生物科学和我们
学 习 目 标
核 心 素 养
1.了解人类的健康问题。
2.掌握科学实验的程序和方法。
1.通过对“目标1”的学习，获得健康生活的知识，初步掌握传染病防控的基本方法。树立尊重生命、热爱生活的人生观。
2.通过对“目标2”的学习，初步学会制订简单的实验方案，如实记录实验数据，并分析各项数据，得出合理的结论。
一、人类面临的问题之一：健康问题
1．生物科学
(1)概念：生物科学是自然科学中的基础学科之一，是研究生命现象和生命活动规律的一门科学。
(2)生物科学对社会的影响
①生物科学是农、林、牧、副、渔、医药卫生和环境保护，以及其他应用科学的基础。
②生物科学对当前人类面临的诸如人口、能源、粮食、环境和健康等问题的解决具有重要作用。当前，生物科学的发展对禽流感、心血管疾病、癌症等严重地威胁着我们的健康问题的解决正发挥着重要作用。
2．癌症
(1)发病现状
①发病率上升的癌症：主要是胃癌、肝癌、肺癌和白血病。
②发病率下降的癌症：主要是宫颈癌、鼻咽癌、食管癌和女性乳腺癌。
③发病率上升的原因：主要是人口老龄化、不健康的生活方式等。
(2)防治措施
①健康的生活方式。
②通过早期诊断得到有效的治疗。
③防治的科学手段：基因诊断和基因治疗技术。
3．传染病
(1)发病现状
①发病率较高的传染病：主要是病毒性肝炎、肺结核、痢疾、淋病等。
②病死率较高的传染病：主要是狂犬病、艾滋病、白喉、新生儿破伤风等。
(2)类型(依病原体类型划分)
类型
实例
病毒类
病毒性肝炎、狂犬病、艾滋病等
细菌类
肺结核、痢疾、淋病等
寄生虫类
疟疾等
(3)可采用基因诊断技术对许多传染病的病原体进行诊断。
二、像科学家一样实验：科学实验
1．科学家进行科学实验时，所用的科学方法有观察、测量、实验设计、收集数据和分析数据、安全实验等。
2．对科学的实验方法的解释
(1)观察：就是用一种或多种感官收集信息，为提高灵敏度可以使用望远镜、光学显微镜和电子显微镜等。在科学探究中，观察必须真实、准确，并如实地记录下来，这些记录就是证据或者数据。
(2)测量：能对被测量对象用比较精确的数据加以表示；为力求精确要多次测量求其平均值；学习正确使用测量工具是保证测量精确的基础。此外，记录测量结果时应使用标准计量单位。
(3)实验设计：假设是根据现有证据和既往实验对将来的事件做出的推论。假设也可能出错，必须通过实验来检验假设的正确与否。巧妙地设计实验是生物科学研究中检验假设正确性的最佳途径。
(4)收集数据和分析数据：把分类、观察或测量得到的内容如实地记录下来的过程称为数据收集。运用数学知识整理、分析、归纳各种数据，可能会发现事物的内在规律，得出独到的见解的过程是在分析数据。
(5)安全实验：科学实验要确保实验安全，只有完全理解并能自觉遵守实验安全规则才能确保实验安全。
1．增强体质，养成良好的生活习惯能杜绝癌症的发生。( )
2．艾滋病是传染性很强的癌症之一。( )
3．X射线、紫外线和苯均是化学致癌因子。( )
4．实验设计时要根据已有证据和既往实验对将来的事件做出推论，推论合理即正确。( )
5．利用感官或仪器观察，有时难以得到精确的数据。( )
6．观察是生物科学研究中检验假设正确性的最佳途径。( )
[答案] 1.× 提示：增强体质，养成良好的生活习惯是预防癌症的措施，但不能杜绝癌症的发生。
2．× 提示：艾滋病是感染了HIV导致的，是传染性很强的传染病。
3．× 提示：苯是化学致癌因子，X射线和紫外线是物理致癌因子。
4．× 提示：根据已有证据和既往实验对将来的事件做出推论是假设，假设也可能出错。
5．√
6．× 提示：巧妙设计实验是生物科学研究中检验假设正确性的最佳途径。
人类面临的问题之一：健康问题
[问题探究]
肿瘤与癌症
