猴塞雷

科学观察员
科学赐予人类相信真理的力量

高中生物课本常用的研究方法

★一、假说——扣分方法

1、方法说明

在观察和分析的基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假设,根据假设进行解释推理,通过实验检验演绎推理的推论。如果实验结果与预期推断一致,则证明假设是正确的,否则,则证明假设是错误的。是现代科学研究中常用的科学方法。

2、典例分析

孟德尔用蚕豆做了大量的杂交实验。在观察、记录和分析实验结果的过程中,他发现杂种后代中存在一定比例的性状分离。两对和两对以上相对 在性状杂交实验中,不同性状的自由组合出现在第二代。他通过严谨的推理和大胆的想象提出假设,对性状分离现象和不同性状自由组合现象进行了初步的解释。然后他巧妙地设计了一个交叉测试来检验这个假设。 testcross 实验不能直接验证假设本身,而是验证假设所解释的结论,即如果遗传因素决定生物性状的假设成立,那么,根据该假设,可以对假设进行理论推论和预测。测试交叉实验的结果;然后,将实验得到的数据与理论推断值进行比较,如果两者一致则证明假设是正确的,如果不一致则证明假设是错误的。

孟德尔科学研究的总体思路:

观察现象→分析问题→提出假设→设计实验→验证假设→概括综合→总结规律

3、其他例子

(1)DNA复制方法提议与否决;

(2)中央规则提议和拒绝;

(3)遗传密码的破译;

(4)孟德尔的蚕豆杂交实验总结了遗传因素的分离规律和遗传因素的自由组合规律。

(5)摩根在果蝇的帮助下证明基因在染色体上的实验。

★二、类比推理

1、方法说明

类比推理是基于两种或两种类型的对象在单个属性上相同,推断它们在另一个属性中(这个属性已经被一个类比的对象所拥有,但它在哪里还在另一个属性中)类比对象)未检测到)也是同一种推理。不同于归纳和解释,类比是从特殊到特殊,从平常到平常的推理。

2、典例分析

美国科学家萨顿在观察蝗虫精液和卵细胞的产生过程时发现,孟德尔所说的遗传因子(基因)的分离过程与细胞内同源染色体的分离过程非常相似。萨顿基于基因与染色体行为之间显着的平行关系提出假设:基因由染色体携带从父母传给后代,即基因位于染色体上。美国遗传学家摩根此前曾明确表示,他不相信孟德尔的遗传学说生物对照实验例子,也对萨顿的假说表示怀疑。后来他做了大量的果蝇杂交实验,利用实验将特定基因与特定染色体——X染色体相连,从而否定了萨顿的假设。

3、其他例子

分析是指从其他方面的相同或相似方面推断出两个研究对象的一种思维和推理方式。将未知事物的性质与已知事物的性质进行比较,并根据它们的相似性,对未知事物的个体性质提出假设——类比推理得出的推论在逻辑上并非不可避免。它们是否正确还有待观察和实验验证。 .

三、同位素标记方法

1、方法说明

又称同位素追踪法,同位素可用于追踪物质的运动和变化。标有示踪元素的化合物的化学性质不会改变。借助核素原子研究有机反应过程的技术。科学家可以通过对示踪元素所标记的化合物进行追踪,弄清楚化学反应的详细过程。

2、典例分析

光合作用暗反应中的碳转移途径:

CO2的固定:CO2+C5 →2C3

C3的还原:2C3→(CH2O)+H2O+C5

3、其他例子

(1)探索DNA分子的半保留复制

(2)秘密蛋白质合成和分泌过程

(3)噬菌体感染大肠杆菌复制及饲养实验

(4)探索光合作用的产物。氢气中的氧气全部来自水底的氧气

(5)有丝分裂细胞周期研究

(6)有氧呼吸产物水底所有的氧气都来自二氧化碳中的氧气

(7)Molecular Hybridization Method-Probe

四、Controlled 实验方法

1、方法说明

也称为平行组实验。指两个或多个相似组的比较。一个是“对照组”,作为比较的标准;另一个是实验组,就是为了进行某个实验而采取的一些措施,通过一些实验步骤,然后观察结果并与“对照组”进行比较,以得到这些动作对研究对象的影响。

