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(全國通用版)2019高考生物二輪復習 專題七 實驗與探究 考點2 生物科學史與生物技術方法歸納學案

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1、 考點2 生物科學史與生物技術方法歸納 1.高中教材生物科學史歸納總結 必修1(16條) (1)列文虎克——用自制顯微鏡發(fā)現(xiàn)活細胞。 (2)施萊登和施旺——建立“細胞學說”。 (3)歐文頓——用500多種化學物質進行膜通透性實驗提出膜是由脂質構成的。 (4)羅伯特森——電鏡下觀察細胞膜看到暗—亮—暗的三層結構,將細胞膜描述為靜態(tài)的統(tǒng)一結構。 (5)桑格和尼克森——提出生物膜流動鑲嵌模型。 (6)巴斯德——釀酒中的發(fā)酵是由于酵母細胞的存在(無活細胞參與,糖類不可能變成酒精)。 (7)畢希納——將酵母細胞中引起發(fā)酵的物質稱為釀酶。 (8)薩姆納——提出并證明酶是蛋白質。

2、 (9)切赫和奧特曼——發(fā)現(xiàn)少數(shù)RNA也具有生物催化功能。 (10)恩格爾曼——用水綿和好氧細菌證明光合作用釋放O2,葉綠體是植物進行光合作用的場所。 (11)普利斯特利——植物可更新空氣。 (12)英格豪斯——植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣,指出普利斯特利實驗只有在光下才能成功。 (13)梅耶——植物在進行光合作用時,把光能轉換成化學能儲存起來。 (14)薩克斯——光合作用的產(chǎn)物除O2外還有淀粉(葉片產(chǎn)生淀粉需光)。 (15)魯賓和卡門——用18O分別標記H2O和CO2證明光合作用釋放的O2來自H2O。 (16)卡爾文——用14C標記14CO2證明CO2中的碳在光合作用中轉化

3、成有機物中碳的途徑[卡爾文循環(huán):14CO2→14C3→(14CH2O)]。 必修2(13條) (1)孟德爾——用豌豆作遺傳材料,利用假說—演繹法提出基因分離定律和基因自由組合定律(關注孟德爾成功的四大原因)。 (2)薩頓——用類比推理法提出基因在染色體上(關注假說—演繹法與類比推理法差異)。 (3)摩爾根——用假說—演繹法證明基因在染色體上(用白眼雄果蠅作遺傳材料)。 (4)道爾頓——第一個提出色盲問題。 (5)格里菲思——通過肺炎雙球菌的體內轉化實驗推論加熱殺死的S型菌中含有某種“轉化因子”。 (6)艾弗里——通過肺炎雙球菌體外轉化實驗證明肺炎雙球菌的遺傳物質是DNA不是蛋白質

4、(轉化因子為DNA)。 (7)赫爾希和蔡斯——用放射性同位素標記法(32P、35S分別標記噬菌體,再去侵染細菌),證明噬菌體的遺傳物質是DNA。 (8)沃森和克里克——構建DNA雙螺旋結構模型(克里克還提出中心法則:)。 (9)富蘭克林——DNA衍射圖譜。 (10)查哥夫——腺嘌呤(A)量=胸腺嘧啶(T)量,胞嘧啶(C)量=鳥嘌呤(G)量。 (11)美國遺傳學家繆勒——用X射線照射果蠅,發(fā)現(xiàn)突變率大大提升。 (12)拉馬克——第一個提出進化學說(中心思想:用進廢退、獲得性遺傳)。 (13)達爾文——自然選擇學說(四個要點:過度繁殖、生存斗爭、遺傳變異、適者生存)。 必修3(10

