高中生物教材中常用的研究方法

1、高中生物教材中常用的研究方法一、假說演繹法1、方法解釋在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理，再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，反之，則說明假說是錯(cuò)誤的。是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法。2、典例分析孟德爾用豌豆做了大量的雜交實(shí)驗(yàn)，在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察、記載和進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析的過程中，發(fā)現(xiàn)雜種后代中出現(xiàn)一定比例的性狀分離，兩對(duì)及兩對(duì)以上相對(duì)性狀雜交實(shí)驗(yàn)中子二代出現(xiàn)不同性狀自由組合現(xiàn)象。他通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂蠖岢黾僬f，并對(duì)性狀分離現(xiàn)象和不同性狀自由組合現(xiàn)象作出嘗試性解釋。然后他巧妙地設(shè)計(jì)了測(cè)交實(shí)

2、驗(yàn)用以檢驗(yàn)假說，測(cè)交實(shí)驗(yàn)不可能直接驗(yàn)證假說本身，而是驗(yàn)證由假說演繹出的推論，即：如果遺傳因子決定生物性狀的假說是成立的，那么，根據(jù)假說可以對(duì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論推導(dǎo)和預(yù)測(cè)；然后，將實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)與理論推導(dǎo)值進(jìn)行比較，如果二者一致證明假說是正確的，如果不一致則證明假說是錯(cuò)誤的。孟德爾科學(xué)研究的一般思路：觀察現(xiàn)象 分析問題 提出假設(shè) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證假說 歸納綜合 總結(jié)規(guī)律3、其他實(shí)例（1）DNA復(fù)制方式的提出與證實(shí)；（2）中心法則的提出與證實(shí)；（3）遺傳密碼的破譯；（4）孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了遺傳因子的分離定律和遺傳因子的自由組合定律。（5）摩爾根利用果蠅證明基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)。二、類比推

3、理法1、方法解釋類比推理法是根據(jù)兩個(gè)或兩類對(duì)象在某些屬性上相同，推斷出它們?cè)诹硗獾膶傩陨希ㄟ@一屬性已為類比的一個(gè)對(duì)象所具有，而在另一個(gè)類比的對(duì)象那里尚未發(fā)現(xiàn)）也相同的一種推理。與歸納和演繹不同的是，類比是從特殊到特殊、從一般到一般的推理。2、典例分析美國(guó)科學(xué)家薩頓觀察蝗蟲精子和卵細(xì)胞的形成過程時(shí)發(fā)現(xiàn)，孟德爾所說的遺傳因子（基因）的分離過程和細(xì)胞中同源染色體的分離過程非常相似。薩頓根據(jù)基因和染色體行為之間明顯的平行關(guān)系，提出假說：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的，也就是說，基因位于染色體上。美國(guó)遺傳學(xué)家摩爾根曾經(jīng)明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論，也懷疑薩頓的假說，后來他做了大量的果蠅雜交實(shí)

4、驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體 X染色體聯(lián)系起來，從而證實(shí)了薩頓的假說。3、其他實(shí)例類比是指根據(jù)兩個(gè)研究對(duì)象的相同或相似方面來推斷它們?cè)谄渌矫嬉恢滦缘囊环N思維方法和推理形式。將未知事物同已知事物的性質(zhì)類比，依據(jù)其相似性，提出關(guān)于未知事物某些性質(zhì)的假說類比推理得出的結(jié)論，并不具備邏輯的必然性，其正確與否，有待觀察及實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。三、同位素標(biāo)記法1、方法解釋也叫同位素示蹤法，同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。用示蹤元素標(biāo)記的化合物，其化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變。借助同位素原子以研究有機(jī)反應(yīng)歷程的方法?？茖W(xué)家通過追蹤示蹤元素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。2、典例分析光合作用的暗反應(yīng)

