2023屆 二輪復習 生物科學發(fā)展中常用的科學方法與技術 學案

考點二生物科學發(fā)展中常用的科學方法與技術1．常見的實驗方法教材經(jīng)典實驗實驗方法構建細胞亞顯微結構模型、制作DNA雙螺旋結構模型構建物理模型法種群數(shù)量增長模型構建數(shù)學模型法分離各種細胞器差速離心法證明DNA進行半保留復制同位素標記法和離心技術細胞融合實驗熒光標記法分離綠葉中的色素紙層析法觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂染色法探究酵母菌細胞呼吸的方式對比實驗法赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗、分泌蛋白合成與運輸放射性同位素標記法膜的成分和結構的初步闡明、達爾文提出植物向光性的假說提出假說孟德爾兩大遺傳定律發(fā)現(xiàn)、摩爾根證明基因在染色體上、證明DNA進行半保留復制假說—演繹法探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度、探索影響酶活性的最適溫度和最適pH設置梯度實驗估算種群密度(趨光性的昆蟲)黑光燈誘捕法調(diào)查種群密度(個體大、數(shù)量少的生物)逐個計數(shù)法估算種群密度(活動能力強、活動范圍大的動物)標記重捕法估算種群密度(植物或活動能力弱的動物)樣方法探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化抽樣檢測法土壤中小動物類群豐富度的研究取樣器取樣法2．聚焦“同位素標記法”(1)方法解釋：也叫同位素示蹤法，同位素可用于追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律。用同位素標記的化合物，其化學性質(zhì)不會改變，因此科學家常借助同位素原子以研究化學反應的歷程，即通過追蹤用同位素標記的化合物，可以弄清化學反應的詳細過程。(2)典例分析①光合作用的暗反應中碳的轉(zhuǎn)移途徑CO2的固定：CO2＋C5→2C3；C3的還原：2C3→(CH2O)＋C5。②研究細胞有絲分裂的細胞周期：原理為在處于連續(xù)分裂的細胞的分裂期加入用3H標記的胸腺嘧啶，根據(jù)胸腺嘧啶被利用的情況，可以確定DNA合成期的起始點和持續(xù)時間。還可用32P和35S分別標記蠶豆根尖細胞并做放射性自顯影，以了解分裂間期DNA復制、蛋白質(zhì)合成的相關情況。1．(2022·浙江1月選考，13)在減數(shù)分裂模型的制作研究活動中，先制作4個藍色(2個5cm、2個8cm)和4個紅色(2個5cm,2個8cm)的橡皮泥條，再結合細鐵絲等材料模擬減數(shù)分裂過程，下列敘述錯誤的是()A．將2個5cm藍色橡皮泥條扎在一起，模擬1個已經(jīng)復制的染色體B．將4個8cm橡皮泥條按同顏色扎在一起再并排，模擬1對同源染色體的配對C．模擬減數(shù)分裂Ⅰ后期時，細胞同極的橡皮泥條顏色要不同D．模擬減數(shù)分裂Ⅱ后期時，細胞一極的橡皮泥條數(shù)要與另一極的相同答案C解析一條染色體上的兩條染色單體是經(jīng)過復制而來，大小一樣，故將2個5cm藍色橡皮泥條扎在一起，模擬1個已經(jīng)復制的染色體，A正確；同源染色體一般大小相同，一條來自母方，一條來自父方(用不同顏色表示)，故將4個8cm橡皮泥條按同顏色扎在一起再并排，模擬1對同源染色體的配對，B正確；減數(shù)分裂Ⅰ后期時，同源染色體分離，非同源染色體自由組合，細胞同極的橡皮泥條顏色可能相同，可能不同，C錯誤；減數(shù)分裂Ⅱ后期時，染色體著絲粒分裂，姐妹染色單體分離，均分到細胞兩極，故模擬減數(shù)分裂Ⅱ后期時，細胞一極的橡皮泥條數(shù)要與另一極的相同，D正確。2．(2020·江蘇，20)同位素可用于追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律。在生物科學史中，下列科學研究未采用同位素標記法的是()A．卡爾文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的轉(zhuǎn)化途徑B．