学年高中生物苏教版必修三教学案第一章 生物科学和我们 Word版含答案Word格式.docx

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科学探究

1．提出问题

科学研究是从提出一个科学探究的问题开始的。

科学探究的问题是指能够通过收集证据而回答的问题。

2．作出假设

假设是对实验结果的预测，它也是建立在观察和以往的知识、经验基础上的。

3．设计实验

设计实验的目的是验证假设；

前提依据是学习前人的知识和经验，并掌握实验的基本技能和技术，更重要的是要有创新；

重要内容是控制变量。

4．实施实验

按照实验步骤进行实验，并细致、客观地收集实验中观察到的现象和测量到的数据。

重复实验可以确保数据的可靠性。

5．分析证据

研究实验证据中蕴含的规律或趋势，思考它们说明什么问题，能否支持假设。

常需分类整理相关数据，如绘制成表格、曲线图等。

6．得出结论

作出结论时，应充分评判证据是否支持假说。

在得出最终的结论前，通常需要重复实验多次。

[牛刀小试]

1．判断下列说法的正误

（1）物种绝灭的内在原因是物种特化或功能基因的丧失。

（√）

（2）乱捕滥猎是物种濒危和绝灭的根本原因。

（×

）

（3）大量引进外来物种可遏制生物多样性的丧失。

（4）寻求广泛的国际合作、引进资金技术和先进经验等都有利于保护濒危物种。

（5）病毒是最小的细胞生物、结构简单。

（6）科学研究是从作出科学合理假设开始的。

（7）科学探究过程得出的结论都是与假设完全相吻合的，从而证明假设是正确的。

2．判断下列人类的生产活动，是否既有利于开发和利用野生生物资源，又有利于保护生物多样性

（1）在鄱阳湖湖区围湖造田。

（2）开垦山地。

（3）完全禁止采伐林木。

（4）适时有计划地采伐林木。

（5）适时适量地捕获湖泊中的成鱼。

（6）在繁殖季节捕捞成鱼。

3．1892年，俄国大片烟草发生枯萎腐烂，伊凡诺夫斯基来到疫区，他最初猜想病原体一定是某种细菌。

他的这种猜想立论是科学探究一般过程的哪一步（　　）

A．提出问题　　　　　　　　B．作出假设

C．设计实验D．得出结论

解析：

选B　伊凡诺夫斯基是根据当时的疫情和细菌可以使生物致病这些现象和事实，而对烟草致病生物作出的一种假设。

[重难突破]

一、生物学科实验题的常见题型归类

1．给出实验现象和结果，要求解释实验现象和结果。

2．给出实验步骤、实验结果，要求据此得出实验结论。

3．给出实验目的、实验材料和用具，要求设计实验方案（设计的实验有的是验证性的，有的是探究性的）。

4．评价实验方案的试题，这类试题通常要求指出错误之处，改正或完善实验方案。

5．还有考查实验操作技能的试题。

二、实验设计应遵循的基本原则

1．科学性原则

（1）必须保证实验的设计不出现科学性错误。

（2）实验设计要具有科学思想和科学方法的因素。

2．可行性原则：

可行性原则是指在设计生物学实验时，从实验原理、实验的实施到实验结果的产生，都具有可行性。

3．简便性原则：

设计实验时，要考虑到实验材料应该容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜，实验操作比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短。

4．设置对照原则：

指的是在实验中需设置对照组，与实验组进行对比，以对比显示实验的效果。

通过设置对照实验，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。

（1）空白对照：

指不做实验处理的对照组。

例如，在“生物组织中还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液中加入试剂，而乙试管溶液不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。

（2）自身对照：

指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。

如“植物细胞质壁分离和复原”实验，就是典型的自身对照。

（3）条件对照：

指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。

（4）相互对照：

指不另设对照组，几个实验组相互对照。

5．单因子变量原则和等量性原则

（1）所谓单因子变量原则强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量。

只有这样，当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用。

（2）等量性原则与单因子变量原则是完全统一的，只不过强调的角度不同，单因子变量原则强调的是实验变量的单一性，而等量性原则强调的是除了变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量（即相同），以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。

6．平行重复原则：

平行重复原则要求控制某种因素的变化强度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度。

遵循平行重复原则，目的是为了排除偶然性，使实验结论更加科学、可靠。

[考向聚焦]

[例1]　通过阅读下面的短文，回答问题。

全球各地两栖动物（如青蛙）的数量都在不断减少，其中一个原因是两栖动物栖息地遭到破坏。

沼泽被填充或森林被砍伐都会使该地区的环境由湿润变为干旱，两栖动物一般不能在日照强烈的干旱区域生存，但这并不是问题的症结所在，即使在栖息地未被破坏的区域，两栖动物的数量同样在不断减少。