5、中碳的轉(zhuǎn)移途徑：CO2的固定：CO2+C5 2C3C3的還原：2C3（CH2O）+H2O+ C53、其他實(shí)例（1）探究DNA分子半保留復(fù)制（2）分泌性蛋白的合成、分泌過程（3）噬菌體侵染大腸桿菌復(fù)制繁殖實(shí)驗(yàn)（4）探究光合作用的產(chǎn)物氧氣中的氧全部來自于水中的氧（5）研究細(xì)胞有絲分裂的細(xì)胞周期（6）有氧呼吸的產(chǎn)物水中的氧全部來自于氧氣中的氧（7）分子雜交法探針?biāo)?、?duì)照實(shí)驗(yàn)法1、方法解釋也叫平行組實(shí)驗(yàn)。 是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的相似組群進(jìn)行比較，一個(gè)是“對(duì)照”組，作為比較的標(biāo)準(zhǔn)；另一個(gè)是實(shí)驗(yàn)組，是進(jìn)行某種試驗(yàn)而采取的一些措施，通過一些實(shí)驗(yàn)步驟，然后觀察其結(jié)果，與“對(duì)照”組進(jìn)行比較，得出這種措施對(duì)研究對(duì)象

6、所產(chǎn)生的影響。不同于對(duì)比實(shí)驗(yàn)法 一般要設(shè)計(jì)對(duì)照組；對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是事先知道的；實(shí)驗(yàn)結(jié)論是通過實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的對(duì)照而得出的。2、典例分析酶化學(xué)本質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（1）證明某種酶是蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液+雙縮脲試劑是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)對(duì)照組：已知蛋白液+雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色反應(yīng)（2）證明某種酶是RNA實(shí)驗(yàn)組：待測(cè)酶液+吡羅紅染液 是否出現(xiàn)紅色對(duì)照組：已知RNA液+吡羅紅染液 出現(xiàn)紅色3、其他實(shí)例（1）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的本質(zhì)及催化作用（2）驗(yàn)證酶的專一性實(shí)驗(yàn)（3）探究影響酶活性因素的實(shí)驗(yàn)（4）植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的拓展應(yīng)用判斷細(xì)胞死活 測(cè)定細(xì)胞液濃度范圍 鑒定不同溶液（如蔗糖溶液和KNO3溶液）等（5）糖類

7、、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定與區(qū)別（6）生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)（7）驗(yàn)證生長(zhǎng)素生理作用的實(shí)驗(yàn)（8）探究影響光合作用因素的實(shí)驗(yàn)（9）探究影響呼吸作用因素的實(shí)驗(yàn)（10）比較過氧化氫在不同條件下的分解五、對(duì)比實(shí)驗(yàn)法1、方法解釋設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對(duì)結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系的方法。不同于對(duì)照實(shí)驗(yàn)法 不需單獨(dú)設(shè)計(jì)對(duì)照組；實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果都是事先未知的；實(shí)驗(yàn)結(jié)論是通過比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果而得出的。2、典例分析探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式本實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置有氧和無氧兩種條件，探究酵母菌在不同氧氣條件下細(xì)胞呼吸的方式，通過對(duì)比看出氧氣條件對(duì)細(xì)胞呼吸的影響。實(shí)驗(yàn)思路是：提出問題 作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論

8、3、其他實(shí)例（1）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（2）艾弗里證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)六、建構(gòu)模型法模型是人們按照特定的科學(xué)研究目的，在一定的假設(shè)條件下，再現(xiàn)原型客體某種本質(zhì)特征（如結(jié)構(gòu)特性、功能、關(guān)系、過程等）的物質(zhì)形式或思維形式的類似物。模型具有兩方面的含義：一是抽象化，二是具體化。（一）物理模型1、方法解釋物理模型是指以實(shí)物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象特征的模型2、典例分析DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程1953年沃森和克里克共同構(gòu)建了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型3、其他實(shí)例（1）利用廢舊物品制作生物膜流動(dòng)鑲嵌模型（2）“制作DNA分子雙螺旋模型”（3）嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型（4）建立血糖調(diào)節(jié)的模型（5

