师:同学们,大家好!从今天开始,我们将学习一门崭新的课程。这是什么课程呢?我们先来看一段视频。在视频里大家看到了什么?许许多多的生物。我们的地球正是因为有这么多形形色色生物的存在,才显得生机盎然,让我们的生活变得多姿多彩。试想一下,地球上如果没有生物,地球也将会像太阳系中其他的行星一样了无生趣。
我们今天要学习的课程就是生物学。那什么是生物学呢?生物学就是研究生命现象和生命活动规律的科学。植物、动物、细菌、真菌、病毒这些形形色色的生物,以及它们与环境的关系,还有我们人类自己的身体,都是生物学研究的对象,它们就像一座座神秘的宝库,吸引着人们去探究、去发现。
对于我们人类而言,生物学太重要了。导盲犬帮助盲人更好地生活;克隆动物的研究帮助人类加深对多种疾病的认识;通过基因工程改造一些易患病的植物,能提高农作物产量;“杂交水稻之父”袁隆平通过水稻杂交极大地提升了粮食产量,为世界消除饥饿做出巨大贡献;各种造型的观赏植物可以陶冶人们的情操;试管婴儿帮助一些夫妇圆了拥有自己孩子的梦等等。可以说,人类经济和社会的发展,人类文明的进步,个人生活质量的提高,都与生物学的发展息息相关。
从今天开始,在接下来两年的生物学学习中,我们将以4本生物学课本为引领,通过多种科学的方法一起探究生命的奥秘。你们期待吗?相信大家和老师的心情一样,充满了期待。
说了这么多,我们所说的研究对象是生物,那么到底什么是生物呢?这就是我们今天第一节生物学课要一起探讨的内容:第一单元第一章第一节“生物的特征”。什么是生物?先请大家看一段视频。
刚才播放了一段机器人的热舞,很震撼。随着科学技术的不断发展,将会有越来越多各式各样的机器人或机器动物来到我们的生活,而且它们的智能水平也将越来越高。那么机器人是生物吗?要想弄清楚什么是生物,我们就要抓住生物区别于其他非生物的特征,那么生物具有哪些特征呢?这就需要我们认真观察并比较生物和非生物,找出它们之间的异同点,从而进行区分。
那么什么又是观察呢?说到观察,同学们想到的肯定就是用眼睛看。其实在生物学中,科学观察的内涵很丰富,它不等于简单地用眼睛看。下面请大家看一段关于石蒜花的文字描述,这是通过科学观察后描写的。“石蒜花的茎很短,变态叶肉质肥厚,两片对生连接而成为倒圆锥体。石蒜花秋季从对生叶的中间缝隙中开出黄、白、粉等颜色的花朵。常在午后开放,傍晚闭合,可延续4 - 6天,花径3 - 5厘米。石蒜花原产于非洲南部干旱地区的岩床裂缝或砾石沙土中,干旱季节植株会萎缩并埋伏于砾石沙土中。”请大家仔细阅读这段文字,说说科学观察应该包括哪些内容。
生:在这段文字中,作者观察了石蒜的茎叶、开出的各种颜色的花、开花时间、花闭合的时间、花的大小等等,说明观察时需要很全面细致。花径是3 - 5厘米,这个数据是用尺子测量出来的,说明观察有时候还需要用到测量工具。开花时间可延续4 - 6天,说明需要长时间观察,长时间的观察就需要大家做好观察计划等等。
师:除了上面说的几个需要注意的方面,观察还需要大家积极思考。比如说食虫花为什么会长成这样,其实这是对环境适应的结果。总结起来,观察就是一种基本的科学探究方法,可以用肉眼,或者利用照相机、显微镜、录音机等工具,有时还需要测量。观察要有明确的目的,要全面、细致和实事求是,并及时记录下来。对于需要长时间的观察,要有计划和耐心,观察时还要积极思考,多问几个“为什么”。在观察的基础上,还需要同别人交流看法,进行讨论。
好了,在了解了科学的观察方法后,我们就一起通过观察和比较来区别生物和非生物吧。这是一小段人和机器人跳舞的小视频,请大家仔细观察、比较和思考,找出它们之间的异同。大家可以从它们的由来、组成、生长、能量获取等方面进行观察和比较。
生:可以说出很多不同,比如说人能长大,人需要呼吸,人还需要摄入食物等等。
师:那么大家说的是不是生物具有的典型特征呢?下面我们就一起总结生物具有的特征。
这是一张水鸟在捕食鱼的图片,水鸟为什么要捕食鱼呢?
