自然科学基础讲义
(04秋开放小学教育)
黄荣
(第一讲)
第一章 自然的探索
[教学要求]
1、了解自然科学发展的历史轨迹,了解现代科技发展趋势,了解实验结果的整理和总结,了解科学、技术、社会和教育。
2、理解自然科学的基本研究方法。
3、掌握观察、实验方法。
[教材分析]
本章阐述了自然科学发展的历史轨迹,介绍了古代和近代自然科学的发展,进一步说明现代科技发展的趋势;然后介绍了自然科学研究和学习的基本方法;如何设计实验和实验结果的整理与总结;最后介绍了科学教育中人们关注的问题。知识面广但难度不大,适合学员(文科方向)水平。
[重点难点]
现代科技发展趋势,观察、实验方法,实验结果的整理和总结。
[课时安排]
面授2课时,自学4课时。
[学习建议]
1、自学与面授相结合。
2、自学以网上学习、阅读为主,配合录像片。
[教学内容]
第一节 自然科学发展的历史轨迹
一、 古代自然科学
古代自然科学包括古代希腊、中国、印度和阿拉伯的科学。
1、古希腊的科学
2 、古代中国的科学
二、近代自然科学的发展
1、近代自然科学诞生的三件大事
(1)太阳中心说向神学的挑战
(2)血液循环学说对神学的打击
(3)伽利略为近代自然科学开辟道路
2、近代自然科学的发展
(1)物理学
a、经典力学
b、关于光的波动理论
c、热力学的建立和能量守恒原理的发现
d、电磁学的辉煌成就
(2)化学
a、化学科学的确立
b、燃烧的氧化学说的确立
c、科学原子论确立
d、化学元素周期律
e、有机化学的建立
(3)生物学
a、细胞学说的建立
b、生物进化论的确立
三、现代科技发展趋势
1、科学技术经历了全面空前的革命
2、科学走向新的综和
3、科学技术的巨大作用
第二节 自然科学研究的基本方法
一、 选题、实验计划的制订
1、 科研选题
(1) 调查研究
(2) 作开题报告,请专家评审和获得经费支持
2、 实验计划
(1)确定实验目的
(2)明确指导理论
(3)选定实验方法、步骤
(4)配备实验器材
(5)实验记录
(6)结果处理
二、观察、实验方法
1、 观察
(1) 定性观察和定量观察
(2) 直接观察和间接观察
2、 实验
(1) 直接实验
(2) 模拟试验
三、观察、实验结果的整理和总结
1、 逻辑思维
2、 逻辑思维的基本方法
(1) 比较-分类法
(2) 分析-综合法
(3) 归纳-演绎法
3、 直觉和灵感
4、 数学方法
5、 假说及其检验
第三节 科学、技术、社会与教育
一、 世纪之交人们关注的问题
1、 能源
2、 环境
3、 信息
二、 科学、科学教育
1、 科学
2、 科学教育
[作业]
P(31) 4、5、6、17。
P(32) 27.
(第二讲)
第二章 自然界的物资性
第一节 地球概况
一、地球在宇宙中的位置
*宇宙 是天地万物,一切存在的总称。(四方上下曰宇,古往今来曰宙。)
1、 恒星
*恒星 是由热气体组成的、能够发光的球形的或类似球体的天体。
2、 银河系
3、 太阳 ( 光球、色球、日冕)
4、 太阳系的九大行星(地、金、木、水、火、土、天、海、冥)
二、地球及其起源和演化
1、 地球的形状与大小
*日地平均距离 149600000千米
*地球平均半径 6371千米
2、 地球的起源
3、 地球的演化
(1) 原始地圈形成阶段
(2) 生命产生与发展阶段
(3) 人类出现阶段
三、 地球的圈层结构
*地球的超外圈——磁层、地球的外部圈层、地球的内部圈层、地球的表层
*地球的表面形态:海陆分布、海洋的形态、陆地的形态、地表形态的变化
[作业]
P(156) 2、4、6、7、9、10.
(第三讲 )
(生物部分)
第二章 自然界的物质性
第三节 地球上的生物
什么是生物?(概念)
凡是有生命的物体,都是生物。
二、 生物的基本特征
1、严整复杂的结构:要求能说明"一切生物体都是由细胞构成的。" 然 后参照教科书P135 图2-44 理解"从细胞 组织
器官 系统 个体的结构层次。
2、新陈代谢: 是核心。
① 什么是新陈代谢?
