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人类的老师教案

发表时间:2021-05-12

第3课寻找人类的祖先教案。

一位优秀的教师不打无准备之仗,会提前做好准备,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好地进入课堂环境中来,帮助高中教师提高自己的教学质量。那么,你知道高中教案要怎么写呢?下面是小编精心收集整理,为您带来的《第3课寻找人类的祖先教案》,希望能对您有所帮助,请收藏。

第二单元人类起源之谜

第3课寻找人类的祖先教案一、教学目标

目标

内容

知识与能力

过程与方法

情感态度与价值观

识记

理解

运用

寻找人科的早期成员

腊玛古猿、南方古猿

人猿分离是一个漫长、艰难的过程

探究人科成员的基本特征

虚拟再现

问题探究以科学的态度认识人类的起源和进化问题,树立人类进化与发展的辩证唯物主义观点,培养勇于探索的精神寻找现代人之祖

多祖论、单祖论

理解人类起源有关理论的基本观点及其依据

图表分析

比较探究

二、教材分析和教学建议

1.知识结构

2.教材分析与教学建议

重点:腊玛古猿、南方古猿、多祖论、单祖论。

难点:将腊玛古猿从人科中排除出去的基本依据。

教材内容分析与教学建议

本课从两个方面向学生介绍了人类在自身起源问题上的探索:寻找人科的早期成员和寻找现代人之祖。人在生物学分类上属于人科,包括从最原始的人到现代人,人科下有许多种属。人类起源问题是迄今为止尚未解决的十大科学问题之一,它包括两个核心内容:一是人类起源的地点和时间,一是人类进化的方式。本课主要介绍了有关人类起源时间及标志的研究进展情况,人类在这个问题上的研究成果,说明了科学的不断进步和人的认识能力的不断提高;但是,围绕人科起源时间、早期成员的确定、现代人的祖先等问题,目前仍未找到答案,还有待进一步的探索。因此,本课的学习,有助于激发学生探索的兴趣,关注人类历史的进化演变过程,学习客观地分析历史现象。

本课引言以生动的语言介绍了腊玛古猿化石的发现过程,指出腊玛古猿在人类探索起源问题的过程中扮演的角色,意在揭示科学探索过程中的艰辛和曲折。教师可首先展示腊玛古猿化石图片,然后通过提问进入本课学习。问题一:人类从猿到人的进化经历了哪些重要阶段?问题二:腊玛古猿是如何被发现的?问题三:猿与人的区别是什么?腊玛古猿是人类的祖先吗?在学生回答前两个问题的基础上,教师通过问题三引导学生在前课所学基础上,对猿与人的本质区别有所了解,并作大胆推测,从而开始本课的学习。

第一目“寻找人科的早期成员”

教材以腊玛古猿化石发现、确认其人科早期成员地位到否定其人科地位的研究过程,介绍了人科早期成员的研究情况。教材首先叙述了19世纪至20世纪80年代对腊玛古猿从发现、确定其人类最早祖先地位到最终否定的过程;接着介绍了20世纪80年代人们对南方古猿的研究,基本认定南方古猿是从猿到人过渡阶段较晚时期的类型;随后介绍了20世纪90年代以来,古人类学家、考古学家等专家们在寻找比南方古猿更早的人科成员方面所作的努力以及成果。

(1)腊玛古猿

由于古人类学作为一门边缘学科,涉及到许多相关学科,有着多种多样的研究方法,建议教师首先对古人类学的研究方法作一简单介绍,以便于学生理解。

从猿到人的进化是一个漫长的过程,人们认识这一过程最基本的方法是考古学实证研究。是人还是猿?最直接的实物证据是化石。古人类学家通过对各种猿类化石和人类化石从形态上进行比较解剖学的研究,然后用各种测定年代的方法测定它们的相对年代和绝对年代。另一方面,分子生物学家通过对现代人、各种猿以及其他的高等灵长类动物的蛋白质大分子进行研究,从它们差别的大小,根据变异的速度来计算它们起源的年代,这是分子钟假设研究。此外还应指出,古人类学研究还受到社会和意识形态等多种因素的影响和制约,如人们对腊玛古猿的认识过程就充分说明了这一点。

为便于学生理解,可先结合前课所学,如提问学生从猿到人最初的变化是什么?人的进化经历了哪些时期?然后指出人与猿的三个主要区别:两足的直立行走、牙齿的形状和式样、脑容量的扩大。人的进化经历了:森林古猿、腊玛古猿、南方古猿,再经过直立人(猿人)、早期智人(尼安德特人)、晚期智人(克罗马农人)而进化成现代人。

在一个相当长的时期内,人们普遍认为腊玛古猿是人科的早期成员。腊玛古猿的发现过程本课引言已有生动介绍,建议教师不妨采用,并略加补充。最早发现腊玛古猿的是美国人刘易斯(G·E·Lewis)。1932年,美国耶鲁大学研究生刘易斯在印度西瓦立克(Siwalik)山区中新世中、晚期的地层中,发现了一块古猿的右上颌骨化石,上有犬齿以后的牙齿,以及犬齿和两个门齿的齿槽。1934年,刘易斯发表研究报告,以印度神腊玛的名字,把它命名为“腊玛古猿”(Ramapithecus),意为“希望之光”。刘易斯研究腊玛古猿化石后认为,腊玛古猿生活年代大约距今1400万年至800万年之间,它不属于猿类,而属一个新属种——人科的早期成员。教师可结合教材腊玛古猿右上颌骨插图,与人类牙齿形状图相比较,说明刘易斯确定其为人科早期成员的依据。刘易斯主要是依据复原的腊玛古猿牙齿的形状和式样作此判断的。腊玛古猿复原的齿弓呈抛物线形,犬齿小,不突出,牙齿排列较密,无齿隙,前部牙齿向前的突出度较小。而灵长目中非人类动物的牙齿都很大,适合咀嚼树叶和其他相对坚硬的食物,而且都长着大而突出的犬牙,以抵御敌人的侵袭;犬牙和切齿之间以及犬牙和臼齿之间均有缝隙,且臼齿在切齿后面,排成平行的两排。人类的牙齿则明显与之不同,最重要的区别在于,人的犬牙并不比其他牙齿特别突出,所有牙齿都比其他动物的牙齿小得多,而且排成连续不断的曲线形,中间没有任何空隙。刘易斯比较后认为,腊玛古猿牙齿所具有的这些特征,是因为腊玛古猿从其他猿分化出来之后,在地面上度过的时间愈来愈长,于是,巨大的犬牙逐渐退化了,而切齿却变得愈来愈锐利,以便咬碎较硬的食物。据此,刘易斯推断腊玛古猿反映了从猿向人过渡的趋势,人科(Hominidae),属名腊玛,是人类的早期代表。

20世纪60年代,耶鲁大学古人类学家西蒙斯(ElwynSimons)发表了一篇标志性的科学论文,宣布他发现腊玛古猿的颊齿(前臼齿和臼齿)有些像人的颊齿,牙齿的咬合面平整,不像猿那样尖锐。他又发现它的犬齿比猿的较短而且钝。西蒙斯还宣称重建这个不完全的上颌骨得出的形状像人的上颌骨,就是齿弓向后稍稍张开,而不是现存猿类的“U”字形。因此他认为腊玛古猿是小的似猿动物,是已知最早的人科成员物种。西蒙斯还与另一位英国人类学家戴维·皮尔比姆(DavidPilbeam)一起,在研究后作出了更进一步的推论,提出腊玛古猿是两足直立行走、进行狩猎和生活在一个复杂的社会环境里的。因为发现最早的腊玛古猿的地层是在古老的中新世,因而西蒙斯和皮尔比姆得出结论,最初的人出现于距今至少1500万年前,可能是3000万年前,这种观点在当时被绝大多数古人类学家所接受,成为20世纪六七十年代在此问题上的权威说法。

20世纪70年代后期,大量中新世古猿化石在肯尼亚、匈牙利和希腊、土耳其、中国等地都有发现,越来越多的古人类学家改变了自己原先的想法,认为腊玛古猿不大可能是人的祖先,而更像猿类。

