第二節(jié)生物科學(xué)的學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.列舉說出一個(gè)科學(xué)研究的事例2．了解病毒研究的歷程能力目標(biāo)：1.概述科學(xué)家探究的基本過程2．學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)例總結(jié)科學(xué)家探究的基本過程情感目標(biāo)：1.通過本節(jié)學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣和探究愿望課標(biāo)領(lǐng)航2．通過學(xué)習(xí)科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的事實(shí)，使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)探究工作的復(fù)雜性、艱巨性和嚴(yán)謹(jǐn)性，領(lǐng)悟出科學(xué)探究的基本過程，進(jìn)而充分發(fā)展學(xué)生的觀察力、思維力、想像力和創(chuàng)造力等，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和科學(xué)探究能力，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力情景導(dǎo)引席卷全球的可怕的瘟疫——甲流感的病原體H1N1是一種病毒，其危害程度比上一世紀(jì)初的大流感爆發(fā)要小的多。病毒是如何被人類發(fā)現(xiàn)和征服的？科學(xué)探究的過程又是怎樣的？

核心要點(diǎn)突破實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新知能過關(guān)演練第二節(jié)基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理一、科學(xué)家不斷研究：征服致病病毒路漫漫1．伊凡諾夫斯基的煙草實(shí)驗(yàn)伊凡諾夫斯基在發(fā)現(xiàn)病毒的過程中提出的問題是“世界上是不是存在一類比_________________”；作出的假設(shè)是“該病也可能是由_______引起的”；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的變量是“對患病煙草葉片______是否過濾”；設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是____________，即分別用過濾后的濾液和未過濾的葉片漿液去侵染健康的煙草植株，同時(shí)注意除變量外的其余因子都應(yīng)始終____________。細(xì)菌還小的生物細(xì)菌漿液控制變量保持不變2．伊凡諾夫斯基的創(chuàng)新之處伊凡諾夫斯基在多次采用常規(guī)的顯微鏡觀察未發(fā)現(xiàn)病原菌的情況下，采用了一種非常精密的過濾器(濾孔比細(xì)菌還要小)過濾患病煙草葉片漿液，目的是除去患病煙草葉片漿液中的_________。思考感悟以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，如艾滋病病毒，很難研制出疫苗來進(jìn)行預(yù)防的原因是什么？【提示】

RNA是單鏈結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定易發(fā)生基因突變。病原菌二、科學(xué)探究的基本過程收集證據(jù)作出假設(shè)觀察驗(yàn)證假設(shè)實(shí)施實(shí)驗(yàn)按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟是否支持假設(shè)表格曲線圖重復(fù)實(shí)驗(yàn)核心要點(diǎn)突破病毒的發(fā)現(xiàn)1．伊凡諾夫斯基發(fā)現(xiàn)煙草花葉病毒伊凡諾夫斯基的發(fā)現(xiàn)：能引起煙草花葉病的病原體是一種濾過性病毒，簡稱病毒。其發(fā)現(xiàn)過程如下：2．伊凡諾夫斯基在“煙草的怪病”研究中是如何提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)變量和對照實(shí)驗(yàn)的第一輪探索：1892年，俄國發(fā)生煙草花葉病，提出問題(病因是什么？)→作出假設(shè)(猜想病原體一定是某種細(xì)菌)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(把患病煙草葉片磨碎，放在顯微鏡下觀察，尋找細(xì)菌)→實(shí)施實(shí)驗(yàn)(顯微鏡下觀察)→分析證據(jù)(沒有找到細(xì)菌，沒有獲取到證據(jù))。第二輪探索：實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新→換一種實(shí)驗(yàn)方法獲取證據(jù)(用一種非常精密的過濾器過濾患病煙草葉片的漿液，然后再去侵染煙草)→實(shí)施實(shí)驗(yàn)(煙草仍患病)。第三輪探索：提出新問題(世界上是不是存在一類比細(xì)菌還小的生物呢？)→通過探索發(fā)現(xiàn)了比細(xì)菌還小的、能引起煙草花葉病的病原體(濾過性病毒)。例1(2011年新疆昌吉高二檢測)伊凡諾夫斯基發(fā)現(xiàn)病毒的過程是從研究煙草花葉病的過程中發(fā)現(xiàn)的，其實(shí)驗(yàn)步驟有如下各步組成，順序正確的是(

