2024高考生物一輪復(fù)習(xí)特色專(zhuān)題二生物科學(xué)研究方法學(xué)案

PAGE6-生物科學(xué)探討方法1.假說(shuō)—演繹法(1)孟德?tīng)栠z傳定律的發(fā)覺(jué)過(guò)程。(2)基因與染色體的關(guān)系的探究歷程從薩頓提出“基因在染色體上的假說(shuō)”到摩爾根通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證這個(gè)假說(shuō)，整個(gè)過(guò)程體現(xiàn)了“假說(shuō)—演繹”的應(yīng)用。同時(shí)，從摩爾根發(fā)覺(jué)果蠅中出現(xiàn)一只白眼雄蠅到提出“限制白眼性狀的基因位于X染色體上”到最終通過(guò)試驗(yàn)證明，也是“假說(shuō)—演繹”的經(jīng)典應(yīng)用。(3)DNA復(fù)制方式的提出與證明。2．建立模型法(1)由于種種緣由，干脆用探討對(duì)象進(jìn)行探討特別困難或者不行能，可以用建立模型的方法進(jìn)行探討。建立模型時(shí)，人們常對(duì)相識(shí)對(duì)象進(jìn)行簡(jiǎn)化的概括性描述。經(jīng)過(guò)分析，從困難的生物學(xué)問(wèn)題中提取主要因素，忽視次要因素，用形象化的手段描述主要因素間的關(guān)系。模型包括物理模型、概念模型、數(shù)學(xué)模型等。模型一方面須要被檢驗(yàn)，另一方面可以對(duì)將來(lái)做出預(yù)料。(2)通過(guò)建立模型的方法進(jìn)行探討的實(shí)例①細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的探討——流淌鑲嵌模型②探討細(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3．調(diào)查法(1)豐富度的調(diào)查與種群密度調(diào)查的比較試驗(yàn)名稱(chēng)調(diào)查對(duì)象調(diào)查方法統(tǒng)計(jì)方法(計(jì)算公式)種群密度的調(diào)查活動(dòng)實(shí)力強(qiáng)、活動(dòng)范圍大的動(dòng)物標(biāo)記重捕法eq\f(個(gè)體總數(shù)N,初次捕獲個(gè)體數(shù)n)＝eq\f(再次捕獲個(gè)體數(shù)M,重捕中標(biāo)記個(gè)體數(shù)m)植物或活動(dòng)實(shí)力弱的動(dòng)物樣方法eq\a\vs4\al\co1(種群密度)＝eq\f(\o(\s\up7(所取各樣方),\s\do5(的種群密度和)),所取樣方數(shù))土壤中小動(dòng)物類(lèi)群豐富度的探討土壤中的小動(dòng)物取樣器取樣法記名計(jì)算法、目測(cè)估計(jì)法(2)遺傳病發(fā)病率與遺傳方式的調(diào)查的比較項(xiàng)目?jī)?nèi)容調(diào)查對(duì)象及范圍留意事項(xiàng)結(jié)果計(jì)算及分析遺傳病發(fā)病率廣闊人群群體足夠大，隨機(jī)抽樣，選取發(fā)病率較高的單基因遺傳病患病人數(shù)占所調(diào)查的總?cè)藬?shù)的百分比遺傳病遺傳方式患者家系可在多個(gè)患病家系中調(diào)查分析致病基因的顯隱性及所在的染色體類(lèi)型4．同位素標(biāo)記法(1)常用的示蹤元素：如3H、14C、15N、18O、32P、35(2)教材應(yīng)用分泌蛋白的合成和運(yùn)輸利用放射性同位素3H標(biāo)記的亮氨酸探討蛋白質(zhì)的合成與分泌過(guò)程：核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞外光合作用的探究歷程1939年美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門(mén)利用同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2，然后通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，證明白光合作用釋放的氧氣來(lái)自水20世紀(jì)40年頭，美國(guó)科學(xué)家卡爾文，用14C標(biāo)記的14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，最終探明白碳在光合作用過(guò)程中的轉(zhuǎn)移途徑為CO2→C3→(CH2噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)1952年赫爾希和蔡斯分別用同位素32P和35S標(biāo)記噬菌體，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)證明白DNA是遺傳物質(zhì)探究DNA的復(fù)制方式用15N標(biāo)記親代DNA使之變成“重”分子，再結(jié)合密度梯度離心，證明白DNA是半保留復(fù)制續(xù)表探討核酸的合成過(guò)程用放射性元素標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸并追蹤，探討DNA的合成用放射性元素標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸并追蹤，探討RNA的合成其他應(yīng)用探討有絲分裂過(guò)程中物質(zhì)的合成和細(xì)胞周期各個(gè)時(shí)期的長(zhǎng)短利用含放射性同位素的基因探針進(jìn)行基因診斷利用放射性同位素42K、32P標(biāo)記無(wú)機(jī)鹽離子，探討礦質(zhì)元素運(yùn)輸和有機(jī)物運(yùn)輸途徑；利用放射性同位素131I作為示蹤元素來(lái)追蹤甲狀腺激素在體內(nèi)的改變等5．