早在20世纪60年代后期,分子人类学有了重大发展。70年代,伯克利加利福尼亚大学的两位生物化学家阿伦·威尔逊(AllanWilson)和文森特·萨里奇(VincentSarich),根据其分子钟假设理论,推算出最早的人类物种出现在距今约500万年前。这一发现与当时流行的古人类学理论有着极大的差别,后者认为最早的人类物种出现在1500万~3000万年前,两者相差达1000万年,因而古人类学家普遍认为分子钟的计算是不准确的。同时,分子人类学家把人类的遗传基因与其他猿猴的遗传基因相比较后发现,人类98?4%的脱氧核糖核酸同黑猩猩的完全相同。研究还表明,人类、黑猩猩和大猩猩的血液蛋白互相的差别程度是相等的,换而言之,500万年前的某种进化事件使一个共同祖先同时分开向3个不同的方向发展,这种发展不仅使一个共同的祖先进化到现代人,也进化到现代的黑猩猩和现代的大猩猩。建议教师结合教材中《分子人类学的人类进化示意图》予以分析说明。当时,这种观点与传统观点有较大分歧,按照传统观点,黑猩猩与大猩猩的关系最为密切,而与人的距离较大。

围绕腊玛古猿是否为人科成员,古人类学家与分子人类学家的激烈争论持续了10多年。直到20世纪80年代,分子人类学家通过多次计算,最终测出了最早的人类物种的出现在距今约700万年前,这与古人类学家的结论相接近。体质人类学家也通过比较解剖学的研究,证实了这一结论。

20世纪80年代,旧金山加州大学的洛温斯坦(JeroldM.Lowenstein)在腊玛古猿牙齿中发现活性蛋白,他将蛋白提取物注入兔子体内导致抗体的形成,这些抗体对猩猩的抗原产生了无可置疑的反应。说明腊玛古猿与猩猩关系密切,而不是与人类关系最近的黑猩猩关系密切。同时,古人类学家皮尔比姆经过多年挖掘,在西瓦立克山区每一个化石地点,甚至同一层位都同时有腊玛古猿和另一种肯定是猿类的西瓦古猿(Sivapithecus)化石的存在,两者在形态、性状等方面没有重大的差别。皮尔比姆还发现了第一个腊玛古猿的脸部,其面部与猩猩脸的近似程度远大于与黑猩猩脸的近似程度。在一个比较完整的腊玛古猿下颌骨上,其齿弓清楚地呈“V”字形,而远非刘易斯复原的像人那样的抛物线形。这些都清楚地表明了腊玛古猿更接近猿,它不是人科的早期成员。因此,古人类学家认定腊玛古猿是西瓦古猿的同义词,它们应该是同一类古猿的雌雄个体。

以上研究事实说明,腊玛古猿不是最早的人类,虽然它在人类祖先演化的历史中具有很重要的地位,是人类从猿类中分化出来的第一阶,被恩格斯称之为“正在形成中的人”。但它不属人科,最早人类的时间必须重新界定。这样,古人类学家根据化石相信了人类的历史大大缩短了。

(2)南方古猿

否定了腊玛古猿作为人类的早期成员地位之后,人们又开始寻找新的人类早期代表。这时,人们已普遍将直立行走作为人的特性最早出现的标志。以此为标准,人们在寻找的过程中将目光投向了腊玛古猿之后的南方古猿。人们对南方古猿的认识也同样经历了一个过程。

南方古猿化石最早是1924年在南非北开普省汤恩附近发现的,化石包括一个小孩的不完整头骨,即部分颅骨,面骨、下颌骨和脑壳,科学的估计认为这个小孩生活在大约200万年前。当时的古人类学家雷蒙德·达特(R·Dart)教授研究后,认为这个头骨很像猿,但又带有人的不少性状。1925年他发表文章,认为这个“汤恩小孩”是“真正的猿和人之间的类型”,是人和猿之间的“缺环”,定名为南方古猿(Australopithecus)。可是汤恩小孩究竟是人还是猿,在古人类学界引起了激烈的争论,因为当时古人类学界一般都认为脑容量的扩大才是人的标志。此后直到60年代,随着更多南方古猿化石的发现,古人类学界才逐渐承认南方古猿是人科的早期成员,在分类学上归入人科。70年代,古人类学家在非洲发现了一种距今约300万年前到390万年前的化石——南方古猿阿法种。他们在那里发现了一具距今约350万年的人科动物遗骨,将其命名为“露西”。露西的骨架保存得非常完整:共有52根骨头,相当于人体骨架的40%,是已发现的最早的、保存最完好的人类祖先的骨架。露西所代表的南方古猿阿法种因此被认为是南方古猿非洲种的祖先,又是人的祖先。但是,古人类学家计算出在两足行走的人科动物的进化历史中,从700万年前的群体起源到今天之间,至少存在过16个物种,在南方古猿之前还应存在比它更古老的人科动物,但至今尚未发现能肯定的早期人科化石资料,所以有关这一问题的研究一直在继续。

(3)最新进展

20世纪90年代,非洲的古人类化石重要发现接连不断。1992年,在埃塞俄比亚的阿拉米斯发现距今440万年的南猿化石,最初被命名为“始祖南猿”,经过进一步发掘与研究,更名为“始祖地栖猿”即教材中所说“地猿”。1995年在西岸的卡那坡地点发现的距今410万年的原始类型南猿化石,被命名为“湖滨南猿”。令人瞩目的是,它们的下肢骨显示出直立行走的特点,而上肢骨却仍保留着上攀援的特点。这表明分子生物学所推测的距今500万年人与猿分道扬镳可能是对的。但到目前为止,这一问题尚未形成定论,人们仍在寻找人类的最早祖先。

教学建议:本目涉及较多学科专有名词或专业术语,理论性较强,教师可先请学生阅读本目内容,提出自己不懂的问题,逐一解决后,请学生再次阅读本目内容,讨论以下问题:刘易斯认为腊玛古猿是人科的早期成员的依据是什么?西蒙斯的研究有何意义?20世纪70年代后期,人们是如何研究人类起源问题的?有何突破?20世纪80年代,腊玛古猿人科地位又是如何被彻底否定的?人猿相别主要依据是什么?南方古猿是人类的最早祖先吗?为什么?目前人类在这一问题上的研究进展如何?教学中可通过展示腊玛古猿右上颌骨复原图、腊玛古猿比较完整的下颌骨图,帮助学生理解古人类学家对腊玛古猿的认识过程。结合的学习,说明人类在这一领域最新的研究成果及意义。

第二目“寻找现代人之祖”

教材汇集了目前古人类学主要的三种理论假说:多祖论、单祖论和夏娃理论,使学生了解古人类学对现代人起源问题的研究情况。

(1)多祖论

多祖论又称多地区进化假说、直接演化说或连续说,以美国密执安大学沃尔波夫(MilfordH.Wolpoff)为主。该理论认为现代人有多个祖先,他们是由当地的早期智人以至直立人经过几十万年的时间演化而来的,各人种在很久以前就有所分别,各自平行发展演化成为现代人类,但长期以来有基因交流,所以保持为一个人种。如欧洲的白种人是由当地的尼安德特人逐渐演变来的,亚洲黄种人则由当地早期智人和北京人、爪哇人等演变而来。他们提出了一些化石证据,指出不同地区的最早人类种群与现代人之间的骨骼特征的连续性。

(2)单祖论

单祖论又称“诺亚方舟说”“伊甸园说”“出自非洲说”。单祖论假设现代人被看作是起源于一个地区,一群群现代智人由这个地区迁徙和扩散到世界的其他地方,替代了那里的现代人以前的人群。如目前较为流行的“出自非洲说”认为,第一批现代人最早出现在撒哈拉以南的非洲,这些现代人后来迁徙到世界各地:一支进入欧洲的尼安德特人区域,消灭了土著尼安德特人,形成了现代的欧洲人;另一支进入亚洲地区,替代了亚洲土著,发展成为现代黄种人。

目前,科学研究的成果充分支持单祖论的理论。现在世界上的一切种族,虽然各人种的肤色、发色、眼色、发形、面部特征、身材、头形等互有区别,但是这些性状的差别并不表示遗传性上的本质区别,他们都属于人类学上的同一发展阶段──新人。各人种之间可以相互通婚,都能生育健康的具有正常生育能力的后代,这就充分证明了单祖论的正确性。

