高中生物蘇教版遺傳與進化第一章生物科學和我們 第1章

生物科學和我們1．說出解決糧食問題的重要性。知道我國糧食減產的原因，分析我國糧食問題的解決措施。(重點)2．了解農業(yè)生物技術的重要性及其帶來的巨大社會效益和經濟效益。(難點)3．了解進化論的創(chuàng)立和完善過程及科學思維的基本過程。(重難點)人類面臨的問題之一——糧食問題1．二戰(zhàn)后世界糧食生產狀況(1)占世界人口3/4的發(fā)展中國家生產的糧食與只占世界人口1/4的發(fā)達國家生產的糧食總量相差無幾。(2)由于發(fā)展中國家的人口增長速度過快，糧食問題日益嚴重。2．我國糧食生產狀況及產生原因現(xiàn)狀→在僅占世界7%的耕地上養(yǎng)活了占世界22%的人口↓面臨的問題→糧食缺口巨大↑原因→人口增長迅速、資源短缺、環(huán)境惡化3．生物科學與技術為解決糧食問題帶來的新希望(1)1993年，世界首例轉基因產品——延熟保鮮番茄在美國批準上市。(2)2023年全球共有29個國家種植了轉基因作物，占全球耕地的10%。(3)美國是世界上轉基因作物種植面積最大的國家。(4)我國在轉基因技術理論和應用上的發(fā)展①“七五”計劃結束時，已經掌握了植物轉基因的全套技術，獲得了抗蟲煙草等轉基因植物。②“八五”計劃期間獲得了抗病毒、抗細菌、抗鹽堿、抗蟲、抗除草劑等轉基因植物，轉基因技術得到了更大發(fā)展。③“九五”計劃期間又獲得一批具有自主知識產權的新基因，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。eq\a\vs4\al([合作探討])轉基因農作物在抗病、抗蟲和增產方面都有顯著成效。圖示為轉基因高產水稻。探討eq\a\vs4\al(1)：轉基因技術在應對糧食危機方面有什么作用？【提示】①提高產量；②減少環(huán)境污染。探討eq\a\vs4\al(2)：轉基因技術在農業(yè)生產中有哪些應用？【提示】改良作物品種(如培育抗蟲、抗病、抗鹽堿等新品種)。探討eq\a\vs4\al(3)：轉基因作物有哪些優(yōu)點？【提示】①降低污染和對人畜的危害；②抗逆性強，產量高；③投資少，回報多，經濟效益高。探討eq\a\vs4\al(4)：轉基因技術在農業(yè)上的應用對生態(tài)環(huán)境有什么影響？【提示】減少了農藥、化肥的使用量，減輕了環(huán)境污染。eq\a\vs4\al([思維升華])1．世界糧食問題的實質(1)表面上，世界人均糧食產量呈現(xiàn)增長趨勢，且糧食生產的增長速度快于人口的增長速度。(2)實際上，世界糧食問題的實質并不是糧食總產量不足，而是糧食生產地區(qū)分布不均衡和國家間分配不均。發(fā)達國家發(fā)展中國家人口占世界人口的eq\f(1,4)占世界人口的eq\f(3,4)糧食產量占世界糧食產量的eq\f(1,2)占世界糧食產量的eq\f(1,2)特點人均產糧多、消費少人均產糧少、消費多①不同國家與地區(qū)的經濟發(fā)展不均衡，導致一些發(fā)展中國家的糧食問題很嚴重，而且有越來越嚴重的趨勢。②世界范圍內的人口劇增，導致人均糧食產量增加不明顯，而且糧食總量增加的空間有限，人口的增長勢頭迅猛，使得世界范圍內的糧食問題愈發(fā)嚴重，導致糧食問題成為困擾人類社會發(fā)展的主要問題。③在發(fā)達國家，由于政府提供的農業(yè)補貼較多和農業(yè)基礎設施完善、科學技術發(fā)展水平高等原因，人均糧食產量高、消費少；在發(fā)展中國家，由于政府提供的農業(yè)補貼有限和農業(yè)基礎設施薄弱、科學技術發(fā)展水平相對較低，因此，人均糧食產量低、消費多。