高三生物學二輪復習課件專題2生物科研史與教材隱性實驗

一覽縱橫·概念圖

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1．

同位素標記法(1)常用的示蹤元素：如3H、14C、15N、18O、32P、35S(蛋白質的特征元素)等。(2)教材應用

突破1生物學中常用技術手段和方法分泌蛋白的合成和運輸利用放射性同位素3H標記亮氨酸，研究蛋白質的合成與分泌過程：核糖體→內質網→高爾基體→細胞外光合作用的探究歷程1941年，美國科學家魯賓和卡門利用同位素18O分別標記H2O和CO2，然后通過對比實驗，證明了光合作用釋放的氧來自水20世紀40年代，美國科學家卡爾文用經過14C標記的14CO2供小球藻進行光合作用，最終探明了碳在光合作用過程中的轉移途徑為CO2→C3→(CH2O)，暗反應過程也被稱為卡爾文循環

突破1生物學中常用技術手段和方法噬菌體侵染細菌的實驗1952年，赫爾希和蔡斯分別用放射性同位素32P和35S標記噬菌體，通過實驗證明了DNA是遺傳物質探究DNA的復制方式用15N標記親代DNA使之變成“重”分子，再結合密度梯度離心，證明了DNA是半保留復制研究核酸的合成過程用放射性元素標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸并追蹤，研究DNA的復制

用放射性元素標記尿嘧啶核糖核苷酸并追蹤，研究RNA的合成

其他應用研究有絲分裂過程中物質的合成和細胞周期各個時期的長短利用放射性同位素制作基因探針進行基因檢測利用放射性同位素42K、32P標記無機鹽離子，研究礦質元素運輸和有機物運輸途徑；利用放射性同位素131I作為示蹤元素來研究甲狀腺，追蹤甲狀腺激素在體內的變化等2．熒光標記法(原理與同位素標記法類似)如證明細胞膜具有流動性的細胞融合實驗。3．分離物質的方法(1)差速離心法——分離各種細胞器。(2)密度梯度離心——證明DNA進行半保留復制。(3)紙層析法。(4)電泳法。

突破1生物學中常用技術手段和方法2．熒光標記法(原理與同位素標記法類似)如證明細胞膜具有流動性的細胞融合實驗。3．分離物質的方法(1)差速離心法——分離各種細胞器。(2)密度梯度離心——證明DNA進行半保留復制。(3)紙層析法。(4)電泳法。

突破1生物學中常用技術手段和方法4．分子雜交技術(1)DNA分子雜交技術檢測轉基因生物的DNA上是否插入了目的基因。(原理是堿基互補配對)(2)DNA－RNA分子雜交技術檢測目的基因是否轉錄出了mRNA。(原理是堿基互補配對)(3)抗原—抗體雜交技術檢測目的基因是否翻譯出蛋白質；對雜交瘤細胞進行篩選。(原理是抗原與抗體的特異性結合)

突破1生物學中常用技術手段和方法1．

歸納法施萊登和施旺通過科學觀察和歸納概括，初步提出細胞學說觀點。注意：科學研究中常用的不完全歸納法，可以用于預測和判斷，但要注意存在例外的可能。2．

假說—演繹法(1)孟德爾遺傳規律的發現過程。(2)基因與染色體的關系的探究歷程。從薩頓提出“基因在染色體上的假說”到摩爾根通過實驗驗證這個假說，整個過程體現了“假說—演繹”的應用。同時，從摩爾根發現果蠅中出現一只白眼雄果蠅到提出“控制白眼性狀的基因位于X染色體上”，再到最后通過實驗證明，也是“假說—演繹”的經典應用。(3)DNA復制方式的提出與證實。

突破2生物學中的科學思想和研究方法3．

模型建構(1)物理模型：人工制作或繪制的DNA分子雙螺旋結構模型、真核細胞三維結構模型等。(2)數學模型：種群數量的變化曲線、酶活性受溫度影響示意圖等。(3)概念模型：光合作用圖解、甲狀腺激素的分級調節、雜交過程圖解等。4．

研究激素功能的常見方法(1)切除法：如切除性腺驗證性激素的生理功能。(2)移植法：如睪丸、卵巢移植驗證性激素的生理功能。(3)飼喂法：可以飼喂甲狀腺激素，但不可飼喂胰島素(蛋白質、多肽類激素不能用飼喂法進行實驗)。(4)注射法：如注射胰島素觀測動物體內血糖的變化。

