高中生物《生物科学的学习过程》课件4（45张PPT）（苏教版必修2）

欢迎进入生物课堂 第一章生物科学和我们 第一节身边的生物科学第二节生物科学的学习过程 第二节生物科学的学习过程 学习目标 举例说出一个科学研究的故事概述科学研究的基本过程 SARS SARS 噬菌体 AIDS HIN1 H5N1 第二节生物科学的学习过程 一 科学家不断研究 征服致病病毒路漫漫 病毒 virus 是一类个体微小 无完整细胞结构 含单一核酸 DNA或RNA 型 必须在活细胞内寄生并复制的非细胞型微生物 多数病毒直径在100nm 20 200nm 较大的病毒直径为300 450纳米 nm 较小的病毒直径仅为18 22纳米 1886年 在荷兰工作的德国人麦尔 Mayer 把患有花叶病的烟草植株的叶片加水研碎 取其汁液注射到健康烟草的叶脉中 能引起花叶病 证明这种病是可以传染的 通过对叶子和土壤的分析 麦尔指出烟草花叶病是由细菌引起的 1892年 A 烟草的怪病 B 可怕的瘟疫 1 1918 1919年 全世界流行的流感夺去了2000万人的生命 流行性感冒病毒 简称流感病毒 是一种造成人类及动物患流行性感冒的RNA病毒 它会造成急性上呼吸道感染 并借由空气迅速的传播 在世界各地常会有周期性的大流行 流行性感冒病毒在免疫力较弱的老人或小孩及一些免疫失调的病人会引起较严重的症状 如肺炎或是心肺衰竭等 病毒最早是在1933年由英国人威尔逊 史密斯发现的 他称为H1N1 H代表血凝素 N代表神经氨酸酶 数字代表不同类型 根据流感病毒感染的对象 可以将病毒分为人类流感病毒 猪流感病毒 马流感病毒以及禽流感病毒等类群 其中人类流感病毒根据其核蛋白的抗原性可以分为三类 甲型流感病毒 InfluenzaAvirus 又称A型流感病毒 乙型流感病毒 InfluenzaBvirus 又称B型流感病毒 丙型流感病毒 InfluenzaCvirus 又称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种呼吸道传染病 已有疫苗防治 3 小儿麻痹症是指由人脊髓灰质炎病毒侵入消化道黏膜以后引起的一种消化道传染病 疫苗防治效果好 已被消灭 4 病毒性肝炎是由多种病毒感染引起的 对于不同类型的肝炎已有不同的预防措施 5 AIDS的全称是获得性免疫缺陷综合症 是由HIV感染人体引起的 主要通过三种途径传播 一是性行为传播 二是血液途径传播 如静脉注射 输血以及输入血制品 三是妊娠时以胎盘为媒介的母婴传播 目前还没有好的治疗措施 B 可怕的瘟疫 AIDS C SARS偷袭 SARS 2003年春 非典型肺炎 SARS 称为严重急性呼吸综合症 简称SARS 科学家将引起SARS的新的变种冠状病毒命名为 SARS病毒 主要由受感染者的飞沫近距离传播 接触受感染者的分泌物也会感染 是一种呼吸道急性传染病 有比较强的传染力 非典型肺炎的病原体为冠状病毒 致病病毒能在空气中存活4到5小时 手会成为它们的依附体 而手又经常接触眼 口 鼻等身体部位 这些粘膜组织的外壳蛋白会成为冠状病毒与人体细胞相结合的受体 进而成为病毒入侵人体的通道 1 病毒的结构 衣壳 由蛋白质构成 衣壳粒 通常由1 6个多肽分子组成 为电镜下最小的单位 保护核酸决定抗原特异性 使病毒呈现不同的形态 核酸 只含一种 DNA或RNA 1 病毒的结构 化学组成 功能 排列方式 形态单位 核衣壳 流感病毒 2 病毒的增殖 吸附 注入核酸 合成核酸 蛋白质 装配 释放 3 生活场所 4 感染原理 5 治疗 疫苗 二 科学探究的基本过程 1 提出问题 能够通过收集证据而回答的问题 2 作出假设 是对实验结果的预测 建立在观察和以往的知识 经验基础上 3 设计实验 目的是验证假设 要学习前人的知识和经验 要掌握实验的基本技能和技术 更重要的是要有创新 