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1、生物科学的学习过程生物科学的学习过程重点内容：重点内容：科学研究的基本过程科学研究的基本过程第二节第二节一，科学家不断研究：征服致病病毒路漫漫一，科学家不断研究：征服致病病毒路漫漫1，烟烟草草的的怪怪病病病毒的发现与发现者病毒的病毒的发现与与发现者者 1 118921892年年，俄俄国国生生物物学学家家伊伊凡凡诺诺夫夫斯斯基基发发现现烟烟草草有有烟烟草草斑斑纹纹病病，如如将将病病叶叶捣捣碎碎，将将叶叶汁汁擦擦到到健健康康叶叶上上，能能使使其其生生病病。但但如如将将病病叶叶汁汁加加热热，再再擦擦到到叶叶上上，叶叶不不发发病病。他他用用细细菌菌陶陶土土过过滤滤器器将将病病叶叶汁汁过过滤滤来来获获得
2、得无无菌菌的的叶叶汁汁，擦擦到到健健康康叶叶上上，也也能能引引起起斑斑纹纹病病。他他认认为为有有两两种种可可能能的的解解释释：一一种种是是细细菌菌太太小小，能能通通过过细细菌菌过过滤滤器器；第第二二种种是是细细菌菌虽虽被被阻阻，细细菌菌分分泌泌的的毒毒素素存存在在于于滤滤液液中中，可可以以致致病病。他他的的创创新新之之处处是是设设计计出出新新的的研研究究方方案案，他他的的实实验验假假设设是是由由某某种种细细菌菌释释放放的的毒毒素素引引起起的的烟烟草草病病，经经过过一一代代一一代代地地接接种种，毒毒素素的的致致病病作作用用应应该该越越来来越越小小。实实验验证证明明，滤滤过过叶叶汁汁中中的的致致病
3、病因因素素在在感感染染到到新新叶叶中中后后，有有繁繁殖殖增增生生的的能能力力。因因此此他他确确认认，这这个个致致病病因因素素是是一一种种很很小小的的、能能通通过过细细菌菌过过滤滤器器的的、能能引引起起烟烟草草花花叶叶病的病原体，当时他把这种致病因子叫做病的病原体，当时他把这种致病因子叫做“滤过性病毒滤过性病毒”。1892年从事烟草病工作的年青的俄国科学家伊万诺夫斯基(Ivanovski)发现感受花叶病的叶汁，即使经过Chamberland氏烛形滤器的过滤也仍具有传染的性质。这项观察提示了存在一种比以前所知的任何一种都小的病原，他认为该病是由产生毒素的细菌引起的。1898年，荷兰科学家贝杰林克(
4、Beijerinck)重复了伊万诺夫的实验，他从患花叶病的烟草叶中挤出汁液，并使之通过Chamberland氏滤器（图3）。表明滤液仍有侵染性。贝杰林克相信他的滤器阻挡住了细菌。将汁液置于琼脂凝胶块的表面时，发现侵染性物质在凝胶中以适当的速度扩散，而细菌仍滞留于琼脂的表面。因此认为这种侵染性物质要比通常的细菌小。贝杰林克用“病毒(Virus)”来命名这种史无前例的小病原体。不难看出真正发现病毒存在的是贝杰林克。伊万诺夫斯基和贝杰林克通过他们创造性工作发现了烟草花叶病毒，从而开创了病毒学独立发展的历程。1892年从事烟草病工作的年青的俄国科学家伊万诺夫斯基(Ivanovski)发现感受花叶病的叶
5、汁，即使经过Chamberland氏烛形滤器的过滤也仍具有传染的性质。这项观察提示了存在一种比以前所知的任何一种都小的病原，他认为该病是由产生毒素的细菌引起的。1898年，荷兰科学家贝杰林克(Beijerinck)重复了伊万诺夫的实验，他从患花叶病的烟草叶中挤出汁液，并使之通过Chamberland氏滤器（图3）。表明滤液仍有侵染性。贝杰林克相信他的滤器阻挡住了细菌。将汁液置于琼脂凝胶块的表面时，发现侵染性物质在凝胶中以适当的速度扩散，而细菌仍滞留于琼脂的表面。因此认为这种侵染性物质要比通常的细菌小。贝杰林克用“病毒(Virus)”来命名这种史无前例的小病原体。不难看出真正发现病毒存在的是贝杰
