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2019-2020年高中生物 緒論訓(xùn)練 人教版第一冊 學(xué)習(xí)目標(biāo)：識記并理解生物的基本特征，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析能力，激發(fā)學(xué)生對生命科學(xué)的熱愛 重點：生物的基本特征和生命科學(xué)的發(fā)展簡史，以及當(dāng)代生物科學(xué)的新進(jìn)展 難點：應(yīng)用生物的基本特征來解釋常見的生物學(xué)現(xiàn)象，以及應(yīng)激性與遺傳性、適應(yīng)性的區(qū)別 學(xué)習(xí)過程 知識點 教師活動 學(xué) 生 活 動 一、 生 物 的 基 本 特 征 閱讀課本有關(guān)內(nèi)容，明確生物與非生物的本質(zhì)區(qū)別在哪些方面？ 1、具有共同的 基礎(chǔ)和 基礎(chǔ) （1）共同的物質(zhì)基礎(chǔ)是在基本組成物質(zhì)中都有 和 。其中 是一切生命活動的體現(xiàn)者， 是一切生物的遺傳物質(zhì)。絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 ，極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 。 （2）共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是 （除 外）。 2、都有 （1）新陳代謝是指 。 從外界攝取營養(yǎng)物質(zhì) 轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨斫M成物質(zhì) 作用 代謝 能量 將自身部分物質(zhì)分解 排出代謝終產(chǎn)物 作用 代謝 能量 （2） 新 陳 代 謝 （3）一切生命活動的基礎(chǔ)是 。 3、都有 性 （1）植物的向性如根的 、 、 ,莖的 、 性，動物的趨性如昆蟲的 性。 （2）應(yīng)激性是 性的基礎(chǔ)。 4、都有 、 、 的現(xiàn)象。 （1）生長現(xiàn)象從代謝方面來看，是因為 大于 ；從結(jié)構(gòu)來看，是因為細(xì)胞的 和 。 （2）高等生物的個體發(fā)育的起點是 ，終點是 。 5、都有 的特性。 （1）遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是 。 （2）變異可分為兩大類 、 。其中 是生物進(jìn)化的原材料。 6、都能 又能 環(huán)境。 環(huán)境中影響生物生存的因素叫 ，可分為 和 。 生物科學(xué)的發(fā)展 閱讀有關(guān)內(nèi)容，了解各發(fā)展階段的主要生物學(xué)事件 描述性生物學(xué)階段 1、19世紀(jì)30年代，德國植物學(xué)家施萊登和施旺提出 學(xué)說 2、1859年，英國生物學(xué)家 出版《 》 性生物學(xué)階段 3、標(biāo)志：1900年，孟德爾的遺傳定律被重新提出。 4、 1944年，美國生物學(xué)家 以細(xì)菌作實驗材料，首次證明了 是遺傳物質(zhì) 生物學(xué)階段 5、 年，美國科學(xué)家 和英國科學(xué)家 共同提出 模型，10年后獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。 [反饋訓(xùn)練] 一、選擇題 1、一種雄性極樂鳥在繁殖季節(jié)長出了蓬松的長飾羽，決定這種性狀的出現(xiàn)是由于（ ） A、應(yīng)激性 B、多樣性 C、變異性 D、遺傳性 答案D 2、農(nóng)民常在夜晚利用黑光燈誘捕鱗翅目昆蟲，這是利用昆蟲的（ ） A、向光性 B、趨光性 C、適應(yīng)性 D、變異性 答案 B 3、病毒作為生物的主要理由是（ ） A、能使其他生物致病 B、具有細(xì)胞結(jié)構(gòu) C、由有機(jī)物組成 D、能產(chǎn)生后代 答案 D 4、“朵朵葵花向太陽”這種生命現(xiàn)象在形態(tài)學(xué)上稱生物的（ ）；在生理學(xué)上稱生物的（ ）；在生態(tài)學(xué)上稱生物的（ ） A、應(yīng)激性 B、適應(yīng)性 C、遺傳性 D、向光性 答案 D A B 5、分子生物學(xué)階段最重要的標(biāo)志是（ ） A、創(chuàng)立微觀的細(xì)胞學(xué)說 B、達(dá)爾文生物進(jìn)化論 C、提出了DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu) D、孟德爾遺傳規(guī)律的發(fā)現(xiàn) 答案 C 6、屬于生物工程方面取得重大成果的是（ ） A、建設(shè)小張莊農(nóng)業(yè)生態(tài)工程 B、在南方建立?；~塘生態(tài)工程 C、營造華北、東北、西北防護(hù)林工程 D、將某抗蟲基因?qū)朊藁?，培育出轉(zhuǎn)基因抗蟲新植株 答案 D 7、21世紀(jì)生物學(xué)的發(fā)展方向是（ ） A、向群體方向發(fā)展 B、向基因工程方面發(fā)展 C、向宏觀和微觀兩方面發(fā)展 D、向“克隆”生物方向發(fā)展 答案C 二、非選擇題 8、夏日，取池塘中一滴水制成裝片，在顯微鏡下觀察，你會發(fā)現(xiàn)一些生物的存在。你確認(rèn)它們是生物的根據(jù)是：（1） （2） （3） 。 答案（１）具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)　（２）具有應(yīng)激性　（３）能繁殖　 9、家雞和原雞很相似，但產(chǎn)卵量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了原雞，這種現(xiàn)象說明了生物具有 的特征。 答案遺傳、變異 [補充材料] 一、應(yīng)激性、反射、適應(yīng)性、遺傳性 1、應(yīng)激性是指生物體對刺激發(fā)生的一定的反應(yīng)，強(qiáng)調(diào)的是刺激和反應(yīng)的關(guān)系，生物完成應(yīng)激性的時間很短； 2、反射是指通過神經(jīng)線或神經(jīng)系統(tǒng)完成的應(yīng)激性現(xiàn)象，而不具備神經(jīng)或神經(jīng)系統(tǒng)的生物對外界刺激的反應(yīng)以及沒有通過神經(jīng)系統(tǒng)完成的應(yīng)激性則有是反射現(xiàn)象； 3、適應(yīng)性是指生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理功能和生活習(xí)性與環(huán)境相適合的現(xiàn)象，適應(yīng)是長期自然選擇的結(jié)果，生物形成適應(yīng)性的時間很長，它強(qiáng)調(diào)的是生物與環(huán)境的關(guān)系，一般地說適應(yīng)現(xiàn)象的基礎(chǔ)是應(yīng)激性； 4、應(yīng)激性、反射和適應(yīng)均由生物的遺傳性所決定。 二、生長和發(fā)育 1、生物體生長的細(xì)胞基礎(chǔ)是細(xì)胞的生長（體積的增大）和增殖（細(xì)胞分裂），如長高、長胖等現(xiàn)象；2、發(fā)育的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)是細(xì)胞的分化，它導(dǎo)致組織的形成和器官的成熟，所以生長是量變，發(fā)育是質(zhì)變，二者可以同時進(jìn)行，但不可等同看待。 三、病毒 細(xì)菌還不是最小的生物，比細(xì)菌還小的生物是病毒等。19世紀(jì)末期，有人首先證明煙草花葉病和?？谔阋叩牟≡w非常小，它們可以暢通無阻地穿過細(xì)菌所不能穿透的瓷濾器，于是把這類病原體命名為“濾過性病毒”或“病毒”，以區(qū)別于其他許多種疾病的病原體---細(xì)菌。