5、條) (1)貝爾納——內環(huán)境的恒定主要依賴于神經(jīng)系統(tǒng)的調節(jié)。 (2)坎農(nóng)——內環(huán)境穩(wěn)態(tài)是神經(jīng)調節(jié)和體液調節(jié)共同作用的結果(現(xiàn)代觀點:內環(huán)境穩(wěn)態(tài)調節(jié)機制為神經(jīng)—體液—免疫調節(jié))。 (3)沃泰默——胰液分泌只受神經(jīng)調節(jié)。 (4)斯他林和貝利斯——胰液分泌可存在“化學調節(jié)”(并命名該調節(jié)物為“促胰液素”)。 (5)達爾文——植物向光性實驗,驗證金絲雀草胚芽鞘感光部位在尖端,尖端可向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”造成單側光下背光面比向光面生長快,使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。 (6)鮑森·詹森——胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可通過瓊脂片傳遞給下部。 (7)拜爾——胚芽鞘的彎曲生長是因為尖端產(chǎn)生的影響在其

6、下部分布不均勻造成的。 (8)溫特——胚芽鞘的彎曲生長確實是一種化學物質引起的(并將該物質命名為“生長素”)。 (9)高斯——證明大小兩種草履蟲間存在著競爭關系。 (10)美國生態(tài)學家林德曼——對賽達伯格湖的能量流動進行定量分析,發(fā)現(xiàn)能量流動兩大特點:能量流動是單向的、能量在流動過程中逐級遞減。 2.高中生物技術方法歸納總結 (1)顯微觀察法——觀察多種多樣的細胞、觀察線粒體和葉綠體、觀察細胞有絲分裂、減數(shù)分裂、觀察質壁分離及質壁分離復原、觀察染色體變異等。 (2)差速離心法——分離各種細胞器、制備細胞膜等。 (3)對比實驗法——設置兩個或兩個以上的實驗組通過對結果的比較分析,探

7、究某種因素對實驗結果的影響,如“探究酵母菌細胞呼吸的方式”及“酶作用特性相關實驗”等。 (4)密度梯度離心法——用15N標記DNA,證明DNA半保留復制(重帶、輕帶、中帶等)。 (5)細胞染色法——活細胞染色(健那綠染色線粒體);碘染色法(證明光合作用產(chǎn)生淀粉);死細胞染色(醋酸洋紅液、龍膽紫溶液、改良苯酚品紅染液、甲基綠—吡羅紅溶液)。 (6)放射性同位素標記法——分泌蛋白形成;光合作用H218O、C18O2探究O2中放射性:14CO2→14C3→(14CH2O);噬菌體侵染細菌實驗(32P、35S);基因診斷等。 (7)紙層析法——葉綠體中色素的提取與分離(選修1,胡蘿卜素的提取與

8、鑒定)。 (8)濃度梯度設置實驗——探究生長素對扦插枝條生根的最適濃度;探究酶活性的最適溫度和最適pH。 (9)假說—演繹法——孟德爾兩大定律的發(fā)現(xiàn);摩爾根證明基因在染色體上(用白眼雄果蠅為材料);DNA半保留復制方式的證明。 (10)類比推理法——薩頓提出“基因在染色體上”。 (11)樣方法——估算植物及活動能力弱的動物(如蚯蚓、蚜蟲、昆蟲卵等)種群密度。 (12)標志重捕法——估算活動能力強的動物種群密度。 (13)取樣器取樣法——探究土壤動物類群豐富度。 (14)抽樣檢測法——探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化。 (15)模型構建法——構建細胞亞顯微結構物理模型,構建DNA

9、雙螺旋結構物理模型,構建光合模型、種群特征、細胞分裂等概念模型,構建種群增長兩種數(shù)學模型(公式、“J”型、“S”型曲線),構建減數(shù)分裂、血糖調節(jié)過程物理模型。 (16)選修1:從植物材料中提取某些特定成分的三種常用方法。 ①有機溶劑萃取法——胡蘿卜素的提取與分離。 ②水蒸氣蒸餾法——玫瑰精油的提取。 ③壓榨法——橘皮精油的提取。 (17)選修3:目的基因注入受體細胞的方法。 ①注入植物細胞:農(nóng)桿菌轉化法、基因槍法、花粉管通道法等。 ②注入動物細胞:顯微注射技術(受體細胞為受精卵)。 ③注入微生物細胞:Ca2+處理的感受態(tài)法。 (18)選修3:卵母細胞采集的三種方法。 ①用促

