北京市高考生物一輪復(fù)習(xí) 例題講解 專題 生物學(xué)科學(xué)研究方法學(xué)案.doc

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生物學(xué)科學(xué)研究方法專題一、考試說明對(duì)生物學(xué)研究中的科學(xué)思想和一般方法的要求1.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單的生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。2.探究性實(shí)驗(yàn) 具有對(duì)一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力（1）包括作出假設(shè)和預(yù)期、確認(rèn)變量、設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案，利用合理的實(shí)驗(yàn)裝置，收集、分析數(shù)據(jù)、作出合理的判斷。 （2）包括運(yùn)用觀察、試驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。（3）實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)能力能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂（4）生物學(xué)重大發(fā)現(xiàn)的啟迪二、生物學(xué)的一般研究方法（一）假說演繹法1. 經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的再分析（1）孟德爾兩大遺傳定律的提出 （2）摩爾根證明基因位于染色體上（染色體學(xué)說）果蠅眼色遺傳的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象摩爾根的假設(shè)（理論解釋）：白眼基因(a)是隱性基因A-a位于X染色體上，Y染色體上不攜帶該等位基因?qū)δ柛僭O(shè)的驗(yàn)證2. 典型例題（假說演繹法的應(yīng)用）（1）“假說演繹法”是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的方法。包括“提出問題作出假設(shè)演繹推理檢驗(yàn)推理得出結(jié)論”五個(gè)基本環(huán)節(jié)。孟德爾利用該方法發(fā)現(xiàn)了兩大遺傳規(guī)律。下列對(duì)孟德爾的研究過程的分析中，正確的是A孟德爾在豌豆純合親本雜交和F1自交遺傳實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出研究問題B孟德爾所作假設(shè)的核心內(nèi)容是“性狀是由位于染色體上的基因控制的”C孟德爾為了驗(yàn)證所作出的假設(shè)是否正確，設(shè)計(jì)并完成了正、反交實(shí)驗(yàn)D孟德爾發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律能夠解釋所有有性生殖生物的遺傳現(xiàn)象（2）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型提出之后，人們據(jù)此對(duì)DNA分子如何復(fù)制傳遞遺傳信息提出如下三種假設(shè)：上述哪種假設(shè)正確呢？1958年，Meslson和Stahl用密度梯度離心的方法，追蹤由15N標(biāo)記的DNA親代鏈的去向。實(shí)驗(yàn)過程是：在含14N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA分子均為14NDNA(對(duì)照)，在含15N的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的大腸桿菌，其DNA均為15NDNA(親代)，將親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代(子代和子代)后離心得到如下圖所示的結(jié)果。請(qǐng)據(jù)此分析回答：如果與對(duì)照相比，子代離心后出現(xiàn)輕和重兩條密度帶，則說明DNA傳遞遺傳信息的方式是_。如果子代離心后只有1條中密度帶，再繼續(xù)做子代的DNA密度鑒定： 若子代離心后能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA傳遞遺傳信息的方式是_。若子代離心后不能分出中、輕兩條密度帶，則可以確定DNA傳遞遺傳信息的方式是_。他們觀測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 梯度離心DNA浮力密度(g/mL)表世 代實(shí) 驗(yàn)對(duì) 照親 代1.7241.710子代1.7171.710子代1.717，1.7101.710子代1.717，1.7101.710分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與當(dāng)初推測(cè)的DNA三種可能復(fù)制方式中的_方式相吻合。二、建立模型法（一）由于種種原因，直接用研究對(duì)象進(jìn)行研究非常困難或者不可能，可以用建立模型進(jìn)行研究。建立模型時(shí)，人們常對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)化的概括性描述。經(jīng)過分析，從復(fù)雜的生物學(xué)問題中提取主要因素，忽略次要因素，用形象化的手段描述主要因素間的關(guān)系。模型可以是物質(zhì)形式的，也可以是思維形式的。模型一方面需要被檢驗(yàn)，另一方面可以對(duì)未來做出預(yù)測(cè)。（二）通過建立模型的方法進(jìn)行研究的實(shí)例1.細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的研究流動(dòng)鑲嵌模型2.研究細(xì)胞大小與細(xì)胞物質(zhì)交換效率的關(guān)系模型3.