讲述单祖论时,可参考引用的“夏娃理论”适当展开。“夏娃”理论是现代分子生物学发展的产物。1987年,美国3个学生通过对现代人胎盘线粒体DNA的研究分析各大洲人,研究发现,现代人类的线粒体DNA可以分成两大类,第一类仅见于一些非洲人中,第二类则分布于包括其他非洲人在内的所有种族中。而第二类线粒体DNA的最终源头也在非洲人中。也就是说,现代人类的线粒体DNA均来自非洲的一位女性,她是人类各种族的共同祖先,研究小组将这位幸运的女性称为“夏娃”。这一理论因此被称为“夏娃”理论。同时,在现代各种族中,非洲人之间的线粒体DNA的差异最大,这表明非洲人线粒体DNA中所积累的突变最多。非洲人是最古老的种族,从而也证明了非洲人是最早出现的现代人类。他们于是提出假说,认为人类于20万年前起源于非洲,于13万年前走出非洲,并完全取代了原先各地的人类。“夏娃”及其后代是现代人类(晚期智人),当“夏娃”的后代们来到世界各地时,各地已有许多古人类在生息,如欧洲的尼安德特人、中国的北京人等。研究小组认为,“夏娃”的后代们(即现代人的祖先)来到世界各地后,并没有与当地土著的古人类混合交融,而是“完全取代了”他们。这是因为,如果现代人的祖先与土著古人类混合的话,那些古人类就会将自身的、与“夏娃”不同的线粒体DNA遗传下来,现代居民中也就会出现许多种线粒体DNA。可事实上,现代各种族居民的线粒体DNA是高度一致的,都来自同一个女性祖先“夏娃”,除此之外不存在着其他来源的线粒体DNA。据此推断,那些古人类都灭绝了,被现代人类的祖先完全取代了。世界各地的现代人类不是从当地的古人类发展而来的,而是来自非洲。

目前多区进化说与非洲起源说的争论仍在进行,双方都在寻找更多证据:更可靠的化石资料,线粒体DNA以外的其他证据,如Y染色体上DNA以及古老化石骨骼中的DNA,还有改进统计分析方法等。

教学建议:本目为古人类学在现代人祖先问题上的几种理论假说,具有开放性。可指导学生阅读本目内容后,选择一种理论相互研讨。

三、教学设计与案例

1.教学设计

寻找人科的早期成员。本课内容与前课“人类进化的历程”联系紧密,建议教师首先可采用谈话法,了解学生对前课所学内容的理解掌握情况,如古猿是怎样进化到人的?人猿相别的关键因素是什么?也可通过列表理清人类进化的基本阶段,然后进入本课的学习。为帮助理解,首先可通过谈话法,简略介绍几种古人类学的基本研究方法,然后请学生阅读教材并思考:刘易斯为什么认为腊玛古猿是人科早期成员?依据是什么?他的这一观点是如何被推翻的?教师可采用比较法,利用教材中腊玛古猿化石的两幅插图,与猿、人作比较,了解人科成员的基本特征,引导学生认识古人类学寻找人科早期成员所经历的曲折历程。南方古猿在前课就已出现,可通过师生共同回忆人类进化的基本阶段,说明南方古猿的地位。20世纪90年代以来的发现,可通过图片、音像资料或文字材料向学生加以介绍,同时结合,通过讨论完成问题,说明人类的不懈探索将有助于对这一问题的认识。

寻找现代人之祖。教师可引导学生阅读教材,归纳有关理论的主要观点和依据,任选其中一种理论作为自己的观点,说明自己选择这种理论的理由,通过小组提问答辩完成学习任务。也可由教师提出系列问题,在师生共同参与下完成,如多祖论、单祖论的主要观点和依据是什么?多祖论、单祖论无法回答的问题各是什么?学生通过分析、比较,找到答案。还可以以辩论会的形式完成本目的教学任务。

小结可结合本课探究学习总结来完成,重在使学生体会科学探索的艰辛。

2.教学案例

案例一 在介绍腊玛古猿的研究过程时,用实物投影,或电脑、幻灯比较两幅图片:

图片1:刘易斯复原破损的腊玛古猿右上颌骨化石图:

腊玛古猿复原的齿弓呈抛物线形,犬齿小,不突出,牙齿排列较密,无齿隙,牙齿的咬合面平整,不像猿那样尖锐。前部牙齿向前的突出度较小。

图片2:皮尔比姆等人找到的比较完整的腊玛古猿下颌骨:

腊玛古猿的颌骨呈V字形,不是刘易斯复原的像人的抛物线形,这说明腊玛古猿更接近猿,它不是人科的早期成员。

案例二 在介绍寻找现代人之祖的过程时,可利用计算机、实物投影,以文字的形式介绍相关理论,重点介绍分子遗传学方面的研究成果──夏娃理论。

20世纪,人们发现了细胞中的线粒体,1963年,又发现线粒体中也有DNA。线粒体DNA在许多方面不同于细胞核DNA。线粒体DNA的遗传方式十分独特,即严格的母系遗传。脊椎动物精子中的线粒体DNA不会进入受精卵,即使个别进入,也会很快分解。所以子代的线粒体DNA只来自母方,父方的线粒体DNA不会遗传给子代。

上世纪80年代中期,美国加州大学伯克莱分校的威尔逊遗传小组研究了世界不同种族居民的线粒体DNA,他们发现全人类的线粒体DNA基本相同,差异很少,平均歧异率为0?32%左右,而线粒体DNA又是严格的母系遗传,因此,从逻辑上说,现代世界各种族居民的线粒体DNA最终都是从一个共同的女性祖先那儿遗传下来的。威尔逊小组通过追溯不同种族线粒体DNA的原型,确定了现代人类线粒体DNA的发展谱系。他们发现,现代人类的线粒体DNA可以分成两大类,第一类仅见于一些非洲人中,第二类则分布于包括其他非洲人在内的所有种族中。而第二类线粒体DNA的最终源头也在非洲人中。也就是说,现代人类的线粒体DNA均来自非洲的一位女性,她是人类各种族的共同祖先。威尔逊等人说:“我们可以将这位幸运的女性称为夏娃,她的世系一直延续至今。”这一理论因此被称为“夏娃”理论。同时,在现代各种族中,非洲人之间的线粒体DNA的差异最大,这表明非洲人线粒体DNA中所积累的突变最多。非洲人是最古老的种族,从而也证明了非洲人是最早出现的现代人类。

四、问题解答

如果“韬玛”化石的时间被证实的话,将意味着什么?

解题关键:人类最早起源问题的基本观点。

思路引领:对人科最早成员出现的时间、地区及代表的重新认识。

答案提示:“韬玛”填补了人类演化早期的一个重要空白,它比以前发现的最古老的人类祖先还早300万年,填补了古人类学史上800万—400万年间古人类化石的缺环。“韬玛”的发现地点在乍得,距离此前非洲发现古人类化石的地方如肯尼亚等存在地域跨度,这表明,非洲大陆原始人类比我们原先所认为的分布还要广,这对于最早的原始人类起源地的旧观点是一个大的挑战。

本课测评

1.将腊玛古猿从人科成员中排除出去,关键性的因素有哪些?

解题关键:人类起源的时间、人与类人猿在解剖学上的差异。

思路引领:人科成员的基本特征。

答案提示:分子人类学研究表明人类起源于500万年前而不是1500万年;分子生物学研究证明腊玛古猿与猩猩关系密切,而不是与人类关系最近的黑猩猩关系密切;考古学的研究发现证明腊玛古猿不具人的性状。

2.关于现代人的起源问题,目前有几种观点,这些观点的主要依据是什么?

