1、第4讲 科学探究的思想科学探究的思想在生物学科中的应用充分体现了科学探究的思想在生物学科中的应用充分体现了“掌握相关的操作技能，掌握相关的操作技能，验证简单生物学事实，对生物学问题进行初步探究，并对一些简单的实验方案验证简单生物学事实，对生物学问题进行初步探究，并对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订作出恰当的评价和修订”的考纲能力要求。的考纲能力要求。科学探究在本质上是科学家用来解决自然领域或科学问题的一种思维方式，科学探究在本质上是科学家用来解决自然领域或科学问题的一种思维方式，追求知识的确凿性，用实验证据来证明。与其他形式的思维相比，科学思维具追求知识的确凿性，用实验证据来证明。与其他
2、形式的思维相比，科学思维具有广阔性、深刻性、独立性和敏捷性等特点；科学探究也是一种过程，有一定有广阔性、深刻性、独立性和敏捷性等特点；科学探究也是一种过程，有一定的活动程序或阶段，从发现问题到解决问题，一般过程包括提出问题、作出假的活动程序或阶段，从发现问题到解决问题，一般过程包括提出问题、作出假设、设计实验方案、实施实验、分析实验结果，若支持假设则建立某一理论，设、设计实验方案、实施实验、分析实验结果，若支持假设则建立某一理论，若否定假设则改进实验设计再实验或重新假设。可简单地用下图表示。若否定假设则改进实验设计再实验或重新假设。可简单地用下图表示。栏目索引命题视角1 补充完善类实验命题视角
3、3 科学方法命题视角2 实验评价与修订命题视角1 补充完善类实验知识梳理案例返回总目录补充完善类实验补充完善类实验一般给出了具体的材料及条件，要求对已有的实验设计进行补充和完善。一般给出了具体的材料及条件，要求对已有的实验设计进行补充和完善。常让学生补充实验假设、实验原理、实验思路、实验步骤、预期实验结果常让学生补充实验假设、实验原理、实验思路、实验步骤、预期实验结果或结论。或结论。知识梳理返回根据资料，请完成下面的探究实验。根据资料，请完成下面的探究实验。实验目的：实验目的：_。实验假设：实验假设：ST含量的增加能使含量的增加能使GH的含量下降。的含量下降。实验材料：实验材料：1月龄体重相同
4、的健康雄性家兔月龄体重相同的健康雄性家兔12只，只，ST、GH测定试剂盒，测定试剂盒，手术器械用具等。手术器械用具等。某研究小组研究雄性家兔中睾酮某研究小组研究雄性家兔中睾酮(ST，一种雄性激素，一种雄性激素)与生长激素与生长激素(GH)的关系，得到的实验结果如下表的关系，得到的实验结果如下表(切口不影响本实验切口不影响本实验)：案例根据题目提供的资料和实验假设，可知实验目的是研究根据题目提供的资料和实验假设，可知实验目的是研究ST与与GH的关系。的关系。分组分组ST浓度浓度(g/mL)GH浓度浓度(g/mg)A组组mnB组组n研究雄性家兔中研究雄性家兔中ST与与GH的关系的关系解析答案某研究
5、小组研究雄性家兔中睾酮某研究小组研究雄性家兔中睾酮(ST，一种雄性激素，一种雄性激素)与生长激素与生长激素(GH)的关系，得到的实验结果如下表的关系，得到的实验结果如下表(切口不影响本实验切口不影响本实验)：案例根据资料，请完成下面的探究实验根据资料，请完成下面的探究实验。实验步骤：实验步骤：(1)将家兔分为甲、乙两组，每组将家兔分为甲、乙两组，每组6只。依次测定和记录每只家兔血液中只。依次测定和记录每只家兔血液中ST和和 GH的浓度。的浓度。(2)对两组家兔的处理：甲组切除性腺，乙组对两组家兔的处理：甲组切除性腺，乙组_。(3)在相同的条件下饲养在相同的条件下饲养1个月后，依次测定和记录每只
6、家兔血液中个月后，依次测定和记录每只家兔血液中ST和和GH的浓的浓度度。乙组作为对照组，应不切除性腺。乙组作为对照组，应不切除性腺。不切除性腺不切除性腺(不做处理不做处理)分组分组ST浓度浓度(g/mL)GH浓度浓度(g/mg)甲组甲组mn乙组乙组n解析答案某研究小组研究雄性家兔中睾酮某研究小组研究雄性家兔中睾酮(ST，一种雄性激素，一种雄性激素)与生长激素与生长激素(GH)的关系，得到的实验结果如下表的关系，得到的实验结果如下表(切口不影响本实验切口不影响本实验)：案例根据资料，请完成下面的探究实验。根据资料，请完成下面的探究实验。分析讨论：分析讨论：要使实验更严谨，应给甲组家兔注射要使实验