熒光標(biāo)記法(1)在生物學(xué)中，和同位素標(biāo)記法類(lèi)似的另一種方法。(2)教材應(yīng)用①細(xì)胞融合試驗(yàn)：這一試驗(yàn)很有力地證明白細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有肯定流淌性。②基因在染色體上的試驗(yàn)證據(jù)：運(yùn)用熒光標(biāo)記的手段，可以很直觀地視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。(2)實(shí)例：分別細(xì)胞器、探究DNA復(fù)制方式、噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)等。7．紙層析法：分別色素。1.“假說(shuō)—演繹法”是現(xiàn)代科學(xué)探討中常用的方法。包括“提出問(wèn)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?tīng)柪迷摲椒òl(fā)覺(jué)了兩大遺傳規(guī)律。下列對(duì)孟德?tīng)柕奶接戇^(guò)程的分析中，正確的是()A．孟德?tīng)栐谕愣辜兒嫌H本雜交和F1自交遺傳試驗(yàn)基礎(chǔ)上提出探討問(wèn)題B．孟德?tīng)査骷僭O(shè)的核心內(nèi)容是“性狀是由位于染色體上的基因限制的”C．孟德?tīng)枮榱蓑?yàn)證所作出的假設(shè)是否正確，設(shè)計(jì)并完成了正、反交試驗(yàn)D．孟德?tīng)柊l(fā)覺(jué)的遺傳規(guī)律能夠說(shuō)明全部有性生殖生物的遺傳現(xiàn)象答案A解析孟德?tīng)柺窃诩兒嫌H本雜交和F1自交遺傳試驗(yàn)基礎(chǔ)上提出探討問(wèn)題的，A正確；孟德?tīng)査骷僭O(shè)的核心內(nèi)容是“性狀是由遺傳因子限制的”，孟德?tīng)査诘哪觐^還沒(méi)有“基因”一詞，“基因在染色體上”是在孟德?tīng)栔蟀l(fā)覺(jué)的，B錯(cuò)誤；孟德?tīng)枮榱蓑?yàn)證所做出的假設(shè)是否正確，設(shè)計(jì)并完成了測(cè)交試驗(yàn)，C錯(cuò)誤；孟德?tīng)柊l(fā)覺(jué)的遺傳規(guī)律只能說(shuō)明有性生殖生物的核基因的遺傳，D錯(cuò)誤。2．?dāng)?shù)學(xué)模型是用來(lái)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．?dāng)?shù)學(xué)方程式模型可表示為：t年后種群數(shù)量為：Nt＝N0λtB．條件是食物和空間充裕、氣候相宜、沒(méi)有敵害等C．誕生率遠(yuǎn)大于死亡率D．K值是固定的答案D解析“J”型增長(zhǎng)曲線的數(shù)學(xué)方程式模型可表示為：t年后種群數(shù)量為：Nt＝N0λt(其次年的數(shù)量為第一年的λ倍)，A正確；食物和空間充裕、氣候相宜、沒(méi)有敵害等志向條件下，種群數(shù)量持續(xù)增加，呈現(xiàn)“J”型，B正確；志向條件下，種群的誕生率遠(yuǎn)大于死亡率，種群數(shù)量持續(xù)上升，C正確；“J”型曲線種群數(shù)量持續(xù)上升，不存在K值，D錯(cuò)誤。3．下列調(diào)查活動(dòng)或試驗(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)記重捕法調(diào)查野兔種群密度時(shí)個(gè)別標(biāo)記物脫落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．用血細(xì)胞計(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答案C解析依據(jù)標(biāo)記重捕法的計(jì)算公式：種群中個(gè)體數(shù)(N)/標(biāo)記總數(shù)＝重捕總數(shù)/重捕中被標(biāo)記的個(gè)體數(shù)可知，若部分野兔身上的標(biāo)記物脫落，則會(huì)導(dǎo)致重捕中被標(biāo)記的個(gè)體數(shù)偏小，最終導(dǎo)致試驗(yàn)所得到數(shù)值比實(shí)際數(shù)值大，A錯(cuò)誤；若調(diào)查的是遺傳病的發(fā)病率，則應(yīng)在群體中隨機(jī)抽樣調(diào)查，若以患者家系為調(diào)查對(duì)象會(huì)導(dǎo)致所得到數(shù)值比實(shí)際數(shù)值偏大，B錯(cuò)誤；樣方法調(diào)查樹(shù)木種群密度時(shí)應(yīng)隨機(jī)取樣，在分布較稀疏的地區(qū)取樣會(huì)偏小，C正確；對(duì)于壓在邊界上的個(gè)體計(jì)數(shù)原則：統(tǒng)計(jì)相鄰兩邊及其頂角的個(gè)體，D錯(cuò)誤。4．下圖表示從血液中制備核糖體的大致過(guò)程，對(duì)該過(guò)程的敘述不合理的是()A．步驟①加入14CB．步驟②的目的是破壞細(xì)胞膜C．