肿瘤是指(人)机体某些组织的细胞在一定内在因素或外界致癌因素的作用下，出现异常增生而形成的不正常的组织块。肿瘤可分为良性肿瘤和恶性肿瘤两大类。良性肿瘤生长缓慢，不转移；而恶性肿瘤生长迅速，易转移，又称为癌肿或癌瘤，人们习惯称之为癌症。
1．致癌的环境因素有哪些？
提示：(1)生物因素：主要指病毒致癌因子。(2)物理因素：主要是辐射致癌，包括紫外线、电离辐射等。(3)化学因素：无机物如石棉、砷化物、铬化物等；有机物如亚硝胺、黄曲霉素、尼古丁等。
2．癌症本质上是细胞基因发生改变而导致的，要想早期诊断和治疗癌症，应采用哪种技术手段？生活中我们怎样预防癌症？
提示：早期诊断和治疗癌症，可采用基因诊断和基因治疗的手段。预防癌症的方法 ：(1)尽量避免接触物理的、化学的及生物的致癌因素。(2)注意增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯，从多方面采取积极的预防措施。
[讲解归纳]
一、癌症的诱因及预防
1．癌症的病因
致癌因素
举例
生物因素
主要指病毒致癌因子，如劳氏肉瘤病毒
物理因素
紫外线、电离辐射等
化学因素
砷化物、铬化物、亚硝胺、尼古丁
2.癌变过程与机理
3．肿瘤与癌的关系
肿瘤
4．预防措施
(1)尽量避免接触物理的、化学的、生物的等各种致癌因子。
(2)注意增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯，可降低癌症的发病率。
(3)定期体检，早期诊断可以得到有效的治疗。
二、传染病
(1)传染病的概念
传染病是指由病原体(如细菌、病毒、寄生虫等)引起的，能够在人与人、人与动物或动物与动物之间传播的疾病。
(2)引起传染病的病原体主要有三类：病毒类、细菌类和寄生虫类。
(3)预防传染病的一般措施
①控制传染源，如对病人和疑似病人进行隔离。
②切断传播途径，如大力开展爱国卫生运动。
③保护易感人群，如为提高易感人群的免疫力而进行的预防接种。
1．下列能引起细胞发生癌变的因素有( )
①X射线照射 ②煤焦油的刺激 ③温度过高 ④细胞失水 ⑤肿瘤病毒的侵染 ⑥紫外线照射
A．①②③④⑤ B．①②③⑤
C．①②⑤⑥ D．②④⑥
C [能引起细胞发生癌变的因素有：物理致癌因子，主要指辐射，如紫外线、X射线照射等，①⑥正确；化学致癌因子，如煤焦油等，②正确；病毒致癌因子，是指能使细胞发生癌变的病毒，如肿瘤病毒等，⑤正确；温度过高、细胞失水，均会导致细胞死亡，③④错误。综上分析，C项正确。]
2．下列有关传染病的叙述，正确的是( )
A．传染病是指由病原体引起的，只在同种生物之间传播的一类疾病
B．“消灭传染源、切断传播途径、保护易感人群”是预防传染病的基本措施
C．对传染病要早发现、早报告、早治疗、早隔离，防止交叉感染
D．发病率较高的传染病同时也是病死率较高的传染病
C [传染病是指由病原体引起的，能在人与人、人与动物或动物与动物之间传播的一类疾病。对于有些传染源，是不能消灭的，如患病的人，“控制传染源、切断传播途径、保护易感人群”是预防传染病的基本措施。发病率较高的传染病不一定是病死率较高的传染病，常见传染病中，发病率较高的传染病主要是病毒性肝炎、肺结核、痢疾、淋病等；病死率较高的传染病主要是狂犬病、艾滋病、白喉、新生儿破伤风等。]
特别提醒：癌症与传染病的认识
(1)癌症不是传染病。
(2)癌症并不是不可治愈，早期发现(未扩散时)可通过手术治愈。
(3)癌症的病因是受到致癌因子的影响，遗传物质发生了改变。
像科学家一样实验：科学实验
[问题探究]
有人说松树的针状叶具有保鲜作用。实验室中现有柑橘60个、塑料桶(有盖)数个、松树针状叶(松针)适量、医用保鲜剂一瓶。如何研究室温条件下，松针是否具有保鲜作用？