解题关键:现代人起源的主要观点。

思路引领:现代人起源的主要观点及依据。

答案提示:现代人起源主要观点有:多祖论、单祖论。多祖论以古人类学化石的发掘和研究为依据,单祖论以分子遗传学的研究为依据。

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第3节(学案) 人类遗传病


学习导航

1.学习目标

(1)举例说出人类遗传病的主要类型,并对各种类型的遗传病的主要遗传特点作简单分析。

人类遗传病主要可以分为单基因遗传病、多基因遗传病和染色体异常三大类。单基因遗传病是指受一对等位基因控制的遗传病,又有显性遗传和隐性遗传两类,遵循孟德尔遗传规律。多基因遗传病是指受两对以上等位基因控制的人类遗传病,在群体中的发病率较高。染色体病是由染色体(结构或数目)异常引起的遗传病,其中的典型病例是21三体综合征。

(2)通过参与调查人群中的遗传病,初步学会调查和统计人类遗传病的方法。

(3)分析遗传病对人类的危害,讨论遗传病的监测和预防的重要性,初步了解遗传病的监测和预防手段。

(4)说出人类基因组计划及其意义。通过搜集和分析相关资料认识人类基因组计划的正反面效应,明白科学是一把双刃剑,既能造福于人类,也可能带来某些负面影响。

2.学习建议

本节有一个调查、两个“资料搜集和分析”活动,活动内容较多是本节的特点,因此在学习本节内容时一定要充分利用身边可利用的资料和信息,这样既能丰富理论知识,又能提高收集和处理信息的能力。

自我测评

一、选择题

1.下列各项中,不属于遗传病的是()。

A.由于DNA分子中一个碱基对改变而导致的镰刀型细胞贫血征

B.由于第21号染色体多了一条而导致的21三体综合征

C.由于缺少一条X染色体而导致的特纳氏综合征

D.由于长期过度摄入大量食物而导致的肥胖症

2.孕妇患地方性甲状腺肿大,她生下的孩子可能会患()。

A.肢端肥大症B.侏儒症C.糖尿病D.呆小症

3.人体的耳郭多毛这一遗传性状总是从父亲直接传给儿子,再传给孙子。那么决定这个性状的基因最可能是在()。

A.常染色体上B.性染色体上C.Y染色体上D.X染色体上

4.在胚胎时期就容易死亡的遗传病是()。

A.苯丙酮尿症 B.进行性肌营养不良症

C.原发性高血压D.纯合的软骨发育不全症

5.下列各项中,能表现出家族聚集现象,并且较容易受环境因素影响的疾病是()。

A.单基因显性遗传病B.多基因遗传病

C.单基因隐性遗传病D.性染色体病

6.下列各项中,都属于单基因隐性遗传病的是()。

①人类多指病 ②白化病 ③软骨发育不全症 ④先天性聋哑 ⑤抗维生素D佝偻病 ⑥苯丙酮尿症

A.①②③B.④⑤⑥C.①③⑤D.②④⑥

7.冠心病、先天愚型分别属于()。

A.常染色体病,性染色体病

B.单基因显性遗传病,多基因隐性遗传病

C.多基因遗传病,常染色体病

D.不可遗传的疾病,单基因隐性遗传病

8.一个患抗维生素D性佝偻病(伴X遗传)的男子与正常女子结婚,为预防生下患病的孩子,进行了遗传咨询。你认为有道理的指导应该是()。

A.不要生育B.妊娠期多吃含钙食品

C.只生男孩D.只生女孩

9.一对表现型正常的表兄妹夫妇,从共同的祖先那里继承了两个相同的常染色体隐性致病基因(分别位于两对同源染色体上),他们生下不正常的子女的可能性是()。

A.9/16B.6/16C.8/16D.7/16

10.某男孩患有21三体综合征,其原因是与卵细胞融合的精子中有一对21号染色体。请分析与该精子形成有关的是()。

A.初级精母细胞中21号同源染色体没有分离

B.次级精母细胞中21号染色体着丝点不分裂

C.次级精母细胞中21号同源染色体没有联会

D.精原细胞中21号染色体没有复制

11.一个色盲女人和一个正常男人结婚,生了一个性染色体为XXY的色觉正常的儿子,此染色体畸变发生在什么之中?如果父亲是色盲,母亲正常,则此染色体畸变发生在什么之中?假如父亲正常,母亲色盲,儿子色盲,则此染色体变异又发生在什么之中?下面哪一组是正确的?()