一般說來，病毒比多數(shù)自由生活的細(xì)菌要小，直徑是0.08～3μm左右。較大的痘類病毒（0.20μm以上）剛好用光學(xué)顯微鏡看到,但不能對它進(jìn)行細(xì)致的觀察.較小的病毒,如雞瘟病毒(70～100nm),流行性乙型腦炎病毒(20～30nm),只有依靠電子顯微鏡才能觀察.病毒不能獨立生活,它只有寄生在其他生物的細(xì)胞里才能進(jìn)行代謝活動和繁殖后代. 病毒可以根據(jù)它們寄主的不同,大致分為三類:一是動物病毒,如寄生在雞體組織內(nèi)的雞瘟病毒;二是植物病毒,如寄生在煙草葉細(xì)胞內(nèi)的煙草花葉病毒;三是細(xì)菌病毒(也叫噬菌體),如寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的φ噬菌體.所有的病毒都沒有典型的細(xì)胞結(jié)構(gòu).它們的結(jié)構(gòu)主要是外面有一個由蛋白質(zhì)組成的外殼,殼內(nèi)含有另一種物質(zhì),叫做核工業(yè)酸.病毒在寄主細(xì)胞內(nèi)依靠它們所含的核工業(yè)酸不斷地進(jìn)行自我復(fù)制和繁殖,造成對寄主的危害.在現(xiàn)在所發(fā)現(xiàn)的三百多種病毒中,大部分都是引起人類、動物、植物或細(xì)菌發(fā)生病害的病原體。 最近幾年來，人們還發(fā)現(xiàn)一種比病毒更簡單的生命形式---類病毒。它的大小相當(dāng)于病毒1/80，身體只是由小分子的核酸構(gòu)成，沒有蛋白質(zhì)。已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)它是馬鈴薯塊莖的病原體。 四、分子生物學(xué)的發(fā)展 1953年月5日，英國的《自然》雜志上刊登了美國的沃森和英國的克里克合作研究的結(jié)果---DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。這一成就被譽為20世紀(jì)生物學(xué)最大的發(fā)現(xiàn)，也被認(rèn)為是分子生物學(xué)誕生的標(biāo)志。 畢業(yè)于美國芝加哥大學(xué)的沃森，1951年來到英國劍橋大學(xué)，在蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)分析家肯德魯領(lǐng)導(dǎo)下工作?？死锟嗽厴I(yè)于某大學(xué)物理系，在第二次世界大戰(zhàn)中，除參加有關(guān)魚雷克服德國艦艇的強(qiáng)磁力的研究外，也進(jìn)行過用極小的微點傳送大量情報信息的研究。第二次世界大戰(zhàn)以后，克里克對生物學(xué)發(fā)生興趣，因而轉(zhuǎn)到劍橋大學(xué)蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)分析學(xué)家佩魯茲門下從事研究工作。1951年秋，沃森和克里克在劍橋大學(xué)相遇，共同認(rèn)識到探索DNA分子結(jié)構(gòu)是揭開遺傳之謎的關(guān)鍵，并且開始合作。在這之前，生物學(xué)蚧關(guān)于分子的研究，已經(jīng)取得了許多重要成果；威爾金斯和富蘭克林等用X射線晶體衍射技術(shù)，對DNA分子的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究；查加夫?qū)NA內(nèi)堿基含量進(jìn)行了重新測定，發(fā)現(xiàn)在DNA分子中，嘌呤和嘧啶的數(shù)量是相等的；一位年輕的數(shù)學(xué)學(xué)發(fā)現(xiàn)，在由氫鍵相連的堿基中，嘌呤有吸引嘧啶的趨勢；科學(xué)家們更加肯定地證明DNA是遺傳信息的載體，等等。根據(jù)這些成果和信息，沃森和克里克進(jìn)行了分析和綜合，決定從建立分子模型著手。