綜合專題三-高中生物常用科學(xué)研究方法歸納

全品高考第二輪專題生物同位素示蹤法和熒光標(biāo)記法歸納(1)教材中用到同位素示蹤法的地方①《必修1》P48經(jīng)典實(shí)驗(yàn)“分泌蛋白的合成和運(yùn)輸”(3H標(biāo)記亮氨酸)。②《必修1》P102“光合作用的探究歷程”(魯賓和卡門用18O分別標(biāo)記H2O和CO2;卡爾文用14C標(biāo)記CO2)。③《必修2》P44經(jīng)典實(shí)驗(yàn)“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”(35S和32P分別標(biāo)記噬菌體外殼和DNA)。④《必修2》P52“DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”(15N標(biāo)記NH4Cl)。⑤其他a.《選修3》P14“DNA分子雜交技術(shù):用放射性同位素32P標(biāo)記的探針進(jìn)行目的基因的檢測(cè)”。b.有氧呼吸消耗的氧氣與還原氫結(jié)合生成水(18O標(biāo)記O2)。c.生長(zhǎng)素的極性運(yùn)輸,標(biāo)記物放在形態(tài)學(xué)上端,在形態(tài)學(xué)下端能檢測(cè)到標(biāo)記物(14C標(biāo)記生長(zhǎng)素)。d.細(xì)胞增殖過程中各時(shí)期的時(shí)間(3H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷即3H-TdR)。(2)教材中用到熒光標(biāo)記法的地方①《必修1》P67“細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)”:這一實(shí)驗(yàn)很有力地證明了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一定的流動(dòng)性。②《必修2》P30“基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)”。1同位素或熒光標(biāo)記技術(shù)在生物學(xué)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛,下列敘述錯(cuò)誤的是 (A)A.用18O同時(shí)對(duì)H2O和CO2中的O進(jìn)行標(biāo)記,可用于證明光合作用產(chǎn)生的O2來自H2OB.用同位素3H標(biāo)記亮氨酸,追蹤并發(fā)現(xiàn)了分泌蛋白的合成和分泌過程C.用同位素分別標(biāo)記T和U,可用于探究流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNAD.用熒光標(biāo)記法進(jìn)行人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)可證明細(xì)胞膜上某些蛋白是可以運(yùn)動(dòng)的[解析]分別對(duì)H2O和CO2中的O用18O進(jìn)行標(biāo)記,可以證明光合作用產(chǎn)生的O2來自H2O,A錯(cuò)誤;用3H標(biāo)記的亮氨酸注射到動(dòng)物的胰腺腺泡細(xì)胞中,發(fā)現(xiàn)3H標(biāo)記的亮氨酸依次出現(xiàn)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體→內(nèi)質(zhì)網(wǎng)→高爾基體→細(xì)胞外,據(jù)此發(fā)現(xiàn)了分泌蛋白的合成和分泌的途徑,B正確;T是DNA特有的堿基,U是RNA特有的堿基,所以用同位素分別標(biāo)記T和U,可用于探究流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA,C正確;用熒光標(biāo)記法進(jìn)行人鼠細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)可證明細(xì)胞膜上某些蛋白是可以運(yùn)動(dòng)的,同時(shí)結(jié)合其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明了細(xì)胞膜具有流動(dòng)性,D正確。2熒光標(biāo)記技術(shù)常用于生物科學(xué)的研究。利用熒光標(biāo)記試劑與被研究對(duì)象(核酸、蛋白質(zhì)、多肽等大分子)吸附或共價(jià)結(jié)合后,其熒光特性發(fā)生改變,從而反映出有關(guān)研究對(duì)象性能的信息。下列有關(guān)熒光標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用的說法中,不合理的是(B)A.可采用熒光標(biāo)記技術(shù)研究細(xì)胞骨架在細(xì)胞中的分布B.可用熒光標(biāo)記的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸C.可采用熒光標(biāo)記技術(shù)研究基因在染色體上的位置D.可采用熒光標(biāo)記技術(shù)研究染色體上端粒的數(shù)目[解析]細(xì)胞骨架由蛋白質(zhì)纖維組成,可采用熒光標(biāo)記技術(shù)研究細(xì)胞骨架在細(xì)胞中的分布,A正確;可用同位素標(biāo)記的亮氨酸研究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸,B錯(cuò)誤;通過現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù),運(yùn)用熒光標(biāo)記的手段,可以很直觀地觀察到基因在染色體上呈現(xiàn)線性排列,C正確;每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA,稱為端粒,科學(xué)家用黃色熒光標(biāo)記端粒,可以追蹤端粒在每次細(xì)胞分裂后的變化,以此研究端粒變化與細(xì)胞活動(dòng)的關(guān)系,D正確。假說—演繹法和類比推理法歸納假說—演繹法,就是預(yù)先設(shè)定一個(gè)假說,通過這個(gè)設(shè)定的假說去推測(cè)結(jié)果,如果推測(cè)的結(jié)果與實(shí)際一致,則假說成立。