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1生物科学和我们1.说出解决粮食问题的重要性。(重点)2.举例说出现代农业生物技术的重要性。(难点)3．概述科学思维的基本过程。(难点)一、阅读教材P2～3完成人类面临的问题之一：粮食问题1．二战后世界粮食状况(1)总体状况：粮食生产的增长速度快于人口的增长速度，世界人均粮食产量稳步增长。(2)世界粮食存在产消不平衡性：占世界人口3/4的发展中国家生产的粮食与占世界人口1/4的发达国家生产的粮食总量相差无几。(3)发展中国家的粮食问题：发展中国家的人口增长速度过快，导致粮食问题日益严重。2．我国的粮食生产成就及面临问题(1)成就：用仅占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口。(2)问题：人口的迅速增长、资源短缺以及环境恶化等原因，我国的粮食生产及人民的生活环境面临严峻的考验。3．生物科学与技术在现代农业中的应用——转基因技术的发展(1)1993年世界首例转基因产品——延熟保鲜番茄在美国批准上市。(2)我国转基因技术的发展：“七五”计划结束时，我国获得了抗虫烟草等转基因植物；“八五”计划期间，获得了抗病毒、抗细菌、抗盐碱、抗虫、抗除草剂等转基因植物，转基因技术得到了更大的发展；“九五”计划期间又获得一批具有自主知识产权的新基因(如水稻耐寒、耐盐碱等相关基因)，并已初步获得抗病、抗虫或改良品质的转基因水稻、玉米、烟草以及花卉等。二、阅读教材P4～5分析像科学家一样思考：科学思维1．观察：指有目的、有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法。观察通常需要借助各种仪器设备。2．推理：就是对观察到的现象做出解释。3．分类：指把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法。4．建立模型：用来显示事物或过程的表现手段，如画图、列表等。5．交流：就是与他人交换看法、分享信息的过程。判一判(1)由于全球人口的过速增长，世界人均粮食产量呈现下降趋势。(×)2(2)2000年我国粮食减产的主要原因之一是严重的病虫害。(×)(3)我国粮食生产以及人民的生活环境正面临着严峻的考验。(√)(4)目前随着转基因生物技术的应用，世界上已经解决了粮食问题。(×)连一连我国粮食短缺的原因及应对措施由于发展中国家的人口增长速度过快，粮食问题日益严重。探究1完成下列有关二战后世界粮食生产状况发达国家发展中国家人口占世界人口1/4占世界人口3/4粮食产量占世界的1/2占世界的1/2特点人均产粮多、消费少人均产粮少、消费多探究2结合下面的材料分析粮食减产的原因(1)我国的粮食价格自1996年以后连续几年持续下降，农民种粮积极性下降，大幅度减少粮食生产；由于过度种植、化学农药的大量投入，导致土壤板结，酸化、盐渍化增加，防旱排涝能力差等，耕地土壤质量持续下降。从材料可以推知，粮食减产的原因之一是粮食价格和粮食单产水平下降。(2)据报道，2000年全国受旱灾面积超过2.7×107hm2，涉及20多个省、市、自治区，干旱范围之广，持续时间之长，灾害程度之重，都非常罕见。材料说明粮食减产的原因之二是干旱造成的自然灾害。(3)遥感监测的资料表明，仅1986～1995年的10年中，我国耕地面积就减少了约5×106hm2。材料说明粮食减产的原因之三是耕地面积的减少。1．掌握我国粮食短缺的原因32．归纳分析应对粮食危机的现实措施(1)实行计划生育，控制人口增长。(2)保护和治理环境，防止环境恶化。(3)减少建筑用地，保护耕地面积。(4)培育和推广转基因作物。突破1我国通过转基因技术应对粮食危机1．下列有关我国通过转基因生物来弥补粮食问题的说法，不正确的是()A．科学家可以把某个基因从生物体中分离出来，然后植入另一种生物体内B．北极鱼体内的某个基因有防冻作用，科学家将它取出，植入西红柿里，于是就制造出了耐寒的新品种西红柿C．我国在“七五”计划期间获得了抗病毒、抗细菌、抗盐碱等转基因植物D．迄今为止，转基因粮食、蔬菜、水果均有培育并已投入市场解析：选C。