内容正文:
第1单元 走进生命世界
第1章 生物学——研究生命的科学
第1节 生物与生物学
考点1:生物的基本特征
1、 生物是指有生命的物体。
2、 生物与非生物相比,最显著的区别是生物能表现出生命现象,依据这些生命现象,可归纳出生物具有以下基本特征:
生命现象
生物的基本特征
通过显微镜观察到黄瓜由许多细胞有序构成
⑴除病毒以外,生物都由细胞组成
螳螂捕食昆虫
⑵生物进行生命活动时需要物质和能量
适宜条件下餐都种子能萌发;母狗一胎产多只幼崽的毛色不同
⑶生物具有生长、发育、遗传和变异等现象
黄鹂筑巢、产卵、孵卵、育雏
⑷生物能繁殖后代
胡杨常生长在荒漠,能防风固沙、调节气候
⑸生物能够适应一定的环境,也能影响环境
考点2:生物学研究的主要内容
1、 生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。
2、 生物学的研究内容非常丰富:生物体结构和功能的关系、生物的多样性、生物与环境的关系、生物体的生长和发育、遗传和进化、人类健康、人类对生物的利用和保护等。
3、 生物学的应用有仿生学、太空育种、应用细胞核移植技术获得克隆动物、生态农业、杂交育种等。
第2节 生物学研究的基本方法
考点1:学会规范使用实验器材
1、 中学生物学实验常用器材
烧杯
陶土网
三脚架
酒精灯
(1)加热:三脚架支撑,下放酒精灯,上放陶土网(隔热),需要加热的液体可放在烧杯中加热。
(2)吸取液体:滴管。
(3)盛放试剂:烧杯、试管(放在试管架上)、试剂瓶(储存用)。
(4)量取液体:量筒、烧杯。
(5)切取、撕取、挑取生物材料:解剖盘、解剖针、解剖刀、解剖剪、镊子。
(6)制作玻片标本:载玻片、盖玻片。
(7)培养微生物:培养皿。
(8)观察:放大镜、显微镜。
中学生物学实验室常用的是普通光学显微镜、双目电光源显微镜和数码显微镜。
显微镜的结构:
1 升降镜筒:转动粗准焦螺旋时,可以大幅度升降镜筒;转动细准焦螺旋时,镜筒升降幅度较小,可以使物像更清晰。
⑵放大作用:目镜和物镜,接近人眼一端的镜头是目镜,接近物体一端的镜头是物镜。
区别
目镜
物镜
有无螺纹
无
有螺纹
放大倍数和长短的关系
目镜越长,放大倍数越小
物镜越长,放大倍数越大
⑶物像的放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。
⑷调节亮度:遮光器和反光镜。
遮光器的上面有大小不等的圆孔,叫做光圈。光线强时用小光圈,光线弱时用大光圈。
反光镜有平面和凹面,光线强时用平面镜,光线弱时用凹面镜。
注意:开展实验时,要遵守实验室的规章制度,按照规范的步骤操作,以确保实验的成功和安全,避免因操作不当引发安全事故。
2、学习使用显微镜:取镜和安放、对光、放置玻片标本、观察、收镜。
⑴取镜和安放:一手握住镜臂,一手托住镜座,将显微镜放在实验台上略偏左边的地方。
⑵对光:(三转)
①转动转换器,使低倍物镜对准通光孔。
②转动遮光器,选一较大的光圈对准通光孔。
③转动反光镜(眼看目镜),直到看到白亮的圆形亮圈(视野)。
⑶放置玻片标本:
①将玻片标本放在载物台上,标本正对通光孔。(以免在视野中找不到标本。)
②压片夹压住玻片两端。
转动粗准焦螺旋,使镜筒慢慢下降至物镜接近玻片。(一定要从侧面看着物镜,以免损坏物镜或玻片。)
⑷观察:
①用一侧的眼注视目镜内,反向转动粗准焦螺旋,使镜筒缓缓上升,直至看清物像为止。
②如果物像不够清晰,可略微转动细准焦螺旋,使物像清晰。
③使用低倍镜观察后,换用高倍镜观察,步骤是:移动玻片使物像移到视野中央、转动转换器换成高倍物镜、调遮光器(大光圈)和反光镜(凹面镜)、转动细准焦螺旋使物像更清晰。
⑸收镜:取下玻片,纱布擦干外表,擦镜纸擦目镜和物镜,压片夹转后,反光镜垂直,物镜偏到两旁,镜筒下降最低处,送进镜箱,放回原处。
3、使用显微镜时注意事项:
⑴普通光学显微镜下观察到的物像是倒像(上下左右都颠倒)。
⑵在视野中观察到一个细胞如图A,想移到B图的位置,应将载玻片往左方向移动。(物像偏哪往哪移)
⑶外界光线强时用平面镜和小光圈,外界光线弱时用凹面镜和大光圈。
⑷反光镜反射的光线依次经过显微镜的光圈、通光孔、物镜、镜筒、目镜等部件才能进入人眼。
⑸高倍镜和低倍镜的区别:
低倍镜
高倍镜
视野范围
视野大,观察到的细胞数目多、小
视野小,观察到的细胞数目少、大
视野亮度
亮
暗
⑹生物实验中常用的玻片标本有以下三种:
装片:完整的生物体;撕下或挑取的部分;
切片:切取的薄片;
涂片:液态的材料。
考点2:观察和实验
1、科学观察首先要有观察目的,仔细观察对象有什么特性,通过比较、归纳、演绎、分析、综合、建模等方法,在独立思考和判断的基础上提出见解。通常还需要借助一定的仪器设备,如放大镜或显微镜。
2、实验与观察的异同:实验是严格控制条件下的观察,而观察只是在自然状态下的观察。
3、实验的流程:实验目的、实验材料和用具、实验步骤、实验现象、实验结论。
考点3:科学探究的基本过程
1.科学探究的一般过程包括:提出问题、作出假设、制订方案、实施方案、得出结论、表达交流。
2.观察是发现问题、提出问题的起点,提出的问题必须联系生活、生产或学习。
3.提出假设是在大量观察、广泛收集资料并认真分析的基础上,判断是否假设正确,最有说服力的就是实验。
4.探究实验中一定要设置对照组和实验组;且在一个探究实验中,实验变量要单一。进行实验时,除要研究的实验变量可以变化外,其他无关变量都应相同并控制在适宜状态,避免无关变量对实验结果的干扰,从而使实验结果更有说服力。
5.实验常常要反复多次,才能减少误差,得到比较可靠的结果。
6.实验中如果实施或证据与假设不符,就需要寻找新的证据来验证或修正假设,直至得出合理的结论。
7.巴斯德的“探究肉汤里的细菌实验”:
⑴提出问题:肉汤里的细菌是从哪里来的?
⑵作出假设:肉汤里的细菌可能来源于空气。
⑶制订方案:
A组:把肉汤装在一个敞口的圆底烧瓶(A瓶)中,肉汤能够接触空气中的细菌。
B组:把肉汤装在一个鹅颈状圆底烧瓶中(B瓶),肉汤不能接触空气中的细菌。
⑷实施方案:把两个烧瓶中的肉汤加热煮沸,静置数天。A组肉汤变质,B组肉汤不变质。
⑸得出结论:肉汤里的细菌是从空气中来的。
思考:
⑴为什么先要将放进烧瓶的肉汤煮沸?消灭肉汤里原有的细菌,以免干扰实验。
⑵为什么要将一个烧瓶的瓶颈用高温拉制成鹅颈状弯曲?避免空气中的细菌进入肉汤。
⒏尝试探究水温的变化对金鱼呼吸次数的影响
①提出问题:水温发生变化,金鱼每分钟的呼吸次数会受到影响吗?
②作出假设:水温发生变化,金鱼每分钟的呼吸次数可能会受到影响。
③制订方案:
A组将金鱼放在盛水(常温)的烧杯中,等金鱼安静后,观察金鱼呼吸次数。
B组向烧杯中加入少量的热水,调节水温,再将金鱼放入水中,金鱼安静后,观察金鱼呼吸次数。
④实施方案:按照计划完成实验。重复几次,记录数据。最后统计全班数据的平均值。
⑤得出结论:水温发生变化,金鱼每分钟的呼吸次数会受到影响。
思考:
⑴本实验中单一变量是什么?温度
⑵本实验为什么要多重复几次?为什么要统计全班实验数据,再计算平均值?
重复几次,结果取平均值,都是为了减少误差,增加实验数据的准确性。
⑶本实验设置了对照组和实验组,其中对照组是A组(常温),实验组是B组(高温)。
9.除科学探究外,跨学科实践活动是拓展视野、增强本领的重要途径。
疑难1:显微镜视野中污点的位置判断
显微镜污点可能存在于目镜、物镜、玻片上。首先移动玻片,污点若动则在玻片上,污点若不动则在目镜或物镜上;接着转动目镜,污点若动则在目镜上,污点若不动则在物镜上。
疑难2:科学探究中的单一变量原则
单一变量原则是指在一组实验中只能有一个变量,其余变量都要相同且适宜。若“探究温度对种子萌发的影响:A组10℃、适量的水,B组25℃、适量的水,C组10℃、无水,D组25℃、无水”,选择AB对照探究温度的影响而不能选择CD组对照,原因是无水不是种子萌发最适宜的条件。
疑难3:显微镜下观察到的物像是倒像
显微镜下观察到的物像是倒像,上下颠倒,左右也颠倒,物像移动的方向和标本移动的方向相反。若视野右下角有一个细胞,想要把它移至视野中央,细胞要往左上移,标本就要往右下移,即物像偏哪标本往哪移;若视野右下角有一气泡或污点,我们要把它移出视野就要向右下移,那么标本就要往左上移;若在胞质环流实验中,显微镜中看到的细胞环流方向和实际环流方向一致。
本章考点:
(1) 生物的基本特征;
(2) 生物学研究的主要内容;
(3) 学会规范使用实验器材;
(4) 观察和实验;
(5) 科学探究的基本过程。
生物学是自然科学中的一门基础学科,观察和实验是学习生物学的重要方法,探究实践是探索生命奥秘的重要路径。学会使用显微镜和科学探究的基本过程是本章的重点和难点。
【真题再现】
1.(2024·苏州·学业考试)近日,西双版纳国家自然保护区的科研人员在整理回收红外相机时发现拍摄到了云豹的清晰影像。利用红外相机研究动物行为的方法属于( )
A.调查法 B.观察法 C.实验法 D.测量法
【答案】B
【分析】科学探究的基本方法有实验法、观察法、调查法、分类法、测量法、收集和分析资料等等。
【详解】A.调查法是指通过一定的途径,深入实际了解特定事物以获得第一手资料并完成科技活动的方式,A不符合题意。
