高中生物《生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程》課件4（45張PPT）（蘇教版必修2）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 第一章生物科學(xué)和我們 第一節(jié)身邊的生物科學(xué)第二節(jié)生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程 第二節(jié)生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程 學(xué)習(xí)目標(biāo) 舉例說出一個科學(xué)研究的故事概述科學(xué)研究的基本過程 SARS SARS 噬菌體 AIDS HIN1 H5N1 第二節(jié)生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程 一 科學(xué)家不斷研究 征服致病病毒路漫漫 病毒 virus 是一類個體微小 無完整細(xì)胞結(jié)構(gòu) 含單一核酸 DNA或RNA 型 必須在活細(xì)胞內(nèi)寄生并復(fù)制的非細(xì)胞型微生物 多數(shù)病毒直徑在100nm 20 200nm 較大的病毒直徑為300 450納米 nm 較小的病毒直徑僅為18 22納米 1886年 在荷蘭工作的德國人麥爾 Mayer 把患有花葉病的煙草植株的葉片加水研碎 取其汁液注射到健康煙草的葉脈中 能引起花葉病 證明這種病是可以傳染的 通過對葉子和土壤的分析 麥爾指出煙草花葉病是由細(xì)菌引起的 1892年 A 煙草的怪病 B 可怕的瘟疫 1 1918 1919年 全世界流行的流感奪去了2000萬人的生命 流行性感冒病毒 簡稱流感病毒 是一種造成人類及動物患流行性感冒的RNA病毒 它會造成急性上呼吸道感染 并借由空氣迅速的傳播 在世界各地常會有周期性的大流行 流行性感冒病毒在免疫力較弱的老人或小孩及一些免疫失調(diào)的病人會引起較嚴(yán)重的癥狀 如肺炎或是心肺衰竭等 病毒最早是在1933年由英國人威爾遜 史密斯發(fā)現(xiàn)的 他稱為H1N1 H代表血凝素 N代表神經(jīng)氨酸酶 數(shù)字代表不同類型 根據(jù)流感病毒感染的對象 可以將病毒分為人類流感病毒 豬流感病毒 馬流感病毒以及禽流感病毒等類群 其中人類流感病毒根據(jù)其核蛋白的抗原性可以分為三類 甲型流感病毒 InfluenzaAvirus 又稱A型流感病毒 乙型流感病毒 InfluenzaBvirus 又稱B型流感病毒 丙型流感病毒 InfluenzaCvirus 又稱C型流感病毒 H5N1 2 麻疹病是麻疹病毒侵入呼吸道黏膜以后引起的一種呼吸道傳染病 已有疫苗防治 3 小兒麻痹癥是指由人脊髓灰質(zhì)炎病毒侵入消化道黏膜以后引起的一種消化道傳染病 疫苗防治效果好 已被消滅 4 病毒性肝炎是由多種病毒感染引起的 對于不同類型的肝炎已有不同的預(yù)防措施 5 AIDS的全稱是獲得性免疫缺陷綜合癥 是由HIV感染人體引起的 主要通過三種途徑傳播 一是性行為傳播 二是血液途徑傳播 如靜脈注射 輸血以及輸入血制品 三是妊娠時以胎盤為媒介的母嬰傳播 目前還沒有好的治療措施 B 可怕的瘟疫 AIDS C SARS偷襲 SARS 2003年春 非典型肺炎 SARS 稱為嚴(yán)重急性呼吸綜合癥 簡稱SARS 科學(xué)家將引起SARS的新的變種冠狀病毒命名為 SARS病毒 主要由受感染者的飛沫近距離傳播 接觸受感染者的分泌物也會感染 是一種呼吸道急性傳染病 有比較強的傳染力 非典型肺炎的病原體為冠狀病毒 致病病毒能在空氣中存活4到5小時 手會成為它們的依附體 而手又經(jīng)常接觸眼 口 鼻等身體部位 這些粘膜組織的外殼蛋白會成為冠狀病毒與人體細(xì)胞相結(jié)合的受體 進(jìn)而成為病毒入侵人體的通道 1 