突破2生物學中的科學思想和研究方法5．

調查法(1)調查種群密度的方法：樣方法和標記重捕法。(2)調查土壤動物豐富度：常用取樣器取樣的方法進行采集、調查。豐富度的統計方法通常有兩種，一是記名計算法，二是目測估計法，其中前者一般用于個體較大、種群數量有限的物種。(3)對培養液中的酵母菌進行計數：一般采用抽樣檢測的方法。(4)調查遺傳病的類型及發病率：若要調查某種遺傳病的遺傳方式，應在患者家系中進行；若要調查某種遺傳病的發病率，應在人群中隨機進行。調查時，最好選取群體中發病率較高的單基因遺傳病。6．

系統分析法教材應用：林德曼對賽達伯格湖生態系統能量和物質的研究。

突破2生物學中的科學思想和研究方法1．

控制實驗條件的部分思路(1)加法原理。與常態對照組相比，人為增加某種影響因素，如比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗。(2)減法原理。與常態對照組相比，人為去除某種影響因素，如艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗。2．

實驗條件的控制方法(1)增加水中氧氣：泵入空氣或吹氣或放入綠色植物等。(2)減少水中氧氣：容器密封或油膜覆蓋或用涼開水等。(3)除去容器中CO2：密閉實驗裝置中放入NaOH溶液或KOH溶液等。(4)除去葉片中原有淀粉：置于黑暗環境中一段時間。(5)避免光合作用對呼吸作用產生干擾：遮光/黑暗處理。

突破3生物實驗中的條件控制與結果顯示的方法3．

實驗中控制溫度的實例(1)還原糖的鑒定：50～65℃水浴加熱。(2)酶促反應：水浴保溫(最適溫度或實驗給定溫度)。(3)二苯胺試劑鑒定DNA：沸水浴加熱。(4)細胞和組織培養以及微生物培養：恒溫培養。4．

實驗結果的觀測指示(1)光合速率：O2產生量、CO2消耗量或淀粉產生量。(2)呼吸速率：O2消耗量、CO2產生量或淀粉消耗量。

突破3生物實驗中的條件控制與結果顯示的方法4．

實驗結果的觀測指示(3)原子轉移途徑：同位素示蹤法。(4)細胞液濃度大?。嘿|壁分離程度或速度。(5)細胞是否死亡：能否質壁分離與復原、染色法有無顏色(如紅墨水、臺盼藍溶液)。(6)甲狀腺激素作用：動物耗氧量、發育速度等。(7)生長激素作用：生長速度，即體重變化、身高變化等。(8)胰島素作用：動物活動狀態。

突破3生物實驗中的條件控制與結果顯示的方法

1．

(2024·廣東卷)關于技術進步與科學發現之間的促進關系，下列敘述正確的是()A．

電子顯微鏡的發明促進細胞學說的提出B．

差速離心法的應用促進對細胞器的認識C．

光合作用的解析促進花期控制技術的成熟D．RNA聚合酶的發現促進PCR技術的發明

考能提升B【解析】電子顯微鏡的發明是在細胞學說提出之后，細胞學說的提出主要基于光學顯微鏡的觀察和研究，A錯誤；差速離心法可以通過不同的離心速度將細胞內大小、密度不同的細胞器分離開來，促進對細胞器的認識，B正確；光合作用的解析主要是對植物的光合作用機制進行研究，而花期控制技術更多地涉及植物激素、環境因素等方面的知識，光合作用的解析與花期控制技術的成熟關系不大，C錯誤；PCR技術的關鍵在于熱穩定的DNA聚合酶的應用，D錯誤。

考能提升

2．

(2023·廣東卷)科學理論隨人類認知的深入會不斷被修正和補充，下列敘述錯誤的是()A．

新細胞產生方式的發現是對細胞學說的修正B．

自然選擇學說的提出是對共同由來學說的修正C．RNA逆轉錄現象的發現是對中心法則的補充D．

具催化功能RNA的發現是對酶化學本質認識的補充

考能提升B【解析】細胞學說主要由施萊登和施旺建立，魏爾肖總結出“細胞通過分裂產生新細胞”是對細胞學說的修正和補充，A正確。共同由來學說指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先進化來的。自然選擇學說揭示了生物進化的機制，揭示了適應的形成和物種形成的原因。共同由來學說為自然選擇學說提供了基礎，B錯誤。中心法則最初的內容是遺傳信息可以從DNA流向DNA，也可以從DNA流向RNA，進而流向蛋白質，隨著研究的不斷深入，科學家發現一些RNA病毒的遺傳信息可以從RNA流向RNA(RNA的復制)以及從RNA流向DNA(逆轉錄)，對中心法則進行了補充，C正確。最早是美國科學家薩姆納證明了酶是蛋白質，在20世紀80年代，科學家切赫和奧爾特曼發現少數RNA也具有催化功能，這一發現對酶化學本質的認識進行了補充，D正確。