他們的創(chuàng)造性的思維加上勤奮的工作，終于獲得了成功，于是953年月月建立起了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型建立后，學(xué)術(shù)界對DNA技術(shù)，DNA合成技術(shù)，，快速DNA序列測定技術(shù)，蛋白質(zhì)人工合成技術(shù)，蛋白質(zhì)序列測定技術(shù)，核酸分子雜交技術(shù)，限制性內(nèi)切酶片段長度多樣性技術(shù)，反義RNA技術(shù)，聚合酶鏈反應(yīng)擴(kuò)增技術(shù)，單克隆抗體技術(shù)，脈沖電泳技術(shù)，磁力共振技術(shù)，掃描隧道和原子力顯微技術(shù)，同步輻射技術(shù)，電子計算機(jī)技術(shù)，等等。可見，研究技術(shù)和手段的革新是當(dāng)代生物科學(xué)的另一個顯著特點和發(fā)展趨勢。 近些年來，生態(tài)學(xué)的研究特別引起人們的關(guān)注。由于人類在全球的生存條件日趨惡化，生態(tài)學(xué)正與數(shù)學(xué)、地球科學(xué)等學(xué)科聯(lián)合起來，研究地球各個圈層的相互作用及其引起的變化。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，生物學(xué)家也開始在分子水平上研究生物與環(huán)境的關(guān)系。這種宏觀與微觀兩方面的發(fā)展和結(jié)合是當(dāng)代生態(tài)學(xué)發(fā)展的一個重要特征。生態(tài)學(xué)正在成為指導(dǎo)未來全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的準(zhǔn)則和科學(xué)依據(jù)?？梢?，對生態(tài)學(xué)研究的高度重視，也是當(dāng)代生物科學(xué)的一個顯著特點和發(fā)展趨勢。 五、人類基因組計劃 １、人類基因組計劃人類基因組計劃（Ｈuman Genome Project，HGP）旨在通過測定人類基因組ＤＮＡ約３１０９對核苷酸的序列，探尋所有人類基因并確定它們在染色體上的位置，明確所在基因的結(jié)構(gòu)和功能，解讀人類的全部遺傳信息，使得人類第一次在分子水平上全面認(rèn)識自我。人類基因組ＤＮＡ序列分布于２２條常染色體和２條性染色體上，目前人們已掌握其信息儲存與表達(dá)規(guī)律的基因，只占其中的一小部分。對人類基因組的研究，并不是為了單純地積累數(shù)據(jù)，而是為了揭示大量數(shù)據(jù)中所蘊藏的內(nèi)在規(guī)律，從而更好地認(rèn)識和保護(hù)生命體。由于載有基因的染色體不能直接用來測序，人類基因組計劃的戰(zhàn)略構(gòu)想是將人類的整個基因組一步步由粗到細(xì)地進(jìn)行有序的劃分，最后得到可用于測序的重疊度最小 的連續(xù)克隆系，將基因組分解成為較易操作的小的結(jié)構(gòu)區(qū)域的過程稱為作圖，根據(jù)所用標(biāo)志和手段不同，可分為遺傳連鎖圖、物理圖和轉(zhuǎn)錄圖（也稱基因圖）。 ２、人類基因組計劃的研究進(jìn)展人類基因組計劃最早在１９８５年由諾貝爾獎獲得者美國的杜爾貝克提出。１９８６年３月７日，杜爾貝克在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇題為“癌癥研究的轉(zhuǎn)折點——測定人類基因組序列”的文章，指出癌癥和其他疾病的發(fā)生都與基因有關(guān)，并提出測定人類整個基因組序列的途徑和重要意義。１９８８年美國能源部和國家衛(wèi)生研究院率先在美國開展人類基因組計劃，并經(jīng)國會批準(zhǔn)由政府給予資助。此后成立了一個國際間的合作機(jī)構(gòu)——人類基因組織（Ｈuman Genome Organization),由多個國家籌集資金和科研力量，積極參加這一國際性研究計劃。１９９０年１０月，國際人類基因計劃正式啟動，預(yù)計用１５年時間，投資３０億美元，完成３０億對堿基的測序，并對所有基因（當(dāng)時預(yù)計為８萬-１０萬個）進(jìn)行繪圖和排序。