要遵循控制变量原则 对照原则 实验中应遵循的几个原则 一 对照性原则 二 单一变量原则 三 等量性原则 四 科学性原则 五 可重复性原则 空白对照 不给对照组任何处理因素 实验组 对照组 甲状腺制剂饲喂 一 对照性原则 自身对照 对照组和实验组都在同一研究对象上进行 质壁分离和复原实验 一 对照性原则 相互对照 不单设对照组 而是几个实验组相互对照 不同盐浓度对哺乳动物红细胞的影响研究 一 对照性原则 条件对照 给对照组部分实验因素 保证除了要研究的变量不同外其他条件完全相同 燕麦实验法 一 对照性原则 一 对照性原则 控制变量法在生物实验设计中的应用 生物的生命活动往往是错综复杂的 影响某一个生命活动的产生和变化的因素常常也很多 为了弄清变化的原因和规律 当研究多个因素之间的关系时 往往先控制住其它几个因素不变 集中研究其中一个因素变化所产生的影响 这种方法叫控制变量法 这是一种研究问题的常用的科学实验方法 二 单一变量原则 变量的定义 是指在实验过程中可以变化的因素 二 单一变量原则 实验变量与反应变量实验变量 也称自变量 是实验中由实验者操纵的因素或条件 而反应变量 也称因变量 是指由实验变量而引起的变化结果 无关变量与额外变量无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件 由无关变量引起的变化结果就叫额外变量 它们之间也是前因后果的关系 但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用 二 单一变量原则 比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率自变量 因变量 催化剂种类 Fe3 和过氧化氢酶 催化效率高低 用气泡产生速度 卫生香燃烧程度来表示 观察植物细胞的质壁分离和复原自变量 因变量 外界溶液的浓度 高浓度及低浓度溶液 质壁分离 液泡失水缩小 颜色变浓 原生质层与细胞壁分离 质壁分离复原 液泡恢复原状 颜色变浅 原生质层恢复原状 无关变量 试管等用具的洁净度 各种试剂的量 反应时间 温度等 溶液的种类及浓度 装片的洁净度 材料的选择等 无关变量 控制变量的方法 操纵自变量 给研究对象施加干扰 造成研究对象的变化 对照 控制无关变量 排除干扰 捕获因变量 观察 检测 二 单一变量原则 2 创造相同条件进行对照 以抵消或排除这些条件对实验对象的干扰 3 提供适宜条件 以排除不利环境条件对实验对象的影响 1 排除因实验对象个体差异带来的影响 生长状况一致 随机分组 观察特定颜色变化 观察形态结构 生理特征变化 测量生长发育速度 测量生化反应速度等 生物材料要相同 实验器具要相同 实验试剂要相同 处理方法要相同 即所用生物材料的数量 质量 长度 体积 来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同 实验中要做到 单一变量 应注意等量的原则 即试管 烧杯 水槽 广口瓶等器具的大小 型号 洁净度等要完全一样 即试剂的成分 浓度 体积要相同 尤其要注意体积上等量的问题 保温或冷却 光照或黑暗 搅拌或振荡都要一致 有时尽管某种处理对对照实验来说 看起来似乎是毫无意义的 但还是要作同样的处理 三 等量性原则 实验设计的一般要求 明确实验要求和目的 联系理论原理 确定实验思路 设计实验步骤 预测现象 保证实验信度 单一变量性等量性 实验结果的预测 分析和讨论 四 科学性原则 设计一个在室外空旷处进行的 在不用任何药剂 装置和触及幼苗的情况下 使幼嫩植株长成如图示形态的实验方案 并说明其原理 用最简易的方法鉴定高杆小麦是纯种还是杂种 培育无子果实要求用秋水仙素还是生长素 例 明确实验要求和目的 确定实验思路 四 科学性原则 1 注意操作细节合理性 合理设计操作过程 