由于两栖动物的皮肤很薄，卵没有外壳，所以它们对外界环境的变化十分敏感。

如果环境中的有毒物质（如杀虫剂及其他化学物质）污染了水体，将对两栖动物的生活产生不利影响。

水中含有的有毒化学物质可能导致两栖动物成体体质虚弱，两栖动物卵细胞死亡及幼体的畸变。

两栖动物的减少预示着其他动物也正面临着威胁。

环境污染对两栖动物造成危害，最终将影响其他动物，包括人类。

（1）上文提到的两栖动物减少的原因是什么，请简要回答。

________________________________________________________________________。

（2）造成两栖动物减少的主要原因是什么？

（3）为了保护地球上包括两栖动物在内的一切动物，我们人类应该怎么办？

[解析]　由于人类的广泛活动，造成了两栖动物栖息地的减少，而环境污染也会危害两栖动物。

所以应教育人们自觉保护生物，并采取必要的措施实施保护。

[答案]　

（1）栖息地的减少和环境污染　

（2）环境污染　（3）提高人们的环保意识，使人们的一切活动建立在保护环境的基础之上

[例2]　某研究性学习小组在某电镀厂排水口采集重金属污染液1000mL。

利用以下实验材料和器材设计实验，探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。

实验材料和器材：

水稻种子、试管、培养皿、纱布、尺子（100mm）、蒸馏水、恒温光照培养箱（温度设定为28℃，光强度为2000lux）；

（实验材料和器材的数量不限）。

根据给出的实验材料和器材，请设计并完成实验方法和步骤，预测实验结果并作出分析。

（1）方法和步骤：

①用蒸馏水将重金属污染液分别稀释10、102、103、104倍（稀释过程中pH的变化可不考虑），获得4种__________污染液。

②挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，____________________________，每组50粒。

③取5个培养皿，垫上纱布；

其中4个培养皿加入__________，另1个培养皿加入______________作为对照。

④在每个培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子。

⑤将5个培养皿置于恒温光照培养箱中培养；

每天给实验组补充____________________，对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润。

⑥1周后统计各组的发芽率；

用尺子测量幼苗株高（或根长），计算其平均值。

（2）最可能的结果分析：

①污染液浓度对水稻种子萌发的影响：

_____________________________________。

②污染液浓度对水稻幼苗生长的影响：

[解析]　科学探究的基本过程是：

提出问题，作出假设，设计实验，实施实验，分析证据，得出结论。

本题重点考查设计实验的过程，实验设计的重要内容是控制变量，题中的重金属浓度是实验变量，为了保证实验有说服力，一般要设置对照实验。

[答案]　

（1）①不同浓度的　②随机分成5组并编号　③等体积的不同浓度的重金属污染液　等量的蒸馏水　⑤等量的相应浓度重金属污染液　

（2）①不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用，随着浓度的增加，发芽率逐渐降低　②不同浓度的重金属污染液对水稻幼苗的生长均有抑制作用，随着浓度的增加，株高（或根长）逐渐变短

[网络构建]

填充：

①物种特化　②基因功能丧失　③乱捕滥猎④栖息地的破坏和丧失　⑤外来物种的入侵⑥环境污染　⑦提出问题　⑧设计实验⑨分析证据　

[关键语句]

1．物种特化和功能基因的丧失是物种绝灭的内在原因。

2．物种濒危和绝灭的直接原因之一是乱捕滥猎。

3．栖息地的破坏和丧失、外来物种的入侵、环境污染和自然灾害等是物种濒危和绝灭的重要原因。

4．科学探究的基本模式是：

提出问题—作出假设—设计实验—实施实验—分析证据—得出结论。

1．据1990年统计，我国华南沿海地区有13万公顷的马尾松林受到某种原产日本害虫的危害，其主要原因是（　　）

A．喷洒农药、害虫产生了抗药性

B．环境污染，害虫的天敌不能生存

C．外来害虫的入侵、缺少该害虫的天敌

D．过度开采，害虫的天敌不能生存

选C　引起松林害虫泛滥的原因很多，其中经常使用农药，害虫的抗药性增强，害虫天敌被农药杀死等原因都可导致害虫数量增加，危害松林。

但本题是一个实例，其害虫为原产日本的林间害虫，侵入我国后因缺少天敌而泛滥成灾。

2．某科学家到某地进行考察，发现该地区鸟类数量急剧减少，为了查明原因，该科学家要采取的科学研究方法是（　　）

A．调查——分析调查结果——得出结论

B．实地调查——分析可能的原因——初步判断——得出结论

C．观察、提出问题——分析、作出假设——设计、完成实验——分析讨论、得出结论

D．初步分析、作出假设——进行实验、观察验证——进一步分析、得出结论

选C　科学研究的一般过程包括提出问题、作出假设、设计实验、实验实施、分析证据、得出结论。

3．下列生产活动，既有利于开发和利用野生生物资源，又有利于保护生物多样性的是（　　）

①在鄱阳湖区围湖造田　②开垦山地　③完全禁止采伐林木　④适时地有计划地采伐林木　⑤适时适量地捕获湖泊中的成鱼　⑥在繁殖季节捕捞成鱼

A．①②　　　B．②④　　　C．③⑥　　　D．④⑤

选D　围湖造田破坏湖泊生态系统原有的稳定性；

开垦山地破坏山地植被，造成水土流失、使山地荒漠化加重；

保护生物资源并不是完全禁止开发利用，要适时适量地、有计划地利用，既要获得最大利用量，又不影响生物资源的恢复再生。

4．20世纪50年代，由于麻雀取食粮食而被列为“四害”之一，我国发起了全国性的捕杀麻雀