類比推理法,就是兩個(gè)具有相同過程或發(fā)展規(guī)律的事物,通過類比,由一個(gè)確定另一個(gè)的結(jié)果。類比推理法中肯定涉及兩個(gè)對(duì)象,而演繹推理只有一個(gè)對(duì)象且以假說作為推理的前提。3假說—演繹法和類比推理法是遺傳學(xué)研究中常用的方法,下列說法錯(cuò)誤的是 (C)A.“豌豆在自然狀態(tài)下一般為純種”不屬于孟德爾假說的內(nèi)容B.運(yùn)用假說—演繹法進(jìn)行驗(yàn)證,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一定與預(yù)期相符C.薩頓利用類比推理法證明了基因在染色體上D.利用類比推理法得出的推論不具有邏輯的必然性[解析]“豌豆在自然狀態(tài)下一般為純種”這是實(shí)驗(yàn)材料的特點(diǎn),不屬于孟德爾假說的內(nèi)容,A正確;運(yùn)用假說—演繹法驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一定與預(yù)期相符,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相同,說明假說正確,可得出結(jié)論,若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不同,需重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)再驗(yàn)證,B正確;薩頓利用類比推理法提出基因在染色體上的假說,摩爾根利用果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明基因在染色體上,C錯(cuò)誤;利用類比推理法得出的推論不具有邏輯必然性,僅是假說,不一定正確,D正確。4孟德爾利用假說—演繹法發(fā)現(xiàn)了分離定律。下列關(guān)于假說—演繹法的敘述,錯(cuò)誤的是 (D)A.孟德爾在觀察現(xiàn)象階段運(yùn)用了統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行分析B.“受精時(shí),雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的”,這屬于假說內(nèi)容C.正確的假說不僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,還能預(yù)測(cè)另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果D.孟德爾所做的自交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符,即可證明他的假說是正確的[解析]孟德爾在觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),運(yùn)用了統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)F1自交后代出現(xiàn)3∶1的性狀分離比,A正確;“受精時(shí),雌雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的”,這屬于孟德爾的假說內(nèi)容,B正確;正確的假說不僅能解釋已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,還能預(yù)測(cè)另一些實(shí)驗(yàn)結(jié)果,C正確;孟德爾所做的測(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符,證明他的假說是正確的,D錯(cuò)誤。模型與建模1.物理模型:以實(shí)物或圖畫直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對(duì)象的特征。最常見的莫過于我們教材上的生物結(jié)構(gòu)圖、示意圖,還有一些人工構(gòu)建的實(shí)體模型。如:制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型;真核生物細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型等。需要注意的是科學(xué)性、準(zhǔn)確性應(yīng)該是第一位的,其次才是模型的美觀與否;生物照片包括實(shí)物照片、顯微照片等不是物理模型。2.概念模型:以抽象文字或化學(xué)方程式等形式來表達(dá)一個(gè)實(shí)體的功能,如光合作用的概念和反應(yīng)式;以分枝狀或圓圈來說明生物知識(shí)之間的關(guān)系。3.數(shù)學(xué)模型:數(shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。常見的有兩種,①曲線圖:如種群增長(zhǎng)的“J”型曲線和“S”型曲線,DNA、RNA、染色體的數(shù)目變化的坐標(biāo)曲線。優(yōu)點(diǎn):形象、直觀。②數(shù)學(xué)公式:如“J”型增長(zhǎng)模型,t年后,種群數(shù)量為Nt=N0λt。優(yōu)點(diǎn):比較準(zhǔn)確。5模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對(duì)認(rèn)識(shí)對(duì)象所做的一種簡(jiǎn)化的概括性描述,下列有關(guān)模型的說法,錯(cuò)誤的是 (A)A.羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu),并拍攝的亞顯微照片是物理模型B.沃森和克里克制作的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是物理模型C.達(dá)爾文在大量觀察的基礎(chǔ)上提出自然選擇學(xué)說對(duì)生物進(jìn)化進(jìn)行解釋,該模型是概念模型D.