該過(guò)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③、④的目的是分別細(xì)胞器或細(xì)胞結(jié)構(gòu)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(chǎng)所是核糖體，所以步驟①加入145．以下有關(guān)探討方法的運(yùn)用，敘述正確的是()A．科學(xué)家一般采納同位素標(biāo)記法探討光合作用和細(xì)胞呼吸的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程B．薩頓探討蝗蟲(chóng)的減數(shù)分裂，提出假說(shuō)“基因在染色體上”運(yùn)用的是假說(shuō)—演繹法C．沃森和克里克運(yùn)用建構(gòu)數(shù)學(xué)模型的方法探討DNA的結(jié)構(gòu)D．摩爾根進(jìn)行果蠅雜交試驗(yàn)，證明基因位于染色體上運(yùn)用了類(lèi)比推理法答案A解析魯賓和卡門(mén)用18O分別標(biāo)記水和二氧化碳證明光合作用產(chǎn)生的氧氣來(lái)自于水，卡爾文追蹤光合作用中碳元素的行蹤，了解光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程，A正確；薩頓推論出基因在染色體上運(yùn)用的是類(lèi)比推理法，B錯(cuò)誤；沃森和克里克用建構(gòu)物理模型的方法探討DNA的結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；摩爾根的果蠅雜交試驗(yàn)運(yùn)用了假說(shuō)—演繹法，D錯(cuò)誤。6．選擇正確的試驗(yàn)方法是試驗(yàn)勝利的關(guān)鍵。下表是一系列生物學(xué)試驗(yàn)及其常用的試驗(yàn)方法，其中正確的有幾項(xiàng)()序號(hào)試驗(yàn)內(nèi)容試驗(yàn)方法①調(diào)查蒲公英的種群密度樣方法②視察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂活體染色法③探討細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和種類(lèi)密度梯度離心法④調(diào)查土壤中小動(dòng)物的豐富度標(biāo)記重捕法⑤赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn)放射性同位素標(biāo)記法⑥分別葉綠體中的色素紙層析法⑦分別蛋白質(zhì)、DNA、RNA等大分子電泳法A．二項(xiàng) B．三項(xiàng)C．四項(xiàng) D．五項(xiàng)答案C解析視察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂是染色法，②錯(cuò)誤；探討細(xì)胞器的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)是差速離心法和顯微鏡視察法，③錯(cuò)誤；調(diào)查土壤小動(dòng)物的豐富度常用取樣器取樣法，④錯(cuò)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(guān)系。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題。(1)物種組成是確定群落性質(zhì)的最重要因素。為了統(tǒng)計(jì)群落的植物種類(lèi)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。①試寫(xiě)出該探討的課題名稱(chēng)：__________________________________。這種探討方法叫做__________。②圖乙顯示：在肯定范圍內(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。③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_(kāi)___________株/m2。(2)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)田的主要緣由是森林具有困難的________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(xiě)出主要的調(diào)查項(xiàng)目(調(diào)查設(shè)備略)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。答案(1)①某森林物種數(shù)與樣方面積的關(guān)系探討(只要合理均可)調(diào)查法②物種數(shù)增多，達(dá)到最多后保持穩(wěn)定S0③(n1＋n2＋n3)eq\f(1,3S0)(2)光垂直①垂直結(jié)構(gòu)：動(dòng)植物的分層，不同層次上生物的種類(lèi)和種群密度等②水平結(jié)構(gòu)：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)①據(jù)圖分析，橫坐標(biāo)是樣方面積，縱坐標(biāo)是物種數(shù)，因此該探討的課題是某森林物種數(shù)與樣方面積的關(guān)系探討。②圖乙表示樹(shù)木的物種數(shù)與樣方面積的關(guān)系，