由此，我們認為，未來一階段，發(fā)展中國家的糧食問題要比發(fā)達國家更嚴重。因此，我們更應關注發(fā)展中國家和地區(qū)的糧食問題。2．我國糧食問題(1)我國糧食短缺的原因(2)應對糧食危機的現(xiàn)實措施①實行計劃生育，控制人口增長。②保護和治理環(huán)境，防止環(huán)境惡化。③減少建筑用地。④培育和推廣轉基因作物。3．不同轉基因農作物的生物學意義轉基因農作物意義抗干旱、抗鹽堿轉基因農作物擺脫土壤和氣候條件限制抗蟲、抗病、抗除草劑轉基因農作物減少化學農藥對環(huán)境的污染和對人畜的危害高維生素含量轉基因農作物減輕或消除人類維生素缺乏的狀況1．下列有關人類糧食問題的敘述，不正確的是()A．發(fā)展中國家的人口占世界人口的3/4，但糧食總產量卻只占世界的1/2B．世界上糧食生產的增長速度大于人口增長速度，人均糧食呈正增長，因而不存在糧食短缺問題C．解決發(fā)展中國家的糧食問題是世界糧食問題的主題D．人均耕地減少、資源短缺、環(huán)境惡化等是制約糧食問題的主要因素【解析】二戰(zhàn)后，世界糧食生產的增長速度快于人口增長速度，但是世界糧食產量存在不平衡性，發(fā)展中國家的人口占世界人口的3/4，但糧食總產量卻只占世界的1/2，因此，解決發(fā)展中國家的糧食問題是世界糧食問題的主題。人口增長、資源短缺、環(huán)境惡化等是制約糧食生產的主要因素?！敬鸢浮緽2．在解決糧食危機過程中，要兼顧糧食生產和環(huán)境的保護，實現(xiàn)農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，當前科學有效的方法是()①合理開發(fā)海洋，尋找新的食物來源②控制人口增長，協(xié)調人與自然和諧發(fā)展③增加化肥和農藥的使用，提高作物產量④開荒辟地，圍湖造田，擴大糧食種植面積⑤利用現(xiàn)代生物技術，培育具有較高光合效率的作物品種A．①②③ B．①②⑤C．①③④ D．③④⑤【解析】可持續(xù)發(fā)展是生態(tài)、經濟、社會三位一體的發(fā)展，是指生態(tài)、經濟和社會三者的協(xié)調發(fā)展，包括減少化肥和農藥的使用，不得隨意改造、破壞生態(tài)環(huán)境，還包括控制環(huán)境污染和改善環(huán)境質量，保護生物多樣性，保證以可持續(xù)發(fā)展的方式使用可再生資源?！敬鸢浮緽3．通過轉基因技術可以培育多種農作物新品種。下列關于轉基因作物的敘述錯誤的是()A．改善農作物的品質B．提高農作物的抗旱、抗寒等抗逆性C．提高農作物的抗病、抗蟲能力D．沒有安全隱患，已廣泛種植【解析】基因工程是現(xiàn)代農業(yè)生物技術的核心，通過基因工程培育的轉基因農作物在一定程序上改善了農作物的品質，如高維生素含量轉基因農作物；提高農作物的抗逆能力，如轉基因抗干旱農作物；某些抗蟲農作物的培育提高了農作物的抗蟲能力，如轉基因抗蟲棉。通過基因工程培育的轉基因農作物以及這些農作物生產的產品是否有安全隱患，目前尚有爭論?！敬鸢浮緿像科學家一樣思考——科學思維科學思維的過程(連線)eq\a\vs4\al([合作探討])有一個9歲孩子對父親說：“我想世界上肯定還有許多未被人們發(fā)現(xiàn)的奧秘，我將來要周游世界，進行實地考察。”他就是寫出了《物種起源》一書的達爾文。探討eq\a\vs4\al(1)：達爾文進化理論的核心是什么？【提示】自然選擇學說。探討eq\a\vs4\al(2)：達爾文進化理論的形成，體現(xiàn)了科學思維的什么過程？【提示】觀察與推理。探討eq\a\vs4\al(3)：達爾文的進化理論與拉馬克的主要區(qū)別是什么？