21cnjy.com )某自然保护区以国家一级重点保护动物东北虎和其生存环境为保护对象,近年来发生了几起进入保护区内的家畜被虎捕食、人被虎咬伤的事件。最合理的应对办法是( )
A.加强虎的生存环境保护,尽量减少人为干扰
B.捕获肇事虎,送动物园或动物救护中心进行迁地保护
C.捕获肇事虎,放归其他自然保护区
D.人工增投家畜,满足虎捕食需要
【解析】 本题以保护动物与人类安全产生 ( http: / / www.21cnjy.com )的矛盾入手,让学生明确人类在保护动物时应注意的问题。东北虎为国家一级重点保护动物,为了保护东北虎及其生存环境,又防止人、畜进入保护区受伤害,应加强虎的生存环境保护,尽量减少人为干扰。
【答案】 A
9.对曾经在我国生存而后绝迹的物种,要使它们得到保护、壮大,采用的重要手段是( )
A.建立野生动物保护区
B.采用人工繁殖技术
C.实施再引进工程
D.科学引种
【解析】 对已绝迹的物种,可以通过再引进工程,建立自然保护区,使其逐步恢复野生种群。
【答案】 C
10.(2012·安康检测)我国海关对入境 ( http: / / www.21cnjy.com )的进口货物都进行严格检疫,严禁境外有害生物(包括虫卵和微生物)流入境内。有害生物一旦流入境内适宜的环境中,结果是( )
①其天敌数量增多
②境内生物多样性受到威胁
③很快被淘汰
④有害生物的数量在一段时间内会增加
A.①② B.②③
C.②④ D.①④
【解析】 外来物种入侵到适宜 ( http: / / www.21cnjy.com )的环境中,一般缺少天敌,得到较好的生存条件,不仅不被淘汰,生物数量在相当长一段时间内还会快速增长。而外来物种的大量繁殖,将会对入侵地区的生物多样性造成严重威胁。
【答案】 C
二、非选择题
11.(2013·信阳测试)我国的四川、甘肃等地生活着珍稀动物大熊猫,据统计目前野生大熊猫仅存800只左右。请分析:
(1)造成野生大熊猫濒危的因素有很多, ( http: / / www.21cnjy.com )野生大熊猫的食物结构________,繁殖能力________,但主要的原因是________________________________________________________________________。
(2)从生物多样性的角度看,如果野生大熊猫绝灭了,就意味着该物种所拥有的全部________从地球上永远地消失了。
【答案】 (1)单一 很弱 人类的干扰和人类活动破坏了野生大熊猫的生活环境 (2)基因
12.[实验探究] 阅读下列材料,回答问题。
Ⅰ.材料一 朱鹮是一种稀有珍贵的鸟,原 ( http: / / www.21cnjy.com )先生活在我国北方和日本、朝鲜半岛、东南亚等地。20世纪50年代,我国陕西秦岭山区还有不少朱鹮,后来因大片树林被砍伐,朱鹮几乎灭绝。80年代,科学家找到了7只朱鹮。现在,经过大力保护,朱鹮已有80多只了。
材料二 生活在美国的美洲旅鸽,因肉味鲜美 ( http: / / www.21cnjy.com ),被大量捕杀,当时仅密执安一地每年就要捕杀1亿只以上,最后1只美洲旅鸽于1914年死于动物园。栖息在纽芬兰到斯堪的纳维亚地带的大海雀,外形似企鹅,19世纪初渔民作为食物大批杀害。1844年,最后2只大海雀被人收作标本,大海雀从此灭绝了。
材料三 渡渡鸟生活在印度洋的岛国毛里求斯。它 ( http: / / www.21cnjy.com )因为不会飞,就把卵产在地上。在16世纪,有人带了一些猪来到岛上生活,结果猪在岛上大量繁殖,并吞食了渡渡鸟的卵。到1681年,渡渡鸟便从地球上消失了。
(1)材料一说明物种减少的原因是__ ( http: / / www.21cnjy.com )______________________________________________________________________。
(2)材料二说明物种减少的原因是___ ( http: / / www.21cnjy.com )_____________________________________________________________________。
