科学家访谈　探索生物大分子的奥秘教学设计(第一课时)

科学前沿·探索生物奥秘

富顺一中 潘家强

一、最新考纲

1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。

2.具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行分析、解释，并能对收集到的数据进行处理。

3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。

4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。

二、生物学的一般研究方法

（一）假说—演绎法

1. 经典实验的再分析：高中生物教材中明确提出假说-演绎法的有

（1） （2） 2. 典型例题（假说——演绎法的应用）

（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．孟德尔为了验证所作出的假设是否正确，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

（2）DNA双螺旋结构模型提出之后，人们据此对DNA分子如何复制传递遗传信息提出如下三种假设：

15上述哪种假设正确呢？1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由N标记的DNA亲代链14的去向。实验过程是：在含N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均1415为NDNA(对照)，在含N的培养基上15生长的大肠杆菌，其DNA均为N-DNA(亲代)，将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代Ⅰ和子代Ⅱ)后离心得到如下图所示的结果。请据此分析回答：

⑴如果与对照相比，子代Ⅰ离心后出现轻和重两条密度带，则说明DNA传递遗传信息的方式是___________。如果子代Ⅰ离心后只有1条中密度带，再继续做子代Ⅱ的DNA密度鉴定： ①若子代Ⅱ离心后能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信

息的方式是____________。

②若子代Ⅱ离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是____________。

⑵他们观测的实验数据如下： 分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的____________方式相吻合。 1

梯度离心DNA浮力密度(g/mL)表

亲

代

子代Ⅰ

子代Ⅱ

子代Ⅲ

世

代

1.724

1.717

实

验

1.717，1.710

1.717，1.710

1.710

1.710

1.710

1.710

对

照

（二）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。

模型可以是物质形式的，也可以是思维形式的。模型一方面需要被检验，另一方面可以对未来做出预测。

2.高中教材中模型的种类及实例有

（1）物理模型:如 （2）数学模型,包括 、 、 三种方式，如 （3）概念模型：如 3.典型例题

（1）下列关于种群的“J”型曲线增长的叙述错误的是

tA．数学方程式模型可表示为：t年后种群数量为：Nt＝N0λ

B．条件是食物和空间充裕、气候适宜、没有敌害等

C．出生率远大于死亡率

D．K值是固定的

（2）甲、乙两位同学分别用小球做遗传规律模拟实验。甲同学每次分别从Ⅰ、Ⅱ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合；乙同学每次分别从Ⅲ、Ⅳ小桶中随机抓取一个小球并记录字母组合。将抓取的小球分别放回原来小桶后，再多次重复。分析下列叙述，正确的是

A．乙同学的实验只模拟了遗传因子的分离和配子随机结合的过程

B．实验中每只小桶内两种小球的数量和小球总数都必须相等 C．甲同学的实验可模拟非同源染色体上非等位基因自由组合的过程

D．甲、乙重复100次实验后，Dd和AB组合的概率约为1/2和1/4 （三）调查法（种群、群落、遗传病等）

高中教材中调查方法有：

种群密度的调查：植物 动物 趋光性昆虫 酵母菌 微生物 2

群落丰富度调查：土壤小动物丰富度调查 单基因遗传病调查：患病方式在 调查，患病率在 中调查。

典型例题

1．下列调查活动或实验中，计算所得数值与实际数值相比，可能偏小的是

A．标志重捕法调查野兔种群密度时个别标志物脱落

B．调查某遗传病的发病率时以患者家系为调查对象

C．样方法调查法国梧桐种群密度时在分布较稀疏的地区取样

D．用血球计数板计数酵母菌数量时统计方格内和在相邻两边上的菌体

2．下图中甲表示某森林植物的景观，乙表示物种数与样方面积的关系。请分析回答下列问题。 ⑴物种组成是决定群落性质的最重要因素。为了统计群落的植物种类组成，

在群落的中心部位选取样地，用随机法取样，首先要确定样方面积。系列取样统计结果如图乙。 ①试写出该研究的课题名称：__________________________________。这种研究方法叫做________。

②图乙显示：在一定范围内，随样方面积的增大，________________________________________。调查2该森林物种数的样方面积最好是________m。 ③若选取3个合适的样方对某种乔木计数的结果分别是n1、n2、n3，则该乔木的种群密度为( )2株/m。

⑵导致景观图中植物分层现象的主要非生物因素是_____，森林对太阳能的利用率高于农田的主要原因是森林具有复杂的________结构。若要调查景观图中森林群落的结构，请写出主要的调查项目(调查设备略)： ①_______________________________________________；

②_______________________________________________。

（四）其他科学研究方法：离心法、同位素示踪法、层析法等

高中教材中用到离心法的有： 、 、 、 、 高中教材中用到同位素示踪法的有： 高中教材中用到层析法的有： 典型例题

1．下图表示从血液中制备核糖体的大致过程，对该过程的叙述不合理的

是

A．步骤

①

加入C 氨基酸的目的是为了在步骤

⑤

中检测核糖体 B．步骤

②

的目的是破坏细胞膜 C．该过程运用了渗透作用原理、同位素示踪法、离心法、层析法 3

14

D．步骤

③

、

④

的目的是分离细胞器或细胞结构

2．以下有关研究方法的运用，叙述正确的是

A．科学家一般采用同位素标记法研究光合作用和细胞呼吸的化学反应过程 B．萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出假说“基因在染色体上”

运用的是假说—演绎法

C．沃森和克里克运用建构数学模型的方法研究DNA的结构和DNA的复制方式

D．摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上运用了类比推理法

3．选择正确的实验方法是实验成功的关键。下表是一系列生物学实验及

其常用的实验方法，其中正确的______________。

序号

调查蒲公英的种群密度

A

实验内容BC

实验方法样方法

观察洋葱根尖细胞的有丝分裂研究细胞器的结构和种类

活体染色法

D

E

F

G

密度梯度离心法标志重捕法调查土壤中小动物的丰富度赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验分离叶绿体中的色素同位素标记法纸层析法

分离蛋白质、DNA、RNA等大分子电泳法

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