【提示】拉馬克的主要觀點是用進廢退和獲得性遺傳，他認為變異是定向的；達爾文的主要觀點是生物的變異是不定向的，經過自然選擇保留適應環(huán)境的個體。eq\a\vs4\al([思維升華])1．觀察的類型和常用方法觀察類型定性觀察用文字或術語而不是用數(shù)字進行描述，包括對顏色、形態(tài)、氣味等變量的客觀性描述定量觀察通過對變量的計數(shù)或測量而得到的數(shù)值，通常需要使用一些儀器觀察方法順序觀察一般來說，生物學中的觀察要遵循由表及里、由上到下、從前到后、從整體到局部的原則對比觀察通過對比觀察來發(fā)現(xiàn)事物之間的區(qū)別和聯(lián)系，從而達到同中求異、異中求同基本要求①學會帶著問題進行觀察。②直接觀察與問題相關的對象。③既要觀察局部，也要觀察整體；既要觀察事物，也要觀察環(huán)境。④觀察要細致、準確。⑤盡可能將觀察到的現(xiàn)象或事物描述出來2.推理的常用方法(1)因果推斷：即判斷兩個事件之間是否存在因果關系的推理形式。(2)歸納法：是指從個別事物的性質、特點和關系中概括出一類事物的性質、特點和關系的推理形式。(3)演繹法：從一般原理推導出特殊事例的過程。3．建立模型(1)模型舍去了原型的一些次要的細節(jié)、非本質的聯(lián)系，以簡化和理想化的形式去再現(xiàn)原型的各種復雜結構、功能和聯(lián)系，是連接理論和應用的橋梁。原型(研究對象)eq\o(,\s\up17(抽象化),\s\do15(解釋))模型eq\o(,\s\up17(證明),\s\do15(具體化))理論(2)建立模型的方法可以分為三大類①物理模型方法：用實物代替原物進行研究的方法叫做物理模型方法。例如細胞的結構模型、細胞膜的結構模型等。②想象模型方法：用想象的抽象物代替原型進行研究的方法叫做想象模型方法。這種模型是人們抽象出生物原型某些方面的本質屬性而構思出來的，使對象簡化便于研究。例如物質出入細胞的模型、細胞分裂過程模型、光合作用過程模型、呼吸作用過程模型等。③數(shù)學模型方法：用符號、公式、圖像等數(shù)學語言表現(xiàn)生物學現(xiàn)象、特征和狀況的方法稱為生物學數(shù)學模型方法。例如，細胞分裂過程中DNA含量、染色體數(shù)量的變化曲線，酶的活性受溫度、酸堿度影響的曲線等。1．達爾文經過8年的潛心研究，將其以“自然選擇學說”為核心的生物進化理論發(fā)表在《物種起源》一書中，呈現(xiàn)給世人。從科學思維角度看，這是()A．觀察 B．推理C．分類 D．交流【解析】這是達爾文通過《物種起源》一書與別人進行交流。【答案】D2．拉馬克的進化理論和達爾文的進化理論共同觀點是()A．自然選擇 B．用進廢退C．物種是可變的 D．環(huán)境使生物發(fā)生變異【解析】自然選擇是達爾文的觀點，用進廢退和環(huán)境使生物發(fā)生變異是拉馬克的觀點。但二者都認為生物是進化的，即物種是可變的?！敬鸢浮緾3．建立模型是顯示事物或過程的表現(xiàn)手段，能幫助人們理解無法直接觀察到的事物，下面屬于建立模型的是()A．達爾文發(fā)現(xiàn)甲蟲的翅非常發(fā)達或無翅與海風有關B．細菌培養(yǎng)時，細菌個數(shù)每2小時增加一倍C．多數(shù)人的右手比左手力量大些D．栽培植物與野生植物有相似也有差異【解析】題中A、C、D三項是觀察現(xiàn)象，建立模型是幫助人們理解無法直接觀察到的事物?！敬鸢浮緽1．(2023·蘇州高一檢測)下面措施中，不利于應對糧食危機的是()A．提高現(xiàn)有耕地的單位面積糧食產量B．控制人口數(shù)量C．種植推廣優(yōu)良、高產品種D．圍湖造田【解析】圍湖造田會降低湖泊蓄水量，不利于防洪抗旱，進而不利于糧食生產?！敬鸢浮緿2．