必修3 特色专题 二、生物科学研究方法-【金版教程】2024高考生物一轮复习创新方案word（全国统考版）

二、生物科学研究方法 一 教材为我们提供的科学研究方法 1.假说—演绎法 (1)孟德尔遗传定律的发现过程。 (2)基因与染色体的关系的探究历程 从萨顿提出“基因在染色体上的假说”到摩尔根通过实验验证这个假说，整个过程体现了“假说—演绎”的应用。同时，从摩尔根发现果蝇中出现一只白眼雄蝇到提出“控制白眼性状的基因位于X染色体上”到最后通过实验证明，也是“假说—演绎”的经典应用。 (3)DNA复制方式的提出与证实。 2．建立模型法 (1)由于种种原因，直接用研究对象进行研究非常困难或者不可能，可以用建立模型的方法进行研究。 建立模型时，人们常对认识对象进行简化的概括性描述。经过分析，从复杂的生物学问题中提取主要因素，忽略次要因素，用形象化的手段描述主要因素间的关系。 模型包括物理模型、概念模型、数学模型等。模型一方面需要被检验，另一方面可以对未来做出预测。 (2)通过建立模型的方法进行研究的实例 ①细胞膜结构和功能的研究——流动镶嵌模型。 ②研究细胞大小与细胞物质交换效率的关系模型。 ③沃森、克里克建立DNA双螺旋结构模型。 ④种群“J”型增长和“S”型增长数学模型。 3．调查法 (1)丰富度的调查与种群密度调查的比较 实验名称 调查对象 调查方法 统计方法(计算公式) 种群密度的调查 活动能力强、活动范围大的动物 标志重捕法　 ＝ 植物或活动能力弱的动物 样方法 ＝ 续表 实验名称 调查对象 调查方法 统计方法(计算公式) 土壤中小动物类群丰富度的研究　 土壤中的小动物 取样器取样法 记名计算法、目测估计法 (2)遗传病发病率与遗传方式的调查的比较 项目 内容 调查对象及范围 注意事项 结果计算及分析 遗传病发病率 广大人群 群体足够大，随机抽样，选取发病率较高的单基因遗传病 患病人数占所调查的总人数的百分比 遗传病遗传方式 患者家系 可在多个患病家系中调查 分析致病基因的显隐性及所在的染色体类型 4.同位素标记法 (1)常用的示踪元素：如3H、14C、15N、18O、32P、35S(蛋白质的特征元素)等。 (2)教材应用 分泌蛋白的合成和运输 利用放射性同位素3H标记的亮氨酸研究蛋白质的合成与分泌过程：核糖体→内质网→高尔基体→细胞外 光合作用的探究历程 1939年美国科学家鲁宾和卡门利用同位素 18O 分别标记H2O和CO2，然后通过对比实验，证明了光合作用释放的氧气来自水 20世纪40年代，美国科学家卡尔文，用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，最终探明了碳在光合作用过程中的转移途径为CO2→C3→(CH2O)，这一途径称为卡尔文循环 续表 噬菌体侵染细菌的实验 1952年赫尔希和蔡斯分别用同位素32P和35S标记噬菌体，通过对比实验证明了DNA是遗传物质 探究DNA的复制方式 用15N标记亲代DNA使之变成“重”分子，再结合密度梯度离心，证明了DNA是半保留复制 研究核酸的合成过程 用放射性元素标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸并追踪，研究DNA的合成 用放射性元素标记尿嘧啶核糖核苷酸并追踪，研究RNA的合成 其他应用 研究有丝分裂过程中物质的合成和细胞周期各个时期的长短 利用含放射性同位素的基因探针进行基因诊断 利用放射性同位素42K、32P标记无机盐离子，研究矿质元素运输和有机物运输途径；利用放射性同位素131I作为示踪元素来追踪甲状腺激素在体内的变化等 , 5.荧光标记法 (1)在生物学中，和同位素标记法类似的另一种方法。 (2)教材应用 ①细胞融合实验：这一实验很有力地证明了细胞膜的结构特点是具有一定流动性。 ②基因在染色体上的实验证据：运用荧光标记的手段，可以很直观地观察到某一基因在染色体上的位置。 6．离心法 (1)常用离心法：差速离心法、密度梯度离心。 (2)实例：分离细胞器、探究DNA复制方式、噬菌体侵染细菌的实验等。 7．纸层析法：分离色素。 二 典型例题 1.“假说—演绎法”是现代科学研究中常用的方法。包括“提出问题→作出假设→演绎推理→检验推理→得出结论”五个基本环节。孟德尔利用该方法发现了两大遗传规律。下列对孟德尔的研究过程的分析中，正确的是(　　) A．孟德尔在豌豆纯合亲本杂交和F1自交遗传实验基础上提出研究问题 B．孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的” C．孟德尔为了验证所做出的假设是否正确，设计并完成了正、反交实验 D．孟德尔发现的遗传规律能够解释所有有性生殖生物的遗传现象 答案　A 解析　孟德尔是在纯合亲本杂交和F1自交遗传实验基础上提出研究问题的，A正确；孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由遗传因子控制的”，孟德尔所在的年代还没有“基因”