病毒的結(jié)構(gòu) 衣殼 由蛋白質(zhì)構(gòu)成 衣殼粒 通常由1 6個多肽分子組成 為電鏡下最小的單位 保護(hù)核酸決定抗原特異性 使病毒呈現(xiàn)不同的形態(tài) 核酸 只含一種 DNA或RNA 1 病毒的結(jié)構(gòu) 化學(xué)組成 功能 排列方式 形態(tài)單位 核衣殼 流感病毒 2 病毒的增殖 吸附 注入核酸 合成核酸 蛋白質(zhì) 裝配 釋放 3 生活場所 4 感染原理 5 治療 疫苗 二 科學(xué)探究的基本過程 1 提出問題 能夠通過收集證據(jù)而回答的問題 2 作出假設(shè) 是對實驗結(jié)果的預(yù)測 建立在觀察和以往的知識 經(jīng)驗基礎(chǔ)上 3 設(shè)計實驗 目的是驗證假設(shè) 要學(xué)習(xí)前人的知識和經(jīng)驗 要掌握實驗的基本技能和技術(shù) 更重要的是要有創(chuàng)新 要遵循控制變量原則 對照原則 實驗中應(yīng)遵循的幾個原則 一 對照性原則 二 單一變量原則 三 等量性原則 四 科學(xué)性原則 五 可重復(fù)性原則 空白對照 不給對照組任何處理因素 實驗組 對照組 甲狀腺制劑飼喂 一 對照性原則 自身對照 對照組和實驗組都在同一研究對象上進(jìn)行 質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗 一 對照性原則 相互對照 不單設(shè)對照組 而是幾個實驗組相互對照 不同鹽濃度對哺乳動物紅細(xì)胞的影響研究 一 對照性原則 條件對照 給對照組部分實驗因素 保證除了要研究的變量不同外其他條件完全相同 燕麥實驗法 一 對照性原則 一 對照性原則 控制變量法在生物實驗設(shè)計中的應(yīng)用 生物的生命活動往往是錯綜復(fù)雜的 影響某一個生命活動的產(chǎn)生和變化的因素常常也很多 為了弄清變化的原因和規(guī)律 當(dāng)研究多個因素之間的關(guān)系時 往往先控制住其它幾個因素不變 集中研究其中一個因素變化所產(chǎn)生的影響 這種方法叫控制變量法 這是一種研究問題的常用的科學(xué)實驗方法 二 單一變量原則 變量的定義 是指在實驗過程中可以變化的因素 二 單一變量原則 實驗變量與反應(yīng)變量實驗變量 也稱自變量 是實驗中由實驗者操縱的因素或條件 而反應(yīng)變量 也稱因變量 是指由實驗變量而引起的變化結(jié)果 無關(guān)變量與額外變量無關(guān)變量是指實驗中除實驗變量外的影響實驗結(jié)果與現(xiàn)象的因素或條件 由無關(guān)變量引起的變化結(jié)果就叫額外變量 它們之間也是前因后果的關(guān)系 但它們的存在對實驗與反應(yīng)變量的獲得起干擾作用 二 單一變量原則 比較過氧化氫酶和Fe3 的催化效率自變量 因變量 催化劑種類 Fe3 和過氧化氫酶 催化效率高低 用氣泡產(chǎn)生速度 衛(wèi)生香燃燒程度來表示 觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原自變量 因變量 外界溶液的濃度 高濃度及低濃度溶液 質(zhì)壁分離 液泡失水縮小 顏色變濃 原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離 質(zhì)壁分離復(fù)原 液泡恢復(fù)原狀 顏色變淺 原生質(zhì)層恢復(fù)原狀 無關(guān)變量 試管等用具的潔凈度 各種試劑的量 反應(yīng)時間 溫度等 溶液的種類及濃度 裝片的潔凈度 材料的選擇等 無關(guān)變量 控制變量的方法 操縱自變量 給研究對象施加干擾 造成研究對象的變化 對照 控制無關(guān)變量 排除干擾 捕獲因變量 觀察 檢測 二 單一變量原則 2 創(chuàng)造相同條件進(jìn)行對照 以抵消或排除這些條件對實驗對象的干擾 3 提供適宜條件 