2021屆高考生物教學案：二、生物科學研究方法含解析

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精2021屆高考生物人教版一輪創(chuàng)新教學案：二、生物科學研究方法含解析二、生物科學研究方法一、教材為我們提供的科學研究方法1假說演繹法(1）孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)過程。(2)摩爾根果蠅雜交實驗驗證基因位于染色體上（3）dna復制方式的提出與證實。2建立模型法（1)由于種種原因，直接用研究對象進行研究非常困難或者不可能,可以用建立模型的方法進行研究.建立模型時，人們常對認識對象進行簡化的概括性描述。經(jīng)過分析,從復雜的生物學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，另一方面可以對未來做出

2、預測。(2）通過建立模型的方法進行研究的實例細胞膜結(jié)構和功能的研究-流動鑲嵌模型研究細胞大小與細胞物質(zhì)交換效率的關系模型沃森、克里克建立dna雙螺旋結(jié)構模型種群“j”型增長和“s型增長的數(shù)學模型3調(diào)查法（1)豐富度的調(diào)查與種群密度的調(diào)查的比較實驗名稱調(diào)查對象調(diào)查方法統(tǒng)計方法(計算公式）種群密度的調(diào)查活動范圍大的動物標志重捕法植物或活動能力弱的動物樣方法土壤中小動物類群豐富度的研究土壤中的小動物取樣器取樣法記名計算法、目測估計法（2)遺傳病發(fā)病率的調(diào)查與遺傳方式的調(diào)查的比較項目內(nèi)容調(diào)查對象及范圍注意事項結(jié)果計算及分析遺傳病發(fā)病率廣大人群隨機抽樣考慮年齡、性別等因素，群體足夠大患病人數(shù)占所調(diào)查的總

3、人數(shù)的百分比遺傳病遺傳方式患者家系正常情況與患病情況分析致病基因的顯隱性及所在的染色體類型4同位素標記法(1）常用的示蹤元素：如3h、14c、15n、18o、32p、35s(蛋白質(zhì)的特征元素)等.（2）教材應用分泌蛋白的合成和運輸利用放射性同位素3h標記的亮氨酸研究蛋白質(zhì)的合成與分泌過程:核糖體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)高爾基體細胞外光合作用的探究歷程1939年美國科學家魯賓和卡門利用同位素 18o 分別標記h2o和co2,然后通過對比實驗，證明了光合作用釋放的氧氣來自水20世紀40年代，美國科學家卡爾文，用14c標記的14co2供小球藻進行光合作用，最終探明了碳在光合作用過程中的轉(zhuǎn)移途徑為co2c3（ch2o）

4、，這一途徑稱為卡爾文循環(huán)噬菌體侵染細菌的實驗1952年赫爾希和蔡斯分別用同位素32p和35s標記噬菌體，通過實驗證明了dna是遺傳物質(zhì)探究dna的復制方式用15n標記親代dna使之變成“重”分子，再結(jié)合密度梯度離心，證明了dna是半保留復制研究核酸的合成過程用放射性元素標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸并追蹤，研究dna的合成用放射性元素標記尿嘧啶核糖核苷酸并追蹤，研究rna的合成其他應用研究有絲分裂過程中物質(zhì)的合成和細胞周期各個時期的長短利用放射性同位素制作基因探針進行基因診斷利用放射性同位素42k、32p標記無機鹽離子，研究礦質(zhì)元素運輸和有機物運輸途徑；利用放射性同位素131i作為示蹤元素來研究甲狀腺

5、,追蹤甲狀腺激素在體內(nèi)的變化等5在生物學中，和同位素標記法類似的另一種方法-熒光標記法.教材應用：（1）細胞融合實驗：這一實驗很有力地證明了細胞膜的結(jié)構特點是具有一定流動性。（2)基因在染色體上的實驗證據(jù)：運用熒光標記的手段，可以很直觀地觀察到某一基因在染色體上的位置。6離心法（1)常用離心法:差速離心法、密度梯度離心法。(2)實例:分離細胞器（差速離心法)、探究dna復制方式(密度梯度離心法)、噬菌體侵染細菌的實驗等。7紙層析法：分離色素.二、典型例題1“假說演繹法”是現(xiàn)代科學研究中常用的方法.包括“提出問題作出假設演繹推理檢驗推理得出結(jié)論”五個基本環(huán)節(jié)。孟德爾利用該方法發(fā)現(xiàn)了兩大遺傳規(guī)律。