9、）建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型（6）必修3教材中構(gòu)建人體細(xì)胞與外界環(huán)境的物質(zhì)交換模型（二）數(shù)學(xué)模型1、方法解釋含義 ：是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式研究方法：觀察研究對(duì)象，提出問題；作出合理的假設(shè)；進(jìn)行數(shù)學(xué)表達(dá)；檢驗(yàn)或修正類型：數(shù)學(xué)方程式（數(shù)學(xué)表達(dá)式） 數(shù)學(xué)曲線圖2、典例分析種群數(shù)量增長(zhǎng)的“”型數(shù)學(xué)模型模型假設(shè)：在食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有敵害等條件下，種群的數(shù)量每年以一定得到倍數(shù)增長(zhǎng)，第二年的數(shù)量是第一年的倍。建立模型：t=N0t其他實(shí)例（1）細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂產(chǎn)生子細(xì)胞數(shù)的計(jì)算 即X=2n（2）DNA分子復(fù)制產(chǎn)生子代DNA分子數(shù)的計(jì)算 即X=2n（3）種群數(shù)量增長(zhǎng)的“S”型

10、曲線（4）探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化（三）概念模型1、方法解釋概念模型是指以文字表述來抽象概括出事物本質(zhì)特征的模型2、典例分析圖解式解釋模型闡述達(dá)爾文自然選擇學(xué)說的要點(diǎn)，見人教版必修一教材P111 3、其他實(shí)例（1）對(duì)真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)共同特征的文字描述（2）嘗試畫出生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型等（3）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)模型七、調(diào)查法調(diào)查時(shí)首先要明確調(diào)查目的和調(diào)查對(duì)象，制訂合理的調(diào)查方案。選擇合適的調(diào)查對(duì)象作為樣本；調(diào)查過程中要如實(shí)記錄；對(duì)調(diào)查的結(jié)果要進(jìn)行整理和分析，得出調(diào)查結(jié)論。（一）樣方法在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過計(jì)數(shù)每個(gè)樣方，求得每個(gè)樣方的值，以所有樣方種群密度的平均值作為該

11、調(diào)查種群密度的平均值。1、用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度2、土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究（二）問卷調(diào)查法它是以書面提出問題的方式搜集資料的一種研究方法，即調(diào)查者就調(diào)查項(xiàng)目編制成表式，分發(fā)或郵寄給有關(guān)人員，請(qǐng)示填寫答案，然后回收整理、統(tǒng)計(jì)和研究。1、調(diào)查人群中的遺傳病2、調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況（三）標(biāo)志重捕法在被調(diào)查種群的活動(dòng)范圍內(nèi)，捕獲一部分個(gè)體，做上標(biāo)記后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕到的動(dòng)物中標(biāo)記個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例，來估計(jì)種群密度。1、調(diào)查某種鼠的種群密度八、模擬法1、方法解釋在科學(xué)研究中，有時(shí)不能對(duì)研究對(duì)象直接進(jìn)行控制或干預(yù)性的操作，需要設(shè)計(jì)和構(gòu)想出研究對(duì)象的替代物，通過對(duì)替代物的實(shí)驗(yàn)來獲取經(jīng)驗(yàn)性材料，這種方法稱為模擬法。2、典例分析細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系實(shí)驗(yàn)通過模擬實(shí)驗(yàn)看出，細(xì)胞體積越大，其相對(duì)表面積越小，細(xì)胞物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男示驮降汀?、其他實(shí)例（1）性狀分離比的模擬實(shí)驗(yàn)（2）生物體維持pH穩(wěn)定的機(jī)制實(shí)驗(yàn)（3）生態(tài)瓶的制作，模擬生態(tài)系統(tǒng)九、差速離心法1、方法解釋利用高速離心機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行離心，利用不同的離心速度產(chǎn)生的離心力，象不同質(zhì)量物質(zhì)分開的方法。2、典例分析