2020-2021學(xué)年高中生物 科學(xué)方法微課學(xué)案 新人教版必修3

1、2020-2021學(xué)年高中生物 科學(xué)方法微課學(xué)案 新人教版必修32020-2021學(xué)年高中生物 科學(xué)方法微課學(xué)案 新人教版必修3年級：姓名：- 6 -科學(xué)方法微課(一)研究動(dòng)物激素功能的“加法原理”和“減法原理”自變量控制是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)，它一般可以分為兩大類：一類是設(shè)法對研究對象進(jìn)行干擾；一類是設(shè)法排除對研究對象的干擾。這是用兩個(gè)相反的方式進(jìn)行的自變量控制，其所依據(jù)的原理是加法原理和減法原理。1.加法原理：(1)概念：自變量控制中的加法原理就是人為地增加某種影響因素，造成研究對象的變化，從而研究其某些特征。(2)增加自變量的要求：增加自變量不是要保持或保護(hù)研究對象的原始狀態(tài)，而是要干擾甚至

2、破壞研究對象的某種狀態(tài)，迫使研究對象暴露出某種現(xiàn)象和屬性。2.減法原理：(1)概念：自變量控制中的減法原理是設(shè)法排除某種因素對實(shí)驗(yàn)對象的干擾，同時(shí)盡量保持被研究對象的穩(wěn)定，從而比較出研究對象的作用。(2)減去控制因素的方法：去掉或隔離某種條件的影響；如果某些因素?zé)o法消除，就設(shè)法創(chuàng)造穩(wěn)定的、維持不變的相同條件進(jìn)行對照，以抵消或排除這些條件對研究對象的干擾。1.研究人員欲驗(yàn)證物質(zhì)x(注：用生理鹽水配制x溶液)具有降血糖作用，選擇一批體重相同的正常小鼠，測定_，并將小鼠隨機(jī)等量分成實(shí)驗(yàn)組和對照組，實(shí)驗(yàn)組注射_，對照組注射_，一段時(shí)間后，測定兩組小鼠的血糖濃度。與實(shí)驗(yàn)初始時(shí)相比，若_，則表明x有降血糖

3、的作用。(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是在實(shí)驗(yàn)組加入物質(zhì)x，由于物質(zhì)x溶于生理鹽水，為平衡無關(guān)變量，對照組應(yīng)注射等量的生理鹽水，以排除生理鹽水的干擾作用。(2)實(shí)驗(yàn)的處理方式是采用加法原理。(3)由于是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果是已知的，即物質(zhì)x有降血糖的作用?！窘馕觥繉?shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證物質(zhì)x的降血糖作用，那么此實(shí)驗(yàn)的自變量是有無物質(zhì)x，而因變量是血糖濃度的變化?；舅悸肥墙⒁粋€(gè)對照組和一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，測得兩組小鼠初始血糖濃度，再分別注射一定量的生理鹽水和等量的x，一段時(shí)間之后測兩組小鼠的血糖濃度。若對照組血糖濃度不變，實(shí)驗(yàn)組有明顯的血糖下降，則證明物質(zhì)x有降低血糖的作用。答案：(初始)血糖濃度適量的x溶液等量的生理鹽

4、水對照組血糖濃度不變，實(shí)驗(yàn)組血糖濃度下降2.為研究雄性家兔體內(nèi)睪酮(st，一種雄性激素)與生長激素(gh)含量的關(guān)系，某研究小組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)(手術(shù)過程不影響結(jié)果)，請補(bǔ)充完成方案并回答問題。研究課題：雄性家兔st含量對gh含量的影響。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縮t與gh的濃度關(guān)系。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)將1月齡體重相同的健康雄性家兔分為甲、乙兩組，每組6只，測定和記錄每只家兔血液中st和gh的濃度，并計(jì)算平均值。(2)甲組兔切除性腺，乙組兔_，作為空白對照。(3)在相同且適宜的條件下飼養(yǎng)1個(gè)月，測定和記錄每只家兔_，并計(jì)算平均值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：測定時(shí)間st濃度/(gml-1)gh濃度/(gml-1)甲組乙組甲組乙

5、組前測m1m1n1n1后測n2n2(4)由表格數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是。 (1)本實(shí)驗(yàn)的自變量是性腺的有無，并利用減法原理特異性除去甲組家兔的性腺，比較得出睪酮與生長激素的關(guān)系。(2)由表格數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是st含量的增加能使gh的含量下降。【解析】(1)實(shí)驗(yàn)步驟：分組，測定和記錄每只家兔血液中原有st和gh的濃度；對兩組家兔的處理：甲組切除性腺，乙組為對照組，即不切除性腺；在相同的條件下飼養(yǎng)1個(gè)月后，依次測定和記錄每只家兔血液中st和gh的濃度。(2)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是st含量的增加能使gh的含量下降。答案：(2)不切除性腺(不做處理) (3)血液中st和gh的濃度(4)st含量