提示：①将柑橘分成三等份，分别放在A、B、C三个塑料桶中。②A桶中加入适量松针，B桶中喷洒适量医用保鲜剂，C桶不做处理，作为对照，三桶都加盖。③室温条件下，一段时间后，观察和统计A、B、C三桶中霉变的柑橘数量。
[讲解归纳]
1．科学实验方法一览图
2．注意事项
(1)在观察过程中要对所观察到的生物进行简单分类。
(2)对数据进行一些处理，把数据整理成图表形式，如柱形图、扇形图、曲线图等，分析出数据之间的一些规律，思考、推测这些数据说明的问题等。
3．实验变量
(1)自变量
又称实验变量，是指实验假设中涉及的给定的研究因素。例如，在“探究温度对唾液淀粉酶活性的影响”实验中，实验所研究的温度如低温(加冰块)、适温(37 ℃)、高温(沸水浴)就是自变量。
(2)因变量
又称反应变量，是指实验中由自变量而引起的变化和结果。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系，实验的目的就在于解释这种前因后果。在(1)所述实验中，唾液淀粉酶的活性就是因变量。
(3)无关变量
又称控制变量，是指实验中除自变量外的影响实验现象或结果的因素或条件。在(1)所述实验中，除自变量(温度)外，唾液的新鲜程度和浓度、可溶性淀粉溶液的剂量和浓度、处理时间的长短等，都属于无关变量。
4．实验设计的原则和方法
(1)遵循的原则：单一变量原则、对照原则、等量原则。
(2)对照实验：是指除所控制因素外其他条件完全相同的实验。
(3)设置对照组有4种方法
①空白对照：即不给对照组做任何处理。
②条件对照：即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素。
③自身对照：指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组。
④相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验组互为对照。
1．下列说法与科学实验不相符的是( )
A．观察必须如实反映所感知的事物，通过仪器观察，一定能得到精确的数据
B．科学的测量应力求准确，因而要多次测量求其平均值
C．假设也可能出错，所以必须通过实验来检测假设的对错
D．运用数学知识整理、分析、归纳数据，便于发现事物的内在规律
A [观察必须如实反映所感知的事物，但观察有时难以得到精确的数据。科学的测量应力求准确，因而要多次测量求其平均值，以减小误差。假设也可能出错，所以必须通过实验来检测假设的对错，实验是检测假设正确与否的比较简便的方法。运用数学知识整理、分析、归纳数据，便于发现事物的内在规律，这是收集数据和分析数据常用的方法。]
2．科技在发展，社会在进步，手机已成为大众化的通讯工具，进入寻常百姓家。在手机为我们的生活带来便利的同时，有人也为手机产生辐射这一问题产生了担忧，手机辐射会不会致癌呢？
请你设计一个模拟实验来初步探究手机辐射是否有可能致癌。
(1)选取实验材料(如________________的小鼠)，并将材料分组编号。
(2)用________来靠近________，对照组小鼠不进行任何处理。
(3)观察___________________________________。
(4)预测结果及结论：____________________，说明手机辐射可能会致癌。否则手机辐射不会致癌。
[解析] 实验过程中应注意以下三点：①选材要得当；②正确、恰当处理实验组；③观察和记录要尊重科学事实。
[答案] (1)生理状况相近且正常
(2)工作中的手机 实验组小鼠
(3)两组小鼠的生理状况(是否出现肿瘤)
(4)如果只有实验组小鼠出现肿瘤
(1)验证性实验和探究性实验是否都需要设置对照实验？上述实验的自变量是什么？