6、林克。伊万诺夫斯基和贝杰林克通过他们创造性工作发现了烟草花叶病毒，从而开创了病毒学独立发展的历程。伊凡伊凡诺夫斯基，夫斯基，俄俄罗斯著名科学斯著名科学家家1892年年发现烟烟草花叶病病源的草花叶病病源的滤过性性贝杰林克（1851-1931）荷兰著名科学家，1898年发现病毒Chamberland氏氏滤器器烟草花叶病病毒烟草花叶病病毒斯坦利斯坦利（1904-1971）美国）美国著名化学家，著名化学家，1935年提年提纯了烟草花叶了烟草花叶病毒，病毒，1946年年获得得诺贝尔奖（4 4）病病毒毒性性肝肝炎炎是是由由多多种种病病毒毒感感染染引引起起的的，对对于于不不同类型的肝炎已有不同的预防措施。同
7、类型的肝炎已有不同的预防措施。2可怕的瘟疫：可怕的瘟疫：（1）19181919年年，全全世世界界流流行行的的流流感感夺夺去去了了2000万万人人的的生生命命。流流感感患患者者具具有有发发烧烧、流流涕涕、浑浑身身酸酸痛痛等症状。等症状。（2）麻麻疹疹病病是是麻麻疹疹病病毒毒侵侵入入呼呼吸吸道道黏黏膜膜以以后后引引起起的一种呼吸道传染病，已有疫苗防治。的一种呼吸道传染病，已有疫苗防治。（3 3）小小儿儿麻麻痹痹症症是是指指由由人人脊脊髓髓灰灰质质炎炎病病毒毒侵侵入入消消化化道道黏黏膜膜以以后后引引起起的的一一种种消消化化道道传传染染病病，疫疫苗苗防防治治效效果好，已被消灭。果好，已被消灭。肝炎病毒
8、肝炎病毒（5 5）AIDSAIDS的的全全称称是是获获得得性性免免疫疫缺缺陷陷综综合合症症，是是由由HIVHIV感感染染人人体体引引起起的的。主主要要通通过过三三种种途途径径传传播播：一一是是性性行行为为传传播播；二二是是血血液液途途径径传传播播，如如静静脉脉注注射射，输输血血以以及及输输入入血血制制品品；三三是是妊妊娠娠时时以以胎胎盘盘为为媒媒介介的的母母婴传播。目前还没有好的治疗措施。婴传播。目前还没有好的治疗措施。SARS病毒病毒3，SARS偷袭偷袭果子狸果子狸 突起的突起的S蛋白蛋白HR1的氨基酸片段的氨基酸片段HR2的氨基酸片段的氨基酸片段缠绕在一起缠绕在一起与靶细胞结合与靶细胞结合
9、注入注入RNA到靶细胞到靶细胞人体感染致病人体感染致病SARS病毒侵入人体机理病毒侵入人体机理 世世界界卫卫生生组组织织将将“非非典典”称称为为严严重重急急性性呼呼吸吸综综合合症，简称症，简称SARSSARS。 科科学学家家将将引引起起SARSSARS的的新新的的变变种种冠冠状状病病毒毒命命名名为为“SARSSARS病病毒毒”，SARSSARS病病毒毒与与禽禽流流感感病病毒毒完完全全不不同同，最最为可靠的区分方法是为可靠的区分方法是DNADNA探针。探针。 关关于于SARSSARS研研究究的的一一种种新新设设计计方方案案是是：利利用用基基因因工工程程技技术术生生产产外外源源HR1HR1和和HR
10、2HR2，将将其其用用作作药药物物注注入入人人体体，这这样样外外源源HR1HR1和和HR2HR2抢抢先先和和病病毒毒上上S S蛋蛋白白内内的的HR2HR2和和HR1HR1分分别别结结合合，使使病病毒毒自自身身的的HR1HR1和和HR2HR2不不能能相相互互缠缠绕绕，从从而而阻阻止止病病毒毒侵侵入入人人体体细细胞胞。这这样样，人人类类将将不不再再恐恐慌慌SARSSARS。H5N1禽流感病毒禽流感病毒4，艾滋病病毒，艾滋病病毒二，像科学家一样开展研究：科学探究二，像科学家一样开展研究：科学探究1，提出问题：，提出问题：指能够通过收集证据而回答的问题。指能够通过收集证据而回答的问题。2，作出假设，作
11、出假设：是对实验结果的预测，它也是建立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。在观察和以往的知识，经验基础上的。3，设计实验，设计实验：目的是验证假设。设计实验需要学目的是验证假设。设计实验需要学习前人的知识和经验，需要掌握实验的基本技能和技习前人的知识和经验，需要掌握实验的基本技能和技术，但更重要的是创新。实验设计的重要内容是控制术，但更重要的是创新。实验设计的重要内容是控制变量，设计对照实验。实验设计包括设计实验的具体变量，设计对照实验。实验设计包括设计实验的具体步骤。步骤。4，实施实验：，实施实验：是探究的重要阶段之一，按照设计是探究的重要阶段之一，按照设计的实验