6、的增加能使gh的含量下降(st含量的減少能使gh的含量升高)1.多數(shù)魚類的體色會(huì)隨著環(huán)境條件的變化而改變。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，魚類的眼和松果體能感知光照變化而產(chǎn)生興奮，當(dāng)興奮到達(dá)腎上腺時(shí)，其分泌的腎上腺素能使體表黑色素細(xì)胞的色素顆粒聚集，使體色變淺；當(dāng)興奮到達(dá)副交感神經(jīng)時(shí)，其神經(jīng)末梢分泌的乙酰膽堿能使體表黑色素細(xì)胞的色素顆粒擴(kuò)散，使體表顏色加深。為驗(yàn)證腎上腺素和乙酰膽堿對魚體色的影響，科研人員進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請完善下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)對象：體長10 cm左右且體色相近的同種鯽魚若干條。藥品及用具：魚用生理鹽水、適宜濃度的腎上腺素、乙酰膽堿、注射器等。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：將鯽魚平均分成三組，編號為甲、乙、丙

7、，分別放入三個(gè)玻璃缸中，置于無光處飼養(yǎng)一段時(shí)間。第二步：給甲組鯽魚腹腔中注入2 ml乙酰膽堿，乙組鯽魚腹腔中注入_，而丙組鯽魚腹腔中注入_作為空白對照。第三步：將裝有上述處理后鯽魚的玻璃缸置于_(填“無光”或“有光”)處，約2 h后，觀察比較三組鯽魚體表顏色的變化。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：甲、乙、丙三組鯽魚的體色由淺到深依次是_?！窘馕觥可飳?shí)驗(yàn)的原則是對照原則和控制單一變量原則，所以在完成實(shí)驗(yàn)操作步驟過程中，要控制好自變量；根據(jù)加法原理，為驗(yàn)證腎上腺素和乙酰膽堿對魚體色的影響，給甲組鯽魚腹腔中注入2 ml乙酰膽堿，所以乙組鯽魚腹腔中注入等量的腎上腺素，而丙組鯽魚腹腔中注入等量的魚用生理鹽水作為對照。根

8、據(jù)第一步可知，飼養(yǎng)條件為無光；因?yàn)槟I上腺素能使體表黑色素細(xì)胞的色素顆粒聚集，使體色變淺；而當(dāng)興奮到達(dá)副交感神經(jīng)時(shí)，其神經(jīng)末梢分泌的乙酰膽堿能使體表黑色素細(xì)胞的色素顆粒擴(kuò)散，使體表顏色加深，所以預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：甲、乙、丙三組魚的體色由淺到深依次是乙、丙、甲。答案：等量(2 ml)腎上腺素等量(2 ml)魚用生理鹽水 無光乙、丙、甲2.某科研小組為研究性激素在性別分化過程中所起的作用，提出以下兩種假說：假說：發(fā)育為雄性，需要睪丸產(chǎn)生的雄性激素的刺激；當(dāng)缺乏時(shí)，則發(fā)育為雌性。假說：發(fā)育為雌性，需要卵巢產(chǎn)生的雌性激素的刺激；當(dāng)缺乏時(shí)，則發(fā)育為雄性。為此，他們以家兔的胚胎作為研究對象。在胚胎還未出現(xiàn)性別分

9、化之前(性腺的分化早于性別的分化)，通過手術(shù)摘除性腺，待幼兔出生，檢測他們的性染色體組成及性別，結(jié)果如下：對照組xy(雄性)、xx(雌性)；實(shí)驗(yàn)組xy(雌性)、xx(雌性)?；卮鹣铝袉栴}：(1)進(jìn)行手術(shù)處理的為_(填“對照”或“實(shí)驗(yàn)”)組，該組幼兔個(gè)體雖然沒有性腺，但可從其他組織獲取細(xì)胞來進(jìn)行性染色體組成檢測，原因是_。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，上述假說成立的是_。若另一假說成立，請預(yù)測實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果為。(3)若進(jìn)一步證實(shí)假說成立，在胚胎摘除性腺的同時(shí)，給予適量雄性激素的刺激，則性染色體組成為xy和xx的幼兔性別分別為_?！窘馕觥糠治鲱}干可知：實(shí)驗(yàn)的目的是研究性激素在性別分化過程中所起的作用，自變

10、量是性激素的種類，利用減法原理通過進(jìn)行手術(shù)摘除性腺來證明性激素在性別分化過程中所起的作用。(1)進(jìn)行手術(shù)處理的為實(shí)驗(yàn)組，正常不做處理的為對照組；該組幼兔個(gè)體雖然沒有性腺，由于家兔個(gè)體的所有細(xì)胞都來自同一個(gè)受精卵的有絲分裂，若無變異發(fā)生，則體細(xì)胞與性腺細(xì)胞的染色體組成一致，故可從其他組織獲取細(xì)胞來進(jìn)行性染色體組成檢測。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，在胚胎還未出現(xiàn)性別分化之前(性腺的分化早于性別的分化)，通過手術(shù)摘除性腺，但對照組中xy為雄性，與實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果正好相反，而雌性個(gè)體始終為xx，說明雌性激素缺乏與否，都不會(huì)發(fā)育為雄性，否定假說，所以上述假說成立的是假說。若另一假說即假說成立，則在胚胎還未出現(xiàn)性別分化之前(性腺的分化早于性別的分化)，通過手術(shù)摘除性腺后，由于雌性激素缺乏，雌性xx轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌裕旧w組成為xy的仍為雄性，即實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果為xy為雄性、xx為雄性(或都是雄性)。(3)若進(jìn)一步證實(shí)假說成立，在胚胎摘除性