1、必修二身邊的生物科學和學習過程課件第1頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三 根據聯合國1998年的報告預測，到2050年世界人口將達到100億。這么多人的生存，什么是關鍵？ 糧 食現代農業生物技術基因工程 第二次世界大戰后,糧食生產的增長速度快于人口的增長速度,世界人均糧食產量呈現增長趨勢。由于發展中國家的人口增長速度過快，缺乏問題日益嚴重。第2頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三人類面臨的問題之一 糧食問題發達國家發展中國家人數 1/4 3/4糧食產量 1/21/2 第二次世界大戰后，世界人均糧食產量呈現增長趨勢。 發展中國家的人口增長速度過快，糧

2、食問題日益嚴重。第3頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三原因：人口急劇增長、耕地面積減少等。解決方法：發展現代農業生物技術和控制人口。實質：并不是糧食總產量不足，而是糧食生產地區分布不平衡和國家間分配不均。第4頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三我國農業現狀我國是一個農業大國，在近占世界7%的耕地上養活了世界22%的人口。但由于人口的迅速增長、資源短缺和環境惡化等，我國糧食增長及人類的生活環境面臨著嚴峻的挑戰。據測算，2030年，我國人口將達到16億，全國糧食增長將達到7.21012 -8.01012，而那時糧食的產量只能達到5.51012 -6.0

3、1012，糧食缺口很大。第5頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三 2000年我國糧食減產的原因 原因一 ：干旱 原因二 ：人均耕地面積的減少 積極思維據統計，2000年我國糧食大幅度減產，總產量比去年減產4.51011，減產量約占當年的10%，為近20年來減產幅度最大的一年。事實 ： 分析應采取哪些措施解決我國糧食問題？GO第6頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三 據報道，2000年全國受災面積超過2.7107h,涉及20多個省、市、自治區，干旱范圍只廣，持續時間之長，災害程度之重，為近20年來所罕見。 原因之一 干旱返回第7頁，共41頁，2022年

4、，5月20日，23點10分，星期三 我國現有耕地面積約1.3108 h，但人均耕地面積不到世界平均水平的50%。 遙感監測的資料表明，僅1986-1995年的10年中，我國耕地面積約減少了5 106 h。原因之二 耕地面積的減少返回第8頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三威脅人類生存的難題環境惡化糧食短缺疾病肆虐生物科學和技術資源匱乏第9頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三生物科學與社會科學合理地應用現代農業生物技術1983年世界轉基因植物的培育成功標志著現代農業技術的誕生。1993年，世界首例轉基因產品延熟保鮮番茄在美國批準上市。轉基因番茄普通番茄

5、第10頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三轉基因產品發展迅速第11頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三 從1995年2002年的8年間,轉基因作物產品銷售額增長了約56倍。預測世界范圍內轉基因作物產業的交易額2005年達到6.0X109美元。2010年將達到2.0X1010美元。小知識 現代農業技術的發展為社會創造了明顯的經濟效益。第12頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三小知識 現代農業技術的發展帶來顯著的社會效益和生態效益。抗逆轉基因作物抗蟲、抗除草劑作物高維生素含量的轉基因作物圖片金大米第13頁，共41頁，2022年，5月

6、20日，23點10分，星期三全球轉基因作物的銷售額（單位1109美元）1995年比2002年的轉基因作物銷售額增長了約56倍。第14頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三抗逆轉基因作物的推廣在一定程度上使作物脫離了土壤和氣候條件的限制。抗蟲和除草劑作物的應用則極大地提高了農作物的產量，減少了化學農藥對環境的污染和對人畜的危害。高維生素含量的轉基因作物將為數億貧困人口的健康帶來福音。轉基因作物的優勢第15頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三我國轉基因植物研究現狀我國在“七五”計劃結束時已經掌握了轉基因植物的全套技術,獲得 了抗蟲煙草等轉基因植物“八五”計

7、劃期間的抗病毒、抗細菌、抗鹽堿、抗蟲、抗除草劑等轉基因植物得到更大的發展。“九五”期間又獲得了一批具有自主知識產權的新基因（如水稻耐寒、耐鹽堿等相關基因），并已初步獲得抗病、抗蟲或改良品質的轉基因水稻、玉米、煙草以及花卉等。第16頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三轉基因生物：利用基因工程技術把一種生物體內的基因轉移到另一種生物體內，這樣得到的生物就是轉基因生物。知識拓展轉基因食品（Genetically Modified Foods，GMF）就是利用現代分子生物技術，將某些生物的基因轉移到其他物種中去，改造生物的遺傳物質，使其在形狀、營養品質、消費品質等方面向人們所需要