生物体时刻不停地与它们周围的环境进行着物质交换和能量转换,借以完成自身的不断更新,适应体内外的变化,这过程叫新陈代谢。
② 新陈代谢的两个作用-----同化作用和异化作用的概念和相互关系。
3、生长、发育和生殖
生长、发育和生殖的概念
4、应激性和适应性
① 应激性和适应性的概念
② 能举实例说明应激性和适应性。
5、遗传和变异:概念
三、 生命的物质基础
重点是组成生物体的蛋白质和核酸
1、蛋白质:
⑴能讲清组成蛋白质的基本单位--氨基酸。氨基酸的通式、肽键、 多肽
组成蛋白质的基本单位是氨基酸
二肽:二个氨基酸相互连接时,一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基缩合,脱去一份水,形成肽键, ,这个物质称二肽。三个氨基酸缩合,脱去两份水,称为三肽,依次类推。
多肽键:蛋白质分子由多肽链组成。
⑵蛋白质多样性形成的原因。.
① 由于氨基酸的种类、数量以及排列顺序不同,构成了蛋白质的多样性。
② 由于多肽链不同的折叠方式,构成了蛋白质复杂多样的空间结构,形成蛋白质多样性。
⑶举例讲出蛋白质的功能
⑷酶的本质和特性
① 酶的本质--酶是活细胞产生的具有催化功能的蛋白质。
② 酶的特性:
a,高效性
b,专一性
c,多样性
2、核酸:
①讲清核酸的种类及其区别。
②组成核酸的基本单位--核苷酸,核苷酸的组成。
③核酸多样性形成的原因:
由于核苷酸的种类、排列组合方式以及排列的顺序不同,构成了核酸极大的多样性。
④核酸的功能
3、其余的无机物和有机物
如水,主要理解水的功能 无机盐,糖类,脂类能说出它们的种类和这三大类化合物的主要功能。
四、 生命的结构基础
构成生物体的最基本的结构单位和功能单位--细胞
1、 细胞的结构和功能
细胞膜:双层磷脂分子为骨架,蛋白质相嵌。具选择透过性和半流动性的特性。
主要功能是保护作用和控制和调节物质进出细胞。
细胞质:透明胶状,包含许多具特定功能的细胞器:
① 线粒体:能产生大量高能物质,被喻为"动力工厂"
② 核糖体:细胞中合成蛋白质的唯一场所。
③ 内质网:细胞中物质运输的网络通道。
④ 高尔基体:参与蛋白质的加工和分泌,形成纤维素。
⑤ 液泡:细胞营养物质的储存器和废物的排泄器。
绿色掌握还有叶绿体:是光合作用的场所。
细胞核:由核膜、核液、染色体和核仁。 主要功能:与遗传有关。
①搞清教科书中P127,图2-36、2-37和P128,图2-38 (会填结构图)
②熟记细胞中每一结构的名称,特点和它们的主要功能。
一、 生命的结构基础
构成生物体的最基本的结构单位和功能单位--细胞
1、 细胞的结构和功能
细胞膜:双层磷脂分子为骨架,蛋白质相嵌。具选择透过性和半流动性的特性。
主要功能是保护作用和控制和调节物质进出细胞。
细胞质:透明胶状,包含许多具特定功能的细胞器:
① 线粒体:能产生大量高能物质,被喻为"动力工厂"
② 核糖体:细胞中合成蛋白质的唯一场所。
③ 内质网:细胞中物质运输的网络通道。
④ 高尔基体:参与蛋白质的加工和分泌,形成纤维素。
⑤ 液泡:细胞营养物质的储存器和废物的排泄器。
绿色掌握还有叶绿体:是光合作用的场所。
细胞核:由核膜、核液、染色体和核仁。
主要功能:与遗传有关。
①搞清教科书中P127,图2-36、2-37和P128,图2-38 (会填结构图)
②熟记细胞中每一结构的名称,特点和它们的主要功能。
③能区别动植物细胞
④能区别原核细胞和真核细胞 :
原核细胞:体积小、DNA裸露,无核只有核区,除有核糖体外无内质网,高尔基体,线粒体,叶绿体等
真核细胞:体积大,有明显的细胞核,DNA和蛋白质形成复杂的染色体,有各种结构复杂的细胞器。2、细胞分裂
细胞分裂是细胞繁殖的方法,当细胞生长到一定的阶段就以分裂的方式产生新的细胞,细胞分裂有三种方式:
无丝分裂
有丝分裂:
减数分裂
细胞有丝分裂:
①能讲出有丝分裂的人为分期。
②每期的特征,主要熟记每期细胞的形态,纺锤丝和纺锤体形成情况和染色体的形态变化
举例,选择题:
在细胞有丝分裂过程中
(1) DNA复制和有关蛋白质的合成在----------------------( )
(2) 纺锤体形成在------------------------------------------------( )
(3) 染色体的着丝点排列在赤道极上在----------------------( )
(4) 核膜,核仁逐渐消失在--------------------------------------( )
(5) 细胞中央形成细胞板时期是在-----------------------------( )
A,分裂期间 B,前期 C,中期 D,后期 E,末期
③ 能说出动植物细胞有丝分裂的异同点
五、 生物的类群
只作了解要求
1、 讲出五大界名称
2、 植物界和动物界中分类的名称
3、 列举代表生物
4、 说出各界和各类动植物的主要特征 如:
(一)原核生物界
原核细胞构成的单细胞生物,最原始,低等.