提示：都需要。小鼠是否靠近手机。
(2)对上述实验我们可以作出什么假设？如果是验证实验，还用作出假设吗？为什么？
提示：手机辐射会致癌。不需要。验证实验的结果是已知的，不存在假设问题。
实验类型
(1)探究性实验
实验目的和实验结果具有不确定性，要经过实验或研究得出结论。如“探究光对种子萌发的影响”就属于探究性实验。
(2)验证性实验
通常是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1.生物科学是研究生命现象和生命活动规律的科学。
2.传染病是由病原体引起的、能传染的疾病，可通过接种疫苗等方法预防。
3.癌症是外界致癌因子诱发细胞内遗传物质发生改变，细胞恶性增殖导致的。
4.基因诊断和基因治疗技术为防治癌症和其他疾病提供了新的手段。
5.科学实验的方法：观察、测量、实验设计、收集数据和分析数据、安全实验。
1．健康的生活方式有利于预防癌症，下列做法正确的是( )
A．经常食用油炸食品
B．夏天应尽可能延长日光浴时间
C．多吃蔬菜水果，少吃罐头
D．焦油含量低的香烟不会诱发癌症
C [油炸食品和焦油都属于化学致癌因素；夏天太阳光中含有强烈的紫外线属于物理致癌因素；多吃蔬菜水果有利于维生素的吸收，有利于身体健康。]
2．下列是研究生物学问题的方法，其中正确的步骤是( )
①得出结论 ②发现问题 ③实验 ④观察 ⑤提出假设
A．②⑤③①④ B．②⑤③④①
C．④②⑤①③ D．④②⑤③①
D [科学研究的过程是观察现象、发现问题、提出假设、设计进行实验并得出结论。]
3．生活中，在不知情的情况下，人最可能因下列哪一种方式感染艾滋病病毒( )
A．与病毒携带者握手
B．使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的餐具
C．住旅店时，使用了病毒携带者用过的而又未及时更换的被褥
D．洗牙或补牙时，使用了病毒携带者用过的而又未经严格消毒的器械
D [艾滋病的传播途径主要有：血液传播、母婴传播和性传播。与艾滋病病毒携带者握手、拥抱、共同进餐均不会被感染。洗牙或补牙时，如果使用病毒携带者用过的未经严格消毒的器械，可能会通过血液传播而被感染。]
4．下面是疟疾发病因素的研究过程：
①19世纪，疟疾非常猖獗。研究人员根据疟疾的发病及分布情况得出如下结论：低洼多水、气温较高地带容易使人得疟疾。
②为什么这样的地带容易流行疟疾呢？如何解释？研究人员设想：污水是导致疟疾的因素。如果这种设想是正确的，即污水果真能导致疟疾，那么清除污水可减少疟疾的发病率。于是人们开始清理污水，结果疟疾的发病率果然大大降低，说明研究人员的设想是正确的，从而得出污水引起疟疾的正确结论。
③研究人员进一步探究：污水是如何引发疟疾的呢？污水是否是引发疟疾的直接因素呢？在研究过程中，人们直接饮用污水，结果并未引发疟疾。
④后来，研究人员经过无数次的“假说－实验”过程，最终得出“疟疾是由蚊子传播的”。
根据以上材料，回答以下问题：
(1)描述以上材料体现的科学研究的一般过程：______________。
(2)仔细分析②，写出科学研究不同阶段对应的具体内容。
假说：___________________________________。
实验：___________________________________。
学说：___________________________________。
(3)材料③中“污水是引发疟疾的直接因素”的假说能称为一种学说吗？如何说明？
(4)对于以上疟疾致病因素的研究，最科学的学说应如何描述？
[解析] 科学探究的一般过程包括观察—提出问题—作出假说—设计实验验证—提出新的假说或学说。在进行实验设计时要注意安排对照，实施单一变量，排除无关变量对实验的干扰，通过对比分析得出科学结论。