转基因生物，就是利用转基因技术，人为地将某些生物的基因转移到其他生物中去，通过改造生物的遗传物质，使其在营养品质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变，以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是转基因食品。从理论上讲，通过这种手段，人们可以按照自己的意愿得到所需要的食品。例如，将抗病虫害、抗除草剂等基因转入农作物，就可以获得具有相应基因的品种。我国在“八五”计划期间获得了抗病毒、抗细菌、抗盐碱等转基因植物。转基因技术的含义是利用分子生物学技术，将某种生物的基因转移到其他生物中，改造生物的遗传物质，使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变的一项现代生物技术。突破2世界的粮食问题2．根据下表进行比较分析，回答有关世界的粮食问题：占世界人口的百分比(%)占世界粮食产量的百分比(%)人均年产粮食量(千克)人均消费量(千克)发达国家26517265404发展中国家7449243230(1)从表中可以看出，发达国家和发展中国家在粮食生产和________方面极不平衡，因而出现了当今世界的________问题。(2)这个问题的产生并不是由于________________，而是粮食地区生产的________，是发达国家与发展中国家之间存在的旧的经济秩序还没有彻底改变，是发展中国家的粮食生产还比较________，国家比较________，人口又________等原因造成的。(3)解决这个问题的途径，除发展农业技术、努力增加粮食产量外，还必须有计划地控制________和建立公平合理的______________。(4)发展中国家增加粮食产量的着眼点必须放在提高现有耕地的___________上。解析：分析表格，发达国家人口所占比例少，粮食产量所占比例并不少(一半稍多)，故人均年产粮食量较高，消费水平低，发展中国家则相反，从而体现了粮食生产及消费水平的不平衡。要解决这个问题，一方面要建立公平合理的国际经济新秩序，控制发展中国家的人口增长，另一方面要大力发展农业技术，提高粮食产量。答案：(1)消费粮食(2)粮食总产量不足不平衡落后贫困增长过快(3)人口增长国际经济新秩序(4)单位面积产量科学思维的基本过程了解科学家的思维过程，像科学家一样进行科学思维，是我们学习生物科学的目标之一。结合教材P4～5内容完成以下探究。观察定义：是指有目的、有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法，通过观察得到的信息称之为证据或数据要求：①有目的、有计划；②真实、准确；③通常要借助于仪器设备推理定义：当你对观察到的现象做出解释时，就是在进行推理，或作出推论特点：不一定完全正确，它只是对现象的多种可能解释中的一种分类定义：把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法方法：通过比较，识别出事物之间的异同点，根据共同点将事物划分为较大的不同类群，再根据差异点将事物划分为较小的类群5建立模型定义：用来显示事物或过程的表现手段，如画图、列表等意义：能帮助人们理解无法直接观察到的事物交流定义：就是与他人交换看法、分享信息的过程意义：通过交流来了解彼此的研究成果和想法等，并进一步激励人们去思考和研究“每一项观察都是科学思维的第一步”这种说法准确吗？提示：不准确。当你用一种或多种感官去收集有关信息时，就是在观察。而科学的观察是指有目的、有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法。观察―→推理―→分类―→建立模型―→交流1．在生物科学中，观察方法主要应用于以下几个方面(1)在无法对生物体进行改变和控制的情况下，要获得这类生物所反映的真实现象必须用观察法。例如：野生动植物的考察、古生物研究、生物分类和生态学研究等。(2)在不允许对生物体加以干扰破坏或变化的情况下进行的研究，必须运用生物学观察法。例如：病理学中动物、植物、人类病理现象的研究。(3)在某些以直接记录和描述生物现象为基本前提的生物学分支学科中，必须用观察法。