单细胞,小、无核、无线粒体、内质网、叶绿体等细胞器、直接分裂。细菌, 蓝藻等
(二)动物界
1、 无脊椎动物
2. 脊椎动物
鱼类:水生鳃呼吸,一心房一心室,体外受精,卵生,鲫鱼。
两栖:幼体在水中,用鳃呼吸,成体在陆地,用肺呼吸,皮肤裸露,二心房一心室,体外受精,卵生,变态发育。
青蛙。二心房一心室,体外受精,卵生,变态发育
爬行:皮肤干燥,有角质鳞或骨板,二心房二心室,心室有不完全隔膜,体内受精,多为卵生。蜥蜴。
鸟类:飞行生活,有羽毛,前肢成翼,呼吸靠肺和气囊,完全双循环,恒温,体内受精,卵生。鸽。
哺乳类:最高等,分布广,身体分头、颈、躯干、尾、四肢
五部分,有毛,牙齿有分化,有膈,胎生,哺乳。家兔。
第三章 生命与自然
第一节 植物的光合作用
光合作用一节的重点是:
一、叶绿体的亚显微结构:
1、要求能对照书中P223,图4-2,熟记每一结构的名称和主要功能。
2、会填叶绿体结构图
二、光合作用:
1、光合作用的概念;光合作用的两个过程。
2、光反应的过程,结合P224 ,图4-3,能讲清光反应的条件和进行的场所;光反应的过程和光反应的结果。
3、暗反应的过程,结合P225 图4-4 能讲清暗反应的条件和进行的场所;暗反应的过程和暗反应的结果。
举例,简答题: 下图是光合作用过程的示意图,请回答:
(1)在活化叶绿素的作用下,图中A物质被分解成电子(e), 分子氧 (O2)和__________。这个反应的名称是____________。
(2)图中C是指___________。
(3)由光反应产生的ATP和NAPDH为暗反应提供________和___________.
(第四讲)
第二节 动物的营养
一、 营养
1、 理解营养的概念
2、 营养素的概念
3、重点理解糖类、脂类、蛋白质和维生素的主要作用
二、 营养物质的消化和吸收
1、 掌握人体消化系统的组成,掌握消化系统各部分的名称、位置和主要功能。
2、 掌握P231的表:
消化系统:
1消化管-----口腔、咽、食管、胃、小肠、大肠、肛门
2消化腺
大消化腺---唾液腺、肝脏、胰腺(分布于管 外)
小消化腺---胃腺、肠腺等(分布于管壁内)
3、 分清机械消化和化学消化
4、 理解食物在口腔、胃、小肠里的消化(学习时,应将消化管和消化腺对应起来学)并讲出食物经过这几个器官后的变化。
三、 均衡的膳食
1、 能讲出"均衡膳食"的概念。
2、 掌握合理膳食的调配原则。
第三节 生命的延续
一、 生物的生殖
1、 能讲出生殖的类型(无性生殖,有性生殖)
2、 认识几种无性生殖的方式,能讲出其中"营养生殖"在农业上的应用。
3、 有性生殖的重点是"卵式生殖",要求能说清"卵式生殖"的概念和意义
二、 生物的遗传
1、 重点理解基因分离规律,能熟练地讲清一对相对性状的遗传实验。实验结果、验证实验,最后得出分离规律的实质。
2、 关于"性别的决定"
(1) 应搞清什么是性染色体?什么是常染色体。
(2) 解释生男生女的性别是如何决定的。
3、 关于"孟德尔遗传规律的应用"
(1) 农业和畜牧业育种上的应用(举例)
(2) 人类性状遗传上的应用:正常性状的遗传,不正常性状的遗传,出现遗传性的疾病(举例)
三、 生物的变异
1、 什么是遗传的变异?什么是不遗传的变异?
2、遗传变异中的染色体畸变
结构上的变异:缺失、重复、倒位、易位。
数目上的变异:单倍体、二倍体、多倍体。
第四节 生命起源和生物进化
一、 生命起源 生命化学进化说:
三个演化阶段
1、 从无机分子到有机分子
2、 从有机分子到生物大分子
3、 多分子体系的形成和原始生命的诞生
二、 生物进化 达尔文进化学说:(达到理解的要求)
1、 要求说清"人工选择"的三个要素(变异、遗传和选择)
2、 三要素之间的关系
3、 讲清"自然选择"的四个基本论点,并举例明。