高中生物研究方法.docx

高中生物教材〔新课标〕生物科学探究中常用方法
★一、假说—演绎法
1、方法解释
在观察和分析根底上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题假说，根据假说进展演绎推理，再通过实验检验演绎推理结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确，反之，那么说明假说是错误。是现代科学研究中常用一种科学方法。
2、典例分析
孟德尔用豌豆做了大量杂交实验，在对实验结果进展观察、记载和进展数学统计分析过程中，发现杂种后代中出现一定比例性状别离，两对及两对以上相对性状杂交实验中子二代出现不同性状自由组合现象。他通过严谨推理和大胆想象而提出假说，并对性状别离现象和不同性状自由组合现象作出尝试性解释。然后他巧妙地设计了测交实验用以检验假说，测交实验不可能直接验证假说本身，而是验证由假说演绎出推论，即：如果遗传因子决定生物性状假说是成立，那么，根据假说可以对测交实验结果进展理论推导和预测；然后，将实验获得数据与理论推导值进展比拟，如果二者一致证明假说是正确，如果不一致那么证明假说是错误。
孟德尔科学研究一般思路：
观察现象 → 分析问题 → 提出假设 → 设计实验 → 验证假说 → 归纳综合 → 总结规律
3、其他实例
〔1〕DNA复制方式提出与证实；
〔2〕中心法那么提出与证实；
〔3〕遗传密码破译；
〔4〕孟德尔豌豆杂交实验，总结了遗传因子别离定律和遗传因子自由组合定律。
★二、类比推理法
1、方法解释
类比推理法是根据两个或两类对象在某些属性上一样，推断出它们在另外属性上〔这一属性已为类比一个对象所具有，而在另一个类比对象那里尚未发现〕也一样一种推理。与归纳和演绎不同是，类比是从特殊到特殊、从一般到一般推理。
2、典例分析
美国科学家萨顿观察蝗虫精子和卵细胞形成过程时发现，孟德尔所说遗传因子〔基因〕别离过程和细胞中同源染色体别离过程非常相似。萨顿根据基因和染色体行为之间明显平行关系，提出假说：基因是由染色体携带着从亲代传递给子代，也就是说，基因位于染色体上。美国遗传学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔遗传理论，也疑心萨顿假说，后来他做了大量果蝇杂交实验，用实验把一个特定基因和一条特定染色体— X染色体联系起来，从而证实了萨顿假说。
3、其他实例
类比是指根据两个研究对象一样或相似方面来推断它们在其他方面一致性一种思维方法和推理形式。将未知事物同事物性质类比，依据其相似性，提出关于未知事物某些性质假说——类比推理得出结论，并不具备逻辑必然性，其正确与否，有待观察及实验检验。
三、同位素标记法
1、方法解释
也叫同位素示踪法，同位素可用于追踪物质运行和变化规律。用示踪元素标记化合物，其化学性质不会改变。借助同位素原子以研究有机反响历程方法。科学家通过追踪示踪元素标记化合物，可以弄清化学反响详细过程。
2、典例分析
光合作用暗反响中碳转移途径
CO2固定：CO2+C5 2C3
C3复原：2C3 〔CH2O〕+H2O+ C5

3、其他实例
〔1〕探究DNA分子半保存复制
〔2〕分泌性蛋白合成、分泌过程
〔3〕噬菌体侵染大肠杆菌复制繁殖实验
〔4〕探究光合作用产物氧气中氧全部来自于水中氧
〔5〕研究细胞有丝分裂细胞周期
〔6〕有氧呼吸产物水中氧全部来自于氧气中氧
四、对照实验法
1、方法解释
也叫平行组实验。 是指两个或两个以上相似组群进展比拟，一个是“对照〞组，作为比拟标准；另一个是实验组，是进展某种试验而采取一些措施，通过一些实验步骤，然后观察其结果，与“对照〞组进展比拟，得出这种措施对研究对象所产生影响。
不同于比照实验法 ①一般要设计对照组；②对照组实验结果是事先知道；③实验结论是通过实验组与对照组对照而得出。
2、典例分析
酶化学本质实验验证
〔1〕证明某种酶是蛋白质
实验组：待测酶液+双缩脲试剂 是否出现紫色反响
对照组：蛋白液+双缩脲试剂 出现紫色反响
〔2〕证明某种酶是RNA
实验组：待测酶液+吡罗红染液 是否出现红色
对照组：RNA液+吡罗红染液 出现红色
3、其他实例
〔1〕实验验证酶本质及催化作用
〔2〕验证酶专一性实验
〔3〕探究影响酶活性因素实验
〔4〕植物细胞质壁别离与复原实验拓展应用