(3)材料三说明物种减少的原因是____ ( http: / / www.21cnjy.com )____________________________________________________________________。
(4)除上述材料所反映的问题外,物种减少的原因还有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________等。
Ⅱ.洗洁精是家庭中普遍使用的洗涤剂,它 ( http: / / www.21cnjy.com )随着生活污水进入自然水域后会造成水域污染,对草履虫、变形虫等水生生物的生存产生不利的影响。某研究性学习小组的同学在老师的带领下以此为课题展开探究活动。请完成实验设计和分析。
探究课题:观察不同浓度的洗洁精对草履虫生存的影响。
器材:洗洁精、草履虫、清洁的河水、培养皿、解剖镜、计数器等。
实验步骤:
第一步:取7个培养皿,编号1~7号。
第二步:用清洁的河水分别配制稀释倍数为5倍、10倍、15倍、20倍、25倍、30倍的洗洁精溶液。
第三步:________________________________________________________________________。
第四步:________________________________________________________________________。
以下是该实验小组所得到的实验结果
培养皿 1 2 3 4 5 6 7
洗洁精
稀释倍数 5 10 15 20 25 30 清洁的
河水
草履虫
存活数 1 3 7 11 13 18 25
(1)根据以上实验结果可得到的实验结论为:
________________________________________________________________________。
(2)对于水域污染,请写出2条防治措施:
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
【解析】 Ⅰ.本题考查生物多 ( http: / / www.21cnjy.com )样性面临威胁的原因。生物多样性面临威胁的原因有:(1)生存环境的改变和破坏,如材料一;(2)掠夺式的开发利用,如材料二;(3)外来物种入侵或引种到缺少天敌的地区,如材料三。除此之外,环境污染也是生物多样性遭到破坏的原因之一。
Ⅱ.配制系列浓度梯度的洗洁精溶液 ( http: / / www.21cnjy.com ),分别加入1~6号培养皿。7号加清洁的河水作为对照实验,在相同条件下培养一段时间后观察、记录草履虫数量变化,分析结果,得出结论。
【答案】 Ⅰ.(1)生存环境的改变和破坏 (2)掠夺式的开发和利用 (3)外来物种入侵或引种到缺少天敌的地区 (4)环境污染、自然灾害
Ⅱ.第三步:将等量的上述洗洁精溶液分别加入到1~6号培养皿中,7号培养皿中加入等量清洁的河水
第四步:在上述培养皿中各加入25只生活状况良好的草履虫,在相同条件下,培养一段时间后观察、记录
(1)洗洁精浓度越大,对草履虫生存的危害越大
(2)①控制污染(如减少洗洁精的用量)
②用物理方法或化学方法或生物方法对废水进行净化处理(答案合理即可)第二节生物科学的学习过程
(教师用书独具)
●课标要求
1.简述科学家征服病毒的基本过程。
2.举例说出科学研究的基本过程。
●课标解读
1.简述科学家征服病毒的基本过程。
2.举例说出一个科学研究的故事。
3.概述科学研究的基本过程。
●教学地位
本节课内容包括伊凡诺夫斯基发现烟草病毒的过 ( http: / / www.21cnjy.com )程和生物学科学探究的基本过程,旨在让学生了解科学探究的一般方法和步骤,并能运用其解决一些简单的生物学问题,为培养学生的生物学素养及后续章节的学习打下坚实的基础,在高考中常以实验题的形式进行考查。
●教法指导
通过今年春季H7N9的感染情况及2003年春SARS突袭人类,造成人类重大伤亡,引入本节课题,再通过学习和剖析伊凡诺夫斯基发现烟草病毒的过程,了解病毒的结构,得出科学探究的方法和基本步骤。
(教师用书独具)
●新课导入建议
截止2013年4月21日国内已有96人 ( http: / / www.21cnjy.com )感染H7N9病例,治愈6人,18人死亡,H7N9、SARS等病毒曾造成人类重大疾病及伤亡,病毒是如何发现的?它与人类的关系是怎样的?
