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第2節(jié) 生物學(xué)是探索生命的科學(xué)
第1章 認(rèn)識生物和生物學(xué)
生物學(xué)的研究對象是地球上形形色色的生物。生物學(xué)的形成和發(fā)展是與生物學(xué)家的科學(xué)活動分不開的，下圖的例子你知道嗎
科學(xué)工作者在實(shí)驗(yàn)室用顯微鏡下觀察細(xì)胞
袁隆平在農(nóng)田中調(diào)查的雜交水稻生長情況
生物學(xué)家進(jìn)行各種科學(xué)活動
交流
談?wù)勀阈哪恐械纳飳W(xué)家
根據(jù)自己的理解，想一想什么是科學(xué)活動，把你認(rèn)為屬于科學(xué)活動的內(nèi)容寫下來。
舉例說出生物學(xué)家進(jìn)行科學(xué)活動的環(huán)境和方法。
你心目中的生物學(xué)家具有哪些特質(zhì)
全班對上述問題繼續(xù)進(jìn)行交流。
科學(xué)
活動
環(huán)境
實(shí)驗(yàn)室環(huán)境
方法
野外環(huán)境
水生環(huán)境
動物園/保護(hù)區(qū)
科學(xué)活動是指人們系統(tǒng)性地探索自然界中的現(xiàn)象、規(guī)律和原理的過程。
自然科學(xué)活動包括觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)、查閱文獻(xiàn)資料、相互交流等。
實(shí)驗(yàn)法、數(shù)據(jù)分析、查閱文獻(xiàn)資料
觀察法、
調(diào)查法
觀察法、
調(diào)查法
觀察法、調(diào)查法、實(shí)驗(yàn)法、相互交流
生物
學(xué)家
特質(zhì)
好奇心與探索精神、專業(yè)知識扎實(shí)、科學(xué)思維嚴(yán)謹(jǐn)、耐心與細(xì)心、創(chuàng)新與批判性思考、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、倫理責(zé)任感、持續(xù)學(xué)習(xí)能力、實(shí)驗(yàn)技能與數(shù)據(jù)分析能力
事例
人類憑借自己的智慧，解開了一個個生命之謎，但對生命的奧秘仍然“知之甚少”，依舊面臨著許多難題。人口增長、環(huán)境污染、資源匱乏以及生態(tài)平衡被破壞等問題的解決，很大程度上需要依賴生物學(xué)的研究和發(fā)展。
生命的起源
人類的起源與進(jìn)化
生物學(xué)經(jīng)歷了長期的發(fā)展歷程
安德烈·維薩里
1543年
《人體構(gòu)造》
奠定了基于以觀察和實(shí)踐為基礎(chǔ)的人體解剖學(xué)知識體系。
威廉·哈維
1628年
《心血運(yùn)動論》
通過實(shí)驗(yàn)法證明和闡述了血液循環(huán)理論
羅伯特·胡克
1665年
《顯微圖譜》
通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)并命名了細(xì)胞
卡爾·馮·林奈
1735年
《自然系統(tǒng)》
通過觀察法、描述法對生物準(zhǔn)確命名和分類
（簡史）
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普利斯特里
1771年
密閉鐘罩實(shí)驗(yàn)
通過實(shí)驗(yàn)法證明植物可以“凈化”空氣
簡·英格豪斯
1779年
植物光合作用
愛德華·詹納
1796年
牛痘疫苗
通過觀察、假設(shè)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)誕生了人類歷史上的第一支疫苗
巴蒂斯特·拉馬克
1802年
提出“生物學(xué)”概念
研究生物之間的相互關(guān)系和生命發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律
通過實(shí)驗(yàn)首次證明植物只有在光照條件下才能釋放氧氣
施萊登、施旺
1838~1839年
細(xì)胞學(xué)說誕生
查爾斯·羅伯特·達(dá)爾文
1859年
《物種起源》
多年的觀察、思考和研究建立了進(jìn)化學(xué)說，這是生物學(xué)領(lǐng)域的一大里程碑
格雷戈?duì)枴っ系聽?br/>1865年
孟德爾遺傳定律
通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)、觀察與統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)了遺傳學(xué)基本定律
細(xì)胞學(xué)說
達(dá)爾文進(jìn)化論
孟德爾遺傳學(xué)
現(xiàn)代生物學(xué)的三大基石
路易斯·巴斯德
1885年
狂犬病疫苗
通過動物實(shí)驗(yàn)研制了世界上第一支狂犬病疫苗
通過觀察、總結(jié)理論發(fā)現(xiàn)細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位
卡爾·洛曼
1929年
三磷酸腺苷（ATP）
奧斯瓦爾德·泰奧多爾·艾弗里
1944年
DNA是遺傳物質(zhì)
首次用實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)
梅爾文·卡爾文
1948年
卡爾文循環(huán)
通過精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)闡明了光合作用機(jī)制的藍(lán)圖
沃森、克里克
1953年
DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型
通過觀察、假設(shè)、建立模型、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證揭示了遺傳物質(zhì)的基本構(gòu)造
通過觀察、化學(xué)分析、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證確定ATP是生物體內(nèi)的直接能量來源
標(biāo)志著分子生物學(xué)時(shí)代的開啟
···
　　英國人哈維是生物學(xué)研究中較早運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法的科學(xué)家。哈維用結(jié)扎和剖切血管放血的實(shí)驗(yàn)方法，研究血液流動方向。實(shí)驗(yàn)證明人體心臟在半小時(shí)里推動的血量超過全身血液的總量，血液流出心臟后在相當(dāng)短的時(shí)間里返回心臟。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，哈維發(fā)現(xiàn)了血液循環(huán)。
　　自19世紀(jì)后期以來，實(shí)驗(yàn)法在生物學(xué)研究中越來越被重視，實(shí)驗(yàn)法的運(yùn)用，才使得生物學(xué)進(jìn)入實(shí)證科學(xué)的行列。