種群數(shù)量增長(zhǎng)的“J”型曲線和“S”型曲線是數(shù)學(xué)模型的一種表現(xiàn)形式[解析]羅伯特森在電鏡下看到細(xì)胞膜暗—亮—暗的三層結(jié)構(gòu),并拍攝的亞顯微照片是細(xì)胞膜本身,并不是模型,A錯(cuò)誤;沃森和克里克制作的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,是用實(shí)物形式表示DNA分子的結(jié)構(gòu),屬于物理模型,B正確;自然選擇學(xué)說是達(dá)爾文對(duì)生物進(jìn)化解釋的核心概念,屬于概念模型,C正確;“J”型曲線和“S”型曲線均是數(shù)學(xué)模型的一種表現(xiàn)形式,優(yōu)點(diǎn)是比較形象直觀,缺點(diǎn)是不夠準(zhǔn)確,D正確。6科學(xué)家Keith根據(jù)對(duì)動(dòng)物周期波動(dòng)的研究提出了雪兔及其相關(guān)動(dòng)物10年周期波動(dòng)的模型(圖H3-1)。其中猞猁喜食雪兔,但也以榛雞為食。據(jù)圖分析,錯(cuò)誤的是 (C)圖H3-1A.雪兔種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制B.第3年榛雞數(shù)量急劇下降的原因是植物嫩枝的減少C.第8年,猞猁數(shù)量的下降提高了雪兔的出生率D.猞猁對(duì)維持該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定有重要作用[解析]雪兔及其相關(guān)動(dòng)物種群的數(shù)量在一定范圍內(nèi)波動(dòng),體現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制,A正確;由于榛雞以植物枝葉為食,第3年植物嫩枝減少導(dǎo)致榛雞種群數(shù)量下降,B正確;猞猁以雪兔為食,猞猁數(shù)量下降,主要降低了雪兔種群死亡率,使種群數(shù)量得到恢復(fù),C錯(cuò)誤;猞猁的存在制約雪兔的種群數(shù)量,使得植物嫩枝→雪兔→猞猁食物鏈保持相對(duì)穩(wěn)定,進(jìn)而使另一些以植物為生的動(dòng)物數(shù)量及其食物鏈相對(duì)穩(wěn)定,因而猞猁對(duì)維持該生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定有重要作用,D正確。其他方法7下列關(guān)于科學(xué)探究的方法匹配正確的是 (D)A.分離細(xì)胞中的各種細(xì)胞器——密度梯度離心法B.提取葉綠體中的色素——紙層析法C.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——同位素標(biāo)記法D.改良缺乏某種抗病性的水稻品種——誘變育種法[解析]研究細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器的組成成分和功能,需要將這些細(xì)胞器分離出來,常用的方法是差速離心法,A錯(cuò)誤;分離葉綠體中的色素用紙層析法,B錯(cuò)誤;肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)并未用到同位素標(biāo)記法,C錯(cuò)誤;改良缺乏某種抗病性的水稻品種宜用誘變育種法,D正確。8通過設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組,對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較分析,來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對(duì)象的關(guān)系,這樣的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)比實(shí)驗(yàn)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)和對(duì)照實(shí)驗(yàn)都是科學(xué)探究中常用的方法。下列關(guān)于生物科學(xué)實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是 (C)A.對(duì)比實(shí)驗(yàn)的各個(gè)組都是實(shí)驗(yàn)組,需要再設(shè)置一組空白對(duì)照組B.比較過氧化氫在不同條件下分解的實(shí)驗(yàn)中加酶的組為實(shí)驗(yàn)組,其余均為對(duì)照組C.魯賓和卡門設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了光合作用釋放的氧氣來自水D.探究紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)屬于對(duì)比實(shí)驗(yàn)[解析]對(duì)比實(shí)驗(yàn)中各組都是實(shí)驗(yàn)組,符合對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的相互對(duì)照,空白對(duì)照不是必需的,A錯(cuò)誤;比較過氧化氫在不同條件下分解的實(shí)驗(yàn)中,加酶組、加無機(jī)催化劑組、加熱組均為實(shí)驗(yàn)組,常溫下反應(yīng)組為對(duì)照組,B錯(cuò)誤;魯賓、卡門所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中兩組均為實(shí)驗(yàn)組,是對(duì)比實(shí)驗(yàn),證明了光合作用釋放的氧氣來自水,C正確;探究紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)屬于自身前后對(duì)照,不是對(duì)比實(shí)驗(yàn),D錯(cuò)誤?！绢}后歸納】教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的14個(gè)研究方法(1)制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型——構(gòu)建物理模型法。(2)種群數(shù)量增長(zhǎng)模型——構(gòu)建數(shù)學(xué)模型法。(3)分離各種細(xì)胞器——差速離心法。(4)證明DNA進(jìn)行半保留復(fù)制——密度梯度離心法。(5)分離葉綠體中的色素——紙層析法。(6)觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂—