【新步步高版高考生物一轮复习第十二单元生物学科思想案例解读第讲科学探究的思想讲义浙科版讲义

第5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“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作出恰当的评价和修订”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，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。

可简单地用下面的图表示：
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。

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。

案例某研究小组研究雄性家兔中睾酮(ST，一种雄激素)与生长激素(GH)的关系，得到的实验结果如下表(切口不影响本实验)：
分组ST浓度(μg/mL)GH浓度(μg/mg)
A组m n
B组<m>n
根据资料，请完成下面的探究实验。

实验目的：___________________________________________________________。

实验假设：ST含量的增加能使GH的含量下降。

实验材料：1月龄体重相同的健康雄性家兔12只，ST、GH测定试剂盒，手术器械用具等。

实验步骤：
(1)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ST和GH的浓度。

(2)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1个月后，依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。

分析讨论：
要使实验更严谨，应给甲组家兔注射________________，乙组家兔注射____________________，然后测定和记录每只家兔血液中的GH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GH浓度________，乙组GH浓度________。

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：____________________。

剖析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GH的关系。

乙组作为对照组，应不切除性腺，要使实验更有说服力，可以给甲组注射适量ST溶液(高于正常值)，按照等量原则，给乙组注射等量生理盐水，根据实验假设：ST含量的增加能使GH的含量下降，推测甲组GH浓度会下降，乙组GH浓度不变。

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。

答案(1)研究雄性家兔中ST与GH的关系
(2)不切除性腺(不做处理)
(3)适量ST溶液等量生理盐水下降不变切除性腺(或阉割)(其他合理答案亦可)
备考指导
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：
(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、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。

(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。

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。

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。

案例某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：
①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉溶液1mL。

②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。

③将5支试管加入80℃水浴中，保温时间相同且合适。

④取出各试管，分别加入本尼迪特试剂2mL，摇匀。

⑤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2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量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。

(1)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

剖析解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及本尼迪特试剂的作用条件。

(1)唾液淀粉酶的最适温度是37℃左右，80℃时酶会变性失活。

(2)加入本尼迪特试剂后，需要热水浴加热才能看到红黄色沉淀。

答案(1)③中80℃应改为37℃。

因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃左右
(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在热水浴中一段时间。

因为在热水浴条件下本尼迪特试剂才能与还原糖反应显色
备考指导
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“双基”的考查。

其一般步骤包括：
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。

第三步：分析药品与试剂的使用是否合理。

第四步：步骤及操作分析，主要有以下情况：
①漏做或颠倒某个实验步骤；
②操作方法错误；
③有没有设置对照，如果有看对照设计是否合理；
④实验是否遵循了单一变量原则；
⑤实验是否具有偶然性；
⑥有无更为简单的实验方案；
⑦实验能否顺利完成；
⑧实验的安全性如何。

第五步：分析实验结果是否正确。

科学方法假说—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，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色体上的假说。

案例假说—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、验证假设、得出结论”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()
自交遗传实验的基础上
A．提出问题是建立在豌豆纯合亲本杂交和F
1
B．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”
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
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
自交的遗传实验提出问题并进行分析、验证，其验剖析孟德尔通过豌豆纯合亲本杂交、F
1
证所用的方法是测交；生物体产生的雌、雄配子数量不等，雌配子数量少于雄配子；孟德尔遗传规律只能解释位于不同对同源染色体上基因的遗传现象，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。

答案A
备考指导
1．“假说—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—演绎法推理的逻辑关系。

2．“假说—演绎法”非常有利于学生逆向思维能力的培养和提高，同学们在平时思考问题和解决问题时会经常用到“假说—演绎法”。

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“假说—演绎法”先进行逆向思维分析，然后再正向组织答案进行描述。