全球性人類基因組計劃有美國、英國、日本、法國、德國和中國六個國家負(fù)責(zé)，其中美國承擔(dān)了全部任務(wù)的５４％，英國３３％，日本７％，法國２.８％，德國２.２％。１９９９年１２月１日，國際人類基因組計劃聯(lián)合小組宣布，已經(jīng)完整破譯出人體第２２對染色體的遺傳密碼，通過對該染色體上３.３５１０７個堿基對的測序，發(fā)現(xiàn)了６７９個基因，這些基因與人的先天性心臟病、免疫功能低下、精神分裂癥、智力低下以及許多惡性腫瘤（如白血病等）有關(guān)。通過對第２２號染色體上基因統(tǒng)計分析科學(xué)家開始對原來估計的１０萬個基因的數(shù)目產(chǎn)生了懷疑。２０００年５月８日，德國和日本的科學(xué)家宣布已基本繪制出人類最小的染色體——第２１號染色體的基因圖譜，發(fā)現(xiàn)白血病、唐氏綜合癥（先天性癡呆）、躁狂性抑郁癥以及部分癌癥都與第２１號染色體有關(guān)，并確定２１號染色體所含基因數(shù)為２２５個。２０００年６月２６日，美國國家人類基因組研究所所長弗朗西斯柯林斯和塞萊拉公司的董事長兼首席科學(xué)家克萊格文特爾聯(lián)合宣布人類基因組工作草圖繪制成功。自宣布成功繪制人類基因組草圖和公布人類基因組測序草圖至今，對人類基因的研究又取得了一系列重大的發(fā)現(xiàn)： （１）人類基因總數(shù)在３萬個到３.５萬個之間，低于原來估計數(shù)目的一半。這說明人類在使用基因上比其他物種更為高效。 （２）基因組中存在著基因密度較高的“熱點”區(qū)域和大片不攜帶人類基因的“荒漠”區(qū)域。研究結(jié)果表明：基因密度在第１７、１９和２２號染色體上最高，在Ｘ、Ｙ、第４號和第１８號染色體上密度較小。 （３）　大約1/3以上基因組包含重復(fù)序列，這些重復(fù)序列的作用有待進(jìn)一步研究。（４）　所有人都具有９９.９９％的相同基因，而且不同人種的人比同一人種的人在基因上更為相似，任何兩個不同個體之間大約每１０００個核苷酸序列中會有一個不同，這稱為單核苷酸多態(tài)性（ＳＮＰ），每個人都有自己的一套ＳＮＰ，它對“個性”起著決定的作用。 ３、人類基因組計劃的意義人類基因組計劃對生命科學(xué)的研究和生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義，它為人類社會帶來的巨大影響是不可估量的。首先，獲得人類全部基因序列將有助于人類認(rèn)識許多遺傳疾病以及癌癥等疾病的致病機(jī)理，為分子診斷、基因治療等新方法提供理論依據(jù)。在不遠(yuǎn)的將來，根據(jù)每個人ＤＮＡ序列的差異，可了解不同個體對疾病的抵抗能力，依照每個人的“基因特點”對癥下藥，這便是２１世紀(jì)的醫(yī)學(xué)——個體化醫(yī)學(xué)。更重要的是，通過基因治療，不但可以預(yù)防當(dāng)事人日后發(fā)生疾病，還可預(yù)防其后代發(fā)生同樣的疾病。第二，破譯生命密碼的人類基因組計劃有助于人們對基因的表達(dá)調(diào)控有更深入的了解。人體內(nèi)真正發(fā)揮作用的是蛋白質(zhì)，人類功能基因組學(xué)便是應(yīng)用基因組學(xué)的知識和工具去了解影響發(fā)育和整個生物體特定序列的表達(dá)譜。有人將ＨＧＰ比作生命周期表，因為它不再是從研究個別基因著手，而是力求在細(xì)胞水平解決基因組問題，同時研究所有基因及其表達(dá)產(chǎn)物，以建立對生命現(xiàn)象的整體認(rèn)識。目前，研究者已著手通過ＤＮＡ芯片等新技術(shù)對基因的表達(dá)展開全面研究，也通過蛋白質(zhì)芯片的制作，標(biāo)準(zhǔn)化雙向蛋白質(zhì)凝膠電泳、色譜、質(zhì)譜等分析手段對人類可能存在的幾十萬種蛋白質(zhì)或多肽的特征和功能進(jìn)行研究?？茖W(xué)家預(yù)言，蛋白質(zhì)組的研究將導(dǎo)致藥物開發(fā)方面實質(zhì)性的突破，以使人類真正攻克癌癥等頑疾。人類基因圖譜對揭示人類發(fā)展、進(jìn)化的歷史具有重要意義。