A.精子、卵、不确定B.卵、不确定、精子

C.卵、精子、不确定D.精子、不确定、卵

12.确定胎儿是否患有某种遗传病或先天性遗传病,可采取的检测手段有()。

A.B超检查B.羊水检查

C.孕妇血细胞检查和绒毛细胞检查 D.以上三项都是

13.人类基因组计划的目的是测定人类基因组的全部DNA序列,即测定人体细胞中()条染色体的碱基序列。

A.46B.23C.24D.44

二、非选择题

14.一对表现正常的夫妇,生了一个患苯丙酮尿症的女儿和一个软骨发育不全的儿子。请根据题意回答下面的问题(自拟基因符号)。

(1)这对夫妇的基因型为。

(2)患苯丙酮尿症的女儿的基因型为。

(3)儿子软骨发育不全的基因来源是。

(4)根据双亲基因型判断,若再生一个患苯丙酮尿症女儿的概率是。

15.下图是先天性聋哑的家族系谱(该病受一对基因C或c控制)。请分析回答下面的问题。

(1)该病的致病基因位于染色体上,是性遗传病。

(2)如果Ⅱ3与一个显性纯合子婚配,其子女患先天性聋哑的概率是。

(3)据Ⅳ14、Ⅳ15推测Ⅲ11与Ⅲ12不宜结婚,如结婚则违反《婚姻法》规定的血亲和

血亲禁止结婚的规定,因为他们生育有病孩子的概率是。

第3节免疫失调与人类健康


第3节免疫失调与人类健康

一、激发兴起,导入新课
教师在上课之初,可以提问学生,谁愿意说一说自己有无曾经对某种物质过敏的现象?如果学生不愿意承认,教师可以帮助学生打消顾虑,指出大多数过敏反应来得快,去得也快,一般不会引起组织细胞的损伤。也可以请学生说一说听过见过的别人的过敏反应,指出过敏反应虽然是一种常见病,却和人们谈虎色变的艾滋病、系统性红斑狼疮、癌症一样属于免疫失调引起的疾病。了解这些病的发病机理,有效地防病治病是我们学习、研究免疫学的重要目的。
二、复习旧知
引导学生回忆什么叫免疫,回忆体液免疫和细胞免疫的过程。理解到人体的免疫功能正常时可以对非己抗原产生体液免疫和细胞免疫,发挥免疫保护作用。当免疫功能失调时,就可引起各种疾病。
三、学习新课
(一)过敏反应
请负责该内容的调查小组介绍相关资料,在可能的范围内让学生把他们掌握的内容说足说透。学生事前准备的文字材料、数字、图表要用摄像头当堂打出来,效果会更好。之后教师要引导学生从以下方面进行归纳总结:
1.过敏反应的举例和类型
学生举的实例可能会很多,尤其是走访专家医生和查阅资料之后,正好弥补了教材内容的不足。因为课本上讲的只是临床上最常见的I型过敏反应疾病,其他类型的均未涉及,所以如果学生举的实例中除了有书本上的实例外,还有如新生儿溶血症、自身免疫性溶血性贫血、链球菌感染后肾小球肾炎、类风湿性关节炎等。教师也要肯定,因为有些自身免疫病其发病机理相似于Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型过敏反应。然后教师要引导学生把能引起I型过敏反应的物质与具体的过敏反应症状联系起来,例如:
全身性过敏反应:引起过敏性休克,主要是药物过敏,如青霉素、头孢霉素,普鲁卡因,链霉素等。
呼吸道过敏反应:引起过敏性鼻炎和过敏性哮喘,如花粉、尘螨、真菌、毛屑等。
消化道过敏反应:引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻,甚至休克,如鱼、虾、蟹、蛋、奶等食物。
皮肤过敏反应:引起麻疹、湿疹、血管性水肿,如药物、食物、肠道寄生虫、冷热刺激等。
这样进行总结,学生以后再遇到类似情况可以自己判断,有效预防。
2.过敏反应的概念和特点
在总结上述内容的基础上,教师引导学生理解上述反应就属于过敏反应,而引起过敏反应的物质就叫过敏原,由于I型过敏反应同学听到见到的比较多,它的三个主要特点也容易理解,即:
①发作迅速,反应强烈,消退较快;
②一般不会损伤组织细胞;
③有明显的遗传倾向和个体差异。
3.机理
过敏反应发生的机理是一个复杂和抽象的过程,按照书上的示意图和文字叙述,学生可能不易理解,学生汇报查阅的资料也可能过于复杂。教师可将I型过敏反应发生的机制划分为三个阶段:
①致敏阶段:过敏原进入机体后可选择诱导过敏原特异性B细胞产生抗体应答,此类抗体与肥大细胞和嗜碱性粒细胞(即课本上所说的皮肤、呼吸道或消化道黏膜以及血液中的某些细胞,其中肥大细胞分布于皮下小血管周围的结缔组织中和黏膜下层,而嗜碱性粒细胞主要分布于外周血中)的表面相结合,而使机体处于对该过过原的致敏状态。通常这种致敏状态可维持数月或更长,如果长期不接触该过敏原,致敏状态可自行逐渐消失。
②激发阶段:指相同的过敏原再次进入机体时,通过与致敏的肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的抗体特异性结合,使这种细胞释放生物活性介质的阶段。在这个阶段中,释放的生物活性介质除了组织胺以外,还可以是前列腺素D2、白三烯、血小板活化因子等,但它们的作用都相似,都可引起平滑肌收缩,毛细血管扩张和通透性增强,腺体分泌物增多。
③效应阶段:指生物活性介质作用于效应组织和器官,引起局部或全身过敏反应的阶段。根据反应发生的快馒和持续的时间长短,可分为早期相反应和晚期相反应两种类型。早期相反应主要由组织胺引起,通常在接触过敏原数秒钟内发生,可持续数小时,晚期相反应由白三烯、血小板活化因子等引起,在过敏原刺激后6~12h发生反应,可持续数天。
4.防治措施
关于过敏反应的防治措施,学生调查后会汇报得比较全面。否则,教师可简要介绍过敏原皮肤实验的方法、脱敏治疗、扑尔敏、苯海拉明等药物防治的机理。
(二)自身免疫病
1.概念和举例
由责该部分内容的小组汇报调查憎况,使同学们了解除了书上的实例,还有哪些病也用于自身免疫病。学生可能会涉及到的自身免疫病还有:自身免疫溶血性贫血、毒性弥漫性甲状腺肿、重症肌无力、肺出血肾炎综合症、胰岛素依赖型糖尿病,肾小球肾炎、慢性活动性肝炎等,总结这些病的共同特点,都是自身免疫反应对自身的组织和器官造成了损伤,并出现症状,引出自身免疫病的概念。
2.发病机理
关于自身免疫病的发病机理,具体过程各不相同。课本上仅以风湿性心脏病为例,讲了由于分子模拟而导致自身抗原出现的过程,与之相类似的还有流感病毒、多瘤病毒、巨细胞病毒等。它们都与正常细胞或细胞外成分有相类似的抗原决定簇,针对这些病毒,抗原决定簇的免疫应答可引起自身免疫性疾病。例如,可萨奇病毒感染激发的免疫应答可攻击胰岛B细胞,引发糖尿病。链球菌有多种抗原蛋白与人体肾基底膜有交叉抗原,也可引发急性肾小球肾炎。多种徽生物因其热休克蛋白与人的热休克蛋白以及多种组织有交叉的抗原,可引起类风湿性关节炎、心肌炎、馒性活动性肝炎。而书上小字介绍的红班狼疮的病因与上述病因并不相同,不能一概而论,教师可根据实际憎况简要介绍。
教师可创设问题情境:预防自身免疫疾病应注意什么?
学生根据上述发病原理分析讨论,应该理解到:由于多种们原体的感染可邀过抗原模拟的方式诱发自身免疫性疾病,所以采用疫茵和抗生袁控制病原体的感染可降低自身免疫性疾病的发病率。
教师引导学生思考:上述两类疾病在免疫反应上有什么相似点?学生邀过分析思考这个问题,理解免疫失调的含义,包括过强和过弱两个方面。上述I型过敏反应就可以理解为因免疫反应过强而造成的免疫失调,但通常不损伤组织细胞;而免疫反应过强坯可能造成不能识别自我成分而患自身免疫疾病。那么免疫反应过弱又会出现什么结果呢?这样引出免疫缺陷病的概念。
(三)免疫缺陷病
1.免疫缺陷病的概念及特点
由学生汇报收集资料的结果,首先明确免疫缺陷病的概念,是指由于免疫功能不足或缺乏而引起的疾病。教师还应从概念出发引导学生思考该病的共同特点是什么。学生通过分析推理应该理解到该病的共同特点是:由于对各种病原体的易感性增加,患者出现反复的、持续的、严重的感染,如气管炎、肺炎、中耳炎、化脓性脑膜炎、脓皮病,甚至于恶性肿启的发病率比同龄正常人高100~300倍。
2.免疫缺陷病的种类
学生汇报的免疫缺陷病可能有多种,教师应引导学生划归到书上提到的两种类型中,即先天性免疫缺陷病和获得性免疫缺陷病。
①对于先天性免疫缺陷病的概念学生容易理解,但书上并没有举出实际的病例,教师可视具体情况介绍几种病例以丰富学生的感性认识,如性联无丙种球蛋白症、先天性胸腺发育不全、伴湿疹血小板减少的免疫缺陷病、重症联合免疫缺陷病等。
②教师引导学生理解到其实大多数免疫缺陷病主要发生于出生后较晚时期,属于获得性免疫缺陷病。书上的概念中提到“是由于疾病和其他因素引起的”,学生可能会对这些因素非常关注,教师或调查小组的同学可以向学生介绍常见的引起获得性免疫缺陷病的因素,如营养不良、感染、药物、肿瘤、手术、外伤、烧伤、脾切除等。接着教师指出,艾滋病就是由“人类免疫缺陷病毒(HIV)”感染人体而引起的一种获得性免疫缺陷疾病,调查小组的同学可以展示他们收集到的关于艾滋病的图片、数字、录像等,学生或者通过自学,或者在调查小组同学的引导下明确以下内容:艾滋病的全称、病原体及存在部位、发病机理、症状、传播途径、预防措施,其中关于发病机理因为涉及到前面讲述的免疫应答的内容,学生对课本上“特别是能够侵入T细胞”存在疑问。例如,侵入的到底是哪种T细胞?除了侵入T细胞还能侵入哪些细胞?对此教师可适当展开:HIV的表面有一层糖蛋白分子,其构象正好和助T细胞上的一种糖蛋白互补,两者结合后病毒得以进入助T细胞。但另外一些免疫细胞,如巨噬细胞和一些B细胞,甚至其他一些组织细胞如脑细胞,也可被HIV侵入,后者使有些艾滋病患者有严重痴呆、行动迟缓、记忆力丧失等症状。因为助T细胞是两种免疫系统都要依靠的细胞,助T细胞大量被消灭,患者将失去一切免疫功能,而各种传染病将乘虚而入,患者最后常因心力衰竭而死亡。由于艾滋病已成为全社会关注的热点,教师最后可以引导学生讨论:我们应该怎样看待艾滋病和艾滋病患者?目的是引导学生既要重视又要消除不必要的恐慌,同时做到全社会都来关心艾滋病患者。
(四)免疫学的应用
1.免疫预防
教师引导学生了解我国古代劳动人民用种人痘的方法预防天花是人类免疫预防的开始,借此激发学生的民族自豪感。然后回忆体液免疫和细胞免疫的过程,理解机体受到病原体感染后,能产生特异性抗体和效应T细胞,从而提高对该病的免疫力,这正是免疫预防的基本原理。接着教师提出启发性问题:
(1)什么叫免疫预防?
(2)什么叫疫苗?你知道用来预防接种的疫茵有哪些?
(3)免疫接种可以预防所有的传染病吗?为什么?
学生通过对上述问题的讨论理解到,预防免疫就是采用人工方法使机体获得特异性免疫力来预防疾病的方法。免疫预防常用的方法是预防接种疫苗,而国际上把细菌性制剂、病毒性制剂以及类毒索统称为疫苗。然后教师可以向学生展示我国推荐的儿童免疫程序,并且指出像艾滋病等很多传染病的疫苗还有待于进一步的研制,需要更多人的共同努力。
2.免疫治疗
请学生根据书上所提供的免疫治疗的常规方法及两种具体方法,思考下列启发性问题:
这两种方法分别是针对哪两种免疫系统起作用的?为什么?
免疫治疗是否只是加强免疫系统的作用?为什么?
从上面第一个问题引导学生注意,对于体液免疫的缺陷和细胞免疫的缺陷应采用不同的方法进行有针对性的治疗。从上面第二个问题引导学生注意,“调整”二字的含义,包括免疫增强和免疫抑制两种疗法,以此来启发学生思维的广阔性。同时教师举例:糖皮质激素和环磷酞胺就常常作为器官移植中的免疫抑制剂来抑制免疫应答。这样就顺理成章地引出器官移植的问题。
3.器官移植
学生不难理解器官移植的概念和四种类型。教师主要要引导学生分析临床上常用的同种移植及其成败的关键是什么,并使学生理解:一是寻求与受者HLA相配的供者组织或器官;二是使用免疫抑制剂。分析上述第一条措施时要向学生渗透关爱他人的崇高精神境界,分析第二条措施时可以分析患者终生使用免疫抑制剂有什么不良影响,进而引出当前抑制免疫研究的热门——诱导对移植物的特异性耐受,这是最理想的方法,就是指在不使用免疫抑制剂的情况下,机体免疫系统对某一整套抗原的长期特异性无应答状态,以此来引起学生对当代生物科学的关注和责任感。
要点提示
1.各种免疫失调引起的疾病很多,教师在课前要多查一些资料,不要轻易否定学生所举的病例。
2.在本小节所列举的三类免疫缺陷病中,过敏反应和免疫缺陷病属于免疫反应过强引起的疾病,区别在于前者一般不会引起组织损伤,后者会引起组织损伤。而免疫缺陷病属于免疫反应过弱引起的疾病。
板书设计
 