以排除不利環(huán)境條件對實驗對象的影響 1 排除因?qū)嶒瀸ο髠€體差異帶來的影響 生長狀況一致 隨機(jī)分組 觀察特定顏色變化 觀察形態(tài)結(jié)構(gòu) 生理特征變化 測量生長發(fā)育速度 測量生化反應(yīng)速度等 生物材料要相同 實驗器具要相同 實驗試劑要相同 處理方法要相同 即所用生物材料的數(shù)量 質(zhì)量 長度 體積 來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同 實驗中要做到 單一變量 應(yīng)注意等量的原則 即試管 燒杯 水槽 廣口瓶等器具的大小 型號 潔凈度等要完全一樣 即試劑的成分 濃度 體積要相同 尤其要注意體積上等量的問題 保溫或冷卻 光照或黑暗 攪拌或振蕩都要一致 有時盡管某種處理對對照實驗來說 看起來似乎是毫無意義的 但還是要作同樣的處理 三 等量性原則 實驗設(shè)計的一般要求 明確實驗要求和目的 聯(lián)系理論原理 確定實驗思路 設(shè)計實驗步驟 預(yù)測現(xiàn)象 保證實驗信度 單一變量性等量性 實驗結(jié)果的預(yù)測 分析和討論 四 科學(xué)性原則 設(shè)計一個在室外空曠處進(jìn)行的 在不用任何藥劑 裝置和觸及幼苗的情況下 使幼嫩植株長成如圖示形態(tài)的實驗方案 并說明其原理 用最簡易的方法鑒定高桿小麥?zhǔn)羌兎N還是雜種 培育無子果實要求用秋水仙素還是生長素 例 明確實驗要求和目的 確定實驗思路 四 科學(xué)性原則 1 注意操作細(xì)節(jié)合理性 合理設(shè)計操作過程 溶液或培養(yǎng)基滅菌后是否要冷卻后使用 向淀粉糊中加了唾液后是否要振蕩試管呢 酶促反應(yīng)的試管如何加熱 是直接加熱 還是水浴保溫 用酒精溶解葉中葉綠素時 酒精直接加熱 還是隔水加熱 四 科學(xué)性原則 2 注意操作順序的合理性 蛋白質(zhì)的鑒定實驗 中 合理設(shè)計操作過程 例 還原性糖鑒定實驗 中 先將斐林試劑甲液 0 1g mL的NaOH 和乙液 0 05g mL的CuSO4 混合以后 再加入組織樣液中 先將雙縮脲試劑A液 0 1g mLNaOH 加入組織樣液中 再加入B液 0 01g mLCuSO4 四 科學(xué)性原則 3 設(shè)計方案具有可操作性 缺乏可操作性1 取1株生長正常的幼苗 先用缺鎂完全營養(yǎng)液培養(yǎng) 再用完全培養(yǎng)液培養(yǎng) 例 2002全國高考題 為驗證 鎂是植物生活的必需元素 請寫出你的設(shè)計思路 缺乏可操作性2 用去掉鎂的砂性土壤培養(yǎng)幼苗 缺乏可操作性3 將幼苗中運載Mg2 的載體去掉 缺乏可操作性4 將植物體內(nèi)的Mg2 分離出來 正確思路 取生長狀況一致的大豆幼苗 用符合實驗要求的容器 對照組盛有含植物必需的各種礦質(zhì)元素的完全培養(yǎng)液 實驗組盛有不含鎂離子的完全培養(yǎng)液 兩組置于相同的適宜條件下培養(yǎng) 觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況 合理設(shè)計操作過程 四 科學(xué)性原則 簡明 準(zhǔn)確組織語言文字 2 實驗步驟分步描述并加以編號 一般不宜連續(xù)描述 3 在量上難以做到準(zhǔn)確的量化描述 應(yīng)盡可能用 定性 的語言表達(dá) 1 實驗組別編號描述 如 凡實驗中涉及到兩組或兩組以上 所用器材需用1 2 3 或A B C 或甲 乙 丙 等加以編號便于區(qū)分 如 第一步 第二步 如 1 2 如 一段時間 適宜的溫度 適量的 一定量的 等 四 科學(xué)性原則 4 敘說中盡量要用規(guī)范的實驗術(shù)語 不能用含糊的口語 如 蓋玻片 不能說是 薄的玻璃片 等量的 不宜說成 一樣多的 振蕩 不宜說成 晃動 搖動 等等 5 注意避免 詞不達(dá)意 如 如圖二 