7、更严谨，应给甲组家兔注射_，乙组家兔注射，乙组家兔注射_，然后测定和记录每只家兔血液中的然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，分别求两组的平均值。浓度，分别求两组的平均值。预期进一步实验处理后的结果：甲组预期进一步实验处理后的结果：甲组GH浓度浓度_，乙组，乙组GH浓度浓度_。适量适量ST溶液溶液等量生理盐水等量生理盐水下降下降不变不变要使实验更有说服力，可以给甲组注射适量要使实验更有说服力，可以给甲组注射适量ST溶液溶液(高于正常值高于正常值)，按照等量原则，按照等量原则，给乙组注射等量生理盐水。给乙组注射等量生理盐水。根据实验假设：根据实验假设：ST含量的增加能使含量的增加能使GH的含量
8、下降，推测甲组的含量下降，推测甲组GH浓度会下降，浓度会下降，乙组乙组GH浓度不变。浓度不变。分组分组ST浓度浓度(g/mL)GH浓度浓度(g/mg)甲组甲组mn乙组乙组n解析答案某研究小组研究雄性家兔中睾酮某研究小组研究雄性家兔中睾酮(ST，一种雄性激素，一种雄性激素)与生长激素与生长激素(GH)的关系，得到的实验结果如下表的关系，得到的实验结果如下表(切口不影响本实验切口不影响本实验)：根据资料，请完成下面的探究实验。根据资料，请完成下面的探究实验。分析讨论：分析讨论：根据预期结果，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：根据预期结果，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法
9、：_。如果如果GH浓度升高会增加体重，由此可以想到增加体重的方法是切除性腺。浓度升高会增加体重，由此可以想到增加体重的方法是切除性腺。切除性腺切除性腺(或阉割或阉割)案例分组分组ST浓度浓度(g/mL)GH浓度浓度(g/mg)甲组甲组mn乙组乙组n解析答案 解答此类题时要紧扣题意，仔细结合上下文进行补充。解答此类题时要紧扣题意，仔细结合上下文进行补充。其突破方法是：其突破方法是：(1)补充实验原理类：需要深入分析题目中与实验原理有关的内容，如对照组实验、补充实验原理类：需要深入分析题目中与实验原理有关的内容，如对照组实验、重要实验步骤、重要实验装置、完善实验装置、完善实验所用的实验方法等，在重
10、要实验步骤、重要实验装置、完善实验装置、完善实验所用的实验方法等，在此基础上，联系教材中相关联的原理、知识点进行知识迁移，归纳其原理。解决此基础上，联系教材中相关联的原理、知识点进行知识迁移，归纳其原理。解决这类问题的关键是看我们能否对教材中基础实验的原理深刻理解，能否对其融会这类问题的关键是看我们能否对教材中基础实验的原理深刻理解，能否对其融会贯通，举一反三，是否学会了类比迁移。贯通，举一反三，是否学会了类比迁移。(2)补充实验步骤类：需根据实验目的确定实验变量，审读所提供的信息中是否准补充实验步骤类：需根据实验目的确定实验变量，审读所提供的信息中是否准确控制了实验变量，是否遵循对照原则、单
11、一变量原则等。对此类问题的考查，确控制了实验变量，是否遵循对照原则、单一变量原则等。对此类问题的考查，主要是看考生是否知道实验变量的控制及实验原则的遵循。主要是看考生是否知道实验变量的控制及实验原则的遵循。备考指导(3)预测实验结果类：需认真分析实验目的和相关知识，确定自变量对因变量预测实验结果类：需认真分析实验目的和相关知识，确定自变量对因变量的影响。一定要辨别实验是属于验证性实验还是探究性实验。验证性实验具的影响。一定要辨别实验是属于验证性实验还是探究性实验。验证性实验具有明确的结果；探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的，应针对各种有明确的结果；探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的