①判断细胞死活
②测定细胞液浓度范围
③鉴定不同溶液〔如蔗糖溶液和KNO3溶液〕等
〔5〕糖类、脂肪、蛋白质鉴定与区别
〔6〕生长素发现实验
〔7〕验证生长素生理作用实验
〔8〕探究影响光合作用因素实验
〔9〕探究影响呼吸作用因素实验
〔10〕比拟过氧化氢在不同条件下分解
五、比照实验法
1、方法解释
设置两个或两个以上实验组，通过对结果比拟分析，来探究某种因素与实验对象关系方法。
不同于对照实验法 ①不需单独设计对照组；②实验组结果都是事先未知；③实验结论是通过比拟实验结果而得出。
2、典例分析
探究酵母菌细胞呼吸方式
本实验需要设置有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸方式，通过比照看出氧气条件对细胞呼吸影响。
实验思路是：提出问题 作出假设 设计实验 进展实验 得出结论
3、其他实例
〔1〕肺炎双球菌转化实验
〔2〕艾弗里证明DNA是遗传物质实验
六、建构模型法
模型是人们按照特定科学研究目，在一定假设条件下，再现原型客体某种本质特征〔如构造特性、功能、关系、过程等〕物质形式或思维形式类似物。模型具有两方面含义：一是抽象化，二是具体化。
〔一〕物理模型
1、方法解释
物理模型是指以实物或图画形式直观地表达认识对象特征模型
2、典例分析
DNA双螺旋构造发现过程
1953年沃森和克里克共同构建了DNA双螺旋构造模型
3、其他实例
〔1〕利用废旧物品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构造模型
〔4〕建立血糖调节模型
〔5〕建立减数分裂中染色体变化模型
〔6〕必修3教材中构建人体细胞与外界环境物质交换模型
〔二〕数学模型
1、方法解释
含义 ：是用来描述一个系统或它性质数学形式
研究方法：①观察研究对象，提出问题；②作出合理假设；③进展数学表达；④检验或修正
类型：①数学方程式〔数学表达式〕 ②数学曲线图
2、典例分析
种群数量增长“Ｊ〞型数学模型
模型假设：在食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害等条件下，种群数量每年以一定得到倍数增长，第二年数量是第一年λ倍。
建立模型：Ｎt=Noλt
3、其他实例
〔1〕细胞进展有丝分裂产生子细胞数计算 即X=2n
〔2〕DNA分子复制产生子代DNA分子数计算 即X=2n
〔3〕种群数量增长“S〞型曲线
〔4〕探究培养液中酵母菌种群数量变化
〔三〕概念模型
1、方法解释
概念模型是指以文字表述来抽象概括出事物本质特征模型
2、典例分析
图解式解释模型—阐述达尔文自然选择学说要点，见人教版?必修一?教材P111
3、其他实例
〔1〕对真核细胞构造共同特征文字描述
〔2〕尝试画出生态系统构造模型等
〔3〕生态系统能量流动模型
★七、调查法
调查时首先要明确调查目和调查对象，制订合理调查方案。选择适宜调查对象作为样本；调查过程中要如实记录；对调查结果要进展整理和分析，得出调查结论。
〔一〕样方法
在被调查种群分布范围内，随机选取假设干个样方，通过计数每个样方，求得每个样方值，以所有样方种群密度平均值作为该调查种群密度平均值。
1、用样方法调查草地中某种双子叶植物种群密度
2、土壤中小动物类群丰富度研究
〔二〕问卷调查法
它是以书面提出问题方式搜集资料一种研究方法，即调查者就调查工程编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。
1、调查人群中遗传病
2、调查当地农田生态系统中能量流动情况
〔三〕标志重捕法
在被调查种群活动范围内，捕获一局部个体，做上标记后再放回原来环境，经过一段时间后进展重捕，根据重捕到动物中标记个体数占总个体数比例，来估计种群密度。
1、调查某种鼠种群密度
八、模拟法
1、方法解释
在科学研究中，有时不能对研究对象直接进展控制或干预性操作，需要设计和设想出研究对象替代物，通过对替代物实验来获取经历性材料，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实验
通过模拟实验看出，细胞体积越大，其相对外表积越小，细胞物质运输效率就越低。
3、其他实例
〔1〕性状别离比模拟实验
〔2〕生物体维持pH稳定机制实验