(一)过敏反应
(二)自身免疫病
(三)免疫缺陷病
(四)免疫学的应用
1.举例和类型
1.概念和举例
1.概念和特点
1.免疫预防:方法意义
2.概念和特点
2.发病机理
2.种类
2.免疫治疗:方法举例
3.发病机理
3.防治措施
3.器官移植:概念成败关键
4.防治措施

第3单元人类对原子结构的认识


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第3单元人类对原子结构的认识
第3单元课时1
原子结构模型的演变
一、学习目标
1.通过原子结构模型演变的学习,了解原子结构模型演变的历史,了解科学家探索原子结构的艰难过程。认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
2.了解钠、镁、氯等常见元素原子的核外电子排布情况,知道它们在化学反应过程中通过得失电子使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。了解化合价与最外层电子的关系。
3.知道化学科学的主要研究对象,了解化学学科发展的趋势。
二、重点、难点
重点:原子结构模型的发展演变
镁和氧气发生化学反应的本质
难点:镁和氧气发生化学的本质
三、设计思路
本课设计先让学生描绘自己的原子结构模型,继而追随科学家的脚步,通过交流讨论,逐步探讨各种原子结构模型存在的问题,并提出改进意见,让学生主动参与人类探索原子结构的基本历程,同时也可体会科学探索过程的艰难曲折。通过镁和氧气形成氧化镁的微观本质的揭示,初步认识化学家眼中的微观物质世界。
四、教学过程
[导入]观看视频:扫描隧道显微镜下的一粒沙子。今天我们还将进入更加微观的层次,了解人类对于原子结构的认识。你认为我们可以通过什么样的方法去认识原子的内部结构呢?
直接法和间接法,直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进,而间接法则依赖精巧的实验和大胆的假设。事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子的内部结构,所以在人们认识原子结构的过程中,实验和假设以及模型起了很大的作用。
一、中国古代物质观
[提出问题]我们通常接触的物体,总是可以被分割的(折断粉笔)。但是我们能不能无限地这样分割下去呢?
[介绍]《中庸》提出:“语小,天下莫能破焉”。惠施的人也说道“其小无内,谓之小一”。墨家则提出:“端,体之无序最前者也。”
在英文里,如今被译成“原子”的Atom一词,源于希腊语,它的字面上的意思是indivisible“不可分割”。第一个把Atom介绍到我国的是严复翻译的《穆勒名学》,他将其译为“莫破”。
二、西方原子鼻祖
[介绍]德谟克利特认为就像用一块块砖头砌墙一样,物质是由不可分割的原子构成。
道尔顿在《化学哲学的新体系》一书中指出:“化学的分解和化合所能做到的,充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星一样,我们不可能创造出或消灭一个氢原子。”这种观点换作现在更有趣的说法,在化学反应中原子既不会产生,也不会被消灭,他们只是被分开,再重新组合,你鼻尖上的某个碳原子可能正是亿万年前恐龙尾巴上的呢。书中他系统地阐述了其原子学说。
道尔顿的原子学说是建立在大量实验事实基础上的,成功地解释了化学定律。当然我们现在知道受当时的科学发展水平限制,这个理论仍有一些不完善的地方。
三、汤姆生模型
[介绍]到了19世纪末,由于电的发现,化学家们有条件去研究物质在通电条件下的性质了。他们发现将一些气体装在密封的玻璃管中,再抽气使之比较稀薄,然后通上高压电,会有一束射线从玻璃管的阴极通过气体到达阳极,人们称之为阴极射线。这种射线是什么呢?英国科学家汤姆生做了一系列实验:他发现在电场或磁场的作用下该射线会发生偏转(这就是现在我们家里电视机中的电子管的工作原理);他通过研究电场和磁场对该射线的作用,发现这种射线带负电,并测出了其电荷与质量之比,这个比值很大;Thomson又使用了不同的电极材料、在玻璃管中充入不同的气体,发现所得射线的电荷与质量之比都一样。
[提出问题]这些电子是那儿来的呢?为什么不管什么电极材料、什么气体所得到的射线都一样呢?其电荷与质量之比很大又说明什么?
这样汤姆生提出了葡萄干面包模型,面包代表均匀分布的正电荷,电子则像葡萄干一样嵌于其中。
四、卢瑟福模型
[介绍]几乎是在汤姆生实验的同时,居里夫人以及英国科学家卢瑟福等人开始了对放射现象的研究。这其中对原子结构的认识贡献最大的是卢瑟福的α粒子散射实验。α粒子带两个单位正电荷,相对质量为4(现在我们知道它是氦原子核)。卢瑟福将一束α粒子射向一张非常薄的金箔,又将涂有硫化锌的屏幕放在其周围,α粒子撞在屏幕会产生荧光,通过观察各个方向的荧光,卢瑟福发现大多数α粒子穿过了金箔,方向几乎没有任何变化;但有一些α粒子在穿过后方向发生了偏转,还有大约0.1%的α粒子甚至以不同角度被弹向金箔的前面。
[提出问题]如果按照汤姆生的葡萄干面包模型,会这样吗?那该如何解释实验现象呢?1.为什么会被弹回来?应该是由于同种电荷间的斥力。2.为什么只有0.1%?只有少数α粒子靠近了正电荷,也就是说原子内的正电荷不可能均匀分布,它占据的空间必然很小,原子应该有一个带正电的核。3.α粒子被弹回来了,核却没有被弹出,可见金原子的原子核的质量一定很大。
卢瑟福的结论:原子内大部分是空的,所以大多数α粒子得以穿过金箔。原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域,即原子核。
卢瑟福的原子模型很像行星围绕着太阳,因此当时年仅27岁的卢瑟福就和他的行星模型一起载入了化学史。
五、波尔模型
[介绍]根据经典的电磁场理论,电子绕核运动时会不断产生电磁波,从而辐射出能量,离核越来越近,最终落在原子核上。行星模型不能稳定存在?
波尔研究了氢原子的光谱,看着这些不连续的谱线,也就是特定的能量,他受到启发,意识到这是由电子的运动产生的,电子远离或者靠近原子核时应该是跳跃式变化,也就是说,电子只能在一些特定的不连续的轨道上运动。举个例子,你从楼梯上扔硬币,它只能落在某个台阶上,而不会停留在两个台阶之间。
波尔认为在能量最低的轨道,电子运动可以看成是在“平地”上的状态,这时不会释放能量。一旦电子获得了特定的能量,它就获得了动力,向上“攀登”一个或几个台阶,到达一个新的轨道。当然,如果没有了能量的补充,它又将从那个能量较高的轨道上掉落下来,回到较低的轨道上。同时释放出相应能量,对应于其光谱线。而从第二个台阶下来,或者从第三个台阶下来放出的能量不同,也就对应着一根根不同的谱线。波尔将量子理论引入原子结构,扫清了原子稳定性的问题。
六、结构决定性质
[提出问题]研究原子结构是为了更好地理解元素的性质,解释化学反应的原理。比如说,钠能与氯气剧烈反应,生成白色的氯化钠颗粒。为什么钠能在氯气中燃烧?该如何解释该反应的原理呢?我们首先从微观的角度来看这个反应。这个反应是如何进行的呢?每个钠原子一共有多少电子?为什么每个钠原子失去一个电子?每个氯原子一共有多少电子?为什么每个氯原子得到一个电子?(核外电子分层排布)(8电子稳定结构)元素的化合价和什么有关?现在我们知道了化学反应中元素化合价的变化与电子转移有关。大家有没有注意原子得失电子后体积的变化?原子得电子变为阴离子后体积变大,原子失电子变成阳离子后体积变小。为什么参加反应的钠原子和氯原子个数比是1∶1?
那么,如何解释镁和氧气的反应呢?镁与氯气反应,生成的产物氯化镁化学式应该是怎样的?为什么是1∶2?
七、神秘的夸克
[介绍]其实,人类对于原子结构的认识仍在发展。后来,又有科学家提出电子等微观粒子就像光一样,既是一种粒子,又有波的性质,电子等微观粒子具有波粒二象性,电子在核外运动像是一团带负电的云雾。
而原子核内的质子和中子又分别由夸克构成。可夸克和电子就是基本粒子吗?它们会不会也是由其它更基本的粒子组成呢?
为进一步探求原子的内部结构,现在的科学家们又在使用着什么样的手段呢?由于我们仍然无法直接观察,那就只能通过“打靶”、“轰击”来改变对象的状态,再分析改变后的结果,以了解其更微观的结构。其实原理仍然类似于卢瑟福的α粒子轰击原子的实验,只不过卢瑟福实验用的粒子源是天然射线。而要想更深入地进行研究,就需要速度更快、能量更高和束流更强的粒子,更快、更高、更强。怎样才能获得这样的粒子呢?我们的旅程到底有没有尽头呢?