6、下列對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自交遺傳實驗基礎上提出研究問題b孟德爾所作假設的核心內(nèi)容是“性狀是由位于染色體上的基因控制的”c孟德爾為了驗證所作出的假設是否正確，設計并完成了正、反交實驗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)象答案a解析孟德爾是在純合親本雜交和f1自交遺傳實驗基礎上提出研究問題的，a正確；孟德爾所作假設的核心內(nèi)容是“性狀是由遺傳因子控制的”,孟德爾所在的年代還沒有“基因一詞，“基因在染色體上”是在孟德爾之后發(fā)現(xiàn)的，b錯誤；孟德爾為了驗證所做出的假設是否正確，設計并完成了測交實驗,c錯誤；孟德爾發(fā)現(xiàn)的遺傳規(guī)律只能解釋有

7、性生殖生物的核基因的遺傳的部分現(xiàn)象,d錯誤.2數(shù)學模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學形式,關于種群增長的數(shù)學模型有曲線圖和數(shù)學方程式。下列關于種群的“j”型曲線增長的敘述錯誤的是（）a數(shù)學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增長率固定不變dk值是固定的答案d解析“j”型增長曲線的數(shù)學方程式模型可表示為:t年后種群數(shù)量為：ntn0t(第二年的數(shù)量為第一年的倍),a正確;食物和空間充裕、氣候適宜、沒有敵害等理想條件下，種群數(shù)量持續(xù)增加，呈現(xiàn)j型，b正確;理想條件下，種群的數(shù)量每年以一定的倍數(shù)增大，種群增長率不變，c正確;j型曲線種群數(shù)量

8、持續(xù)上升，不存在k值，d錯誤.3下列調(diào)查活動或?qū)嶒炛?，計算所得?shù)值與實際數(shù)值相比偏小的是（)a標志重捕法調(diào)查野兔種群密度時個別標志物脫落b調(diào)查某遺傳病的發(fā)病率時以患者家系為調(diào)查對象c樣方法調(diào)查法國梧桐種群密度時在分布較稀疏的地區(qū)取樣d用血細胞計數(shù)板計數(shù)酵母菌數(shù)量時統(tǒng)計方格內(nèi)和在相鄰兩邊上的菌體答案c解析根據(jù)標志重捕法的計算公式:種群中個體數(shù)（n)/標記總數(shù)重捕總數(shù)/重捕中被標記的個體數(shù)可知，若部分野兔身上的標志物脫落,則會導致重捕中被標記的個體數(shù)偏小，最終導致實驗所得到數(shù)值比實際數(shù)值大，a錯誤；若調(diào)查的是遺傳病的發(fā)病率，則應在群體中抽樣調(diào)查,若以患者家系為調(diào)查對象會導致所得到數(shù)值比實際數(shù)值偏大

9、，b錯誤;樣方法調(diào)查蒲公英種群密度時應隨機取樣，在分布較稀疏的地區(qū)取樣會偏小,c正確；對于壓在邊界上的個體計數(shù)原則：統(tǒng)計相鄰兩邊及其頂角的個體,數(shù)據(jù)基本不變，d錯誤。4下圖表示從血液中制備核糖體的大致過程，對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核糖體b步驟的目的是破壞細胞膜c該過程運用了滲透作用原理、同位素示蹤法、離心法、層析法d步驟、的目的是分離細胞器或細胞結(jié)構答案c解析14c氨基酸是合成蛋白質(zhì)的原料，而蛋白質(zhì)的合成場所是核糖體，所以步驟加入14c氨基酸的目的是為了步驟檢測核糖體，a正確;步驟中加入蒸餾水是為了使細胞吸水漲破，破壞細胞膜,釋放胞內(nèi)物質(zhì)，b正

