高中生物教材中常用的研究方法

1、1高中生物教材中常用的研究方法高中生物教材中常用的研究方法★一、假說(shuō)★一、假說(shuō)—演繹法演繹法1、方法解釋在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問(wèn)題以后，通過(guò)推理和想象提出解釋問(wèn)題的假說(shuō)，根據(jù)假說(shuō)進(jìn)行演繹推理，再通過(guò)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(shuō)是正確的，反之，則說(shuō)明假說(shuō)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?tīng)栍猛愣棺隽舜罅康碾s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(guò)程中，發(fā)現(xiàn)雜種后

2、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(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂蠖岢黾僬f(shuō)，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)驗(yàn)用以檢驗(yàn)假說(shuō)，測(cè)交實(shí)驗(yàn)不可能直接驗(yàn)證假說(shuō)本身，而是驗(yàn)證由假說(shuō)演繹出的推論，即：如果遺傳因子決定生物性狀的假說(shuō)是成立的，那么，根據(jù)假說(shuō)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

3、明假說(shuō)是正確的，如果不一致則證明假說(shuō)是錯(cuò)誤的。孟德?tīng)柨茖W(xué)研究的一般思路：觀察現(xiàn)象→分析問(wèn)題→提出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→驗(yàn)證假說(shuō)→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?tīng)柕耐愣闺s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)?！锒㈩惐韧评矸ā锒?、類比推理法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

4、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(guò)程時(shí)發(fā)現(xiàn)，孟德?tīng)査f(shuō)的遺傳因子（基因）的分離過(guò)程和細(xì)胞中同源染色體的分離過(guò)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(shuō)：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的，也就是說(shuō)，基因位于染

5、色體上。美國(guó)遺傳學(xué)家摩爾根曾經(jīng)明確表示過(guò)不相信孟德?tīng)柕倪z傳理論，也懷疑薩頓的假說(shuō)，后來(lái)他做了大量的果蠅雜交實(shí)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(lái)，從而證實(shí)了薩頓的假說(shuō)。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(lái)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(shuō)——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

6、及實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。三、同位素標(biāo)記法三、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(guò)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(guò)程。2、典例分析光合作用的暗反應(yīng)中碳的轉(zhuǎn)移途徑：CO2的固定：CO2C5→2C3C3的還原：2C3→（CH2O）H2OC53、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

7、成、分泌過(guò)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(lái)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(lái)自于氧氣中的氧（7）分子雜交法――探針?biāo)?、?duì)照實(shí)驗(yàn)法四、對(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(guò)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

8、這種措施對(duì)研究對(duì)象所產(chǎn)生的影響。不同于對(duì)比實(shí)驗(yàn)法①一般要設(shè)計(jì)對(duì)照組；②對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是事先知道的；③實(shí)驗(yàn)結(jié)論是通過(guò)實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的對(duì)照而得出的。3（3）種群數(shù)量增長(zhǎng)的“S”型曲線（4）探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化（三）概念模型（三）概念模型1、方法解釋概念模型是指以文字表述來(lái)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(shuō)的要點(diǎn)，見(jiàn)人教版《必修一》教材P1113、其他實(shí)例其他實(shí)例（1）對(duì)真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)共

9、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★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(guò)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(guò)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

10、密度2、土壤中小動(dòng)物類群豐富度的研究（二）問(wèn)卷調(diào)查法它是以書面提出問(wèn)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(lái)的環(huán)境，經(jīng)過(guò)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(lái)估計(jì)種群密度。1、調(diào)查某種鼠

11、的種群密度八、模擬法八、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(guò)對(duì)替代物的實(shí)驗(yàn)來(lái)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(guò)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、差速離心法九、差速離心法

12、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(kāi)的方法。2、典例分析細(xì)胞器的分離研究各種細(xì)胞器的組成成分和功能3、其他實(shí)例細(xì)胞膜的制備十、熒光染料標(biāo)記法十、熒光染料標(biāo)記法1、如用綠色和紅色熒光的染料分別標(biāo)記兩種細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子，進(jìn)行細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)。證明細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。2、熒光標(biāo)記法確定基因在染色體上：現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)能夠用特定的分子，與染色體上的某一個(gè)基因結(jié)合，這個(gè)分子又能被帶有