哈維與血液循環(huán)的發(fā)現(xiàn)
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同一種生物可能有不同的俗名。右圖植物叫做馬鈴薯，不同的地方有不同的俗名，你知道它還有哪些俗名嗎
林奈和生物分類
林奈創(chuàng)立的分類命名法，使每個物種只有一個全世界通用的科學(xué)名稱，即學(xué)名。從而確保了物種的名稱不會混淆。
生物分類系統(tǒng)
分類單位 人的分類地位 小麥的分類地位
界 動物界 植物界
門 脊索動物門 被子植物門
綱 哺乳綱 單子葉植物綱
目 靈長目 莎草目
科 人科 禾木科
屬 人屬 小麥屬
種 智人種 小麥種
　　分類學(xué)將眾多生物按照一定的系統(tǒng)和層級關(guān)系進(jìn)行有序排列，按大小和從屬關(guān)系可排列為界、門、綱、目、科、屬、種等分類單位，能更好地理解生物之間的親緣關(guān)系、進(jìn)化歷史以及生物多樣性的內(nèi)涵。
觀察表中人、貓、桃、小麥在各分類等級中的名稱，在分類等級上有哪些相同 又有哪些不同
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J. B. de Lamarck
1744—1829
　　19世紀(jì)初，法國學(xué)者拉馬克首次提出了“生物學(xué)”這個科學(xué)名詞。他認(rèn)為生物學(xué)不但要收集各種生物標(biāo)本進(jìn)行分類、命名，而且更重要的是要研究生物之間的相互聯(lián)系和生命發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律。從拉馬克開始，人們才將植物學(xué)和動物學(xué)統(tǒng)一稱為“生物學(xué)”。
拉馬克與“生物學(xué)”
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　　在英國科學(xué)家達(dá)爾文創(chuàng)立生物進(jìn)化論之前，許多人認(rèn)為世上萬物都是由上帝創(chuàng)造的。達(dá)爾文運(yùn)用考察、調(diào)查、分類、比較等研究方法，揭示出地球上所有生物都來源于原始的共同祖先，不同生物之間存在著親緣關(guān)系，從而建立了“進(jìn)化學(xué)說”。
達(dá)爾文與生物進(jìn)化論
達(dá)爾文用自然選擇來解釋生命世界的現(xiàn)象及其變化規(guī)律，動搖了人們一直信奉的神創(chuàng)論，完成了生物學(xué)領(lǐng)域的一場重大變革，成為生物進(jìn)化理論的創(chuàng)始人。
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DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)
　　20世紀(jì)50年代，美國科學(xué)家沃森和英國科學(xué)家克里克等人研究生物的遺傳物質(zhì)DNA，發(fā)現(xiàn)了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)遺傳學(xué)、生物化學(xué)、物理學(xué)交叉融合的結(jié)晶，被公認(rèn)為20世紀(jì)三大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，標(biāo)志這生物學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段——分子生物學(xué)階段。
交流
討論生物學(xué)的研究內(nèi)容和方法
生物學(xué)的研究內(nèi)容是什么？
人們進(jìn)行生物學(xué)研究有哪些主要方法？
當(dāng)今世界各國為什么都在加強(qiáng)生物學(xué)的研究？
生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)
生物學(xué)
研究對象
是形形色色的生物
研究內(nèi)容
生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分類、生理、
遺傳和變異、進(jìn)化、生態(tài)
研究方法
基本方法是觀察法、實(shí)驗(yàn)法
是什么
為什么
是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的科學(xué)
2.醫(yī)療和健康科學(xué)：
1.農(nóng)業(yè)和食品安全：
3.環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)：
4.生物技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用：
都在加強(qiáng)生物學(xué)的研究？
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)大大提高了產(chǎn)品產(chǎn)量、品質(zhì)，保障了全球糧食安全
生物學(xué)為醫(yī)學(xué)提供了理論基礎(chǔ)，對保障人類健康具有極其重要的意義。
為生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)、生物多樣性維持和環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)
如生物制藥、生物能源、生物材料等，促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長
生物學(xué)的發(fā)展趨勢
微觀方面
分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)
宏觀方面
生態(tài)學(xué)
1.連線題：請將科學(xué)家與相應(yīng)的研究成果用線連接起來。
林 奈
達(dá)爾文
哈 維
沃森和克里克
DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)
生物分類系統(tǒng)
物種起源與生物進(jìn)化的理論
血液循環(huán)
思考與練習(xí)
2.自然選擇學(xué)說是由哪位科學(xué)家提出的( )
A.達(dá)爾文 B.林奈 C.孟德爾 D.列文虎克
A
3.人們通過長期不懈的科學(xué)活動，使生物學(xué)得到了不斷的發(fā)展。下列選項(xiàng)中使生物學(xué)的研究進(jìn)入到分子生物學(xué)階段的是( )
A. 進(jìn)化論的提出
B. 生物分類法的建立
C.“生物學(xué)”這一科學(xué)名詞的首次提出
D. DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)
D

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