現(xiàn)代農業(yè)生物技術誕生的標志是()A．1992年我國成功培育出轉基因抗蟲棉B．1983年世界上首例轉基因植物的培育成功C．1995～2023年間，轉基因作物產品銷售額增長了約56倍D．2023年轉基因金大米，轉基因向日葵培育成功【解析】轉基因技術是現(xiàn)代農業(yè)生物技術的核心，是在分子水平上定向培育人類所需要的生物新品種?！敬鸢浮緽3．下面與現(xiàn)代農業(yè)技術的應用密切相關的是()A．實行計劃生育，控制人口過快增長B．控制環(huán)境惡化，改善生活環(huán)境C．培育轉基因農作物，提高糧食產量D．退耕還林，保護草原植被【解析】現(xiàn)代農業(yè)技術的核心是轉基因技術，通過轉基因技術可以培育高產的作物新品種。【答案】C4．將不同蛋白質分子的某種氨基酸的比例用坐標柱形圖表示出來，與科學思維有關的環(huán)節(jié)是()A．建立模型 B．分類C．觀察 D．交流【解析】科學思維的基本過程是：觀察→推理→分類→建立模型→交流，所以科學思維的起點是觀察。建立模型是用畫圖、列表等表現(xiàn)手段來顯示事物或過程，能夠描述事物活動的規(guī)律?！敬鸢浮緼5．下列屬于科學思維中的建立模型過程的是()A．將化石按年代排放B．開會提出研究的設想C．繪制生態(tài)系統(tǒng)組成示意圖D．達爾文發(fā)現(xiàn)甲蟲無翅或翅不發(fā)達【答案】C課堂小結：網(wǎng)絡構建核心回扣1.發(fā)達國家人口少，產糧多；發(fā)展中國家人口多，產糧少。2.我國糧食問題產生的原因主要是：人口快速增長、資源短缺和環(huán)境惡化等。3.現(xiàn)代農業(yè)生物技術誕生的標志是轉基因植物的培育成功。4.轉基因作物可以提高作物的品質、抗逆性。5.轉基因作物可以減少農藥和化肥的使用，有利于環(huán)境保護。6.科學思維的基本過程是：觀察→推理→分類→建立模型→交流。學業(yè)分層測評(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．(2023·南京高一期末)下列關于糧食問題的敘述中，正確的是()【導學號：21920000】A．經濟發(fā)達國家不存在糧食問題B．凡是人口多的國家，人均糧食產量就少C．人口眾多的發(fā)展中國家是世界糧食匱乏的地區(qū)D．糧食問題的產生是由于糧食總產量不足造成的【解析】生產不均是糧食問題的主要原因?！敬鸢浮緾2．轉基因西紅柿使普通西紅柿的保存期從4天增加到4個月，產量從75000kg/hm2提高到90000kg/hm2，這說明()A．轉基因產品都能實現(xiàn)高產B．轉基因科學研究取得了質的飛躍C．高科技都與人們的生活密切相關D．生物技術孕育了高產優(yōu)質蔬菜【答案】D3．我國北方具有大面積的平原，是糧食的重要生產基地，但氣溫普遍較低，糧食作物經常遭受凍害。要提高糧食產量，可以采取的措施是()A．將農作物引入溫室種植B．將北方農作物與野生抗寒植物雜交培育抗寒新品種C．用不同混合物雜交育種D．尋找抗寒基因培育轉基因農作物【解析】將抗寒基因通過基因工程導入農作物體內培育出含有抗寒基因的農作物，可以解決糧食作物遭受凍害的問題。【答案】D4．到2050年，按16億人口人均年消費糧食600kg計算，中國共需糧食億噸，需要每公頃產糧約噸，也就是說，到2050年中國糧食單產同現(xiàn)在相比需要提高約倍才行。這個事實說明()A．達到這些指標是相當困難的B．控制人口和保護耕地，對中國人民的生存和發(fā)展具有十分重要的意義C．2050年中國糧食單產將會同步提高D．2050年中國糧食需要大量進口【解析】控制人口、保護耕地、提高單位面積產量，是我國解決糧食問題的主要措施。