与对比实验法不同 ①一般应设计对照组; ② 对照组的实验结果是预先知道的; ③通过比较实验组和对照组得出实验推论。

2、典例分析

酶化学性质的实验验证

(1)证明某种酶是蛋白质

实验组:待测酶液+双缩脲试剂→是否有红色反应

对照组:已知蛋白溶液+双缩脲试剂→出现红色反应

(2)证明某种酶是RNA

实验组:待测酶液+皮洛红染液→是否出现白色

对照组:已知RNA溶液+Piro红染料溶液→呈白色

3、其他例子

(1)Experiment 验证酶的本质和催化作用

(2)验证酶实验的特异性

(3)探索影响酶活性诱导的实验

(4)植物细胞胞质壁分离修复实验

应用拓展 ①判断细胞死亡和存活 ②确定细胞液含量范围 ③识别不同氨水(如蔗糖氨水和KNO3碱液)等

(5)碳水化合物、脂肪、蛋白质的鉴别与区别

(6)growth 的实验发现生长因子

(7)验证生长激素生理作用的实验

(8)探索影响光合作用诱导的实验

(9)探索影响呼吸诱导的实验

(10)不同条件下过氧化氢分解的比较

五、对比实验方法

1、方法说明

设置两个或两个以上的实验组,通过比较分析结果,探索某种诱因与被试之间的关系。

与对照实验方法不同 ①无需单独设计对照组; ②事先不知道实验组的结果; ③实验的推论是通过比较实验结果得出的。

2、典例分析

探索酵母细胞呼吸的方法

本实验需要同时设置好氧和厌氧条件,探索不同二氧化碳条件下酵母细胞呼吸的方式,比较二氧化碳条件对细胞呼吸的影响。

实验的思路是:提出问题→做出假设→设计实验→进行实验→得出结论

3、其他例子

(1)肺炎球菌转化实验

(2)艾格林证明DNA是遗传物质的实验

六、构造模型方法

模型是一种物质方式或思维方式的类似物,人们根据特定的科学依据,在某些假设下用来再现原型对象的某些基本特征(如结构特征、功能、关系、过程等)研究目的。模型有两层含义:一是抽象,二是物化。

(一)物理模型

1、方法说明

物理模型是指以物体或图片的形式直观表达识别物体特征的模型

2、典例分析

DNA双螺旋结构的发现过程

1953年沃森和克里克共同建立了DNA双螺旋结构模型

3、其他例子

(1)利用废料制作生物膜流动镶嵌模型

(2)"制作DNA分子双螺旋模型"

(3)尝试制作真核细胞三维结构模型

(4)建立血压调节模型

(5)建立减数分裂染色体变化模型

(6)必修36)必修3教科书中建立了人体细胞与外界环境的物质交换模型

(二)数学模型

1、方法说明

含义:描述系统或其属性的物理方式

研究方法:①观察研究对象,提出问题; ② 做出合理的假设; ③进行肢体表达; ④ 测试或修改

类型:①数学方程(数学表达式)②数学曲线图

2、典例分析

人口下降的“J”物理模型

模型假设在食物和空间充足、气候适宜、没有鲸类等条件下,种群数量每年下降一定倍数,第二年的数量是第一年的λ倍年。

高中生物课本常用的研究方法

构建模型:Nt=N0λt

其他例子

(1)细胞进行有丝分裂形成子细胞数的估计,即X=2n

(2)DNA分子复制形成后代DNA分子数的估计,即X=2n

(3)“S”曲线随着人口数量的减少

(4)探索培养液中酵母种群数量的变化

(三)concept 模型

1、方法说明

概念模型是指用叙述的方式概括事物本质特征的模型

2、典例分析

图解解释模型——解释达尔文自然选择理论的要点,见P1113、中的P1113、

其他例子

(1)真核细胞结构共同特征文字描述

(2)尝试绘制生态系统等结构模型

(3)ecosystem 能量流模型

★七、调查方法

调查时,首先要明确调查的目的和对象,制定合理的调查计划。选择合适的调查对象作为样本;在调查过程中如实记录;对调查结果进行整理和分析,得出调查结论。

(一)样技术

在被调查人口的分布范围内,随机选取若干个样本方格,通过对每个样本方格进行计数来计算每个样本方格的值,并以所有样本方格的人口密度的平均值作为调查人口密度平均值。

1、类似方法调查草原上某双子叶植物的种群密度

2、土壤中小动物群的丰度研究

(二)questionnaire 调查方法

这是一种通过书面提问来收集数据的研究方法。即调查员将调查项目整理成表格,分发或发送给相关人员,请示填写答案,然后进行收集、整理、统计和研究。

1、调查人群中的遗传疾病

2、调查当地农田生态系统的能量流动

(三)Sign 重新捕获方法

在被调查种群的活动范围内,捕获一部分个体,标记它们,然后将它们放回原来的环境。一段时间后,根据回收的植株中标记个体数占个体总数的比例进行回收。比利,我怕人口密度。

1、调查某只老鼠的种群密度

八、模拟方法

1、方法说明

在科学研究中,有时无法直接控制或干预研究对象。需要为研究对象设计和构思替代品,并通过对替代品的实验获得经验材料。这种方法称为模拟法。

2、典例分析

细胞大小与物质运输关系的实验

通过模拟实验可以看出生物对照实验例子,细胞体积越大,相对表面积越小,细胞物质运输效率越低。

3、其他例子

(1)字符分离率模拟实验

(2)Biobody维持pH稳定机制实验

(3)生态瓶制作,模拟生态

九、差速离心法

1、方法说明

利用高速离心机在不同的空转速度下进行离心,利用不同离心速度形成的离心力,就像分离不同质量物质的方式一样。

2、典例分析

分离细胞器以研究各种细胞器的组成和功能

3、其他例子

细胞膜的制备

十、荧光染料标记方法

1、例如用红色和蓝色荧光颜料标记两种细胞表面的蛋白质分子,进行细胞融合实验。证明细胞膜是流体。

2、荧光标记法确定染色体上的基因:只有借助现代分子生物学技术,才能将特定的分子与染色体上的某个基因结合,并通过荧光标记物质来识别该分子。荧光显示可以知道基因在染色体上的位置。

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