12、，应针对各种可能性分别加以考虑和分析，得到相关结论。无论是哪种情况，文字描述应可能性分别加以考虑和分析，得到相关结论。无论是哪种情况，文字描述应力求简练、准确、科学。力求简练、准确、科学。返回命题视角2 实验评价与修订知识梳理案例返回总目录实验评价与修订实验评价与修订此类试题主要依据已知的实验目的、原理、材料用具评价修订实验方案。此类试题主要依据已知的实验目的、原理、材料用具评价修订实验方案。要求学生依据所掌握的生物学知识，分析评价已知方案的优缺点，并说明要求学生依据所掌握的生物学知识，分析评价已知方案的优缺点，并说明原因或进一步修订原方案。原因或进一步修订原方案。知识梳理返回某同学为了探究某
13、同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的的适宜浓度缓冲液适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为，再分别加入质量分数为1%的淀粉溶液的淀粉溶液1 mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。，摇匀。将将5支试管加入支试管加入70 恒温水浴中，保温时间相同且合适。恒温水浴中，保温时间相同且合适。取出各试管，分别加入斐林试剂取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。，摇匀。
14、观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入不考虑试剂的浓度和加入量、量、pH梯度以及实验重复次数梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。，以便实验能得到正确的预期结果。(1)_。解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及斐林试剂的作用条件。唾液淀粉酶的最解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及斐林试剂的作用条件。唾液淀粉酶的最适温度是适温度是37 左右，左右，70 时酶会变性失活。时酶会变性失活
15、。中中70 应改为应改为37。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37 左右左右案例解析答案某同学为了探究某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：在在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为，再分别加入质量分数为1%的淀粉溶液的淀粉溶液1 mL。各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL，摇匀。，摇匀。将将5支试管加入支试管加入70 恒温水
16、浴中，保温时间相同且合适。恒温水浴中，保温时间相同且合适。取出各试管，分别加入斐林试剂取出各试管，分别加入斐林试剂2 mL，摇匀。，摇匀。观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入不考虑试剂的浓度和加入量、量、pH梯度以及实验重复次数梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。，以便实验能得到正确的预期结果。(2)_。加入斐林试剂后，需要加入斐林试剂后，需要5065 温水浴加热才能看到砖红
17、色沉淀。温水浴加热才能看到砖红色沉淀。在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在5065 温水浴中一段时间。温水浴中一段时间。因为在因为在5065 温水浴条件下斐林试剂才能与还原糖反应显色温水浴条件下斐林试剂才能与还原糖反应显色案例解析答案此类试题要求学生对实验原理、目的要求、材料用具、方法步骤、实验现象、此类试题要求学生对实验原理、目的要求、材料用具、方法步骤、实验现象、结果或结论等内容熟悉，能找出错误的地方并给予纠正，常以生物学中一些经结果或结论等内容熟悉，能找出错误的地方并给予纠正，常以生物学中一些经典实验或学生实验为基础而设计，要求学生拥有扎实