考能提升

3．

(2022·廣東卷)下列關于遺傳學史上重要探究活動的敘述，錯誤的是()A．

孟德爾用統計學方法分析實驗結果發現了遺傳規律B．

摩爾根等基于性狀與性別的關聯證明基因在染色體上C．

赫爾希和蔡斯用對比實驗證明DNA是遺傳物質

D．

沃森和克里克用DNA衍射圖譜得出堿基配對方式

考能提升D【解析】孟德爾雜交實驗獲得成功的原因之一是運用了數學統計的方法進行分析和推理，從而對分離現象進行了合理的解釋，A正確；摩爾根讓白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅雜交，發現白眼的遺傳與性別相聯系，從而得出控制白眼的基因位于X染色體上，后來又通過測交的方法進一步驗證了基因在染色體上，B正確；赫爾希和蔡斯分別用32P與35S標記的兩組實驗相互對照，證明了DNA是遺傳物質，C正確；沃森和克里克通過DNA衍射圖譜推算出DNA分子呈螺旋結構，堿基配對方式是通過化學分析的方法得出的，D錯誤。

考能提升4．(2021·廣東卷)DNA雙螺旋結構模型的提出是二十世紀自然科學的偉大成就之一。下列研究成果中，為該模型構建提供主要依據的是()①赫爾希和蔡斯證明DNA是遺傳物質的實驗②富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜③查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等

④沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制A．

①②

B．②③

C．

③④

D．①④

考能提升B【解析】赫爾希和蔡斯通過噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質，與構建DNA雙螺旋結構模型無關，①錯誤；沃森和克里克根據富蘭克林等拍攝的DNA分子X射線衍射圖譜，推算出DNA分子呈螺旋結構，②正確；查哥夫發現的DNA中嘌呤含量與嘧啶含量相等，沃森和克里克據此推出堿基的配對方式，③正確；沃森和克里克提出的DNA半保留復制機制，是在DNA雙螺旋結構模型之后提出的，④錯誤。

考能提升考向1生物科研史中的重要實驗1．

(2024·廣州一模)沃泰默發現切除實驗動物通向上段小腸的神經后，向小腸內注入稀鹽酸，仍能促進胰液分泌。斯他林和貝利斯就此提出假設：這是一種化學調節。下列能用于直接支持該假設的是()A．

將稀鹽酸直接注入實驗動物的靜脈B．

切除實驗動物的上段小腸，再將稀鹽酸直接注入靜脈C．

將受稀鹽酸刺激過的小腸黏膜制成提取液，再注入靜脈D．

切除實驗動物體內連接胰腺的神經，再將稀鹽酸注入上段小腸腸腔

考能提升C【解析】沃泰默發現切除實驗動物通向上段小腸的神經后，向小腸內注入稀鹽酸，仍能促進胰液分泌，斯他林和貝利斯的實驗目的是要證明這是一種化學調節，則應該徹底排除神經調節(應將小腸黏膜進行研磨處理，徹底破壞神經，制作提取液)的作用，只保留鹽酸刺激，故采取的適宜措施是將受稀鹽酸刺激過的小腸黏膜制成提取液，再注入靜脈。

考能提升考向2教材隱性實驗2．

(2023·天津卷)科學發現中蘊含著值得后人借鑒的方法或原理。下列探究實踐與科學發現的方法或原理不一致的是()

考能提升C選項科學發現探究實踐A沃森和克里克用建構物理模型的方法研究DNA的結構建立減數分裂中染色體變化的模型B魯賓和卡門用對比實驗證明光合作用中氧氣的來源是水探究酵母菌細胞呼吸的方式C艾弗里用減法原理證明DNA是肺炎鏈球菌的轉化因子探究抗生素對細菌的選擇作用D孟德爾用統計分析法研究豌豆遺傳規律調查人群中的遺傳病【解析】研究DNA結構時構建了DNA雙螺旋的物理模型；研究減數分裂時可通過橡皮泥等工具進行物理模型的構建。魯賓和卡門用對比實驗證明了光合作用中氧氣的來源是水；探究酵母菌呼吸方式時用的也是對比實驗法，分別設置有氧組和無氧組進行探究。在探究DNA是遺傳物質的實驗中，肺炎鏈球菌的體外轉化實驗中用對應的酶設法去除相應物質，觀察其作用，用到了減法原理；探究抗生素對細菌的選擇作用時沒有用到減法原理。孟德爾用統計分析法研究豌豆遺傳規律；調查人群中的遺傳病也用到統計分析法。

考能提升考向3高中生物學常用的研究方法3．(2024·深圳二模)科學精神的本質就是求真，科學方法的訓練使人擁有嚴密的邏輯