高中生物涉及的科学研究方法

高中生物涉及的科学研究方法
●分离各种细胞器的方法：研究细胞内各种细胞器的组成成分和功能，需要将这些细胞器分离出来。

常用的方法是差速离心法：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆;将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心，利用不同的离心速度所产生的不同离心力，就能将各种细胞器分离开。

●模型方法：模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。

模型的形式很多，包括物理模型、概念模数学模型等。

以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。

沃森和克里克制作的著名的DNA双螺旋结构模型，就是物理模型，它形象而概括地反映了所有DNA分子结构的共同特征。

●提出假说：膜的成分和结构的初步阐明，最初都是先根据实验现象和有关知识，提出假说，而不是通过实验观察直接证实的。

假说的提出要有实验和观察的依据，同时还需要严谨的推理和大胆的相像。

假说需要通过观察和实验进一步验证和完善。

●控制变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。

其中人为改变的变量称做自变量，上述实验中氯化铁溶液和肝脏研磨液，都属于自变量，随着自变量的变化而变化的变量称做因变量，上述实验中过氧化氢分解速率就是因变量。

除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。

除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。

实验中只有反应条件是改变的，对照实验一般要设置对照组和实验组，在对照实验中，除了要观察的变量外，其他变量都应当始终保持相同。

原则：对照、单一变量、平行重复
●对比实验：实验结果未知，设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验叫对比实验。

如探究酵母苗菌的呼吸方式
●同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。

用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。

科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。

这种方法叫做同位素标记法。

如分泌蛋白合成及分泌过程，光反应产生的O2来自H2O还是CO2,暗反应中CO2还原成糖过程即卡尔文，DNA复制等。

●孟德尔豌豆杂交实验假说——演绎法在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。

如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。

这是现代科学研究中常用的一种科学方法，叫做假说——演绎法。

●萨顿假说类比推理：这是科学研究中常用的方法之一。

19世纪物理学家研究光的性质时，曾经将光与声进行类比。

声有直线传播、反射和折射等现象，其原因在于它有波动性。

后来发现光也有直线传播、反射和折射等现象，因此推测光也可能有波动性。

上面介绍的萨顿的推理，也是类比推理。

他将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上的假说。

应当注意的是，类比推理得出的结论并不具有逻辑的必然性，其正确与否，还需要观察和实验的检验。

●荧光标记法确定基因在染色体上：现代分子生物学技术能够用特定的分子，与染色体上的某一个基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示，就可以知道基因在染色体上的位置。

●样方法：估算种群密度最常用的方法之一，在被调查种群的分布范围内，随机选取若干个样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方的种群密度，以所有样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值。

调查植物或活动能力弱的小动物，如蚜虫的种群密度。

●标志重捕法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体，将这些个体进行标志后再放回原来的环境，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例来估计该种群的数量。

是种群密度的常用调查方法之一。

动能力强的动物，如田鼠的种群密度。

●取样器取样法：土壤小动物的丰富度。

●血细胞计数板法：在液体培养基中探究酵母菌种群增长方式。

●系统学研究方法：魏斯曼和林德曼研究生态系统的能量流动。

●模拟法：在生物学研究中，有时不能对研究对象直接进行控制或干预性的操作，需要设计和构想出研究对象的替代物，通过对替代物的实验来获取经验性材料，这种方法称为模拟法。

必修一中的用琼脂块模拟研究细胞大小与物质运输的关系、必修二中的用小球进行性状分离比的模拟等。

●模型法
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。

这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。

模型的形式很多，包括物理模型、概念模型和数学模型等。

1物理模型：以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。

必修一中的“生物膜的流动镶嵌模型”、“尝试制作真核细胞的三维结构模型”、必修二中的“减数分裂中染色体变化的模型”、“DNA的双螺旋结构模型”。

2概念模型：用文字、符号等组成的流程图形式对事物的生命活动规律和机理进行描述和阐明的模型，概念图是最常见的一种概念模型。

必修二中的“达尔文自然选择学说解释模型”、必修三中的“人体细胞与外界环境的物质交换模型”、“血糖调节模型”、“体温调节模型”、“水盐调节模型”、“免疫调节模型”、“生态系统的结构模型”等。

3数学模型：是用来描述一个系统或它的性质的数学形成，表达方式一般有曲线图、数学公式。

例如必修三中的“种群数量增长的数学模型”。