科学和我们

一．学习目标
1.尝试说出人类健康面临的挑战
2.举例说出生物科学与社会关系
3.尝试像科学家一样实验
4.了解自然发生说的含义及其相关的实验
5.了解科学实验的方法和实验各步骤的重要性
二．学 习重 点
1.人类面临的问题及基因诊断和基因治疗
2.举例说出生物科学与社会的关系,人类健康面临的新挑战
3.了解科学家挑战“自然发生说”的主 要过程
4.理解研究生命科学需要正确的方法
三．知识梳理
（一）人类面临的问题之一：健康问题
1、细胞的癌变
⑴概念：在个体发育过程中，有些细胞由于受到致癌因子的作用，而变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞 ，这种细胞就是癌细胞。
⑵引起细 胞癌变的因素称为致癌因子，致癌因子很多，大致可以归纳为3种类型：
①物理致癌因子：该类致癌因子主要是辐射致癌，包括紫外线、X射线、电离辐射等。
②化学致癌因子：如砷、苯、亚硝胺、黄曲霉素、煤 焦油等，农药中的有机氯杀虫剂等。
③生物致癌因子：乙肝、丙肝病毒 等。
⑶预防措施：
①避免接触物理、化学、病毒等各种致癌因子：
②增强体质，保持心态健康，养成良好的生活习惯。
⑷细胞癌变的特点：
①能无限增殖；②癌细胞形态结构发生变化；③癌细胞的表面糖蛋白物质减少，使得细胞之间黏着性减少，导致癌细胞在有机体内的分散和转移。
2、传染病
⑴概念：传染病是由病原体（细菌、病毒等）引起的，能在人与人、动物与动物或人与动物之间相互传染的疾玻它是许多种疾病的总称。2002年我国法定报告传染病的发病率为180.14/10万,死亡率为0.35/10万,病死率为0.20%.其中发病率较高的传染病依次为病毒性肝炎、肺结核、痢疾、淋病和麻疹；病死率较高的传染病依次为狂犬病、艾滋病、白喉、新生儿破伤风和流脑。
⑵传染病的突出特点:具有传染性和流行性。
⑶其预防措施： ①控制传染源；②切断传播途径；③保护易感人群。
（二）生物科学与社会：基因诊断和基因治疗
1、基因诊断的几种方法（初步认识）
⑴核酸分子杂交法（DNA探针法）
该方法是根据碱基互补配对原则，把互补的双链D NA解开，把单股的DNA小片段用同位素、荧光分子或化学发光催化剂等进行标记，之后同被检测的DNA中的同源互补序列杂交，从而检出所要查明的DNA或基因。[来源:学#科#网]
具体步骤：抽取病人的组织或体液作为化验样品；将样品中的DNA分离出来；用化学法或加热处理法使样品DNA解旋；将事先制作好的DNA探针 引入到化验样品中。这些已知的经过标记的探针能够在化验样品中找到互补链，并与之结合（杂交）在一起，找不到互补链的DNA探针则可以被洗脱。这样通过遗留在样品中的标记过的DN A探针进行基因分析，就能检出 病人所得的病。
⑵聚 合酶链式反应法（PCR法）
PCR技术可模拟细胞核内DNA复制的天然过程，可在3～4h内使目的基因扩增上百万倍，达到肉眼可见的量，不需要放射性同位素标 记就能分析、检测基因，大大提高了基因检测的灵敏度。
具体过程：首先，研究者把DNA加热，使双链分开，然后人工合成一段单链核苷酸，即DNA引物，把人工合成的引 物粘附到DNA单股螺旋上，之后按照DNA复制规律就能够复制出DNA来，重复放大50倍后就可以制成10亿个DNA分子。在PCR放大过程中的关键是利用耐热DNA聚合酶使少量的DNA在短期内即能扩增数百万倍，便于分析、检测。
2、基因治疗
基因治疗是指采用转基因技术将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。基因治疗的原理是指采用转基因技术将目的基因导入患者的某种细胞中，体外培养使其增 殖，然后输回患者体内，这样重组受体细胞因导入正常的基因，可以纠正或弥补缺陷基因带来的影响；或将带有治疗作用的基因 通过载体直接送入患者的某些细胞中，从而达到治疗疾病的目的。
（三）科学家不断实验：挑战“自然发生说”
观点提出问题实验设计实验结论实验关键（或缺陷）
雷迪相信地球上的所有生物都来源于生殖。
[来源:学科网ZXXK]腐肉上的蛆是从哪里来的 ？
①苍蝇与肉接触-----肉上出现了蛆
②苍蝇与肉未接触---肉上不会出现蛆①苍蝇是由亲代苍蝇在腐肉上产的卵产生的
②苍蝇或蛆不会自然发生单一变量和对照原则
尼达姆支持“微生物自然发生说”结构复杂的生物由亲代产生，微生物能否自然发生？①煮沸羊肉汤杀死微生物，用软木塞塞紧瓶口，几天后肉汤中滋生了大量微生物。
②改用植物种子和杏仁煮汤，结果相同。
微生物能自然发生缺陷：无法排除肉汤本来存在微生物的可能；瓶子未完全密封，微生物可能进入。
斯巴兰扎尼反对“自然发生说”对肉汤彻底密封和 杀菌，还会自然产生生物吗？盛肉汤烧瓶实验后一段时间
A（塞上软木塞，煮沸2min）污染
B（塞上软木塞，煮沸1h）污染
C（熔化玻璃封口，煮沸2min）污染
D（熔化玻璃封口，煮沸1h）未污染` 密封的肉汤长时间加热煮沸，就能阻止外来微生物 ，微生物也不会自然发生。关键：严格密封和杀菌，以排除外来微生物和本来存在的微生物对实验的干拢。缺陷：严格密封不能排除有空气时微生物可以自然发生的可能。
巴斯德不同意“自然发生说” 让肉汤接触无污染的空气，微生物能自然发生吗①盛酵母菌溶液的普通瓶子（消毒后带到山顶冰川处，暴露一会儿后密封，若干年后）多数瓶子保持无菌。
②盛酵母菌溶液的瓶子（消毒后拉成曲颈瓶，未密封）保持无菌。微生物不能自然发生
①瓶内先消毒，排除其内微生物对实验结果的干扰。
②曲颈使瓶内不会被污染。
（四）像科学家一样实 验：科学实验
研究生命科学的程序：
①生命科学的研究大多数从观察开始。
②在观察中 提出问题。
③根据观察到的现象以及研究者自身的知识与经验，对所提出的问题作一个初步的解释及设想，进而提出假说。
④对所提出的假说作出科学 的预测。
⑤设计严谨的实验对预测进行检验，即用科学实验验证假说的正确 与否。在 生物科学研究的实验设计中要设计对照实验组，要考虑数量及重复性。

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