中學生物學研究方法初探

〔關鍵詞〕 生物學；研究方法；應用；驗證；構建；培養

〔中圖分類號〕 G633.91〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2008）06（Ａ）—0061—０2

1. 元素示蹤法

元素示蹤法又叫放射性同位素標記法，即利用放射性探測儀器追蹤放射性元素在生物體內的動態變化。該方法是核物理技術在研究生物生理代謝途徑等方面的重要應用。如通常用³H標記尿嘧啶核糖核苷酸來研究RNA的合成；用³⁵S標記蛋白質、³²P標記核酸來確定某種生物的遺傳物質是蛋白質還是核酸；用¹⁸O標記H₂O以確定¹⁸O在植物光合作用、呼吸作用、蒸騰作用中的反應路徑。

2. 摘除法

該方法一般用于對動物內分泌腺的生理研究。摘除動物的某個器官或腺體后，該器官或腺體的生理功能會消失，受這些器官或腺體影響的其他器官、腺體或相應生理功能也會下降或消失。常見的有摘除某動物的垂體，而后與垂體相關的后葉分泌抗利尿激素、垂體產生的各類促激素以及生長激素的功能都要停止，進而引起一系列的相關激素生理功能的缺失。

3. 飼喂法

即通過飼喂某種激素使實驗動物發生異常生理變化來驗證某些激素的生理功能。如給正常的蝌蚪飼喂含有甲狀腺制劑的飼料或在其生活的水中加入一定量的甲狀腺激素，使蝌蚪在短時間內發育成小型青蛙，以證明甲狀腺激素具有促進動物個體發育的功能。

4. 溶液培養法

植物必需的礦質元素有14種，其中N、P、K、S、Ca、Mg屬大量元素，Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni屬微量元素。根據溶液培養法的原理，在除去某一種礦質元素時，植物的生長發育不正常，再補充上這種礦質元素后，植物的生長發育又恢復正常，則這種元素就是必需元素。通過溶液培養法，可以定性、定量地對植物水分代謝、礦質元素代謝、光合作用、呼吸作用等生理過程進行研究，同時溶液培養法也是驗證性實驗和探究性實驗題型首選的方法之一。通過這種方法能靈活地考查學生在實驗過程中對諸如對照原則、單因子變量原則等知識的應用，符合以知識為載體，突顯能力考查的高考理念。

5. 紙層析法

此方法主要用于對葉綠體中色素的提取和分離。該知識點內涵不是太多，但由于色素與光合作用這一基礎代謝有著直接的關系，因此可以說其外延在深度和廣度上都有重要的拓展價值。如色素與所吸收的光譜紅橙光和藍紫光之間的關系；各類色素在“光能→電能→活躍的化學能”轉變中所起的作用；色素存在的位置與光反應；色素與光合速率的關系等。進而延伸到研究影響光合速率的因素，以幫助學生分析和掌握影響光合速率內外因素的方法和規律；學會使用暗處理的條件和方法；學會使用NaHCO₃和NaOH在植物光合作用和呼吸作用研究中的應用；學會區分C₃植物和C₄植物的結構特征與代謝特點。最終使他們能夠準確地分析曲線和圖表信息，構建扎實的基礎知識平臺，提升生物學科的綜合素養。

6. 人工合成法

基因工程中目的基因的制備包括人工合成法和“鳥槍法”。人工合成法有兩種：（1）已知目的基因的mRNA序列，逆轉錄出單鏈DNA，再按堿基互補配對原則合成互補鏈，獲得目的基因；（2）測得相關蛋白質的氨基酸序列，推斷出mRNA的堿基序列，提供合成DNA的A、T、G、C四種脫氧核糖核苷酸原料，在DNA合成儀中合成目的基因。

基因工程也叫基因拼接或DNA重組技術，是在生物體外，通過對DNA分子進行人工“剪切”和“拼接”，對生物的基因進行改造和重新組合，然后導入受體細胞內進行無性繁殖，使重組基因在受體細胞內表達、生產出人類所需要的基因產品，這種技術可以實現人類對生物性狀的定向改造。

7. 物質鑒定法

物質鑒定法主要用于對糖類、脂肪、蛋白質、DNA等物質和某些生物如大腸桿菌的鑒定與區分等研究，屬于實驗題型中的非對照型實驗。這類題的一般特點是通過某種處理出現某種現象就能得出某種結果，需要考生了解如鑒定蛋白質用雙縮脲試劑顯紫色；鑒定DNA用二苯胺顯藍色；鑒定脂肪用蘇丹Ⅲ顯橘黃色、用蘇丹Ⅳ顯紅色；鑒定麥芽糖、果糖、葡萄糖等還原性糖用斐林試劑顯磚紅色；鑒別大腸桿菌用伊紅-美藍試劑顯紫色并有金屬光澤等基礎知識并熟練掌握，同時能對在DNA和還原性糖鑒定中必須水浴加熱、脂肪鑒定時必須使用顯微鏡、鑒定大腸桿菌

時是針對其菌落等細節知識進行充分地延伸。

8. 花藥離體培養法

花藥離體培養法是單培體育種工作中常用的方法之一，具有培育周期短、幼苗經一定濃度的秋水仙素處理后染色體加倍、子代自交結子就能得到較大數量的純合品種等優點，屬于有性生殖類型。

9. 育種方法

生物通過繁殖傳遞遺傳信息。細胞核遺傳正反交結果一致，而細胞質遺傳則表現為母系遺傳，正反交結果不同。所以可以用正反交來確定一個性狀的遺傳方式，而正確地選擇實驗材料則是實驗成功的關鍵因素之一。真核生物核基因和質基因所控制的生物性狀是雜交育種、單倍體育種、多倍體育種、誘變育種、轉基因工程育種的物質基礎，這些育種方法正是遺傳定律在科研、生產和生活方面的集中應用。

10. 生命調節法

在生命調節法中，植物生命調節強調多種激素的綜合作用；動物生命調節雖以神經調節占主導地位，但是在體液調節中關于激素調節的協同作用、拮抗作用和正、負反饋機制也是生命調節的主要形式；微生物的生命調節中則以酶活性調節方式所具有的快速、精細等特點而在發酵工程中經常使用，同時酶合成調節中組成酶和誘導酶的表達機制也是進行發散思維練習的很好素材。

11. 植物組織培養法

植物組織培養是根據植物細胞全能性理論發展起來的一項無性繁殖新技術，以外植體→脫分化→愈傷組織→再分化→根芽胚狀體為內涵的植物組織培養技術，廣泛應用于試管苗的快速繁殖，無病毒植物的培養，藥物、食品添加劑、香料、色素、殺蟲劑、紫草素等的生產及應用，使植物產品的生產實現了工廠化。