[答案] (1)观察—假说—实验—学说
(2)污水是导致疟疾的因素 清除污水能降低疟疾发病率 污水确实能引发疟疾
(3)“污水是引发疟疾的直接因素”的假说不成立，因为直接饮用污水后并未引发疟疾，所以不能称为解释疟疾发病因素的一种学说。
(4)污水中蚊子是导致疟疾的致病因素。
[教材课上思考答案](教师用书独具)
积极思维(P2)
引起癌症的因素有物理因素、化学因素和生物因素。紫外线、电离辐射等都属于物理致癌因子，日常生活中应少接触这些致癌因子。亚硝酸盐、尼古丁及化工厂中的有些废弃物属于化学致癌因子，为防止化学因素引起癌症，应禁止吸烟，严格控制工厂废弃物的排放。此外，我们应养成参加体育锻炼的良好习惯，改掉不健康的生活方式。
边做边学(P5)
提示：可从所观察到的生物的形态、结构、特征等方面向其他小组汇报。实验过程中应仔细、认真地观察。
[教材课后习题答案](教师用书独具)
评价指南(P6)
1．提示：可以从传染源、传播途径和易感人群这三个预防传染病的环节着手，思考预防方法；从疫苗研发等方面思考防治方法。
2．提示：联系自己的生活，在观察周围世界时，联想已经学过的生物学知识，从而提出需要探索的问题。回顾自己通过实验解决相关问题时是否按照科学家研究的过程，如先确定一个准备探究的问题，作出假设，然后设计一个实验。在实验过程中，是否做到实事求是，是否能够正确分析实验结果、得出结论，并与假设比较。
课件55张PPT。第一章 生物科学和我们生物科学和我们23456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(一)
(建议用时：25分钟)
[合格基础练]
1．海湾战争和科索沃战争中，多国部队使用放射性化学元素制造的贫铀弹，使该地区居民白血病的发病率明显增高，其致病原因是( )
A．物理因素致癌 B．化学因素致癌
C．病毒因素致癌 D．食物致癌
A [贫铀弹中含有铀，铀具有放射性，所以当地居民白血病发病率明显增高的原因是受到了铀辐射所致。故选A。]
2．有四人分别患有肺结核、糖尿病、色盲、甲型肝炎等疾病，那么与他们共同工作、生活的人可能被传染的一组疾病是( )
A．肺结核、糖尿病 B．肺结核、甲型肝炎
C．色盲、甲型肝炎 D．糖尿病、色盲
B [传染病是由病原体引起的能在生物之间传播的疾病，按照传播途径不同，可分为呼吸道传染病、消化道传染病、血液传染病和体表传染病，具有传染性和流行性的特点。肺结核、甲型肝炎是由病原体引起的，能够在人与人之间传播，具有传染性和流行性的特点，属于传染病；糖尿病是胰岛素分泌不足引起的激素缺乏症，没有传染性和流行性的特点，不属于传染病；色盲是由基因控制的遗传病，具有遗传性，不具有传染性和流行性的特点，不属于传染病。]
3．中东呼吸综合征是由一种新型冠状病毒引起的病毒性呼吸道疾病，以下说法错误的是( )
A．中东呼吸综合征属于传染病
B．该新型冠状病毒属于病原体
C．研究冠状病毒的生命现象和生命活动规律有利于疾病的防治
D．可通过基因治疗对中东呼吸综合征患者实施救治
D [中东呼吸综合征是由一种新型冠状病毒引起的病毒性呼吸道疾病，是一种传染病，患者的遗传物质并未发生改变，所以不能通过基因治疗对中东呼吸综合征患者实施救治。]
4．下列有关观察的说法，不正确的是( )
A．观察必须通过感官去收集信息
B．有时需要使用一些辅助工具
C．亲自观察的结果一定正确
D．对观察到的内容必须如实地记载
C [观察的结果有时不一定正确，还需要通过实验进行证实。]
5．下列关于科学实验的说法错误的是( )
A．用一种或多种感官去收集信息的过程就是观察
B．预测是根据现有证据和既往实验对将来的事件作出推论