18、的基础知识和基本技能，典实验或学生实验为基础而设计，要求学生拥有扎实的基础知识和基本技能，突出了对突出了对“双基双基”的考查。其一般步骤包括：的考查。其一般步骤包括：第一步：分析取材是否正确。第一步：分析取材是否正确。第二步：分析实验原理及方法是否正确。第二步：分析实验原理及方法是否正确。第三步：分析药品与试剂的使用是否合理。第三步：分析药品与试剂的使用是否合理。备考指导第四步：步骤及操作分析，主要有以下情况：第四步：步骤及操作分析，主要有以下情况：漏做或颠倒某个实验步骤；漏做或颠倒某个实验步骤；操作方法错误；操作方法错误；有没有设置对照，如果有看对照设计是否合理；有没有设置对照，如果有看对照
19、设计是否合理；实验是否遵循了单一变量原则；实验是否遵循了单一变量原则；实验是否具有偶然性；实验是否具有偶然性；有无更为简单的实验方案；有无更为简单的实验方案；实验能否顺利完成；实验能否顺利完成；实验的安全性如何。实验的安全性如何。第五步：分析实验结果是否正确。第五步：分析实验结果是否正确。返回命题视角3 科学方法知识梳理案例返回总目录科学方法科学方法假说假说演绎法、建立模型与类比推理等都是现代科学研究中常用的一些科演绎法、建立模型与类比推理等都是现代科学研究中常用的一些科学方法。利用假说学方法。利用假说演绎法，孟德尔发现了两大遗传定律；利用建立模型法，演绎法，孟德尔发现了两大遗传定律；利用建立
20、模型法，沃森和克里克发现了沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构；利用类比推理，萨顿提出基因位于染双螺旋结构；利用类比推理，萨顿提出基因位于染色体上的假说。色体上的假说。知识梳理返回假说假说演绎法是现代科学研究中常用的方法，包括演绎法是现代科学研究中常用的方法，包括“提出问题、作出提出问题、作出假设、验证假设、得出结论假设、验证假设、得出结论”四个基本环节。利用该方法，孟德尔发现四个基本环节。利用该方法，孟德尔发现了两个遗传规律。下列关于孟德尔研究过程的分析正确的是了两个遗传规律。下列关于孟德尔研究过程的分析正确的是()A.提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自
21、交遗传实验的基础上自交遗传实验的基础上B.孟德尔所作假设的核心内容是孟德尔所作假设的核心内容是“生物体能产生数量相等的雌雄配子生物体能产生数量相等的雌雄配子”C.为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了正、反交实验为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成了正、反交实验D.孟德尔发现的遗传规律可以解释所有有性生殖生物的遗传现象孟德尔发现的遗传规律可以解释所有有性生殖生物的遗传现象孟德尔通过豌豆纯合亲本杂交、孟德尔通过豌豆纯合亲本杂交、F1自交的遗传实验提出问题并进行分析、验证自交的遗传实验提出问题并进行分析、验证生物体产生的雌、雄配子数量不等，雌配子数量少于雄配子生物体产生的雌、雄配子
22、数量不等，雌配子数量少于雄配子A为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成测交实验为了验证作出的假设是否正确，孟德尔设计并完成测交实验孟德尔遗传规律不能解释位于同对同源染色体上的非等位基因的遗传情况孟德尔遗传规律不能解释位于同对同源染色体上的非等位基因的遗传情况案例解析答案1.“假说假说演绎法演绎法”是现代科学研究中常用的一种科学方法，以下为假说是现代科学研究中常用的一种科学方法，以下为假说演演绎法推理的逻辑关系。绎法推理的逻辑关系。2.“假说假说演绎法演绎法”非常有利于学生逆向思维能力的培养和提高，同学们在平非常有利于学生逆向思维能力的培养和提高，同学们在平时思考问题和解决问题时会经常用到时思考问题和解决问题时会经常用到“假说假说演绎法演绎法”。譬如，在探究性实。譬如，在探究性实验设计中，进行结果和结论的预测分析时，要经常用到验设计中，进行结果和结论的预测分析时，要经常用到“假说假说演绎法演绎法”先先进行逆向思维分析，然后再正向组织答案进行描述。进行逆向思维分析，然后再正向组织答案进行描述。备考指导返回