●教学流程设计
课前自主探究①阅读教材P6-7,填 ( http: / / www.21cnjy.com )写“【课前自主导学】知识1及思考交流1”;②阅读教材P8-9完成“【课前自主导学】知识2及思考交流2”。 步骤1:情景导课:以【新课导入建议】中的方法导出课题。 步骤2:通过阅读烟草的怪病、可怕的瘟疫、SARS偷袭及放眼社会的内容,讨论完成【课堂互动探究】探究1的“问题导思”,及自主完成例1的尝试解答。 步骤3:通过剖析伊凡诺夫斯基发现烟草病毒的过程,逐步得出科学探究的方法和步骤,讨论完成【课堂互动探究】探究2的问题导思,并自主完成例2的尝试解答。
步骤6:布置学生课下完成【课后知 ( http: / / www.21cnjy.com )能检测】。 步骤5:引导学生以网络形式构建本节的重要的知识要点。并识记【结论语句】。 步骤4:抢答方式完成【当堂双基达标】的1、2、3、4、5题,并分组互评。
课 标 解 读 重 点 难 点
1.简述科学家征服病毒的基本过程。
2.举例说出一个科学研究的故事。
3.概述科学研究的基本过程。 1.科学探究的一般过程。(重点)
2.科学实验设计过程的基本内容及原则。(难点)
科学家征服致病病毒的历程
1.烟草的怪病
(1)起因:烟草叶易枯萎。
(2)伊凡诺夫斯基的研究思路
假设:病原体为某种细菌
设计实验:
实验结果:与假设矛盾,病原体不是细菌
结论:致病因子是比细菌还小的病原体,被命名为滤过性病毒
2.病毒的危害和防治
(1)引起疾病的几种病毒
实例 病毒 致病方式或症状
流感 流感病毒 发烧、流涕、浑身酸痛等
麻疹病 麻疹病毒 侵入呼吸道,引起呼吸道传染病
小儿
麻痹症 人脊髓灰
质炎病毒 通过消化道黏膜进入血液,侵入
中枢神经系统进而引起发病
“非典”
(SARS) SARS病毒 侵入人体导致病人患有严重肺炎
(2)防治:现有的药物对病毒引起的疾病治疗效果均不甚理想,随着基因工程技术研究的深入,将为抗病毒药物的开发提供新思路。
1.为了获得进行科学研究的各种病毒,能否在天然培养基上进行培养?
【提示】 不能。病毒必须寄生在活细胞中才能增殖。
科学探究的基本过程
提出问题:能够通过收集证据而回答的问题
作出假设:建立在观察和以往的知识、经验基础上
设计实验
实施实验
分析证据
2.实施实验时,很多都需要重复实验,为什么要这样做?
【提示】 为了确保数据的准确性和可靠性。
病毒的结构、种类和繁殖
【问题导思】
①病毒是如何被发现的?
②病毒的形态结构有哪些特点?又是怎样繁殖的?
1.病毒的发现
(1)发现者:俄国科学家伊凡诺夫斯基。
(2)采用的方法:采用非常精密的过滤器(其滤孔直径比细菌还要小)过滤患病烟草叶片浆液。
2.病毒的结构
(1)基本结构
核衣壳
(2)特殊结构
①囊膜:位于核衣壳的外面,由蛋白质、多糖和脂质构成。
②突起:位于囊膜上,如流感病毒、SARS病毒、HIV。
3.病毒的类型
(1)根据寄主的不同,病毒分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒(噬菌体)。
(2)根据核酸种类的不同,病毒分为DNA病毒和RNA病毒。每种病毒仅有一种核酸,是DNA或RNA。
(3)常见的病毒
①动物病毒:遗传物质是RNA的有脊髓灰 ( http: / / www.21cnjy.com )质炎病毒、狂犬病病毒、麻疹病毒、腮腺炎病毒、流感病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等;遗传物质是DNA的病毒有乙肝病毒等。
②植物病毒:烟草花叶病毒(遗传物质是RNA)等。
③细菌病毒:T2噬菌体(遗传物质是DNA)等。
4.病毒的繁殖
(1)病毒没有细胞结构,不能独立完成新陈代谢,没有有丝分裂和减数分裂等生理活动,因此不能进行有性生殖。
(2)营寄生生活,只能在宿主活细胞内生活。繁殖过程被称为增殖,原料由宿主细胞提供。不能用一般培养基进行培养。
(3)病毒繁殖的过程
(4)“病毒是生物”这一论断的主要判断依据是能进行繁殖。
与人类密切相关的一些病毒性疾病的病原体
疾病 病毒 遗传
物质 侵入途径
乙型肝炎 乙肝病毒 DNA 体液及接触
艾滋病 人类免疫
缺陷病毒 RNA 体液传播
流行性乙脑 乙脑病毒 RNA 蚊虫叮咬
狂犬病 狂犬病毒 RNA 犬、狼等咬伤入血
流行性出血热 汉坦病毒 DNA 黑线姬鼠传播
(2013·漯河检测)SARS病原体是一种冠状病毒,其遗传物质是一条单链RNA,下列关于SARS病毒的叙述中,正确的是( )
A.可独立生活和复制
B.DNA和RNA同时存在
C.能在寄主细胞内合成多种蛋白质
D.含有简单的细胞器
【思维导图】
SARS病毒结构:无细胞结构组成:蛋白质和RNA代谢:营寄生生活
【精讲精析】 病毒只能营寄生生活, ( http: / / www.21cnjy.com )A项错。病毒体内的核酸是DNA或RNA,B项错。病毒没有细胞结构,谈不上含有细胞器,D项错。病毒的衣壳中可能含有多种蛋白质,这些蛋白质是在寄主细胞内合成的,C项正确。
【答案】 C
科学实验设计过程的基本内容及
原则
【问题导思】
①实验设计的基本内容主要有哪些?