【答案】B5．(2023·安康高一期末)世界上增加糧食生產的重要途徑有()A．大量開墾荒地，擴大耕地面積B．擴大水澆地面積，提高復種指數(shù)C．減少經濟作物播種面積，改種糧食D．發(fā)展農業(yè)技術，提高糧食單位面積產量【解析】世界糧食問題的解決途徑主要有：改變落后的社會制度和生產關系，發(fā)展農業(yè)技術來增產糧食；有計劃地控制人口增長；建立公平合理的國際經濟新秩序?！敬鸢浮緿6．(2023·平頂山高一檢測)菲律賓國際水稻研究所正通過轉基因技術培育“金大米”(富含胡蘿卜素)。對此解釋正確的是()A．購買價格非常昂貴，所以稱“金大米”B．富含β胡蘿卜素，呈金黃色C．已大面積推廣種植D．與普通大米無本質區(qū)別【解析】“金大米”因富含β胡蘿卜素而呈金黃色?！敖鸫竺住睂俎D基因作物，正在培育中，尚未大面積推廣種植，它與普通大米有明顯區(qū)別?！敬鸢浮緽7．下列關于推理研究的有關說法中，錯誤的是()A．推理是根據(jù)現(xiàn)象提出合理的假設過程B．通過推理所得結論必須是完全正確的C．推理過程必須符合基本的邏輯關系D．通過對現(xiàn)象的推理可得出多種結論【解析】推理是對觀察到的現(xiàn)象所作出的解釋，是一種合理的假設。由推理所得到的推論可能是正確的，也可能是錯誤的，這需要通過實驗加以驗證?！敬鸢浮緽8．2023年1月份我國食品價格統(tǒng)計分析表明：轉基因作物為原料生產的食品價格遠低于非轉基因作物。關于原因的分析正確的是()A．轉基因作物改善了作物的品質B．轉基因作物的抗逆性強C．轉基因作物可能存在安全性問題D．轉基因作物生產成本低、產量高【解析】轉基因農作物具有抗逆性強、產量高、品質優(yōu)等優(yōu)點，轉基因作物制造的食品生產成本低，所以價格降低?！敬鸢浮緿9．下列對觀察的表述，不正確的是()A．當你用一種或多種感官去收集有關信息時，就是在觀察B．觀察和思維活動是緊密結合的C．通過觀察得到的信息稱之為證據(jù)或數(shù)據(jù)D．觀察不能借助其他儀器設備的幫助，否則就不叫觀察【解析】科學觀察是指有目的、有計劃地和思維活動緊密結合的考察研究方法。觀察通常需借助各種儀器設備，要求必須真實、準確，即必須如實地反映所感知的事物。我們平時用一種或多種感官收集相關信息時，就是在觀察，而通過觀察得到的信息稱之為證據(jù)或數(shù)據(jù)?！敬鸢浮緿10．某生物興趣小組的同學進行野外調查(調查河岸邊螞蟻的分布情況)，下表是他們的調查結果與結論：區(qū)域小組編號螞蟻洞口數(shù)(個)進出洞螞蟻數(shù)(只/5′)結論近水區(qū)1312螞蟻分布較稀22931114210遠水區(qū)5525螞蟻分布較密673074288621請回答下列問題：(1)表中數(shù)據(jù)是通過科學思維過程中的________過程獲得的。(2)一位同學根據(jù)5分鐘進出洞螞蟻的數(shù)量，對螞蟻“家族”的大小進行排序。這體現(xiàn)了科學思維過程的________和________。(3)結論的得出體現(xiàn)了同學們對實驗數(shù)據(jù)的分析過程，屬于科學思維過程中的________?！窘馕觥?1)實驗數(shù)據(jù)的獲取是對實驗現(xiàn)象觀察和記錄所得。(2)每個螞蟻“家族”個體數(shù)的多少是通過每5分鐘進出洞的螞蟻數(shù)推出的，是推理過程；對螞蟻“家族”排序屬于分類過程。(3)通過分析實驗現(xiàn)象得出實驗結論的過程屬于推理?！敬鸢浮?1)觀察(2)推理分類(3)推理[能力提升]11．蘇云金芽孢桿菌是一種對昆蟲有致病作用的細菌，其殺蟲活性物質主要是一類伴孢晶體蛋白。某農作物細胞在生長過程中也能產生伴孢晶體蛋白，該農作物是()A．