B.观察法是在自然状态下,研究者按照一定的目的和计划,用自己的感官外加辅助工具,对客观事物进行系统的感知、考察和描述,以发现和验证科学结论。科学观察可以直接用肉眼,也可以借助放大镜、显微镜等仪器,或利用照相机、录像机、摄像机等工具,有时还需要测量。因此,利用红外相机研究动物行为的方法属于观察法,B符合题意。
C.实验法是利用特定的器具和材料,通过有目的、有步骤的实验操作和观察、记录分析,发现或验证科学结论,C不符合题意。
D.测量法是按照某种规律,用数据来描述观察到的现象,即对事物作出量化描述,D不符合题意。
故选B。
2.(2024·吉林长春·中考真题)探究“花生果实大小的变异”实验中,老师提供了大、小两个品种的花生果实。以下四个实验小组提出的取样方法,最科学的是( )
A.选取大、小花生中最大的各1枚
B.选取大、小花生中最小的各1枚
C.随机抽取大、小花生各5枚
D.随机抽取大、小花生各30枚
【答案】D
【分析】不能对检测对象逐一检查时,可以从检测对象总体中抽取少量个体作为样本,这样检测的结果能够反映总体的情况,这种方法叫做抽样检测法。为了使抽样检测的结果接近总体真实情况,抽样时应当尽量避免主观因素的影响。
【详解】A.只选取最大的一枚花生,无法代表整个品种的花生大小分布情况,存在极大的偶然性。同时,由于只选取了一枚,样本量过小,无法进行有效的统计分析,A不符合题意。
B.选取最小的一枚花生同样无法代表整个品种的大小分布情况,且样本量过小,无法进行有效的统计分析,B不符合题意。
C.有随机性,但样本量仍然相对较小。在统计学上,较小的样本量可能导致结果的偏差较大,不够稳定可靠,C不符合题意。 D.既有随机性,又保证了足够的样本量。随机性可以确保每个花生被选中的概率相等,从而避免人为的偏差;而足够的样本量则可以提高统计结果的稳定性和可靠性,D符合题意。
故选D。
3. (2024·内蒙古·中考真题)某同学做了一组对照实验,实验处理如下表。一段时间后,实验现象如图。他探究的是( )
A.两种酵母菌的发酵速度 B.温度对发酵的影响
C.面粉发酵时酵母粉用量 D.酵母菌发酵的产物
【答案】A
【分析】对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,这个不同的条件,就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组。为确保实验组、对照组实验结果的合理性,对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。
【详解】解读表格中的实验设置发现,除酵母菌菌种不同外,其它条件都相同目适宜;因此,这是以酵母菌菌种为变量形成的对照实验,结合图中的实验现象(甲气球明显膨胀、乙气球
略微膨胀)可知,该同学探究的是两种酵母菌的发酵速度。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.(2024·苏州·学业考试)兴趣小组的同学们在适宜的环境条件下,分别测定了强光和弱光下不同植物的光合作用量,结果如图所示。相关叙述正确的是( )
A.除光照强度和植物种类外,其他条件均应保持相同
B.在同等光照强度下,玉米的光合作用量均比高粱少
C.实验结果表明,光照强度是影响光合作用量的唯一因素
D.根据实验结果可推断所有植物在强光下才能生长地更好
【答案】A
【分析】对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验;根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力;一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组;没有处理的就是对照组。
【详解】A.对照实验要遵循单一变量原则,即除探究条件外,其他条件要相同且适宜;兴趣小组的同学们测定了强光和弱光下不同植物的光合作用量,因此,除光照强度和植物种类
外,其他条件均应保持相同,A正确。
B. 由题图可以看出,在强光条件下玉米的光合作用量比高粱多,在弱光条件下玉米的光合作用量均比高粱少,B错误
C.由题图可以看出,在不同光照强度下同种植物的光合作用量不同,在同等光照强度下不同的植物光合作用量不同;因此,实验结果表明,光照强度和植物种类都是影响光合作用量的因素,C错误。
D.本实验只选用了高粱、小麦、玉米三种植物,数量太少,存在偶然性,故不可推断所有植物在强光下才能生长地更好,D错误。
故选A。
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