②实验设计应遵循哪些基本原则?
1.科学探究的基本过程
过程 举例说明
提出问题
↓ 伊凡诺夫斯基提出问题:世界上是不是存在一类比细菌还小的生物呢?
作出假设
↓ 伊凡诺夫斯基作出假设:使烟草致病的可能是细菌
设计实验
↓ 设计实验是验证假设,实验设计中要创新。伊凡诺夫斯基采用一种非常精密的过滤器过滤患病烟草叶片的浆液,这就是创新
实施实验
↓ 按照设计的实验步骤进行实验,记录实验现象和测量到的数据。重复实验可以确保数据的准确性
分析证据
↓ 将实验中得到的数据分类整理,绘制成表格、曲线图,并对数据进行解释
得出结论 在对实验数据分析的基础上,用简洁的语言进行的总结,即为结论。如伊凡诺夫斯基最后得出的结论是:烟草花叶病的病原体是一种比细菌还要小的病毒
2.实验设计的基本原则
(1)科学原则:在实验设计前,必须有充分的科学依据,而不是凭空想象。
(2)单一变量原则:控制其他因素不变,而只改变其中的一个因素,观察它对实验结果的影响。
(3)设立对照原则:为了排除无关条件的干扰,常要设立对照实验,对照的常用方法有以下几种
对照方法 对照组处理方法
空白对照 不施加任何处理因素
条件对照 施以非所研究的部分处理因素
相互对照 几个实验相互对照
自身对照 与实验组为同一对象
(4)平行重复原则:为了避免实验结果的偶然性,必须对所做的实验进行足够次数的重复,在实验设计中要充分考虑这一点。
(5)等量原则和可行性原则。
3.实验中的记录
观察记录对得出正确的结论非常重要。在 ( http: / / www.21cnjy.com )进行观察记录时,不仅要记录符合实验预期结果的现象,也要记录与实验预期结果相矛盾的现象,实事求是地进行记录,并结合记录的现象或数据对实验结果如实分析。找出实验成功的原因和失败的教训。
(2013·榆林测试)某校生物小组为了研究阳光对大豆发芽的影响,设计了如下实验:
花盆 种大豆数(粒) 光照 温度 水
A 10 向阳处 20 ℃ 充足
B 10 暗室 20 ℃ 不充足
其他同学看了设计后提出下列意见,其中正确的是( )
A.两个花盆都应该放在向阳的地方
B.两个花盆都应该放在黑暗的地方
C.两个花盆的温度都应该维持在5 ℃
D.两个花盆都应浇充足的水
【思维导图】
实验设计的原则对照性原则单一变量原则
【精讲精析】 由于题中是“研究阳光对大 ( http: / / www.21cnjy.com )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阳光,其他应该设为相同且适宜。
【答案】 D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1.科学探究的基本过程是:提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析证据、得出结论。
2.病毒不具有细胞结构,但含有蛋白质和核酸两类组成生命的最基本物质,其核酸只有DNA或RNA。
3.病毒是一类生物,但它只能寄生在活细胞中,不能独立生活和复制,它是生物的判断依据主要是能繁殖。
4.提高自身免疫力,避免感染是目前抵抗病毒性疾病较有效的方法。
1.下列关于SARS病毒的说法中,正确的是( )
A.SARS病毒的遗传物质是DNA
B.病毒外表的突起是两种S蛋白
C.只有当HR1和HR2相互缠绕时,病毒才能与靶细胞紧密结合
D.面对SARS病毒,人类毫无对策
【解析】 SARS病毒的 ( http: / / www.21cnjy.com )遗传物质是RNA。外表的突起是一种S蛋白,其中含有两个氨基酸序列片段HR1和HR2,只有当HR1和HR2相互缠绕时,病毒才能与靶细胞紧密结合。人类可以针对SARS病毒的作用机理,积极有效地预防和治疗SARS。
【答案】 C
2.(2013·周口检测)伊凡诺夫斯基在研究中发现了( )
A.烟草叶片浆液致病
B.滤过性病毒是烟草花叶病的病原体
C.病毒是一种生物
D.细菌释放的毒素导致烟草患病
【解析】 伊凡诺夫斯基起初是先后假 ( http: / / www.21cnjy.com )设烟草花叶病的病原体是细菌、细菌释放的毒素,但都被否定了,后来发现引起烟草花叶病的病原体是比细菌还小的病毒。
【答案】 B
3.下列关于病毒的叙述,正确的是( )
A.在普通的培养基上能培养病毒
B.能独立完成代谢的生物
C.病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行
