2023屆 二輪復(fù)習(xí) 生物科學(xué)發(fā)展中常用的科學(xué)方法與技術(shù) 學(xué)案

考點二生物科學(xué)發(fā)展中常用的科學(xué)方法與技術(shù)1．常見的實驗方法教材經(jīng)典實驗實驗方法構(gòu)建細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模型、制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建物理模型法種群數(shù)量增長模型構(gòu)建數(shù)學(xué)模型法分離各種細(xì)胞器差速離心法證明DNA進行半保留復(fù)制同位素標(biāo)記法和離心技術(shù)細(xì)胞融合實驗熒光標(biāo)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(xì)胞的有絲分裂染色法探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式對比實驗法赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗、分泌蛋白合成與運輸放射性同位素標(biāo)記法膜的成分和結(jié)構(gòu)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(fù)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(shè)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(biāo)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(biāo)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(biāo)記的化合物，其化學(xué)性質(zhì)不會改變，因此科學(xué)家常借助同位素原子以研究化學(xué)反應(yīng)的歷程，即通過追蹤用同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。(2)典例分析①光合作用的暗反應(yīng)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(xì)胞有絲分裂的細(xì)胞周期：原理為在處于連續(xù)分裂的細(xì)胞的分裂期加入用3H標(biāo)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(biāo)記蠶豆根尖細(xì)胞并做放射性自顯影，以了解分裂間期DNA復(fù)制、蛋白質(zhì)合成的相關(guān)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(jié)合細(xì)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(fù)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(xì)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(xì)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(fù)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(fù)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(xì)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(xì)胞兩極，故模擬減數(shù)分裂Ⅱ后期時，細(xì)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(xué)史中，下列科學(xué)研究未采用同位素標(biāo)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(fù)制D．溫特(F.W.Went)證明胚芽鞘產(chǎn)生促進生長的化學(xué)物質(zhì)答案D解析卡爾文等用同位素標(biāo)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(biāo)記法，B錯誤；梅塞爾森等證明DNA的半保留復(fù)制的實驗用了同位素標(biāo)記法，C錯誤；溫特證明胚芽鞘產(chǎn)生促進生長的化學(xué)物質(zhì)的實驗中未采用同位素標(biāo)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(guān)，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(xué)探究中屬于提出假設(shè)。題組辨析生物科學(xué)發(fā)展中常用的科學(xué)方法與技術(shù)1．(2022·江蘇連云港高三二模)離心技術(shù)在生物學(xué)研究中應(yīng)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(xì)胞器差速離心法分離不同大小的細(xì)胞器B噬菌體侵染細(xì)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(fù)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(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器，需要將這些不同大小的細(xì)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(xì)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(fù)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(xì)胞中無細(xì)胞核，即無DNA，D錯誤。2．生物學(xué)實驗是探究生物學(xué)結(jié)論和定律等的重要手段，下列生物學(xué)經(jīng)典實驗中，所采用的科學(xué)方法或所得實驗結(jié)論有誤的是()A．利用熒光標(biāo)記法進行人細(xì)胞與小鼠細(xì)胞融合實驗，可得出細(xì)胞膜具有流動性的結(jié)論B．利用對照實驗的方法探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式，可得出酵母菌是兼性厭氧生物的結(jié)論C．利用同位素標(biāo)記法進行噬菌體侵染細(xì)菌實驗，可得出T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA的結(jié)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(jié)論答案B解析利用熒光標(biāo)記法進行人鼠細(xì)胞融合實驗，證明細(xì)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(xì)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(biāo)記法進行噬菌體侵染細(xì)菌實驗，可得出T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA的結(jié)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(yù)測)下列有關(guān)生物學(xué)實驗的科學(xué)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(xì)胞生物的種群密度B．預(yù)實驗不需要設(shè)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(gòu)的真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)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(xì)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(yù)實驗需要設(shè)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(xué)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