第二单元第2课人类进化的历程教案


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第二单元人类起源之谜

第2课人类进化的历程教案

一、教学目标

目标

内容

知识与能力

过程与方法情感态度与价值观

识记

理解

运用

从古猿到人猿相别

森林古猿的特征;

南方古猿的特征

从森林古猿到晚期智人在体质、使用工具方面逐步进化的表现,以及发展过程反映出的特点

探究影响从森林古猿到晚期智人不断进化和发展的因素

运用图片直观反映

运用地图表明遗址

列出表格横向比较

人类在适应自然、征服自然过程中逐步演进

中国是人类的发祥地之一

从人猿相别到智人

能人、直立人、早期智人、晚期智人的生存时间和特征

探索人类进化的意义

人类进化的集中反映是文化的进化

探究人类进化的意义

体质变化和人类文化发展物证比较

人类进化与文化进化相伴随,具有强大的创新能力

二、教材分析和教学建议

教材分析与教学建议

重点人类进化的进程。

难点影响人类不断进化的因素及主要原因。

教材内容分析与教学建议

本课围绕“人类进化的历程”这个主题,用三个子目,从两个方面进行探讨。第一个方面,介绍“从古猿到人猿相别”“从人猿相别到智人”人类进化的粗线条发展过程;第二方面,介绍“探索人类进化的意义”画龙点睛,揭示历史探究的现实功能。本课内容与第一课一样,历史久远,资料匮乏,但由于人类进化本身就具有神秘性和吸引力,往往能引起学生学习兴趣,建议教学过程中要充分运用图片、地图等教学工具,引导学生主动探究,发现人类进化过程的新发展,深入理解探讨人类进化的重大意义。

本课引言部分由示意图和文字组成。示意图用形象的躯体形态勾勒从古猿到人的进化,一方面,从古猿到人类的进化就是从四足行走到上肢和下肢分离、直立行走的发展过程;同时,脑形的变化揭示了古猿到人的脑容量的变化。文字部分是围绕“人类进化示意图”,用生动、细致的语言描述现代人与祖先的变化,并提出一个重要的观点──人类是在不断进化着的。建议教师在引导学生学习课文正文内容之前,充分运用引言内容,调动学生学习积极性,用放大的、动态的图片或是投影演示人类的进化过程。问题一:现代人与祖先从体质上对比,有哪些变化?允许学生阅读引言文字内容,鼓励学生认真观察,大胆提出自己的观点;问题二:现代人与祖先的差别说明什么问题?导致这样变化的因素是什么?人类是如何进化的呢?引导学生带着问题学习课文内容。

第一个子目“从古猿到人猿相别”

课文叙述了2300万年前~180万年前古猿的进化概况。由于古生物化石资料的缺环,从古猿到“能人”之前的进化链难以比较清晰地绘制出来,课文只选择了从古猿到人猿相别进化过程中两个具有代表性的环节,一个是森林古猿,一个是南方古猿,虽然不能确定二者具有直接的进化联系,但是它们同属于猿类,存在的先后关系和反映出的不断进化趋向为探究人类进化历程提供了有力证明。

(1)森林古猿的进化

森林古猿是一个非常重要的概念,森林古猿的出现是探索人类进化历程的阶段性标志,即一部分具有猿类特性的灵长类逐步区别旧大陆猴类。

课文关于森林古猿的概念分两个方面加以解释,一是关于森林古猿体质的基本特征。森林古猿生存于距今2300万年~1000万年,生活在热带森林,过树栖生活,以果实为食,体质与黑猩猩接近,用四足行走,可以用臂行法在树上活动,因此,考察森林古猿化石而只针对其某一部分进行分析就会出现错误的结论。建议教师补充猿和黑猩猩的相关知识。二是关于森林古猿分化。森林古猿是自然发展的产物,自然环境的变化对森林古猿有重要的影响。在地质年代第三纪中新世到上新世末期,地球上的气候和地形发生了变化,全球范围的造山运动很活跃,相继出现了喜马拉雅山、阿尔卑斯山等,在东非甚至出现了长达8000千米的断裂谷,这样大规模的地壳运动,致使全球气候发生比较大的变化,森林逐渐消退,林间空地增大,稀树草地出现,森林古猿面临生存的选择,沿续旧的生活方式的古猿选择南方和森林;留在新环境生活的古猿,开始地面生活,适应性强的,逐步演变为新的种属,不适应的逐步被淘汰。现代类人猿和人类的两种发展方向初步形成。

(2)南方古猿的进化

课文关于南方古猿的介绍跳跃性比较大,学生阅读可能在理解上有点困难,或是产生误解。建议教学时,对涉及南方古猿内容的两个自然段可以适当调整。

课文解释南方古猿一是进化的表现,南方古猿体质特征与人类接近,能够直立行走,可以使用天然工具,可能有语言能力;二是关于南方古猿在人类进化历程中地位的评价。课文采用了一种观点,即南方古猿是最早的人类或是从猿到人的最早类型。南方古猿生存年代是距今550万年~100万年前,因此,从森林古猿到南方古猿,之间有一个寻找化石的缺环,这也是课文“历史纵横”补充的问题,建议教学过程中,教师要引导学生充分利用课文提供的信息,弄清人类进化大致态势,激发学生学习历史,探究历史的兴趣。

第二个子目“从人猿相别到智人”

课文叙述了180万年前~4万年前人类进化历程,这也是现代人种最终形成的时期。对于这个时期的阶段划分,目前国内外学者存在一些分歧,主要是角度和标准的差异导致的,由于这一时期古化石、遗址发掘相对丰富,因此,选择任一分期法都有充足例证,课文选择了比较严谨的分期法“能人、直立人、早期智人、晚期智人”。建议教学过程中,要给学生选择空间,不要强求学生接受一种观点,只要言之成理,就要鼓励,引导学生大胆探究,勇于创新。

(1)进化的能人。

能人概念的提出是人类进化史上一个非常重要的分水岭,在此之前,无论是森林古猿,还是南方古猿,如果称之为人猿,到这一时期,就可以称为原始人了。

课文关于能人的进化表现谈了四点内容:第一,能人的出现是与南方古猿有亲缘关系的,进化具有连续性、传承性,在此之后的进化链较为完善。第二,能人不仅是工具的使用者,而且是工具的制造者,在东非坦桑尼亚的奥都威峡谷发现的能人化石附近还发现了石器,包括可以割破兽皮的石片,带刃的砍砸器和可以敲碎骨骼的石锤。第三,能人体质进化中,脑容量接近现代人的一半,手骨和足骨与现代人相似,手脚变化先于脑容量的增大。第四,由于对黑猩猩制造工具的观察,现在基本放弃了“人是工具制造者”的定义,人类的形成是以直立行走为标志的。