沃森、克里克建立DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型4.種群J型增長(zhǎng)和S型增長(zhǎng)數(shù)學(xué)模型（三）典型例題1數(shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，關(guān)于種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型有曲線圖和數(shù)學(xué)方程式。下列關(guān)于種群的“J”型曲線增長(zhǎng)的敘述錯(cuò)誤的是A數(shù)學(xué)方程式模型可表示為：t年后種群數(shù)量為：NtN0tB條件是食物和空間充裕、氣候適宜、沒有敵害等C出生率遠(yuǎn)大于死亡率DK值是固定的2甲、乙兩位同學(xué)分別用小球做遺傳規(guī)律模擬實(shí)驗(yàn)。甲同學(xué)每次分別從、小桶中隨機(jī)抓取一個(gè)小球并記錄字母組合；乙同學(xué)每次分別從、小桶中隨機(jī)抓取一個(gè)小球并記錄字母組合。將抓取的小球分別放回原來小桶后，再多次重復(fù)。分析下列敘述，正確的是A乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)只模擬了遺傳因子的分離和配子隨機(jī)結(jié)合的過程B實(shí)驗(yàn)中每只小桶內(nèi)兩種小球的數(shù)量和小球總數(shù)都必須相等 C甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)可模擬非同源染色體上非等位基因自由組合的過程D甲、乙重復(fù)100次實(shí)驗(yàn)后，Dd和AB組合的概率約為1/2和1/4三、調(diào)查法（種群、群落、遺傳病等）調(diào)查目的、調(diào)查對(duì)象、調(diào)查方法注意事項(xiàng)（隨機(jī)取樣、大樣本、平均值等）典型例題1下列調(diào)查活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)中，計(jì)算所得數(shù)值與實(shí)際數(shù)值相比，可能偏小的是A標(biāo)志重捕法調(diào)查野兔種群密度時(shí)個(gè)別標(biāo)志物脫落B調(diào)查某遺傳病的發(fā)病率時(shí)以患者家系為調(diào)查對(duì)象C樣方法調(diào)查法國(guó)梧桐種群密度時(shí)在分布較稀疏的地區(qū)取樣D用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)酵母菌數(shù)量時(shí)統(tǒng)計(jì)方格內(nèi)和在相鄰兩邊上的菌體2下圖中甲表示某森林植物的景觀，乙表示物種數(shù)與樣方面積的關(guān)系。請(qǐng)分析回答下列問題。 物種組成是決定群落性質(zhì)的最重要因素。為了統(tǒng)計(jì)群落的植物種類組成，在群落的中心部位選取樣地，用隨機(jī)法取樣，首先要確定樣方面積。系列取樣統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖乙。 試寫出該研究的課題名稱：_。這種研究方法叫做_。圖乙顯示：在一定范圍內(nèi)，隨樣方面積的增大，_。調(diào)查該森林物種數(shù)的樣方面積最好是_m2。 若選取3個(gè)合適的樣方對(duì)某種喬木計(jì)數(shù)的結(jié)果分別是n1、n2、n3，則該喬木的種群密度為( )株/m2。導(dǎo)致景觀圖中植物分層現(xiàn)象的主要非生物因素是_，森林對(duì)太陽(yáng)能的利用率高于農(nóng)田的主要原因是森林具有復(fù)雜的_結(jié)構(gòu)。若要調(diào)查景觀圖中森林群落的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)寫出主要的調(diào)查項(xiàng)目(調(diào)查設(shè)備略)： _；_。四、其他科學(xué)研究方法：離心法、同位素示蹤法、層析法等典型例題1下圖表示從血液中制備核糖體的大致過程，對(duì)該過程的敘述不合理的是A步驟 加入14C 氨基酸的目的是為了在步驟 中檢測(cè)核糖體 B步驟 的目的是破壞細(xì)胞膜 C該過程運(yùn)用了滲透作用原理、同位素示蹤法、離心法、層析法 D步驟 、 的目的是分離細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)2以下有關(guān)研究方法的運(yùn)用，敘述正確的是A科學(xué)家一般采用同位素標(biāo)記法研究光合作用和細(xì)胞呼吸的化學(xué)反應(yīng)過程 B薩頓研究蝗蟲的減數(shù)分裂，提出假說“基因在染色體上” 運(yùn)用的是假說演繹法C沃森和克里克運(yùn)用建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法研究DNA的結(jié)構(gòu)和DNA的復(fù)制方式D摩爾根進(jìn)行果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，證明基因位于染色體上運(yùn)用了類比推理法3選擇正確的實(shí)驗(yàn)方法是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。下表是一系列生物學(xué)實(shí)驗(yàn)及其常用的實(shí)驗(yàn)方法，其中正確的_。序號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)方法A調(diào)查蒲公英的種群密度樣方法B觀察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂活體染色法C研究細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和種類密度梯度離心法D調(diào)查土壤中小動(dòng)物的豐富度標(biāo)志重捕法E赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)同位素標(biāo)記法F分離葉綠體中的色素紙層析法G分離蛋白質(zhì)、DNA、RNA等大分子電泳法