12、步骤进行实验，并细致而客观地收集实验中观的实验步骤进行实验，并细致而客观地收集实验中观察，测量到的各种现象和数据。察，测量到的各种现象和数据。 一个比较完整的探究性实验设计方案，一般包括一个比较完整的探究性实验设计方案，一般包括以下几个方面的内容：以下几个方面的内容：实验目的确定；实验目的确定；提出假说；提出假说；设计实验方法和步骤；设计实验方法和步骤；提出实验预期的结果；提出实验预期的结果；要观察和搜集的数据及方法。书写要观察和搜集的数据及方法。书写实验设计方案通常实验设计方案通常包括：包括：“实验课题实验课题”、“实验假说实验假说”、“设计实验设计实验”、“实施实验实施实验”、“分析证据分
13、析证据”、“得出结论得出结论”等项目。等项目。 5，分析证据：，分析证据：客观地处理和分析实验中得到的证客观地处理和分析实验中得到的证据，研究其中蕴含的规律或趋势，思考它们能够说据，研究其中蕴含的规律或趋势，思考它们能够说明什么问题，能不能支持作出的假设，是否需要进明什么问题，能不能支持作出的假设，是否需要进一步收集证据。相关的数据可用表格和曲线表示。一步收集证据。相关的数据可用表格和曲线表示。6，得出结论：，得出结论：是对实验研究所作的总结。在下结是对实验研究所作的总结。在下结论时，应充分肯定收集的证据是否支持原先的假设，论时，应充分肯定收集的证据是否支持原先的假设，在得出最终结论前，通常需
14、要重复实验多次。在得出最终结论前，通常需要重复实验多次。三，抗病毒时代的到来三，抗病毒时代的到来 人类对所有的病毒性传染病都没有针对人类对所有的病毒性传染病都没有针对性的特效药性的特效药 但研制抗病毒药物的基本思路有：但研制抗病毒药物的基本思路有：阻止病毒进入细胞；阻碍病毒的复制，阻止病毒进入细胞；阻碍病毒的复制，遏止病毒的扩散和传播。遏止病毒的扩散和传播。例例1 酸酸雨雨是是指指含含有有一一定定数数量量的的酸酸性性物物质质（硫硫酸酸、硝硝酸酸、盐盐酸酸、碳碳酸酸等等）、pHpH值值小小于于5.65.6的的酸酸性性降降雨雨。酸酸雨雨的的形形成成是是一一个个非非常常复复杂杂的的过过程程。一一般般
15、认认为为，酸酸雨雨的的形形成成主主要要是是由由于于人人为为排排放放的的二二氧氧化化硫硫进进入入大大气气后后，造造成成局局部部地地区区大大气气中中二二氧氧化化硫硫富富集集，在在水水的凝集过程中形成硫酸等酸性物质，随雨水降落下来。的凝集过程中形成硫酸等酸性物质，随雨水降落下来。实验选题：探究实验选题：探究“酸雨酸雨”对小麦种子萌发的影响。对小麦种子萌发的影响。材材料料器器具具：培培养养皿皿、用用清清水水浸浸泡泡过过的的小小麦麦种种子子、清清水水、以以硫硫酸酸为为材材料料配配制制不同不同pHpH值的值的“酸雨酸雨”。请你根据上述材料器具，设计实验步骤：。请你根据上述材料器具，设计实验步骤：（1 1）
16、取取 分分别别放放进进规规格格相相同同的的培培养养皿皿中中，并并 。 （ 2 2） 。 （ 3 3） 。 （4 4）除除探探究究酸酸雨雨对对小小麦麦种种子子萌萌发发影影响响外外，还还可可以以从从哪哪些些角角度度 探探 究究 酸酸 雨雨 对对 小小 麦麦 生生 长长 的的 影影 响响 ？ 请请 列列 出出 你你 设设 计计 的的 另另 一一 项项 选选 题题 的的 名名 称称 ： 。答案：答案：（1）相等数量相等数量的小麦种子，的小麦种子，并并给培养皿给培养皿编号编号 （2）定定时时向向培培养养皿皿中中的的种种子子喷喷洒洒不不同同pH值值的的“酸雨酸雨”，对照组对照组喷洒清水喷洒清水（3）观观察
17、察、记记录录种种子子萌萌发发的的情情况况，并并分分析析实实验结果（得出结论）验结果（得出结论）（4）探探究究酸酸雨雨对对小小麦麦幼幼苗苗生生长长的的影影响响或或答答探探究究酸酸雨雨对对小小麦麦根根尖尖细细胞胞分分裂裂的的影影响响等等（只只要要答案合理即可）答案合理即可）例例2 2 有有人人说说松松树树的的针针状状叶叶具具有有保保鲜鲜作作用用。实实验验室室中中现现有有柑柑桔桔6060只只、塑塑料料桶桶（有有盖盖）数数只只、松松树树针针状状叶叶适量、医用保鲜剂一瓶。适量、医用保鲜剂一瓶。（1 1）如如果果松松树树针针状状叶叶真真的的具具有有保保鲜鲜作作用用，请请分分析析其其可能的原因。可能的原因。