D.病毒的遗传物质为DNA
【解析】 病毒无细胞结构 ( http: / / www.21cnjy.com ),遗传物质为DNA(如乙肝病毒)或RNA(如烟草花叶病毒),生活方式为寄生,只能在活细胞内繁殖,不能在普通的培养基上培养。
【答案】 C
4.(2013·仙桃期末)下面关于设计实验中变量的说法,不正确的是( )
A.自变量是原因,因变量是结果
B.实验中的单因子变量通常是指自变量
C.实验中的无关变量要保持相同
D.无关变量对实验结果没有影响
【解析】 因变量是随着自变量的变化 ( http: / / www.21cnjy.com )而变化的,因此自变量是原因,因变量是结果,A项正确。对照实验的设计中,对照组和实验组只有一个变量(自变量)有差异,其余变量(无关变量)应保持等同,以排除无关变量对实验结果的干扰。
【答案】 D
5.(2012·南京测试)下面为 ( http: / / www.21cnjy.com )探究种子萌发过程中光照和水分对发芽率的影响,具体做法是将棉花装在培养皿内,豌豆的种子放在上面,装置分成4组,给予不同的条件,数天后记录发芽情况如下表:
装置 场所 温度 棉花状态 数日后的发芽情况
甲 日光下 23 ℃ 潮湿 全部发芽
乙 日光下 23 ℃ 干燥 没有发芽
丙 黑暗下 23 ℃ 潮湿 全部发芽
丁 黑暗下 23 ℃ 干燥 没有发芽
请回答问题:
(1)在温度相同的条件下,光照对豌 ( http: / / www.21cnjy.com )豆种子的萌发有没有影响?________________________________________________________________________。
(2)该实验说明在温度相同 ( http: / / www.21cnjy.com )的条件下,对豌豆种子萌发最重要的因素是什么?________________________________________________________________________。
(3)该实验为什么要设计成4组?请试着说一说。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果要验证温度对种子萌发的影响 ( http: / / www.21cnjy.com ),应将哪个因素调整成一样?________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 实验设计时要遵循实验设计原则,如科学性原则、对照性原则等。作为对照组,与实验组要遵循单因子变量原则,这样一对照就可得出结论。
【答案】 (1)没有影响 (2)水分
(3)只有设计成4组,两两对照,才能证明光照对种子的萌发确实没有影响,而水分对种子的萌发有影响
(4)4组棉花全为潮湿
一、选择题
1.(2013·毕节检测)下列哪项是禽流感病毒和“SARS”病毒的共同特征( )
A.基本组成物质都是蛋白质和核酸
B.体内只有核糖体一种细胞器
C.都能独立地进行各种生命活动
D.同时具备DNA和RNA两种核酸
【解析】 病毒没有细胞结 ( http: / / www.21cnjy.com )构,其基本特征如A所述,B为原核生物细胞的特征,D为细胞生物的特征,病毒都是营寄生生活的,不能独立进行各种生命活动。
【答案】 A
2.1892年,俄国大片烟草发生枯萎 ( http: / / www.21cnjy.com )病,伊凡诺夫斯基来到疫区,他最初猜想病原体一定是某种细菌。他的这种猜想是科学研究基本过程的哪一步( )
A.提出问题 B.作出假设
C.设计实验 D.得出结论
【解析】 伊凡诺夫斯基是根据当时的疫情和细菌可以使生物致病这些现象和事实,而对烟草致病生物作出的一种假设。
【答案】 B
3.经研究发现由禽、鸟传给人类的禽流感 ( http: / / www.21cnjy.com )病毒有三种类型:甲型H5N1、甲型H9N2、甲型H7N7,“禽流感”病原体与下面哪种疾病的病原体具有相似的结构( )
A.肺结核 B.狂犬病
C.痢疾 D.疟疾
【解析】 “禽流感”的病原体是病毒。肺结核的病原体是结核杆菌,狂犬病的病原体是狂犬病病毒,痢疾的病原体是痢疾杆菌,疟疾的病原体是疟原虫。
【答案】 B
4.(2013·安康期末)研究生物学问题的方法有:①推论;②结论;③问题;④实验;⑤观察;⑥假设。其研究的步骤一般是( )
A.③⑥①④⑤② B.③⑥④⑤①②