(2)进化的直立人。

直立人显然在身体方面比能人有了更大进化,能够直立行走,脑量也增加了,但是猿的特征很明显。在170万年到30万年前的漫长岁月,直立人的体质变化不大。

课文着重提到两点,一是直立人学会使用自然火。火的使用增加了原始人抵御自然的能力,扩大了生存的空间。直立人这一时期不仅可以在热带地区生活,也可以到气候相对寒冷的地球中纬度地区生活。用火烧熟那些难以消化和不宜生吃的食物,穿兽皮以保暖等,使人类的文化又大大地往前推进了一步。二是周口店的北京猿人。20世纪20年代末,在北京房山周口店发现的猿人遗址,出土的化石数量多、门类全,为关于人类进化研究提供了丰富资料,同时,也有力证明中国在人类文化发展史上重要的地位。北京猿人是直立人的重要代表。

(3)进化的早期智人。

直立人发展之后是早期智人阶段,这一阶段无论是人的体质,还是工具的使用,人类的演化有了明显的进步。

早期智人生活在距今25万年~4万年前。课文首先介绍早期智人的体质和使用工具的进步,早期智人脑容量增加,体质形态与现代人接近。发明了人工取火,制造的工具较为精细,但依然属于旧石器时期。其次,早期智人的化石遍及欧洲、亚洲、非洲,1856年在德国发现了被后来定名为尼安德特人的化石,考古显示尼安德特人不仅使用精细的工具和人工取火,而且还有埋葬死者的习俗,形成独特的文化现象,它是早期智人的一个重要代表。在中国,发掘的属于早期智人阶段的化石比较多,有广东马坝人、山西丁村人、湖北长阳人等,可以认为它们代表了中国长江、黄河流域的文化发展里程。

(4)进化的晚期智人。

课文介绍晚期智人内容很少,距今4万年前,人类进化历程进入晚期智人阶段,现代人种在这个阶段基本形成。晚期智人化石遍布欧洲、亚洲、非洲、大洋洲,使用工具更加精细,而且掌握了穿孔技术。体质的发展与现代人没有差别。建议教师运用课文中克罗马农人化石复原图或者中国的山顶洞人复原图加以说明。

第三个子目“探索人类进化的意义”

课文用三个自然段叙述了两个观点,一是人类进化的涵义;一是探索人类进化的意义。虽然三个自然段字数不多,但理论性强,认识水平高,学生可能一时不能理解,建议教师多引导学生对前面所学内容整理、归纳,由感性上升到理性,通过活动探究,理解课文观点。

(1)人类进化的涵义。

课文归纳了三点,第一是人在与自然互动过程中,生存和发展能力不断提高,这主要表现在工具的使用和发明方面;第二是人的体质的变化,但这不是主要的;第三,是与人的征服自然能力的增强相伴随,创造的不同时期不同的文化进步,如农耕文化、工业文化等,它是人类进化的最集中的反映,建议教师充分利用课文中人类文化发展的物证加以说明。三者关系是,体质变化是一种自然性,工具的创新是人类进化的重要动力和表现,文化进化是人类进化整体、质的反映。

(2)探索人类进化的意义。

课文十分明确讲了三点,即有助于科学理解人类的来龙去脉;有助于理解人类在自然界中的地位;有助于对人类未来积极的预测。

三、教学设计与案例

1.教学设计

关于“从古猿到人猿相别”一目,这部分内容的特点是时间遥远、课文叙述简单、相关概念好记不易理解,教学设计不能指望师、生的一方活动,必须形成互动,形成探究的学习氛围。首先,教师利用课文引言的“人类进化示意图”和右边文字,提出问题“人类是怎样进化的”导入课文学习。其次,要求学生通读课文,粗线条设计人类进化的“流程图”,同时把相关的固定概念圈出来。在此基础上,策划小型的阅读交流会,部分学生展示自己画出的人类进化“流程图”,师生共同对“流程图”加以评价,鼓励学生提出自己在阅读过程中的疑惑。第三,教师对学生讨论的成果进行总结,结合学生的疑惑和课文内容,重点讲解。(1)区别人猿和猿人的概念,前者是古猿向人类过渡,属于猿类,后者虽然带有猿的特性,但已经过渡到人类。(2)森林古猿的分化是自然环境变化和古猿的适应能力相互作用的结果,占主导的因素是古猿的适应能力。(3)从森林古猿到南方古猿在传承关系上,目前化石考古还有缺环。教师在讲解过程中,可以展示自己课前准备的图表,让学生边听边看,了解古猿的进化历程。也可以设计一个表格对比森林古猿和南方古猿的异同,引导学生认识到人类是在进化的。

关于“从人猿相别到智人”一目,这部分虽然概念多,但内容详实,通俗易懂。难点是每个时期的代表性化石、遗址多,学生容易混淆。本目教学,可以与第一个子目一样,首先,教师请学生通读本目,圈出相关的概念,由于本目条理较为清晰,教师可以转换角度,要求学生设计一个表格,对比“能人”“直立人”“早期智人”“晚期智人”,为了帮助学生区分代表性化石、遗址,教师应准备中国和世界地图,通过地图加深学生印象。其次,请部分学生展示所画的表格,并引导学生对表格内知识点进行评价,包括正确与否、完善与否。对表格同类项知识进行深入分析,如“从能人到晚期智人体质是如何变化的?”“从能人到晚期智人使用工具上有怎样进步?”“从能人到晚期智人化石、遗址发掘范围是怎样变化的?”“如何看待上述三个进化的关系?”不断提高学生思维的积极性。同时把第一目人类进化内容和第二目比较,引导学生认识到人类进化在距今180万年以后,呈现加速度发展的趋势。

关于“探索人类进化的意义”一目,如上所述,理论性强,教学设计必须建立在前面内容回顾基础上,教师可以提出两个问题(1)“人类进化的涵义是什么?”(2)“人类进化的成果是什么?”不要求学生阅读本目内容,而是让学生结合表格内容自己归纳,得出结论,学生可能提出新的观点,有依据的就要鼓励。在这里,教师要对文化这个概念加以诠释,可以结合课文中“人类文化发展的物证”形象说明。最后指出,探索人类进化的意义所在。

2.教学案例

案例一 讲解从森林古猿到南方古猿的进化历程,用图示法:

图1:进化历程

图2:对比图

名称

时间

体质特点

使用工具

进化评价

森林古猿

南方古猿

案例二 讲述进化中的直立人,选择北京猿人为代表,用遗址照片和猿人头部复原像,通过投影说明。

图片1 北京猿人遗址照片

距北京城约50公里,位于北京房山县的龙骨山。1929年中国古生物学家裴文中在此发现原始人类牙齿、骨骼和一具完整的头盖骨。并找到了“北京人”生活、狩猎及使用火的遗迹,证实50万年以前北京地区已有人类活动。这一发现和研究,奠定了“北京人”在全世界古人类学研究中特殊的不可替代的地位。周口店遗址也是世界上迄今为止人类化石材料最丰富、最生动、植物化石门类最齐全的遗址。

图片2 北京猿人头部复原像

北京猿人是因1927年北京周口店发现一颗猿人牙齿而得名,1929年发现完整的头盖骨,遂闻名于世。北京猿人的特点是头骨最宽处位于左右耳孔稍上,眉脊粗壮向前突出,头骨厚,牙齿粗大。

案例三 分析人类进化的涵义,要借助“从古猿到人猿相别”“从人猿相别到智人”两目内容的整合,启发学生。

首先问学生:从古猿到智人的进化主要探讨哪几方面问题?

图示1

图片2 人类文化发展的物证,这些物证分属于不同的文化发展时期。

四、问题解答

本课测评

1.人类进化经过几个重要阶段?

解题关键:自然性直立行走是人、猿的分水岭。

思路引领:阶段;主要表现。

答案提示:第一阶段是从古猿到人猿相别,距今约2300万年~180万年。典型代表有森林古猿、南方古猿。第二阶段是从人猿相别到智人。距今是180万年前~4万年前。人类进化经历了能人、直立人、早期智人、晚期智人四个时期。

2.探索人类进化的意义何在?

解题关键:人类进化集中是文化的进化。

思路引领:进化的涵义;进化的意义。

答案提示:人类的进化过程是征服自然能力的提高,人的体质不断增强的过程,更是人类文化进化的集中反映。探索人类的进化有助于科学理解人类的来龙去脉;有助于理解人类在自然界中的地位;有助于对人类未来积极的预测。

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