18、（2 2）请请设设计计一一个个实实验验方方案案，研研究究室室温温条条件件下下，松松针针是否具有保鲜作用。是否具有保鲜作用。（1 1）松树的叶片能产生抗生素杀灭细菌。）松树的叶片能产生抗生素杀灭细菌。（2 2）将柑桔分成三等份，放在将柑桔分成三等份，放在A A、B B、C C三个塑料桶中。三个塑料桶中。 AA桶中加入适量松针，桶中加入适量松针，B B桶中喷洒适量医用保鲜剂，桶中喷洒适量医用保鲜剂，C C桶不处桶不处理作为对照，三桶都加盖。理作为对照，三桶都加盖。 一段时间后，观察和统计一段时间后，观察和统计A A、B B、C C三桶中霉变的柑桔数量。三桶中霉变的柑桔数量。（3 3）A A桶桶中中
19、柑柑桔桔霉霉变变的的数数量量少少于于C C桶桶而而多多于于B B桶桶，说说明明松树针状叶的保鲜作用不是很明显；松树针状叶的保鲜作用不是很明显；A A桶桶中中柑柑桔桔霉霉变变的的数数量量少少于于C C桶桶，说说明明松松树树针针状状叶叶的的具具有一定的保鲜作用；有一定的保鲜作用；A A、C C两两桶桶中中柑柑桔桔霉霉变变的的数数量量相相当当，说说明明松松树树针针状状叶叶的的不具有保鲜作用；不具有保鲜作用；A A桶桶中中柑柑桔桔霉霉变变的的数数量量少少于于B B桶桶，说说明明松松树树针针状状叶叶的的保保鲜作用十分明显。鲜作用十分明显。（3 3）预测并简单分析实验结果。）预测并简单分析实验结果。3 3
20、，请请写写出出探探究究“大大豆豆幼幼苗苗生生长长最最佳佳的的日日温温和和夜夜温温组组合合”的的实实验验方方案案，预预测测最最佳佳的的温温度度组组合合，并并通通过过光光合合作用和呼吸作用的关系解释原因。作用和呼吸作用的关系解释原因。 实实验验材材料料和和用用具具：大大豆豆幼幼苗苗若若干干、大大小小相相同同的的装装有有等等量量完完全全营营养养液液的的玻玻璃璃瓶瓶若若干干、温温箱箱( (可可满满足足幼幼苗苗生生长长) )若若干干、量量尺尺等等提提示示 温温度度组组合合范范围围：日日温温20203030、夜夜温温17172222，幼苗生长其它条件相同。，幼苗生长其它条件相同。( (一一) )实验方案：
21、实验方案：（1 1） 。（2 2） 。（3 3） 。(二二)预测的温度组合及解释：预测的温度组合及解释： 。 ( (一一) )实验方案：实验方案： （1 1）取取生生长长状状况况一一致致的的大大豆豆幼幼苗苗若若干干，分分成成多多个个组组( (或或4 4组组) )，分别移栽到编好号的玻璃瓶内，分别移栽到编好号的玻璃瓶内 （2 2）将将各各组组大大豆豆幼幼苗苗分分别别置置于于不不同同日日温温和和夜夜温温的的组组合合下下培培养养( (写写出出不不同同日日温温与与夜夜温温的的具具体体组组合合如如：高高日日温温（3030）、高高夜夜温温（3030）；高高日日温温（3030）、低低夜夜温温（1717）；低
22、低日日温温（1717）、高高夜夜温温（3030）；低低日日温温（1717）、低低夜夜温温（1717）) )，其他条件相同，其他条件相同 （3 3）一一段段时时间间后后分分别别测测量量幼幼苗苗的的生生长长高高度度( (或或鲜鲜重重，答答案案合合理理即即可可) )；其其中中，幼幼苗苗生生长长最最高高的的一一组组( (或或鲜鲜重重最最重重的的一一组组) )为最佳的温度组合为最佳的温度组合( (二二) )预预测测最最佳佳的的温温度度组组合合是是：日日温温3030和和夜夜温温17(17(或或高高日日温温，低低夜夜温温) ) 日日温温高高，有有利利于于光光合合作作用用合合成成有有机机物物；夜夜温温低低，使使呼吸作用减弱，有机物的消耗减少。呼吸作用减弱，有机物的消耗减少。( (答案合理给分答案合理给分) )