10、性腺激素處理后,從輸卵管中沖出卵母細胞(不需培養(yǎng))。 ②從屠宰母畜丟棄的卵巢中獲取卵母細胞(需培養(yǎng)到MⅡ中期)。 ③借助超聲波探測儀、內窺鏡、腹腔鏡等工具直接從活體動物卵巢中吸取卵母細胞(需培養(yǎng)到MⅡ中期)。 題型一 生物科學史 1.(2018·南通三模)下列有關生命科學研究方法及結論的敘述,錯誤的是(  ) A.魯賓和卡門用18O分別標記H2O和CO2,證明了光合作用釋放的O2來自水 B.卡爾文用14C標記的CO2供應小球藻進行光合作用,探明了暗反應中碳的轉移途徑 C.科學家向豚鼠胰腺腺泡細胞中注射3H標記的亮氨酸,揭示了基因控制蛋白質合成的過程 D.赫爾希和蔡斯用32P

11、、35S分別標記噬菌體DNA和蛋白質,證明了DNA是遺傳物質 答案 C 解析 用3H標記的亮氨酸注入到豚鼠胰腺腺泡細胞,揭示了胰蛋白酶等消化酶合成、分泌經(jīng)過的細胞結構,C錯誤。 模型構建 同位素在實驗研究中的應用 (1)利用放射性同位素標記自顯影技術,證明細胞分裂間期的最大特點是完成DNA復制、RNA和蛋白質的合成;用放射性元素標記胸腺嘧啶脫氧核糖核苷酸并追蹤,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;用放射性元素標記氨基酸并追蹤,研究蛋白質的合成。 (2)魯賓和卡門采用同位素18O標記H218O進行實驗,揭示了光合作用過程中O2中的O全部來自H2O

12、。 (3)赫爾希和蔡斯利用放射性同位素35S和32P,證明了DNA是遺傳物質。 (4)利用同位素14C標記植物組織,證明了植物生長素只能從形態(tài)學的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學的下端。 (5)用放射性同位素(如32P)或熒光分子等標記的DNA分子作探針,根據(jù)DNA分子的雜交原理,鑒定被檢測標本上的遺傳信息,可應用于產(chǎn)前診斷和環(huán)境監(jiān)測。 2.下表是生物科學史上一些經(jīng)典實驗的敘述,表中“方法與結果”和“結論或觀點”能相匹配的是(  ) 選項 方法與結果 結論或觀點 A 觀察到植物通過細胞分裂產(chǎn)生新細胞;觀察到動物受精卵分裂產(chǎn)生新細胞 所有的細胞都來源于先前存在的細胞 B 單側光照射下,金

13、絲雀草胚芽鞘向光彎曲生長,去尖端的胚芽鞘不生長也不彎曲 生長素具有極性運輸?shù)奶攸c C 將載有水綿和好氧細菌的裝片置于黑暗且缺氧的環(huán)境中,用極細光束照射后,細菌集中于有光照的部位 光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于水 D 將活的R型肺炎雙球菌與加熱殺死的S型肺炎雙球菌混合后注入小鼠體內,小鼠體內出現(xiàn)活的S型細菌 DNA是主要的遺傳物質 答案 A 解析 A項“方法與結果”證明了動植物細胞均來自于先前存在的細胞,與“結論或觀點”匹配,A正確;B項“方法與結果”說明金絲雀草的向光性與尖端有關,不能說明生長素具有極性運輸?shù)奶攸c,B錯誤;C項“方法與結果”說明光合作用需要光,不能證明氧氣的來源

