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

PAGE6-生物科學(xué)探討方法1.假說—演繹法(1)孟德爾遺傳定律的發(fā)覺過程。(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”到摩爾根通過試驗驗證這個假說，整個過程體現(xiàn)了“假說—演繹”的應(yīng)用。同時，從摩爾根發(fā)覺果蠅中出現(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”到最終通過試驗證明，也是“假說—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，人們常對相識對象進(jìn)行簡化的概括性描述。經(jīng)過分析，從困難的生物學(xué)問題中提取主要因素，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，另一方面可以對將來做出預(yù)料。(2)通過建立模型的方法進(jìn)行探討的實例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型增長和S型增長數(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)查活動實力強(qiáng)、活動范圍大的動物標(biāo)記重捕法eq\f(個體總數(shù)N,初次捕獲個體數(shù)n)＝eq\f(再次捕獲個體數(shù)M,重捕中標(biāo)記個體數(shù)m)植物或活動實力弱的動物樣方法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))土壤中小動物類群豐富度的探討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)查對象及范圍留意事項結(jié)果計算及分析遺傳病發(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年美國科學(xué)家魯賓和卡門利用同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2，然后通過對比試驗，證明白光合作用釋放的氧氣來自水20世紀(jì)40年頭，美國科學(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程中的轉(zhuǎn)移途徑為CO2→C3→(CH2噬菌體侵染細(xì)菌的試驗1952年赫爾希和蔡斯分別用同位素32P和35S標(biāo)記噬菌體，通過對比試驗證明白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)用探討有絲分裂過程中物質(zhì)的合成和細(xì)胞周期各個時期的長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)記無機(jī)鹽離子，探討礦質(zhì)元素運輸和有機(jī)物運輸途徑；利用放射性同位素131I作為示蹤元素來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)記法類似的另一種方法。(2)教材應(yīng)用①細(xì)胞融合試驗：這一試驗很有力地證明白細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點是具有肯定流淌性。②基因在染色體上的試驗證據(jù)：運用熒光標(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)菌的試驗等。7．紙層析法：分別色素。1.“假說—演繹法”是現(xiàn)代科學(xué)探討中常用的方法。包括“提出問題→作出假設(shè)→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)覺了兩大遺傳規(guī)律。下列對孟德爾的探討過程的分析中，正確的是()A．孟德爾在豌豆純合親本雜交和F1自交遺傳試驗基礎(chǔ)上提出探討問題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限制的”C．孟德爾為了驗證所作出的假設(shè)是否正確，設(shè)計并完成了正、反交試驗D．孟德爾發(fā)覺的遺傳規(guī)律能夠說明全部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自交遺傳試驗基礎(chǔ)上提出探討問題的，A正確；孟德爾所作假設(shè)的核心內(nèi)容是“性狀是由遺傳因子限制的”，孟德爾所在的年頭還沒有“基因”一詞，“基因在染色體上”是在孟德爾之后發(fā)覺的，B錯誤；孟德爾為了驗證所做出的假設(shè)是否正確，設(shè)計并完成了測交試驗，C錯誤；孟德爾發(fā)覺的遺傳規(guī)律只能說明有性生殖生物的核基因的遺傳，D錯誤。2．?dāng)?shù)學(xué)模型是用來描述一個系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式，關(guān)于種群增長的數(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”型曲線增長的敘述錯誤的是()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錯誤。3．下列調(diào)查活動或試驗中，計算所得數(shù)值與實際數(shù)值相比，可能偏小的是()A．標(biāo)記重捕法調(diào)查野兔種群密度時個別標(biāo)記物脫落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(xì)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解析依據(jù)標(biāo)記重捕法的計算公式：種群中個體數(shù)(N)/標(biāo)記總數(shù)＝重捕總數(shù)/重捕中被標(biāo)記的個體數(shù)可知，若部分野兔身上的標(biāo)記物脫落，則會導(dǎo)致重捕中被標(biāo)記的個體數(shù)偏小，最終導(dǎo)致試驗所得到數(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(yīng)在群體中隨機(jī)抽樣調(diào)查，若以患者家系為調(diào)查對象會導(dǎo)致所得到數(shù)值比實際數(shù)值偏大，B錯誤；樣方法調(diào)查樹木種群密度時應(yīng)隨機(jī)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，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①加入14CB．步驟②的目的是破壞細(xì)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)的合成場所是核糖體，所以步驟①加入145．以下有關(guān)探討方法的運用，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)過程B．薩頓探討蝗蟲的減數(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(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，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(biāo)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，了解光合作用的暗反應(yīng)過程，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(gòu)物理模型的方法探討DNA的結(jié)構(gòu)，C錯誤；摩爾根的果蠅雜交試驗運用了假說—演繹法，D錯誤。6．選擇正確的試驗方法是試驗勝利的關(guān)鍵。下表是一系列生物學(xué)試驗及其常用的試驗方法，其中正確的有幾項()序號試驗內(nèi)容試驗方法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)和種類密度梯度離心法④調(diào)查土壤中小動物的豐富度標(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 B．三項C．四項 D．五項答案C解析視察洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂是染色法，②錯誤；探討細(xì)胞器的種類和結(jié)構(gòu)是差速離心法和顯微鏡視察法，③錯誤；調(diào)查土壤小動物的豐富度常用取樣器取樣法，④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(guān)系。請分析回答下列問題。(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)計結(jié)果如圖乙。①試寫出該探討的課題名稱：__________________________________。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(dǎo)致景觀圖中植物分層現(xiàn)象的主要非生物因素是________，森林對太陽能的利用率高于農(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)，請寫出主要的調(diào)查項目(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)：動植物的分層，不同層次上生物的種類和種群密度等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圖乙表示樹木的物種數(shù)與樣方面積的關(guān)系，