有些學(xué)生描述為 分別在甲 乙兩試管中加入A B物質(zhì) 如此表達(dá)則成了圖三的含義 顯然與圖二不符 準(zhǔn)確的描述應(yīng)為 在甲乙兩支試管中分別加入A B物質(zhì) 或 在甲試管中加入A物質(zhì) 乙試管中加入B物質(zhì) 簡明 準(zhǔn)確組織語言文字 圖形 四 科學(xué)性原則 6 選用文字 表格 坐標(biāo)曲線圖等形式進(jìn)行具體 準(zhǔn)確表達(dá) 例 某生物學(xué)興趣小組開展 不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響 的課題研究 他們已將香煙和蒸餾水按照1 1的重量比浸泡24小時 過濾后的濾液作為原液 如果你是其中一員 請設(shè)計一張表格用于在實驗時記錄數(shù)據(jù) 1 表格的設(shè)計 簡明 準(zhǔn)確組織語言文字 圖形 四 科學(xué)性原則 例 用幼葉鞘作為實驗材料進(jìn)行生長素促進(jìn)生長的探究實驗設(shè)計和實驗結(jié)果 6 選用文字 表格 坐標(biāo)曲線圖等形式進(jìn)行具體 準(zhǔn)確表達(dá) 2 座標(biāo)曲線表示 簡明 準(zhǔn)確組織語言文字 圖形 四 科學(xué)性原則 精心策劃實驗方法 1 化學(xué)物質(zhì)的檢測方法 淀粉 碘液 藍(lán)色 還原性糖 斐林試劑 班氏試劑 磚紅色 CO2 Ca OH 2溶液 澄清石灰水變渾濁 DNA O2 帶火星的木條復(fù)燃 蛋白質(zhì) 被蛋白酶水解 雙縮脲試劑 紫紅色 蘇丹 染液 橘黃色 脂肪 二苯胺 藍(lán)色 蘇丹 染液 紅色 四 科學(xué)性原則 2 實驗條件的控制方法 除去容器中CO2 NaOH溶液 除去葉中原有淀粉 置于黑暗環(huán)境 除去葉中葉綠素 酒精水浴加熱 除去光合對呼吸干擾 給植株遮光 如何得到單色光 棱鏡色散或透明薄膜濾光 血液抗疑 加入檸檬酸鈉 精心策劃實驗方法 四 科學(xué)性原則 3 實驗結(jié)果的顯示方法 光合速度 O2釋放量或CO2吸收量或有機(jī)物生成量 呼吸速度 O2吸收量或CO2釋放量或有機(jī)物消耗量 原子或分子轉(zhuǎn)移途徑 放射性同位示蹤 細(xì)胞液濃度大小 質(zhì)壁分離 植物細(xì)胞是否死亡 質(zhì)壁分離 水生植物可依氣泡的產(chǎn)生量或產(chǎn)生速率 離體葉片若事先沉入水底可依單位時間內(nèi)上浮的葉片數(shù)目 植物體上的葉片可依指示劑 如碘液 處理后葉片顏色深淺 精心策劃實驗方法 四 科學(xué)性原則 實驗中常用器材和藥品的使用 NaOH Ca OH 2 CaCl2 HCl NaHCO3 NaCl 酒精 蔗糖 濾紙 紗布 尼龍布 龍膽紫溶液或醋酸洋紅 用于吸收CO2或改變?nèi)芤旱膒H 鑒定CO2 解離或改變?nèi)芤旱膒H 提供CO2 配制生理鹽水或用于提取DNA 用于消毒 提純DNA 葉片脫色及配制解離液 測定植物細(xì)胞液濃度或觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原 過濾或紙層析 過濾 遮光 堿性染料 用于染色體染色 提高細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性 四 科學(xué)性原則 全面 可能的結(jié)果都要預(yù)測到 事實究竟是哪一種 應(yīng)由實驗現(xiàn)象來說明 準(zhǔn)確地預(yù)測實驗結(jié)果 如 黑鼠 白鼠 準(zhǔn)確 如 加碘后 不變藍(lán) 不等于 無色 或 沒有顏色變化 另外 不變 也不能說成 無現(xiàn)象 全黑 有黑 有白 全白 完全顯性 四 科學(xué)性原則 五 可重復(fù)性原則 重復(fù) 對照 隨機(jī)是保證實驗結(jié)果準(zhǔn)確的三大原則 