生:通过捕食获取自身需要的营养。
师:其他动物也都需要获取营养吗?大家可以列举一些实例。
生:人类一日三餐的进食也是获取营养。
师:动物都需要通过进食来获取营养,那植物的生活也需要营养吗?请看这株向日葵,它从小长大,体内的物质增多了。这些物质从何而来呢?
生:是光合作用合成的。植物可以通过根部从土壤中吸收水分和无机盐,可以通过叶片吸收二氧化碳。绿叶还可以利用阳光合成有机物供给自己生命活动所需。植物的光合作用产生的有机物不仅养活了自己,它们还直接或间接地养活了地球上其他许多的生物。
师:有关光合作用的具体过程,我们在后面的课程还将进一步学习。在这里就简单地介绍一下。动植物的生活需要营养,细菌、真菌等微生物的生活也需要营养吗?请看图片,这是霉变的橘子,上面腐烂绿色的部分是霉菌。霉菌为什么要附在橘子上呢?
生:它们是从橘子上获取营养。
师:说明生物具有生活需要营养的特征。再看这张照片,这是蓝鲸在进行呼吸时呼气的过程,其他动物也需要呼吸吗?
生:人类、各种小动物、鸟类都要进行呼吸,获取氧气,排出二氧化碳。
师:那植物需要呼吸吗?请大家看这张图。这个是某科学兴趣小组做的实验,把一株植物密封在透明的玻璃罩内,用完全培养液培养。然后测得半夜0点到早上6点左右玻璃罩内二氧化碳及氧气浓度变化的曲线图。请大家注意看曲线图,我们可以看到在没有光照的情况下,二氧化碳的浓度在增大,而氧气的浓度在减小。说明什么?
生:植物是需要进行呼吸的,而且也能像动物一样消耗氧气,排出二氧化碳。
师:那微生物是否也要进行呼吸,消耗氧气呢?这张图片显示的是工人在利用醋酸菌发酵制作醋酸。这是在一个开放的环境里面,我们还需要保持制醋车间处在通气的状态。大多数的微生物的生活也是需要吸入氧气的。那是不是所有的生物都需要消耗氧气呢?请看这张图片,这是关于制作泡菜的图片。菜被洗净加上调料,然后放进罐子,用盖子把罐子盖住,还要在盖子周边加上水,这是为什么呢?
生:原来是为了不让空气进入罐子里,存在的乳酸杆菌要在没有氧气的条件下利用有机物发酵产生乳酸。
师:所以说绝大多数生物具有吸入氧气、呼出二氧化碳的特征。再请大家看,这张图片显示的是人在出汗,人为什么会出汗?
生:可以帮助人降低体温。
师:大家是否有这样一个经历,汗液把衣服浸湿,然后干了后衣服上会有一层白色的结晶,这结晶是怎么回事呢?
生:其实汗液主要的成分是水,但是含有少量的无机盐和尿素等物质,这是帮助人体排出废物。
师:除了出汗,人体最主要的排出废物的方式是什么?
生:排尿,呼出气体也是人体排出二氧化碳这种废物。
师:有同学就会问了,动物排出粪便是否也属于排出废物呢?那我们首先就要弄清楚什么是废物。对于生物而言,废物指营养物质进入生物体内,经细胞利用产生的不能再被生物利用的物质。而粪便是动物将摄入的食物经过消化吸收后留下的食物残渣。所以粪便不是废物。动物可以排出废物,植物的生活也需要排出体内的废物吗?请看图片。
生:植物其实也需要排出废物的,它们可以以落叶的形式排出体内产生的部分废物。
师:微生物呢?日常生活中,我们食用的馒头很松软,是因为馒头里面有很多的小气室,这些小气室从何而来呢?