)①假設(shè)病原體是某種細(xì)菌②假設(shè)病原體是由某種細(xì)菌釋放的毒素引起的③假設(shè)病原體是比細(xì)菌還要小的生物，可以通過過濾性的細(xì)孔④把患病葉片磨碎，顯微觀察，始終沒有觀察到病原菌⑤一代一代接種，毒素致病作用應(yīng)該越來越小，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果不支持⑥實(shí)驗(yàn)證明存在能通過過濾性細(xì)孔，比細(xì)菌還小，能引起煙草花葉病的病原體，并把這種致病因子叫做濾過性病毒A．①②③④⑤⑥B．①④②⑤③⑥C．①③⑤②④⑥D(zhuǎn)．①⑤②⑥③④【嘗試解答】

B【解析】

①、②、

③是三個(gè)假設(shè)，其中伊凡諾夫斯基在考察患病煙草地后，首先作出的假設(shè)是①，接著④進(jìn)行觀察，沒有發(fā)現(xiàn)病原菌，說明①假設(shè)是錯(cuò)誤的，重新作假設(shè)②，做實(shí)驗(yàn)并沒有得到驗(yàn)證(即⑤)，再作③假設(shè)，從而得出結(jié)論⑥。

跟蹤訓(xùn)練為證明煙草花葉病是由病毒引起而非細(xì)菌引起的，伊凡諾夫斯基采取了什么重要舉措(

)A．使用顯微鏡觀察B．磨碎葉片，提取漿液C．使用精密的過濾器D．設(shè)計(jì)了對照實(shí)驗(yàn)解析：選C。煙草花葉病是由病毒引起而非細(xì)菌引起的，伊凡諾夫斯基使用精密的過濾器過濾患病煙草葉片漿液，能夠?yàn)V過比細(xì)菌小的物質(zhì)。科學(xué)研究的基本過程1．提出問題科學(xué)研究是從提出一個(gè)科學(xué)探究的問題開始的。科學(xué)探究的問題是指能夠通過收集證據(jù)而回答的問題。2．作出假設(shè)假設(shè)是對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測，是對問題作出的嘗試性解釋；假設(shè)必須以已有的知識、既往的經(jīng)驗(yàn)或證據(jù)為依據(jù)；假設(shè)的真實(shí)性能夠被檢驗(yàn)；假設(shè)通常采用“如果……那么……”的句式陳述。3．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證假設(shè)。(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容是控制變量。變量是指實(shí)驗(yàn)中可以變化的因子，其中人為改變的因子稱為調(diào)節(jié)變量，隨著調(diào)節(jié)變量變化而變化的因子稱為應(yīng)變量。應(yīng)變量是為了得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而需要觀察或測量的指標(biāo)。設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，即除單因子變量外，其他因素保持不變的實(shí)驗(yàn)組合。(3)必要時(shí)，設(shè)置平行重復(fù)的實(shí)驗(yàn)。(4)確定實(shí)驗(yàn)步驟要完整、有序、可操作。(5)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是實(shí)驗(yàn)的起始步驟；控制變量的方法步驟是主要方面；觀察和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是終結(jié)。4．實(shí)施實(shí)驗(yàn)實(shí)施實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要階段之一。按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并細(xì)致而客觀地收集實(shí)驗(yàn)中觀察到的各種現(xiàn)象和測量到的數(shù)據(jù)。有時(shí)需要重復(fù)實(shí)驗(yàn)以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。5．分析證據(jù)搜集足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是科學(xué)研究的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。(1)數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)觀察和測量結(jié)果的統(tǒng)稱。(2)測量必須依照國際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位。(3)描述和繪圖是搜集數(shù)據(jù)的主要方法。(4)數(shù)據(jù)記錄在事先準(zhǔn)備的表格中。6．得出結(jié)論(1)結(jié)論就是對實(shí)驗(yàn)研究所得的總結(jié)。(2)進(jìn)行交流評價(jià)，就是與他人交換看法、分享信息的過程。羅伯特·科赫(RobertKoch,1843～1910)是一名內(nèi)科醫(yī)生，我們今天的許多培養(yǎng)、染色、滅菌和處理細(xì)菌的技術(shù)都是他設(shè)計(jì)的。他第一次應(yīng)用動(dòng)物膠作為固體培養(yǎng)基，從而使分離和培養(yǎng)純種細(xì)菌成為可能。1881年，他第一個(gè)發(fā)現(xiàn)了人類結(jié)核桿菌?？坪詹捎靡欢ǖ牟襟E來鑒定細(xì)菌，這個(gè)程序是用來證明一種疾病是由特定的細(xì)菌引起的，叫科赫原理。其步驟包括：①注入細(xì)菌以產(chǎn)生同原來一樣的疾??；②從許多病例中分離到同樣的細(xì)菌；③從感染的動(dòng)物體得到同原來一樣的細(xì)菌；④將這種細(xì)菌進(jìn)行純培養(yǎng)。以上步驟正確的順序是(