任何實驗都必須有足夠的實驗次數(shù)才能判斷結(jié)果的可靠性 設(shè)計實驗只能進(jìn)行一次而無法重復(fù)就得出 正式結(jié)論 是草率的 設(shè)計實驗的一般方法步驟 解題步驟 1 了解題目要求 2 明確實驗?zāi)康?3 分析實驗原理 4 確定實驗思路 5 設(shè)計實驗步驟 6 預(yù)期結(jié)果與分析 二 科學(xué)探究的基本過程 4 實施實驗 5 分析證據(jù) 分析實驗中的證據(jù) 看能否支持作出的假設(shè) 6 得出結(jié)論 作出總結(jié) 應(yīng)充分肯定收集的證據(jù)是否真正支持原先的假說 通常需要重復(fù)實驗多次 科學(xué)實驗的基本過程 1 觀察 當(dāng)你用一種或多種感官去收集有關(guān)信息時 就是在觀察 要真實準(zhǔn)確 必須如實反映所感知的事物或現(xiàn)象 2 測量 科學(xué)測量力求精確 要多次測量求其平均值 3 實驗設(shè)計 科學(xué)預(yù)測 根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)和既往實驗對將來的事件做出推論 4 收集數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù) 把分類 觀察或測量得到的內(nèi)容如實記錄下來 再運用數(shù)學(xué)知識整理 分析 歸納各種數(shù)據(jù) 發(fā)現(xiàn)事物的內(nèi)在規(guī)律 得出獨到的見解 并以實驗報告形式與他人交流 5 安全實驗 完全理解并能自覺遵守實驗安全守則 第二節(jié)生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程 科學(xué)思維的基本過程 1 觀察 當(dāng)你用一種或多種感官去收集有關(guān)信息時 就是在觀察 要真實準(zhǔn)確 必須如實反映所感知的事物或現(xiàn)象 所得到信息稱之為證據(jù)或數(shù)據(jù) 2 推理 當(dāng)你對觀察到的現(xiàn)象作出解釋時 就是在進(jìn)行推理 3 分類 把某些特征相似事物歸類到一起的邏輯方法稱為分類 4 建立模型 建立模型是用來顯示事物或過程的表示手段 5 交流 交流就是與他人交換看法 分享信息的過程 第二節(jié)生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程 科學(xué)探究的基本過程 1 提出問題 能夠通過收集證據(jù)而回答的問題 2 作出假設(shè) 是對實驗結(jié)果的預(yù)測 建立在觀察和以往的知識 經(jīng)驗基礎(chǔ)上 3 設(shè)計實驗 目的是驗證假設(shè) 要學(xué)習(xí)前人的知識和經(jīng)驗 要掌握實驗的基本技能和技術(shù) 更重要的是要有創(chuàng)新 要遵循控制變量原則 對照原則 4 實施實驗 5 分析證據(jù) 分析實驗中的證據(jù) 看能否支持作出的假設(shè) 6 得出結(jié)論 作出總結(jié) 應(yīng)充分肯定收集的證據(jù)是否真正支持原先的假說 通常需要重復(fù)實驗多次 第二節(jié)生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程 課堂小結(jié) 第二節(jié)生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程 一 病毒 1 煙草花葉病毒的發(fā)現(xiàn) 2 SARS病毒 二 科學(xué)探究的基本過程 1 提出問題 2 作出假設(shè) 3 設(shè)計實驗 4 實施實驗 5 分析證據(jù) 6 得出結(jié)論 THEEND 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全