C．预测必须是正确无误的
D．通过测量，科学家能把观察的结果表达得更加精确
C [本题主要考查科学实验的有关问题。预测是一种推论，不一定正确，正确与否要靠实验去验证，因此说法错误的选项是C。]
6．医学研究表明，发霉的大豆和花生等含有的黄曲霉素有极强的致癌性。现用动物实验室中的小白鼠进行验证，已提供普通饲料和添加了发霉大豆或花生粉的饲料，请完成下列实验步骤：
(1)挑选___________________________________
的小白鼠若干只，平均分成两组饲养。
(2)实验组喂养___________________________________，
对照组喂养___________________________________。
(3)定期检查记录小白鼠的___________________________________。
(4)对生病和死亡的小白鼠进行解剖学观察，分析后得出结论。
[解析] 设置对照实验时，实验要遵循单一变量原则，无关变量要相同且适宜。根据题干信息欲探究黄曲霉素对小白鼠的致癌情况，则有无添加发霉大豆或花生粉的饲料为自变量。 实验过程中需定时检查小白鼠的患病情况，并作记录。
[答案] (1)体型相当，生长状况良好
(2)添加了发霉大豆或花生粉的饲料 等量的普通饲料
(3)生长和健康状况
[等级过关练]
7．鼻咽癌是种族差异非常明显的恶性肿瘤，我国南方几省，特别是珠江三角洲地区的鼻咽癌发病率居全球首位。下列关于鼻咽癌发病诱因及防治方法的叙述，不正确的是( )
A．食用咸鱼过多可能是诱发鼻咽癌的重要因素
B．致癌相关基因在家族中的稳定遗传可能是鼻咽癌高危家族存在的原因
C．目前已研制出治疗鼻咽癌的药物，且对癌症晚期病人也有良好的疗效
D．目前鼻咽癌的治疗方法主要是“放疗”和“化疗”
C [腌制食品中含有的亚硝酸盐为化学致癌因素；鼻咽癌高危家族存在致癌相关基因并能稳定遗传；目前，对癌症的治疗有一定的进展，但并无特效药，且癌症晚期的病人几乎没有治愈的可能；癌症治疗目前常用的方法是“放疗”、“化疗”。]
8．将50 mL牛奶煮沸，冷却至室温后倒入一消毒后的锥形瓶内，再加入适量的新鲜花园土，锥形瓶口用棉团堵住，每日观察牛奶的情况(如图所示)，共进行4天。回答下列问题：
(1)这个实验可证明的假说是_______________________________。
(2)为这个实验设计的对照实验应该是_____________________。
(3)实验结束时，牛奶会________，产生这一现象的原因是_______________________________________。
(4)牛奶在这个实验中的作用是_______________________。
(5)实验前先将牛奶煮沸的目的是______________________。
(6)加入土样前，先让牛奶冷却至室温的目的是__________________。
(7)用棉团堵住锥形瓶的目的是________________________。
(8)实验前对锥形瓶进行消毒，理由是________________________。
[解析] 土壤中存在大量微生物，这些微生物可能会导致牛奶变质，图示实验装置的目的即在于探究牛奶变质是否与土壤微生物有关。该实验可设置对照实验以增强实验说服力与可信度，对照组中可不加土样或加入已烘烤过的土样，以确认微生物的作用。
[答案] (1)土壤中存在着微生物
(2)不放土样或加入已经烘烤过的土样
(3)变酸或变质 土壤中的微生物进行了发酵 (4)为微生物生长提供营养
(5)杀死牛奶中的所有微生物 (6)防止高温杀死土样中的微生物 (7)防止空气中的微生物进入锥形瓶内 (8)去除杂菌，消除对实验的干扰
