必修二身邊的生物科學和學習過程

必修二身邊的生物科學和學習過程課件第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日

根據(jù)聯(lián)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(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術基因工程第二次世界大戰(zhàn)后,糧食生產(chǎn)的增長速度快于人口的增長速度,世界人均糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)增長趨勢。由于發(fā)展中國家的人口增長速度過快，缺乏問題日益嚴重。第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日

人類面臨的問題之一

——糧食問題

發(fā)達國家發(fā)展中國家人數(shù)

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3/4糧食產(chǎn)量1/21/2

第二次世界大戰(zhàn)后，世界人均糧食產(chǎn)量呈現(xiàn)增長趨勢。

發(fā)展中國家的人口增長速度過快，糧食問題日益嚴重。第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日原因：人口急劇增長、耕地面積減少等。解決方法：發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術和控制人口。實質(zhì)：并不是糧食總產(chǎn)量不足，而是糧食生產(chǎn)地區(qū)分布不平衡和國家間分配不均。第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀我國是一個農(nóng)業(yè)大國，在近占世界7%的耕地上養(yǎng)活了世界22%的人口。但由于人口的迅速增長、資源短缺和環(huán)境惡化等，我國糧食增長及人類的生活環(huán)境面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。據(jù)測算，2030年，我國人口將達到16億，全國糧食增長將達到7.2×1012-8.0×1012㎏，而那時糧食的產(chǎn)量只能達到5.5×1012-6.0×1012㎏，糧食缺口很大。第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日2000年我國糧食減產(chǎn)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(jù)統(tǒng)計，2000年我國糧食大幅度減產(chǎn)，總產(chǎn)量比去年減產(chǎn)4.5×1011，減產(chǎn)量約占當年的10%，為近20年來減產(chǎn)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第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日

據(jù)報道，2000年全國受災面積超過2.7×107h㎡,涉及20多個省、市、自治區(qū)，干旱范圍只廣，持續(xù)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七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日

我國現(xiàn)有耕地面積約1.3×108h㎡，但人均耕地面積不到世界平均水平的50%。遙感監(jiān)測的資料表明，僅1986-1995年的10年中，我國耕地面積約減少了5×106h㎡。原因之二耕地面積的減少返回第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日威脅人類生存的難題環(huán)境惡化糧食短缺疾病肆虐生物科學和技術資源匱乏第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日生物科學與社會

科學合理地應用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術1983年世界轉基因植物的培育成功標志著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術的誕生。1993年，世界首例轉基因產(chǎn)品—延熟保鮮番茄在美國批準上市。轉基因番茄普通番茄第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日轉基因產(chǎn)品發(fā)展迅速第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日從1995年～2002年的8年間,轉基因作物產(chǎn)品銷售額增長了約56倍。預測世界范圍內(nèi)轉基因作物產(chǎn)業(yè)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(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術的發(fā)展為社會創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟效益。第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日小知識

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術的發(fā)展帶來顯著的社會效益和生態(tài)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十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日全球轉基因作物的銷售額（單位1×109美元）1995年比2002年的轉基因作物銷售額增長了約56倍。第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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?？瓜x和除草劑作物的應用則極大地提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，減少了化學農(nóng)藥對環(huán)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(shù)億貧困人口的健康帶來福音。轉基因作物的優(yōu)勢第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日我國轉基因植物研究現(xiàn)狀我國在“七五”計劃結束時已經(jīng)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(fā)展?！熬盼濉逼陂g又獲得了一批具有自主知識產(chǎn)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(zhì)的轉基因水稻、玉米、煙草以及花卉等。第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日轉基因生物：利用基因工程技術把一種生物體內(nèi)的基因轉移到另一種生物體內(nèi)，這樣得到的生物就是轉基因生物。知識拓展轉基因食品（GeneticallyModifiedFoods，GMF）就是利用現(xiàn)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(zhì)，使其在形狀、營養(yǎng)品質(zhì)、消費品質(zhì)等方面向人們所需要的目標轉變。以轉基因生物為直接食品或為原料加工生產(chǎn)的食品就是“轉基因食品”。

優(yōu)點：1.解決糧食短缺問題。2.減少農(nóng)藥使用，避免環(huán)境污染。3.節(jié)省生產(chǎn)成本，降低食物售價。4.增加食物營養(yǎng)，提高附加價值。5.增加食物種類，提升食物品質(zhì)。6.促進生產(chǎn)效率，帶動相關產(chǎn)業(yè)第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日安全性評估：

對于轉基因食品的安全性，目前國際上沒有統(tǒng)一說法，爭論的重點應在轉基因食物是否會產(chǎn)生毒素、是否可通過DNA蛋白質(zhì)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中增加抵抗力，或產(chǎn)生新的物種，之后一樣有可能會傷害作物。第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日轉基因產(chǎn)品的商品化生產(chǎn)，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(fā)展和應用的前提。設計調(diào)查表，調(diào)查我國公民對轉基因食品的認同度。建議：調(diào)查人群應有廣泛性和代表性。例如，調(diào)查人數(shù)應盡可能地多；可按年齡段或職業(yè)類別分別調(diào)查。第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日圖片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(chuàng)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(xiàn)……圖片2第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日進化理論的創(chuàng)立和完善學習科學思維第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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(zhì)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(chuàng)造的。在自然界里，環(huán)境的影響使生物發(fā)生變異，并且從一個生物類型演變?yōu)榱硪粋€生物類型。生物的器官是用進廢退的。第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日拉馬克的“用進廢退”進化論觀點：

①現(xiàn)在存在的生物是由其他物種變化而來；

②用進廢退：生物體的器官經(jīng)常使用就會變得發(fā)達，而不經(jīng)常使用就會逐漸退化

③獲得性遺傳：生物后天獲得的性狀是可以遺傳的；

④定向變異：生物的變異一定是沿著適應環(huán)境的方向改變的第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日

拉馬克第一次從生物與環(huán)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(chǎn)生提供了一定的理論基礎。但是，由于當時生產(chǎn)水平和科學水平的限制，拉馬克在說明進化原因時，把環(huán)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(jù)的一種推論，并錯誤地認為生物天生具有向上發(fā)展的趨向，以及動物的意志和欲望也在進化中發(fā)生作用。達爾文對他的觀點進行了駁斥。

第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日進化理論→→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(yè)。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(huán)球考察活動。達爾文拉馬克達爾文木村資生

第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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?shù)氐木用瘢郎缴嫠?，采集礦物和動植物標本，挖掘生物化石，發(fā)現(xiàn)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(jīng)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(huán)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

第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日1859年11月達爾文經(jīng)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

第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日自然選擇學說主要內(nèi)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(huán)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(chǎn)生變異的特性。引起變異的根本原因是環(huán)境條件的改變。在生物產(chǎn)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。第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日意義：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(zhì)（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。第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日20世紀60年代以后，隨著分子生物學的發(fā)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

第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日中性學說：認為分子水平上的大多數(shù)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?nèi)恳淮忠淮碾S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(nèi)變異。

第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日拉馬克達爾文木村資生

→→以氨基酸的年置換率計算出的蛋白質(zhì)進化速率（10-9）第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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(fā)現(xiàn)存在無翅或翅不發(fā)達等性狀。得出海風對甲蟲有“選擇”作用的結論。圖片第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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(chǎn)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(xiàn)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三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日學習科學思維→→→→通過分類方法發(fā)現(xiàn)古代生物和現(xiàn)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三十六頁，共四十一