)例2A．①→④→②→③B．①→②→③→④C．②→④→①→③D．②→①→④→③【嘗試解答】

C【解析】這是一道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，考查能否用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)思想方法對生物學(xué)事實(shí)進(jìn)行簡單的驗(yàn)證和分析的能力。實(shí)驗(yàn)中得到目的細(xì)菌后需要進(jìn)一步驗(yàn)證，要培養(yǎng)該細(xì)菌，注入實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中看能否產(chǎn)生同樣的疾病，獲得同樣的細(xì)菌。跟蹤訓(xùn)練(2011年陜西渭南高二檢測)下面是最早發(fā)現(xiàn)抗生素——青霉素的弗萊明先生所進(jìn)行的探索過程。觀察及對問題的認(rèn)識：培養(yǎng)細(xì)菌的培養(yǎng)基中偶然生出青霉菌，在其周圍的細(xì)菌沒有生長。為什么出現(xiàn)這種現(xiàn)象？假設(shè)：_______________________________________。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：把青霉菌放在培養(yǎng)液中培養(yǎng)后，觀察這些培養(yǎng)液對細(xì)菌生長的影響。結(jié)果：培養(yǎng)液阻止了細(xì)菌的生長和繁殖。結(jié)論：青霉菌可產(chǎn)生一種阻止細(xì)菌繁殖的物質(zhì)。弗萊明在持續(xù)的研究中分離出了這種物質(zhì)，分析出它的特征并將之命名為青霉素。據(jù)上述探索過程，請回答下列問題：(1)作為這一實(shí)驗(yàn)的假設(shè)，下列最為恰當(dāng)?shù)氖?

)A．青霉菌能產(chǎn)生有利于人類的物質(zhì)B．青霉菌污染了細(xì)菌生長的培養(yǎng)基C．青霉菌可能產(chǎn)生了有利于細(xì)菌繁殖的物質(zhì)D．青霉菌可能產(chǎn)生了不利于細(xì)菌繁殖的物質(zhì)(2)為了證明青霉素確實(shí)由青霉菌產(chǎn)生而不是培養(yǎng)液和培養(yǎng)基產(chǎn)生的，則應(yīng)進(jìn)一步設(shè)計(jì)________實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)方法是：

___________________。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：________________________，則能充分證明青霉菌確實(shí)能產(chǎn)生可阻止細(xì)菌繁殖的物質(zhì)。解析：探究的第一步觀察現(xiàn)象提出具有研究性的問題是進(jìn)行科學(xué)。對于所作的假設(shè)正確性的檢驗(yàn)，需通過實(shí)驗(yàn)來完成，通過安排對照實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可靠性。答案：(1)D

(2)對照把沒有放青霉菌的培養(yǎng)液加入培養(yǎng)基中，觀察對細(xì)菌的影響細(xì)菌正常生長實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中變量的控制為了研究陽光對大豆發(fā)芽的影響，張華同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在①和②兩個(gè)花盆中種了大豆，并對陽光、溫度、水加以控制(見下表)。王明同學(xué)看了設(shè)計(jì)后提出了下列意見，其中正確的是(

)花盆陽光溫度水①向陽處20℃充足②暗室20℃不充足A.兩個(gè)花盆都應(yīng)放在向陽處B．兩個(gè)花盆的溫度都應(yīng)維持在0℃C．兩個(gè)花盆都應(yīng)保持充足的水分D．兩個(gè)花盆都應(yīng)放在暗室中【解析】選C。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)組和對照組的處理，應(yīng)按照“單一變量原則”，只能有一項(xiàng)條件不同于其他條件。研究陽光對大豆發(fā)芽的影響，陽光是變量，應(yīng)控制兩個(gè)花盆都保證充足的水分，并且溫度保持適宜、一致。【實(shí)驗(yàn)鏈接】

實(shí)驗(yàn)的單一變量原則