内容正文:
实验专项2 实验假说的提出与模型的建构
[对应学生用书P30]
一、提出假说
1.概念:首先根据已有的知识和信息提出解释某一生物学问题的一种假说,再用进一步的观察与实验对已建立的假说进行修正和补充。
2.特点
(1)假说是研究者对研究结果预先赋予的答案,是一种可能的解释和说明。
(2)一种假说最终被接受或被否定,取决于它是否能与以后不断得到的观察和实验结果相吻合。
(3)提出假说通常是科学探究的重要环节,但不一定是所有科学探究所必需的环节。
3.假说的描述
(1)描述假说不要用疑问句形式,因为假说是研究者对研究结果预先赋予的答案,是一种可能的解释和说明,而不是问题。
(2)假说的表述应尽可能明确具体,概念要简单,要直截了当,不要隐含在文字描述之中。
1.科学家利用细胞融合技术研究细胞膜的结构特性,进行了下列实验。
(1)细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质。将连接了荧光染料的抗体与融合细胞在一定条件下培养,抗体与融合细胞的膜蛋白(抗原)特异性结合,其目的是________________,以便于显微镜观察。用荧光显微镜观察融合细胞表面荧光的颜色和________,开始时,鼠的细胞为绿色,人的细胞为红色,两种颜色不混合;一段时间后,可观察到红绿荧光交替分布的“嵌合体”。统计__________________,结果如下图所示。
(2)科学家据此提出两种假说解释嵌合体的形成。
假说一:融合细胞合成了新的膜蛋白。
假说二:原有膜蛋白在细胞膜平面上运动。
①使用______________抑制剂和ATP合成抑制剂分别处理融合细胞,均对嵌合体形成没有显著影响,这个结果否定了假说一。
②在15 ℃、20 ℃和26 ℃的培养温度下重复上述实验,这些实验的结果为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________,
为假说二提供了证据支持。
答案:(1)标记膜蛋白 分布 嵌合体比例
(2)①蛋白质合成 ②随着温度增加,嵌合体比例增加(或随着温度降低,嵌合体比例降低)
解析:(1)当连接了荧光染料的抗体与融合细胞的膜蛋白(抗原)特异性结合时,膜蛋白就被标记;用荧光显微镜观察融合细胞表面荧光的颜色和分布,并观察和统计嵌合体比例。(2)①假如嵌合体形成是融合细胞合成了新的膜蛋白,用蛋白质合成抑制剂和ATP合成抑制剂分别处理融合细胞,嵌合体形成会受影响,故假说一不成立。②如果随着温度增加,嵌合体比例增加(或随着温度降低,嵌合体比例降低),则为假说二提供了证据支持。
二、建构模型
1.概念:模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。
2.模型类型
(1)概念模型:是指用文字、图线和符号等将有联系的名词或过程连接起来,将生命现象和活动规律阐明清楚的一种较为抽象的模型,主要有流程图模型和概念图模型两种类型。
(2)物理模型:是指以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征的模型。沃森和克里克制作的DNA双螺旋结构模型属于物理模型,它形象而概括地反映了DNA分子结构的共同特征。
(3)数学模型:是指用字母、数字及符号建立起来的等式或不等式以及图像、图表等描述事物特征及内在联系的数学表达式。
提醒:提出的假说可以通过建构模型来表达。
2.(不定项)在流动镶嵌模型提出后,研究人员又提出了“脂筏模型”,脂筏是生物膜上富含胆固醇的一个个微小的结构区域,在这个区域聚集一系列执行特定功能的膜蛋白,其结构模型如下图所示(虚线框内为脂筏区域)。据图判断,下列叙述正确的是( )
A.脂筏模型认可细胞膜中存在脂双层
B.信号分子只能在A侧与受体结合
C.“脂筏模型”是一种概念模型
D.脂筏的存在会影响膜的流动性
AD 解析:由题图可知,脂筏区域内也存在磷脂双分子层,故脂筏模型认可细胞膜中存在脂双层,A正确;B侧有糖类分子与蛋白质构成的糖蛋白,属于细胞膜外侧,含有与信号分子结合的受体,B错误;该模型是物理模型,C错误;脂筏中富含胆固醇,在这个区域聚集了一系列执行特定功能的膜蛋白,故可推测这些膜蛋白的运动受到限制,即脂筏的存在会影响膜的流动性,D正确。
3.(2024·黑龙江牡丹江校考)下列关于科学方法的叙述,错误的是( )
A.科学家在研究细胞膜的流动性时,用到了荧光标记法
B.在细胞学说的建立过程中施莱登和施旺运用了不完全归纳法
C.对细胞膜结构的探索过程中科学家运用了提出假说的方法
D.通过建构概念模型的方法来制作真核细胞的三维结构模型
D 解析:科学家在研究细胞膜的流动性时,用到了荧光标记法,根据两种颜色的荧光在膜上的分布情况证实了细胞膜具有流动性,A正确;在细胞学说的建立过程中施莱登和施旺运用了不完全归纳法,因为学说的提出并没有建立在把所有的动物细胞和植物细胞都进行观察的基础上,B正确;对细胞膜结构的探索过程中科学家运用了提出假说的方法,C正确;制作真核细胞的三维结构模型属于建构物理模型,D错误。
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