8、的目標轉變。以轉基因生物為直接食品或為原料加工生產的食品就是“轉基因食品”。優點： 1.解決糧食短缺問題。 2.減少農藥使用，避免環境污染。 3.節省生產成本，降低食物售價。 4.增加食物營養，提高附加價值。 5.增加食物種類，提升食物品質。 6.促進生產效率，帶動相關產業 第17頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三安全性評估： 對于轉基因食品的安全性，目前國際上沒有統一說法，爭論的重點應在轉基因食物是否會產生毒素、是否可通過DNA蛋白質過敏反應、是否影響抗生素耐性等方面。 缺點： 1.可能對蝴蝶等昆蟲造成傷害。 2.可能影響周邊的植物的生長。 3.可能使昆蟲或病菌在演化

9、中增加抵抗力， 或產生新的物種，之后一樣有可能會傷害作物。 第18頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三轉基因產品的商品化生產，若無消費者的理解和接受是不可能順利進行的，因而加強科學宣傳力度，提高公民的理解力，是轉基因技術發展和應用的前提。設計調查表，調查我國公民對轉基因食品的認同度。建議：調查人群應有廣泛性和代表性。例如，調查人數應盡可能地多；可按年齡段或職業類別分別調查。第19頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三生物科學的學習過程學習目標：1、舉例說出一個科學研究的故事;2、概述科學思維的基本過程.1.2第20頁，共41頁，2022年，5月20日，

10、23點10分，星期三圖片1 生命是怎樣起源的?生物又是如何進化的?這一直是人們孜孜以求并希望解決的問題。人類在探索生命起源和生物進化的過程中已取得了許多重大成就，如創立了進化學說。生命起源科學家的科學思維方式在這一過程中也得到了充分的展現圖片2第21頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三進化理論的創立和完善學習科學思維第22頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三進化理論拉馬克參加了歐洲的考察，記載了2000個屬的植物，繪制了900種植物的圖案，研究了法國巴黎近郊不同地質年代地層中的化石。拉馬克達爾文木村資生 結論：物種不是不變的，更不是上帝創造的。在自然

11、界里，環境的影響使生物發生變異，并且從一個生物類型演變為另一個生物類型。生物的器官是用進廢退的。第23頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三拉馬克的“用進廢退”進化論觀點： 現在存在的生物是由其他物種變化而來； 用進廢退：生物體的器官經常使用就會變得發達，而不經常使用就會逐漸退化獲得性遺傳：生物后天獲得的性狀是可以遺傳的； 定向變異：生物的變異一定是沿著適應環境的方向改變的 第24頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三 拉馬克第一次從生物與環境的相互關系方面探討了生物進化的動力，為達爾文進化理論的產生提供了一定的理論基礎。但是，由于當時生產水平和科學水平

12、的限制，拉馬克在說明進化原因時，把環境對于生物體的直接作用以及獲得性狀遺傳給后代的過程過于簡單化了，成為缺乏科學依據的一種推論，并錯誤地認為生物天生具有向上發展的趨向，以及動物的意志和欲望也在進化中發生作用。達爾文對他的觀點進行了駁斥。 第25頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三進化理論1809年2月12日，達爾文出生在英國的施魯斯伯里。達爾文從小就熱愛大自然，尤其喜歡打獵、采集礦物和動植物標本。 1831年，達爾文從劍橋大學畢業。同年12月，達爾文以“博物學家”的身份乘坐“貝格爾號” 的海軍勘探船，開始了漫長而又艱苦的環球考察活動。達爾文拉馬克達爾文木村資生 第26頁，

13、共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三貝格爾號加拉帕戈斯群島進化理論達爾文每到一地總要進行認真的考察研究，采訪當地的居民，爬山涉水，采集礦物和動植物標本，挖掘生物化石，發現了許多沒有記載的新物種。后來，達爾文又隨船橫渡太平洋，經過澳大利亞，越過印度洋，繞過好望角，于1836年10月回到英國。這次環球考察歷時五年。 圖片1圖片2圖片3拉馬克達爾文木村資生 第27頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三1859年11月達爾文經過20多年研究而寫成的科學巨著物種起源終于出版了。在這部書里，達爾文提出了“進化論”的思想，說明物種是在不斷的變化之中，是由低級到高級、由簡

