1、生物科学的学习过程,学习目标： 概述科学思维的基本过程.,1.2,图片1,生命是怎样起源的?生物又是如何进化的?这一直是人们孜孜以求并希望解决的问题。人类在探索生命起源和生物进化的过程中已取得了许多重大成就，如创立了进化学说。,生命起源,科学家的科学思维方式在这一过程中也得到了充分的展现,图片2,进化论发展过程的重要人物,拉马克,达尔文,木村资生,一、科学家不断思考:进化理论的创立和完善,1.拉马克:获得性遗传,法国拉马克(Lamarck,17441829)，进化论的创始者。,2.家养动物、栽培植物与野生动植 物存在较大的区别，而这些生物又 是从野生动植物演变过来的。,1.古生物与现代生物既相
2、近又相异；,事实,方法：观察分类比较,观察、思考基础上的推论,“物种不是不变的，更不是上帝创造的。在自然界里，环境的影响使生物发生变异，并且从一种生物类型变成另一种生物类型。生物的器官是用进废退的。”,意义：,开辟了进化理论的先河，为科学进化论的发展铺平了道路。,不足：,受当时科学水平的限制，他对生物进化的解释过于简单化，在很大程度上只是一些猜测，还不能对物种的起源和生物的进化作出科学的论证。,主要思想：,“用进废退”和“获得性遗传”,2.达尔文：自然选择学说,1809年2月12日，达尔文出生在英国的施鲁斯伯里。达尔文从小就热爱大自然，尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。 1831年，达尔文从
3、剑桥大学毕业。同年12月，达尔文以“博物学家”的身份乘坐“贝格尔号” 的海军勘探船，开始了漫长而又艰苦的环球考察活动。,达尔文,贝格尔号,加拉帕戈斯群岛,进化理论,达尔文每到一地总要进行认真的考察研究，采访当地的居民，爬山涉水，采集矿物和动植物标本，挖掘生物化石，发现了许多没有记载的新物种。后来，达尔文又随船横渡太平洋，经过澳大利亚，越过印度洋，绕过好望角，于1836年10月回到英国。这次环球考察历时五年。,图片1,图片2,图片3,达尔文,达尔文观察到的事实举例,例1.在加拉帕戈斯群岛上的地雀,他发现13种地雀物种，分布在不同的岛屿上，而这些地雀又是从南美洲飞来的。由于地理隔离，生活环境发生改
4、变，地雀的形态逐渐发生改变，说明环境的影响使物种发生了分化.,例2.克格伦岛上的昆虫,他发现的550种昆虫，其中有200种昆虫的不适应飞行（无翅或翅不发达），另外的翅非常发达，他解释是善于飞行的甲虫容易被海风吹落在海洋里而被淹死。只有翅非常发达或无翅、翅不发达的甲虫才可能保留下来。,达尔文把这种 保留和淘汰物种的过程称为自然选择。,达尔文（Darwin)，1859年出版了一书，阐明了以自然选择为核心的生物进化论。,方法：,观察、比较、分类 推理 建立模型,自然选择学说主要内容有四点： 1、过度繁殖:过度繁殖是达尔文的自然选择理论的基本条件。达尔文认为，地球上的各种生物普遍具有很强的繁殖能力，都
5、有依照几何比率增长的倾向。 2、生存斗争:生存斗争是达尔文的自然选择学说的中心概念。每个生物在生活过程中必须跟自然环境作斗争、跟同一物种的生物作斗争、跟不同物种的生物作斗争,其中以同一物种的生物之间的斗争最为激烈;并认为在自然界里,各种生物彼此相互影响、相互制约、相互依存. 3、遗传和变异:达尔文认为一切生物都具有产生变异的特性。引起变异的根本原因是环境条件的改变。在生物产生的各种变异中，有的可以遗传，有的不能够遗传。 4、适者生存 ：在生存斗争中，具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下去。反之，具有不利变异的个体，则容易在生存斗争中失败而死亡。,意义 ：科学的解释了 （1）生物进化
6、的原因 （2）生物的多样性和适应性。,不足：自然选择学说对于 （1）遗传和变异的本质 （2）自然选择如何对可遗传的变异起作用的问题不能作出科学的解释。,3.木村资生：分子进化的中性学说,木村资生,20世纪60年代以后，随着分子生物学的发展，日本学者木村资生首先提出了 “中性学说”。他认为：生物进化的主导因素不是自然选择，而是中性突变的随机固定。每种生物的信息大分子都有一定的进化速率。,二、向科学家一样思考：科学思维,1、观察：当你用一种或多种感官去收集有关信息时,就是在观察. 2、推理：当你对观察到的现象作出解释时，就是在进行推理。 3、分类：把某些特征相似事物归类到一起的逻辑方法称为分类。
7、4、建立模型：建立模型是用来显示事物或过程的表示手段。如：画图、列表、文字表述。 5、交流 ：交流就是与他人交换看法、分享信息的过程。,科学思维的基本过程：,学习科学思维,观察,推理,分类,交流,建立模型,达尔文,1、观察,有目的、有计划地和思维活动紧密结合的考察研究方法。,在克格伦岛上观察了550种甲虫，发现存在无翅或翅不发达等性状。得出海风对甲虫有“选择”作用的结论。,图片,长颈鹿的长颈和长的四肢是因为长颈鹿希望吃到高处的树叶而产生“伸长”愿望的结果。 但事实上这种观点并不正确。,拉马克,学习科学思维,2、推理,对观察到的现象做出解释，推论不一定完全正确。,图片,观察,推理,分类,交流,建
8、立模型,学习科学思维,通过分类方法发现古代生物和现代生物既相似又相异，得出不是不变的科学结论。,拉马克,3、分类,把某些特征相似的事物归类到一起的逻辑方法。 通过比较，识别出事物之间的异同点，再进行分类。,观察,推理,分类,交流,建立模型,学习科学思维,细胞亚显微结构,4、建立模型,用来显示事物或过程的表现手段，如画表、列表等。 能帮助人们理解无法直接观察到的各种事物。,图片1,DNA双螺旋结构,图片2,观察,推理,分类,交流,建立模型,5、交流,与他人交换看法、分享信息的过程。 有效的交流需要许多技能，包括听说读写以及建立模型的能力。 通过交流来了解彼此的研究成果、信息和想法。,学习科学思维
9、,观察,推理,分类,交流,建立模型,科学思维的过程：交流,交流,提高语言 表达能力,交流,扩大信息量,交流,交流,获得新观点,提高学习效率,学习科学思维,“澄江动物群”,考证了脊椎动物的起源。,图片浏览（4张）,观察,推理,分类,交流,建立模型,“澄江动物群”化石为什么会引起科学界的极大关注,“昆明鱼”,“海口虫”,“云南虫”,“海口鱼”,具有脊索、背神经索、鳃裂,具有头的特征和原脊椎构造,形似海口虫，但无脑的特征，属于脊索动物,属于早期脊椎动物,“澄江动物群”化石为什么会引起科学界的极大关注?,1、由于没有可靠的的化石记录可以考证脊椎动物的起源，因此它一直是一个谜。2、在澄江动物群化石总发现了“云南虫”和“海口虫”、”昆明鱼“等化石。3、科学家在对澄江动物群化石经过观察、分类和推理等过程后，提出了脊椎动物起源与进化的新设想。,积极思维,谢谢,漫长的科学之路，需要你的参与。,