14、,C錯誤;D項“方法與結果”說明細菌中存在能將R型肺炎雙球菌轉化成S型肺炎雙球菌的轉化因子,即存在遺傳物質,但不能證明轉化因子(或遺傳物質)就是DNA,D錯誤。 題型二 生物技術 3.(2018·泉州一模)下列有關實驗操作或應用的敘述,正確的是(  ) A.用離心機處理吸水漲破的人成熟紅細胞以獲得較純凈的細胞膜 B.用高倍顯微鏡觀察易于找到發(fā)生質壁分離的洋蔥鱗片葉細胞 C.雞蛋煮熟后蛋清蛋白是否發(fā)生變性可用雙縮脲試劑鑒定 D.酶制品適于在酶最適溫度下儲藏和運輸 答案 A 解析 常將哺乳動物成熟的紅細胞置于清水中,使之吸水漲破,再用差速離心法獲取純凈的細胞膜,A正確;用低倍鏡觀察

15、發(fā)生質壁分離的洋蔥鱗片葉細胞,B錯誤;雞蛋煮熟后蛋白質變性,肽鍵并未斷裂,遇雙縮脲試劑仍呈紫色,C錯誤;酶制品常在低溫下儲藏和運輸,D錯誤。 4.(2018·福建期末)下列關于實驗條件控制方法的敘述,錯誤的是(  ) A.防止水中離子對培養(yǎng)基成分的干擾——用蒸餾水配制 B.調查某遺傳病的遺傳方式——需要在患者家系中進行調查統(tǒng)計 C.除去密閉容器中的CO2——在容器中放置盛有NaOH溶液的小燒杯 D.排除無關變量中溫度的干擾——將實驗組和對照組放在相同溫度環(huán)境中 答案 D 解析 由于蒸餾水中不含無機鹽離子,因此用蒸餾水配制培養(yǎng)基,可以防止水中離子對培養(yǎng)基成分的干擾,A正確;調查遺傳

16、病的遺傳方式需要在患者家系中進行調查統(tǒng)計,B正確;由于NaOH溶液能吸收CO2,因此在容器中放置盛有NaOH溶液的小燒杯,可除去密閉容器中的CO2,C正確;生物實驗需遵循單一變量原則,因此,在實驗中,將實驗組和對照組放在相同且適宜的溫度環(huán)境中,可排除無關變量中溫度對實驗結果的干擾,D錯誤。 方法技巧 經(jīng)典實驗中的條件控制與結果顯示的方法 (1)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。 ②減少水中氧氣:容器密封或油膜覆蓋或用涼開水。 ③除去容器中CO2:密閉實驗裝置中放入NaOH溶液或KOH溶液。 ④除去葉片中原有淀粉:置于黑暗環(huán)境一晝夜。 ⑤除去葉片中葉

17、綠素:葉片放入酒精加熱。 ⑥避免光合作用對細胞呼吸的干擾:遮光處理。 ⑦如何得到單色光:棱鏡色散或彩色薄膜濾光。 ⑧防止血液凝固:加入檸檬酸鈉。 ⑨各種細胞器的提?。杭毎麆驖{離心(差速離心法)。 (2)實驗中控制溫度的方法 ①還原糖鑒定: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(yǎng)以及微生物培養(yǎng):恒溫培養(yǎng)。 (3)實驗結果的顯示方法 ①光合速率:O2釋放量、CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量。 ②呼吸速率:O2吸收量、CO2釋放量或淀粉減少量。 ③原子轉移途徑:放射性同位素示蹤法。 ④細胞液濃度大?。嘿|壁分離。 ⑤細胞是否死亡:質壁分離、臺盼藍溶液染色。 ⑥甲狀腺激素作用:動物耗氧量、發(fā)育速度等。 ⑦生長激素作用:生長速度(體重變化、身高變化)。 ⑧胰島素作用:動物活動狀態(tài)。 (4)滅菌或消毒方法 微生物培養(yǎng)過程中,對不同材料滅菌的方法不同:培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌;接種環(huán)用火焰灼燒滅菌;雙手用體積分數(shù)為70%的酒精消毒。整個操作過程都在實驗室的無菌區(qū)進行。 6

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