14、單到復雜的演變過程。1882年4月19日，這位偉大的科學家因病逝世，人們把他的遺體安葬在牛頓的墓旁，以表達對這位科學家的敬仰。 進化理論圖片拉馬克達爾文木村資生 第28頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三自然選擇學說主要內容有四點：1、過度繁殖:過度繁殖是達爾文的自然選擇理論的基本條件。達爾文認為，地球上的各種生物普遍具有很強的繁殖能力，都有依照幾何比率增長的傾向。 2、生存斗爭:生存斗爭是達爾文的自然選擇學說的中心概念。每個生物在生活過程中必須跟自然環境作斗爭、跟同一物種的生物作斗爭、跟不同物種的生物作斗爭,其中以同一物種的生物之間的斗爭最為激烈;并認為在自然界里,各種

15、生物彼此相互影響、相互制約、相互依存. 3、遺傳和變異:達爾文認為一切生物都具有產生變異的特性。引起變異的根本原因是環境條件的改變。在生物產生的各種變異中，有的可以遺傳，有的不能夠遺傳。 4、適者生存 ：在生存斗爭中，具有有利變異的個體，容易在生存斗爭中獲勝而生存下去。反之，具有不利變異的個體，則容易在生存斗爭中失敗而死亡。 第29頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三意義 ：科學的解釋了（1）生物進化的原因（2）生物的多樣性和適應性。 不足：自然選擇學說對于（1）遺傳和變異的本質（2）自然選擇如何對可遺傳的變異起作用的問題不能作出科學的解釋。第30頁，共41頁，2022年

16、，5月20日，23點10分，星期三20世紀60年代以后，隨著分子生物學的發展，日本學者木村資生首先提出了 “中性學說”。他認為：生物進化的主導因素不是自然選擇，而是中性突變的隨機固定。每種生物的信息大分子都有一定的進化速率。進化理論拉馬克達爾文木村資生 木村資生 第31頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三中性學說：認為分子水平上的大多數突變是中性或近中性的，自然選擇對它們不起作用，這些突變全靠一代又一代的隨機漂變而被保存或趨于消失，從而形成分子水平上的進化性變化或種內變異。第32頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三拉馬克達爾文木村資生 以氨基酸的年置

17、換率計算出的蛋白質進化速率（10-9）第33頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三學習科學思維觀察推理分類交流建立模型達爾文1、觀察有目的、有計劃地和思維活動緊密結合的考察研究方法。在克格倫島上觀察了550種甲蟲，發現存在無翅或翅不發達等性狀。得出海風對甲蟲有“選擇”作用的結論。圖片第34頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三長頸鹿的長頸和長的四肢是因為長頸鹿希望吃到高處的樹葉而產生“伸長”愿望的結果。但事實上這種觀點并不正確。拉馬克學習科學思維2、推理對觀察到的現象做出解釋，推論不一定完全正確。圖片觀察推理分類交流建立模型第35頁，共41頁，2022年

18、，5月20日，23點10分，星期三學習科學思維通過分類方法發現古代生物和現代生物既相似又相異，得出不是不變的科學結論。拉馬克3、分類把某些特征相似的事物歸類到一起的邏輯方法。通過比較，識別出事物之間的異同點，再進行分類。觀察推理分類交流建立模型第36頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三學習科學思維細胞亞顯微結構4、建立模型用來顯示事物或過程的表現手段，如畫表、列表等。能幫助人們理解無法直接觀察到的各種事物。圖片1DNA雙螺旋結構圖片2觀察推理分類交流建立模型第37頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三5、交流與他人交換看法、分享信息的過程。有效的交流需要許多技能，包括聽說讀寫以及建立模型的能力。通過交流來了解彼此的研究成果、信息和想法。學習科學思維觀察推理分類交流建立模型第38頁，共41頁，2022年，5月20日，23點10分，星期三科學思維的過程：交流交流提高語言表達能力交流擴大信息量交流交流獲得新觀點提