溶液或培养基灭菌后是否要冷却后使用 向淀粉糊中加了唾液后是否要振荡试管呢 酶促反应的试管如何加热 是直接加热 还是水浴保温 用酒精溶解叶中叶绿素时 酒精直接加热 还是隔水加热 四 科学性原则 2 注意操作顺序的合理性 蛋白质的鉴定实验 中 合理设计操作过程 例 还原性糖鉴定实验 中 先将斐林试剂甲液 0 1g mL的NaOH 和乙液 0 05g mL的CuSO4 混合以后 再加入组织样液中 先将双缩脲试剂A液 0 1g mLNaOH 加入组织样液中 再加入B液 0 01g mLCuSO4 四 科学性原则 3 设计方案具有可操作性 缺乏可操作性1 取1株生长正常的幼苗 先用缺镁完全营养液培养 再用完全培养液培养 例 2002全国高考题 为验证 镁是植物生活的必需元素 请写出你的设计思路 缺乏可操作性2 用去掉镁的砂性土壤培养幼苗 缺乏可操作性3 将幼苗中运载Mg2 的载体去掉 缺乏可操作性4 将植物体内的Mg2 分离出来 正确思路 取生长状况一致的大豆幼苗 用符合实验要求的容器 对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全培养液 实验组盛有不含镁离子的完全培养液 两组置于相同的适宜条件下培养 观察比较两组植物的生长发育情况 合理设计操作过程 四 科学性原则 简明 准确组织语言文字 2 实验步骤分步描述并加以编号 一般不宜连续描述 3 在量上难以做到准确的量化描述 应尽可能用 定性 的语言表达 1 实验组别编号描述 如 凡实验中涉及到两组或两组以上 所用器材需用1 2 3 或A B C 或甲 乙 丙 等加以编号便于区分 如 第一步 第二步 如 1 2 如 一段时间 适宜的温度 适量的 一定量的 等 四 科学性原则 4 叙说中尽量要用规范的实验术语 不能用含糊的口语 如 盖玻片 不能说是 薄的玻璃片 等量的 不宜说成 一样多的 振荡 不宜说成 晃动 摇动 等等 5 注意避免 词不达意 如 如图二 有些学生描述为 分别在甲 乙两试管中加入A B物质 如此表达则成了图三的含义 显然与图二不符 准确的描述应为 在甲乙两支试管中分别加入A B物质 或 在甲试管中加入A物质 乙试管中加入B物质 简明 准确组织语言文字 图形 四 科学性原则 6 选用文字 表格 坐标曲线图等形式进行具体 准确表达 例 某生物学兴趣小组开展 不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响 的课题研究 他们已将香烟和蒸馏水按照1 1的重量比浸泡24小时 过滤后的滤液作为原液 如果你是其中一员 请设计一张表格用于在实验时记录数据 1 表格的设计 简明 准确组织语言文字 图形 四 科学性原则 例 用幼叶鞘作为实验材料进行生长素促进生长的探究实验设计和实验结果 6 选用文字 表格 坐标曲线图等形式进行具体 准确表达 2 座标曲线表示 简明 准确组织语言文字 图形 四 科学性原则 精心策划实验方法 1 化学物质的检测方法 淀粉 碘液 蓝色 还原性糖 斐林试剂 班氏试剂 砖红色 CO2 Ca OH 2溶液 澄清石灰水变浑浊 DNA O2 带火星的木条复燃 蛋白质 被蛋白酶水解 双缩脲试剂 紫红色 苏丹 染液 橘黄色 脂肪 二苯胺 蓝色 苏丹 染液 红色 四 科学性原则 2 实验条件的控制方法 除去容器中CO2 NaOH溶液 除去叶中原有淀粉 置于黑暗环境 除去叶中叶绿素 酒精水浴加热 除去光合对呼吸干扰 给植株遮光 如何得到单色光 棱镜色散或透明薄膜滤光 血液抗疑 加入柠檬酸钠 精心策划实验方法 四 科学性原则 3 实验结果的显示方法 光合速度 O2释放量或CO2吸收量或有机物生成量 呼吸速度 O2吸收量或CO2释放量或有机物消耗量 原子或分子转移途径 放射性同位示踪 细胞液浓度大小 质壁分离 植物细胞是否死亡 