C.⑤③①⑥④② D.⑤③⑥①④②
【解析】 研究生物学问题的过程是一个提出 ( http: / / www.21cnjy.com )问题、解决问题的过程。问题来自于观察,问题提出后,需要假设,作出预期,然后通过实验来验证假设,以得出结论。
【答案】 D
5.如图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图。其中a为实验装置,b为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是( )
A.确保植株与外界空气进一步隔绝
B.排除土壤中微生物代谢活动的干扰
C.防止NaOH溶液对植物根系的影响
D.避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉
【解析】 光合作用的原料之一为CO2,空气中存在CO2,土壤微生物呼吸作用分解有机物也能释放CO2,是本实验的无关变量应予以排除。
【答案】 B
6.下列哪项叙述是错误的( )
A.水、温度和时间都可能是实验的变量
B.在科学实验中,作出的假设总是与实验结果一致
C.科学的测量应力求准确,因而要多次测量求平均值
D.生物科学中各分支学科的研究步骤和顺序不尽相同,但基本模式大同小异
【解析】 假设和实验结果不一定相同,因为假设是在不知道结果的情况下作出的,可能与结果相同,也可能与结果截然相反。
【答案】 B
7.(2013·南京期末)某科学家到某地进行考察,发现该地区鸟类数量急剧减少,为了查明原因,该科学家要采取的科学研究方法是( )
A.调查——分析调查结果——得出结论
B.实地考察——分析可能的原因——初步判断——得出结论
C.观察、提出问题——分析、作出假设——设计、完成实验——分析讨论、得出结论
D.初步分析、作出假设——进行实验、观察验证——进一步分析、得出结论
【解析】 科学研究的一般过程包括提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析证据、得出结论。
【答案】 C
8.在下图所示的实验中属于自变量的是( )
A.催化剂种类不同
B.环境温度不同
C.试管的大小
D.试管中的过氧化氢溶液的量
【解析】 自变量是指实验过程中人为改变 ( http: / / www.21cnjy.com )的变量,图中氯化铁中Fe3+是无机催化剂,过氧化氢酶是有机催化剂,故自变量是催化剂的种类。环境温度、试管大小、试管中过氧化氢溶液的量属于无关变量,应保持相同且适宜。
【答案】 A
9.在设计对照实验时,我们应该注意的问题是( )
A.所有的变量都相同
B.所有的变量都不相同
C.除实验变量外,其他条件都不相同
D.除实验变量外,其他条件都相同
【解析】 生物科学探究中,除一个变量外,其余变量都保持不变的实验叫对照实验,对照实验中,力求单一变量。
【答案】 D
10.(2013·新乡测试)人类免疫缺陷病毒(HIV)的遗传物质是RNA,其入侵T细胞后,会导致T细胞死亡。以下说法正确的是( )
A.HIV直接利用T细胞内的葡萄糖作为能源物质
B.HIV可直接在培养基上培养
C.HIV在增殖时必须利用T细胞提供的核糖核苷酸
D.HIV利用自身的核糖体以T细胞内的氨基酸为原料合成蛋白质
【解析】 HIV为病毒,病毒不能独立进行代谢 ( http: / / www.21cnjy.com ),因而不能直接利用T细胞内的葡萄糖作为能源物质;病毒都营寄生生活,不能直接在培养基上培养;HIV增殖需合成RNA和蛋白质,RNA的合成需宿主细胞提供的核糖核苷酸;HIV是病毒,无核糖体,而是利用T细胞内的核糖体合成蛋白质。
【答案】 C
二、非选择题
11.面对去冬今春我国西南部分 ( http: / / www.21cnjy.com )地区的严重旱情,生物兴趣小组同学查阅资料发现,摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体,能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力,增强抗旱性。请完成实验设计,探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿(牧草)的抗旱能力。
材料用具:紫花苜蓿幼苗,摩西球囊霉菌菌种,栽培土(经灭菌处理的田园土与河沙混合,体积比9∶1),大小一致的花盆等
方法步骤:(1)每个花盆中放置栽培土3 kg,并将花盆平均分成A、B两组。
