2023届 二轮复习 生物科学发展中常用的科学方法与技术 学案

考点二生物科学发展中常用的科学方法与技术1．常见的实验方法教材经典实验实验方法构建细胞亚显微结构模型、制作DNA双螺旋结构模型构建物理模型法种群数量增长模型构建数学模型法分离各种细胞器差速离心法证明DNA进行半保留复制同位素标记法和离心技术细胞融合实验荧光标记法分离绿叶中的色素纸层析法观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂染色法探究酵母菌细胞呼吸的方式对比实验法赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验、分泌蛋白合成与运输放射性同位素标记法膜的成分和结构的初步阐明、达尔文提出植物向光性的假说提出假说孟德尔两大遗传定律发现、摩尔根证明基因在染色体上、证明DNA进行半保留复制假说—演绎法探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度、探索影响酶活性的最适温度和最适pH设置梯度实验估算种群密度(趋光性的昆虫)黑光灯诱捕法调查种群密度(个体大、数量少的生物)逐个计数法估算种群密度(活动能力强、活动范围大的动物)标记重捕法估算种群密度(植物或活动能力弱的动物)样方法探究培养液中酵母菌种群数量的变化抽样检测法土壤中小动物类群丰富度的研究取样器取样法2．聚焦“同位素标记法”(1)方法解释：也叫同位素示踪法，同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，其化学性质不会改变，因此科学家常借助同位素原子以研究化学反应的历程，即通过追踪用同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。(2)典例分析①光合作用的暗反应中碳的转移途径CO2的固定：CO2＋C5→2C3；C3的还原：2C3→(CH2O)＋C5。②研究细胞有丝分裂的细胞周期：原理为在处于连续分裂的细胞的分裂期加入用3H标记的胸腺嘧啶，根据胸腺嘧啶被利用的情况，可以确定DNA合成期的起始点和持续时间。还可用32P和35S分别标记蚕豆根尖细胞并做放射性自显影，以了解分裂间期DNA复制、蛋白质合成的相关情况。1．(2022·浙江1月选考，13)在减数分裂模型的制作研究活动中，先制作4个蓝色(2个5cm、2个8cm)和4个红色(2个5cm,2个8cm)的橡皮泥条，再结合细铁丝等材料模拟减数分裂过程，下列叙述错误的是()A．将2个5cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体B．将4个8cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对C．模拟减数分裂Ⅰ后期时，细胞同极的橡皮泥条颜色要不同D．模拟减数分裂Ⅱ后期时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同答案C解析一条染色体上的两条染色单体是经过复制而来，大小一样，故将2个5cm蓝色橡皮泥条扎在一起，模拟1个已经复制的染色体，A正确；同源染色体一般大小相同，一条来自母方，一条来自父方(用不同颜色表示)，故将4个8cm橡皮泥条按同颜色扎在一起再并排，模拟1对同源染色体的配对，B正确；减数分裂Ⅰ后期时，同源染色体分离，非同源染色体自由组合，细胞同极的橡皮泥条颜色可能相同，可能不同，C错误；减数分裂Ⅱ后期时，染色体着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，均分到细胞两极，故模拟减数分裂Ⅱ后期时，细胞一极的橡皮泥条数要与另一极的相同，D正确。2．(2020·江苏，20)同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中，下列科学研究未采用同位素标记法的是()A．卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径B．赫尔希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质C．梅塞尔森(M.Meselson)等证明DNA进行半保留复制D．温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质答案D解析卡尔文等用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中的转化途径，A错误；赫尔希等在T2噬菌体侵染大肠杆菌采用了同位素标记法，B错误；梅塞尔森等证明DNA的半保留复制的实验用了同位素标记法，C错误；温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法，D正确。思维延伸——填充(2017·上海，16)据观察，饲养在水族箱中的柳条鱼总是在每年的四月中旬产卵，这固然可能与季节性水温的高低和日照时间的长短有关，但也不能排除柳条鱼体内存在着一个固有的生物钟。上述思维过程在生命科学探究中属于提出假设。题组辨析生物科学发展中常用的科学方法与技术1．(2022·江苏连云港高三二模)离心技术在生物学研究中应用广泛。下列说法正确的是()选项实验内容离心方法离心目的A分离细胞器差速离心法分离不同大小的细胞器B噬菌体侵染细菌一定速度的离心分离大肠杆菌DNA和噬菌体外壳C证明DNA半保留复制密度梯度离心使含15N的DNA分布在离心管底部D兔血DNA的粗提取离心机每分钟2000转获取离心管底部粗提取DNA沉淀物答案A解析研究细胞内各种细胞器，需要将这些不同大小的细胞器分离出来，常用的方法是差速离心法，A正确；噬菌体侵染细菌实验中，通过一定速度的离心实现大肠杆菌和噬菌体外壳的分离，而不是大肠杆菌DNA和噬菌体外壳分离，B错误；证明DNA半保留复制实验中，密度梯度离心使15N/15N－DNA分布在离心管底部，15N/14N－DNA分布在离心管的中部，14N/14N－DNA分布在离心管上部，C错误；DNA粗提取实验中不用兔血作为实验材料，因为兔是哺乳动物，其成熟的红细胞中无细胞核，即无DNA，D错误。2．生物学实验是探究生物学结论和定律等的重要手段，下列生物学经典实验中，所采用的科学方法或所得实验结论有误的是()A．利用荧光标记法进行人细胞与小鼠细胞融合实验，可得出细胞膜具有流动性的结论B．利用对照实验的方法探究酵母菌细胞呼吸的方式，可得出酵母菌是兼性厌氧生物的结论C．利用同位素标记法进行噬菌体侵染细菌实验，可得出T2噬菌体的遗传物质是DNA的结论D．利用假说—演绎法进行果蝇眼色的杂交实验，可得出控制果蝇眼色的基因位于染色体上的结论答案B解析利用荧光标记法进行人鼠细胞融合实验，证明细胞膜具有流动性，A正确；利用对比实验的方法探究酵母菌细胞呼吸的方式，分析有氧和无氧条件下酵母菌呼吸的情况，B错误；利用同位素标记法进行噬菌体侵染细菌实验，可得出T2噬菌体的遗传物质是DNA的结论，C正确；摩尔根利用假说—演绎法进行的果蝇的遗传实验，最终证明果蝇的眼色基因位于X染色体上，D正确。3．(2022·陕西汉中高三模拟预测)下列有关生物学实验的科学研究方法的叙述，错误的是()A．抽样检测法可用于调查培养液中某些单细胞生物的种群密度B．预实验不需要设置空白对照组，其目的是避免实验的盲目性C．纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同D．利用实物建构的真核细胞的三维结构模型属于物理模型答案B解析抽样检测法可用于调查培养液中某些单细胞生物的种群密度，如探究酵母菌种群数量的动态变化的实验中就是用该方法进行了酵母菌种群数量的调查，A正确；预实验需要设置空白对照组，其目的是进一步摸索实验条件，检测实验的科学性和可行性，也可避免实验的盲目性，B错误；用纸层析法分离色素，滤纸条上的色素