质壁分离 水生植物可依气泡的产生量或产生速率 离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目 植物体上的叶片可依指示剂 如碘液 处理后叶片颜色深浅 精心策划实验方法 四 科学性原则 实验中常用器材和药品的使用 NaOH Ca OH 2 CaCl2 HCl NaHCO3 NaCl 酒精 蔗糖 滤纸 纱布 尼龙布 龙胆紫溶液或醋酸洋红 用于吸收CO2或改变溶液的pH 鉴定CO2 解离或改变溶液的pH 提供CO2 配制生理盐水或用于提取DNA 用于消毒 提纯DNA 叶片脱色及配制解离液 测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原 过滤或纸层析 过滤 遮光 碱性染料 用于染色体染色 提高细菌细胞壁的通透性 四 科学性原则 全面 可能的结果都要预测到 事实究竟是哪一种 应由实验现象来说明 准确地预测实验结果 如 黑鼠 白鼠 准确 如 加碘后 不变蓝 不等于 无色 或 没有颜色变化 另外 不变 也不能说成 无现象 全黑 有黑 有白 全白 完全显性 四 科学性原则 五 可重复性原则 重复 对照 随机是保证实验结果准确的三大原则 任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性 设计实验只能进行一次而无法重复就得出 正式结论 是草率的 设计实验的一般方法步骤 解题步骤 1 了解题目要求 2 明确实验目的 3 分析实验原理 4 确定实验思路 5 设计实验步骤 6 预期结果与分析 二 科学探究的基本过程 4 实施实验 5 分析证据 分析实验中的证据 看能否支持作出的假设 6 得出结论 作出总结 应充分肯定收集的证据是否真正支持原先的假说 通常需要重复实验多次 科学实验的基本过程 1 观察 当你用一种或多种感官去收集有关信息时 就是在观察 要真实准确 必须如实反映所感知的事物或现象 2 测量 科学测量力求精确 要多次测量求其平均值 3 实验设计 科学预测 根据现有证据和既往实验对将来的事件做出推论 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记录下来 再运用数学知识整理 分析 归纳各种数据 发现事物的内在规律 得出独到的见解 并以实验报告形式与他人交流 5 安全实验 完全理解并能自觉遵守实验安全守则 第二节生物科学的学习过程 科学思维的基本过程 1 观察 当你用一种或多种感官去收集有关信息时 就是在观察 要真实准确 必须如实反映所感知的事物或现象 所得到信息称之为证据或数据 2 推理 当你对观察到的现象作出解释时 就是在进行推理 3 分类 把某些特征相似事物归类到一起的逻辑方法称为分类 4 建立模型 建立模型是用来显示事物或过程的表示手段 5 交流 交流就是与他人交换看法 分享信息的过程 第二节生物科学的学习过程 科学探究的基本过程 1 提出问题 能够通过收集证据而回答的问题 2 作出假设 是对实验结果的预测 建立在观察和以往的知识 经验基础上 3 设计实验 目的是验证假设 要学习前人的知识和经验 要掌握实验的基本技能和技术 更重要的是要有创新 要遵循控制变量原则 对照原则 4 实施实验 5 分析证据 分析实验中的证据 看能否支持作出的假设 6 得出结论 作出总结 应充分肯定收集的证据是否真正支持原先的假说 通常需要重复实验多次 第二节生物科学的学习过程 课堂小结 第二节生物科学的学习过程 一 病毒 1 烟草花叶病毒的发现 2 SARS病毒 二 科学探究的基本过程 1 提出问题 2 作出假设 3 设计实验 4 实施实验 5 分析证据 6 得出结论 THEEND 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全