10、確;該過程運用了滲透作用原理、同位素示蹤法、離心法，但沒有運用層析法，c錯誤；不同細胞結(jié)構的比重不同，因此步驟、的目的是用差速離心法分離細胞器和其他細胞結(jié)構，d正確。5以下有關研究方法的運用，敘述正確的是(）a科學家一般采用同位素標記法研究光合作用和細胞呼吸的化學反應過程b薩頓研究蝗蟲的減數(shù)分裂，提出假說“基因在染色體上”運用的是假說-演繹法c沃森和克里克運用建構數(shù)學模型的方法研究dna的結(jié)構d摩爾根進行果蠅雜交實驗,證明基因位于染色體上運用了類比推理法答案a解析魯賓和卡門用18o分別標記水和二氧化碳證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水，卡爾文追蹤光合作用中碳元素的行蹤，了解到光合作用中復雜的化學反

11、應，a正確；薩頓推論出基因在染色體上運用的是類比推理法，b錯誤；沃森和克里克用建構物理模型的方法研究dna的復制方式，c錯誤;摩爾根的果蠅雜交實驗運用了假說演繹法，d錯誤.6選擇正確的實驗方法是實驗成功的關鍵。下表是一系列生物學實驗及其常用的實驗方法,其中正確的有幾項（)序號實驗內(nèi)容實驗方法調(diào)查蒲公英的種群密度樣方法研究細胞器的結(jié)構和種類密度梯度離心法調(diào)查土壤中小動物的豐富度標志重捕法赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗同位素標記法分離葉綠體中的色素紙層析法分離蛋白質(zhì)、dna、rna等大分子電泳法a二項 b三項 c四項 d五項答案c解析研究細胞器的結(jié)構和種類是差速離心法和顯微鏡觀察法，錯誤;調(diào)查

12、土壤小動物的豐富度常用取樣器取樣法,錯誤。7下圖中甲表示某森林植物的景觀,乙表示物種數(shù)與樣方面積的關系。請分析回答下列問題.(1)物種組成是決定群落性質(zhì)的最重要因素.為了統(tǒng)計群落的植物種類組成，在群落的中心部位選取樣地，用隨機法取樣，首先要確定樣方面積。系列取樣統(tǒng)計結(jié)果如圖乙。試寫出該研究的課題名稱：_。這種調(diào)查方法叫做_。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個合適的樣方對某種喬木計數(shù)的結(jié)果分別是n1、n2、n3，則該喬木的種群密度為_株/m2。(2)導致景觀圖中植物分層現(xiàn)象的主要非生物因素是_，森林對太陽能的利用率高于農(nóng)田的主要原因是

13、森林具有復雜的_結(jié)構。若要調(diào)查景觀圖中森林群落的結(jié)構,請寫出主要的調(diào)查項目(調(diào)查設備略):_；_。答案(1）某森林物種數(shù)與面積的關系研究(只要合理即可)樣方法物種數(shù)迅速增多,并逐漸達到最多后保持穩(wěn)定s0（n1n2n3)（2）光垂直垂直結(jié)構：動植物的分層，不同層次上生物的種類和種群密度等水平結(jié)構：水平方向上不同地段的群落物種組成和種群密度等解析（1）據(jù)圖分析，橫坐標是樣方面積，縱坐標是物種數(shù)，因此該研究的課題是某森林物種數(shù)與面積的關系研究。圖乙表示樹木的物種數(shù)與樣方面積的關系,分析題圖可知，在面積為0到s0之間，隨著面積增大,物種數(shù)目增多，s0之后隨面積增大，物種數(shù)目不再增多，因此調(diào)查該地區(qū)物種數(shù)的樣方面積最好是s0 m2，物種數(shù)達到最多而且保持穩(wěn)定。若