赫爾希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌體侵染大腸桿菌證明DNA是遺傳物質(zhì)C．梅塞爾森(M.Meselson)等證明DNA進行半保留復制D．溫特(F.W.Went)證明胚芽鞘產(chǎn)生促進生長的化學物質(zhì)答案D解析卡爾文等用同位素標記法探明了CO2中的碳在光合作用中的轉(zhuǎn)化途徑，A錯誤；赫爾希等在T2噬菌體侵染大腸桿菌采用了同位素標記法，B錯誤；梅塞爾森等證明DNA的半保留復制的實驗用了同位素標記法，C錯誤；溫特證明胚芽鞘產(chǎn)生促進生長的化學物質(zhì)的實驗中未采用同位素標記法，D正確。思維延伸——填充(2017·上海，16)據(jù)觀察，飼養(yǎng)在水族箱中的柳條魚總是在每年的四月中旬產(chǎn)卵，這固然可能與季節(jié)性水溫的高低和日照時間的長短有關，但也不能排除柳條魚體內(nèi)存在著一個固有的生物鐘。上述思維過程在生命科學探究中屬于提出假設。題組辨析生物科學發(fā)展中常用的科學方法與技術1．(2022·江蘇連云港高三二模)離心技術在生物學研究中應用廣泛。下列說法正確的是()選項實驗內(nèi)容離心方法離心目的A分離細胞器差速離心法分離不同大小的細胞器B噬菌體侵染細菌一定速度的離心分離大腸桿菌DNA和噬菌體外殼C證明DNA半保留復制密度梯度離心使含15N的DNA分布在離心管底部D兔血DNA的粗提取離心機每分鐘2000轉(zhuǎn)獲取離心管底部粗提取DNA沉淀物答案A解析研究細胞內(nèi)各種細胞器，需要將這些不同大小的細胞器分離出來，常用的方法是差速離心法，A正確；噬菌體侵染細菌實驗中，通過一定速度的離心實現(xiàn)大腸桿菌和噬菌體外殼的分離，而不是大腸桿菌DNA和噬菌體外殼分離，B錯誤；證明DNA半保留復制實驗中，密度梯度離心使15N/15N－DNA分布在離心管底部，15N/14N－DNA分布在離心管的中部，14N/14N－DNA分布在離心管上部，C錯誤；DNA粗提取實驗中不用兔血作為實驗材料，因為兔是哺乳動物，其成熟的紅細胞中無細胞核，即無DNA，D錯誤。2．生物學實驗是探究生物學結論和定律等的重要手段，下列生物學經(jīng)典實驗中，所采用的科學方法或所得實驗結論有誤的是()A．利用熒光標記法進行人細胞與小鼠細胞融合實驗，可得出細胞膜具有流動性的結論B．利用對照實驗的方法探究酵母菌細胞呼吸的方式，可得出酵母菌是兼性厭氧生物的結論C．利用同位素標記法進行噬菌體侵染細菌實驗，可得出T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA的結論D．利用假說—演繹法進行果蠅眼色的雜交實驗，可得出控制果蠅眼色的基因位于染色體上的結論答案B解析利用熒光標記法進行人鼠細胞融合實驗，證明細胞膜具有流動性，A正確；利用對比實驗的方法探究酵母菌細胞呼吸的方式，分析有氧和無氧條件下酵母菌呼吸的情況，B錯誤；利用同位素標記法進行噬菌體侵染細菌實驗，可得出T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA的結論，C正確；摩爾根利用假說—演繹法進行的果蠅的遺傳實驗，最終證明果蠅的眼色基因位于X染色體上，D正確。3．(2022·陜西漢中高三模擬預測)下列有關生物學實驗的科學研究方法的敘述，錯誤的是()A．抽樣檢測法可用于調(diào)查培養(yǎng)液中某些單細胞生物的種群密度B．預實驗不需要設置空白對照組，其目的是避免實驗的盲目性C．紙層析法分離色素的原理是不同色素在層析液中的溶解度不同D．利用實物建構的真核細胞的三維結構模型屬于物理模型答案B解析抽樣檢測法可用于調(diào)查培養(yǎng)液中某些單細胞生物的種群密度，如探究酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化的實驗中就是用該方法進行了酵母菌種群數(shù)量的調(diào)查，A正確；預實驗需要設置空白對照組，其目的是進一步摸索實驗條件，檢測實驗的科學性和可行性，也可避免實驗的盲目性，B錯誤；用紙層析法分離色素，濾紙條上的色素