例如：动植物形态学、昆虫和微生物分类学、仿生学等，均需对研究对象的形态、特征进行描述、记录，因而也离不开观察。2．推理也叫推论，是对观察到的现象做出解释。推论不一定完全正确，一种现象可能有多种推论。归纳法是人们用来发现新知识的一种重要的推理方法，它能帮助人们在大量观察实验的基础上，从认识个别和特殊的事实中，逐步扩大到认识普遍事物的一般规律，从众多的事实中找出普遍的特征。施旺自己把细胞学说的提出过程总结为采用了归纳的方法，即从大量的动物细胞和植物细胞及其组成成分的感性材料向细胞学说认识上的飞跃。3．分类是一种逻辑方法。通过比较，识别出事物之间的异同点，然后根据异同点的大小划分类群，其实是一种鉴别、归类的方法。4．建立模型(1)模型舍去了原型的一些次要的细节、非本质的联系，以简化和理想化的形式去再现原型的各种复杂结构、功能和联系，是连接理论和应用的桥梁。原型(研究对象)←―――抽象化―――→解释模型←―――证明―――→具体化理论6(2)建立模型的方法可以分为三大类①物理模型方法：用实物代替原物进行研究的方法叫做物理模型方法。②想象模型方法：用想象的抽象物代替原型进行研究的方法叫做想象模型方法。这种模型是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的，使对象简化便于研究。③数学模型方法：用符号、公式、图像等数学语言表现生物学现象、特征和状况的方法称为生物学数学模型方法。5．交流就是与他人交换看法、分享信息的过程，这是实现资源共享，使科学研究少走弯路的有效途径。1．下列对观察的表述，不正确的是()A．当你用一种或多种感官去收集有关信息时，就是在观察B．观察和思维活动是紧密结合的C．通过观察得到的信息称之为证据或数据D．观察不能借助其他仪器设备的帮助，否则就不叫观察解析：选D。科学观察是指有目的、有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法。通常需借助各种仪器设备，要求必须真实、准确，即必须如实地反映所感知的事物。我们平时用一种或多种感官收集相关信息时，就是在观察，而通过观察得到的信息称之为证据或数据。观察的类型和常用方法观察类型定性观察用文字或术语而不是用数字进行描述，包括对颜色、形态、气味等变量的客观性描述定量观察通过对变量的计数或测量而得到的数值，通常需要使用一些仪器观察方法顺序观察一般来说，生物学中的观察要遵循由表及里、由上到下、从前到后、从整体到局部的原则对比观察通过对比观察来发现事物之间的区别和联系，从而达到同中求异、异中求同2．某同学将100mL酵母菌溶液放在适宜的温度下培养，并且于相同时间间隔先后等量均匀地取样5次，分别测定样品中酵母菌的数量和pH，结果如表：样品酵母菌数量(个/mm3)pH18205.4210005.0312104.8412103.7757603.1根据以上数据回答下列问题：(1)表中所示数据为________(填科学思维过程)的结果。(2)以另一种建模方式表示酵母菌的动态变化过程。(3)从以上建模过程中，你能得出怎样的结论？(时间与酵母菌数量关系)解析：数据是观察得到的信息，建模是显示事物或过程的表现手段，如画图、列表等。建立模型有利于人们由现象到本质的认识的飞跃，根据题表中的数据我们可以采取坐标系展示酵母菌数量的动态变化过程及周围环境pH的动态变化过程。当培养条件适宜时，酵母菌会增殖，而酵母菌在生长繁殖过程中也会产生一些代谢产物影响环境条件。由于空间和营养有限，当酵母菌数量过多时会导致种内斗争激烈而数量不再增加，甚至一段时间后数量会下降，酵母菌的生长和繁殖需要适宜的pH。答案：(1)观察(2)如下图所示(3)在一定时间内酵母菌数量增加，超过一定时间，酵母菌数量反而下降。核心知识小结[网络构建][关键语句]1.发达国家人均产粮多．、消费少．。2.发展中国家的人口增长速度快．，粮食问题日益严重。3.我国人口增长迅速、资源短缺和环境恶化．．．．等原因导致面临严峻的粮食问题。4.现代农业生物技术的发展带来了一定的经济效益、社会效益．．．．和生态效益．．．．。5.观察是指有目的、有计划地和思维活动．．．．紧密结合的考察研究方法。6.把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法称为分类．