(2)A组各花盆中________________________________________________________________________,
B组各花盆中________________________________________________________________________。
(3)将相等数量的幼苗移栽于各花盆中,置于________条件下培养。
(4)6周后,________处理10 d,每天观察、记录并统计
________________________________________________________________________。
结果预期与分析________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 本题考查学生对一些生 ( http: / / www.21cnjy.com )物学问题的初步探究能力。在实验中要注意对变量进行分析、作出假设和预期、设计实验的方法步骤、结果分析,关键控制无关变量和单一变量、设置对照实验。题干中明确了“摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体,能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力,增强抗旱性”,提出了“接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿(牧草)的抗旱能力”的问题,从问题可以确定,实验变量是是否接种摩西球囊霉菌,接种摩西球囊霉菌的为实验组,不接种的为对照组;将栽培土灭菌是排除无关变量影响的重要措施,还有栽培条件要适宜等。在此基础上补全不完整的实验设计。
【答案】 方法步骤:(2)接种等量的摩西球囊霉菌菌种
不接种 (3)相同且适宜 (4)干旱 紫花苜 ( http: / / www.21cnjy.com )蓿的死亡率(或存活率或存活天数) A组紫花苜蓿死亡率明显低于B组,这可能是接种了摩西球囊霉菌提高了紫花苜(牧草)的抗旱能力
12.(2013·渭南期末 ( http: / / www.21cnjy.com ))病毒是一类没有细胞结构的生物,与人类关系特别密切。近年世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒,我国参与了抗击禽流感的国际性合作,并已经研制出禽流感的疫苗。
(1)在病禽中分离出禽流感病毒样本后,实验室培养禽流感病毒时,为什么需要在一般培养基上加入活鸡胚?
________________________________________________________________________。
(2)要研制禽流感疫苗,必须知道其分子组成,请设计实验探究禽流感病毒的物质组成。
①实验原理
a.RNA液在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色。
b.DNA液与二苯胺试剂共热显蓝色。
c.________________________________________________________________________。
②实验步骤
a.用三支洁净的试管分别取等量含有禽流感病毒的溶液,编号为A、B、C。
b.向A试管中滴加适量的二苯胺试剂,水浴加热。
c.向B试管中滴加适量的浓盐酸与苔黑酚,加热。
d.________________________________________________________________________。
③最可能的实验结果:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 病毒无细胞结构,不能独 ( http: / / www.21cnjy.com )立代谢,必须寄生在活细胞中。其结构简单,由蛋白质外壳内包一种核酸组成,不同的病毒其核酸种类不同,有的是DNA,有的是RNA。蛋白质与双缩脲试剂显紫色,DNA与二苯胺试剂显蓝色,RNA与苔黑酚显绿色,据此可鉴定病毒的成分。
【答案】 (1)病毒是专性活细胞内寄生(或病毒无代谢特征、或病毒不能独立繁殖)
(2)①蛋白质与双缩脲试剂显紫色
②向C试管中加适量的双缩脲试剂,振荡
③A试管中溶液不变色,B试管中溶液变绿色,C试管中溶液变紫色