能抗除草劑的轉基因農作物B．通過雜交得到的農作物C．被蘇云金芽孢桿菌感染的農作物D．能抗蟲的轉基因農作物【解析】伴孢晶體蛋白是由蘇云金芽孢桿菌產生的，它對昆蟲有致病作用。該農作物由于轉入了蘇云金芽孢桿菌產生了伴孢晶體蛋白的基因，所以能抗蟲?！敬鸢浮緿12．(2023·蘇大附中高一期末檢測)下列關于科學思維的基本過程說法錯誤的是()A．觀察必須如實地反映所感知的事物B．推論不一定完全正確C．建立模型能幫助人們理解無法直接觀察到的事物D．根據(jù)不同點將事物劃分為較大的不同類群，再根據(jù)相同點將事物劃分為較小類群【解析】科學家通常通過比較，識別出事物之間的異同點，根據(jù)共同點將事物劃分為較大的不同類群，再根據(jù)差異點將事物劃分為較小的類群?！敬鸢浮緿13．根據(jù)達爾文的自然選擇學說判斷下列敘述正確的是()A．野兔的保護色和鷹銳利的目光是它們相互選擇的結果B．長頸鹿經常努力伸長頸和前肢去吃高處的樹葉，因此頸和前肢都變得很長C．樺尺蠖工業(yè)黑化現(xiàn)象是因為受煙煤污染而被熏黑的D．北極熊為了適應冰天雪地的環(huán)境，所以它們都能定向地產生白色的變異【解析】B、D兩項強調了變異是定向的，C項強調變異是環(huán)境影響的，不是生物自身的變異。【答案】A14．(2023·淮安高一檢測)目前，轉基因技術已廣泛應用于農業(yè)，轉基因食品已近在咫尺，甚至已上了我們的餐桌。有一種芽孢菌能產生毒素殺死玉米的害蟲——螟蛾，科學家將控制這一毒素合成的基因(Bt毒蛋白基因)導入玉米體內，培養(yǎng)出了具有抗蟲能力的玉米——Bt轉基因玉米。研究人員將“Bt轉基因玉米”的花粉撒在苦萵苣菜葉上，然后蝴蝶幼蟲啃食這些菜葉，4天之后，有44%的蝴蝶幼蟲死亡；而另一組啃食撒有普通玉米花粉的菜葉蝴蝶幼蟲，其死亡率沒有明顯升高。請分析上述材料后完成下列問題。(1)你認為蝴蝶幼蟲啃食撒有Bt轉基因玉米花粉的菜葉造成死亡的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)我國相關機構已經明確規(guī)定，凡是由轉基因農作物生產的產品在其包裝上必須注明是轉基因產品，并注明此產品是否含有轉基因成分。這里講的“轉基因成分”是指__________________________等。(3)生產上運用化學殺蟲劑殺蟲，常導致害蟲再度大爆發(fā)，除因產生抗藥性外，生態(tài)學原因還有__________________等。(4)種植能抗螟蛾的抗蟲玉米即Bt轉基因玉米，生態(tài)效益顯著。有人認為抗蟲玉米就是無蟲玉米，不必防治害蟲。你是否贊成這種說法？并說明理由。__________________________________________________________________________________________________________________________________【答案】(1)Bt毒蛋白基因在花粉細胞中得到了表達，合成了使蝴蝶幼蟲致死的毒素(2)由轉基因農作物的外源基因控制合成的物質(3)害蟲的天敵大量死亡(4)不贊成?？瓜x玉米只能夠抵抗某一種害蟲，并不能抵抗所有的害蟲。15．某同學在培養(yǎng)金黃色葡萄球菌時，培養(yǎng)基上污染了青霉菌，在青霉菌周圍的金黃色葡萄球菌都被殺死了。有關此現(xiàn)象的產生，有人提出了化學拮抗的觀點，即青霉菌產生一種化學物質抑制了金黃色葡萄球菌的生長繁殖。試設計實驗探究青霉菌與金黃色葡萄球菌之間是否存在這種關系。你的實驗假設是：________________________________________________。主要實