专题复习14：实验与探究

一、网络构建

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二、基础必备

1.教材涉及的科学史汇总

(1)细胞学说的建立

①虎克——细胞的发现者和命名者。

②列文虎克——用自制显微镜观察细胞。

③施莱登和施旺——建立“细胞学说”。

④魏尔肖——总结出细胞通过分裂产生新细胞。

(2)流动镶嵌模型的建立过程

①欧文顿——用500多种化学物质对植物细胞的膜通透性进行实验——膜是由脂质组成的。

②罗伯特森——电镜下观察细胞膜看到暗—亮—暗的三层结构，将细胞膜描述为静态的统一结构。

③桑格和尼克森——提出细胞膜的流动镶嵌模型。

(3)酶的发现过程

①巴斯德——酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在(无活细胞参与，糖类不可能变成酒精)。

②毕希纳——将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。

③萨姆纳——提取出脲酶并证明脲酶是蛋白质。

④切赫和奥特曼——发现少数RNA也具有生物催化功能。

(4)光合作用的发现过程

①恩格尔曼——用水绵和好氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光。

②普利斯特利——植物可以更新空气。

③英格豪斯——植物体只有绿叶才能更新污浊的空气，指出普利斯特利实验只有在光下才能成功。

④梅耶——植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。

⑤萨克斯——光合作用的产物除氧气外还有淀粉(叶片产生淀粉需光)。

⑥鲁宾和卡门——用18O分别标记水和二氧化碳，证明光合作用释放的氧气来自水。

⑦卡尔文——用14C标记二氧化碳，证明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径[卡尔文循环：14CO2→14C3→(14CH2O)]。

(5)遗传规律的发现史

①孟德尔——用豌豆作遗传材料，利用假说—演绎法提出遗传的两大基本遗传规律，即基因的分离定律和基因的自由组合定律(关注孟德尔成功的原因)。

②萨顿——用类比推理法提出基因在染色体上(关注假说—演绎法与类比推理法差异)。

③摩尔根——用假说—演绎法证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇作遗传材料)。

④道尔顿——第一个提出色盲问题。

(6)遗传本质的发现史

①格里菲思——通过肺炎双球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”。

②艾弗里——通过肺炎双球菌体外转化实验证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA不是蛋白质(转化因子为DNA)。

③赫尔希和蔡斯——用放射性同位素标记法(32P、35S)分别标记噬菌体，证明噬菌体的遗传物质是DNA。

④沃森和克里克——构建DNA双螺旋结构模型(克里克还提出中心法则：图略，自己画)。

⑤富兰克林——DNA衍射图谱。

⑥查哥夫——腺嘌呤(A)的量＝胸腺嘧啶(T)的量，胞嘧啶(C)的量＝鸟嘌呤(G)的量。

(7)生物进化的发现史

①拉马克——第一个提出进化学说(中心思想：用进废退、获得性遗传)。

②达尔文——自然选择学说(四个要点：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)。

(8)动物生命活动调节机制的发现史

①贝尔纳——动物的生活需要两个环境：机体细胞生活的内环境和整个有机体生活的外环境。

②坎农——提出稳态的概念。

③沃泰默——促胰液素分泌只受神经调节。

④斯他林和贝利斯——促胰液素可存在“化学调节”(并命名该调节物为“激素”)。

⑤巴甫洛夫——建立了条件反射学说，但对失去促胰液素的发现深表遗憾。

(9)植物生长素的发现史

①达尔文——植物向光性实验，验证金丝雀   草胚芽鞘感光部位在尖端，尖端可向下面的伸长区传递某种“影响”，造成单侧光下背光面比向光面生长快。

②鲍森·詹森——胚芽鞘尖端产生的影响可透过琼脂片传递给下部。

③拜尔——胚芽鞘的弯曲生长是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。

④温特——胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的(并将该物质命名为“生长素”)。

(10)生态学的发现史

①高斯——证明大小两个种的草履虫间存在着竞争关系。

②美国生态学家林德曼——对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，发现能量流动的两大特点：生态系统中能量流动是单向的、能量在流动过程中逐级递减。

2.教材中涉及的研究方法和技术

(1)假说—演绎法——孟德尔两大遗传定律的发现，摩尔根证明基因在染色体上(以白眼雄果蝇为材料)，DNA半保留复制方式的证明，温特生长素的发现实验。

(2)类比推理法——萨顿提出“基因在染色体上”。

(3)创立假说——膜的成分和结构的初步阐明，达尔文提出植物向光性假说。

(4)模型构建法——构建细胞亚显微结构物理模型，构建DNA双螺旋结构物理模型，构建光合作用、种群特征、细胞分裂等概念模型，构建种群增长两种数学模型(公式、“J”型与“S”型曲线)，构建减数分裂、血糖调节过程物理模型。

(5)显微观察法——观察多种多样的细胞、观察线粒体和叶绿体、观察细胞的有丝分裂、减数分裂、观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原、观察染色体变异等。

(6)差速离心法——分离各种细胞器、制备细胞膜等。

(7)对比实验法——设置两个或两个以上的实验组通过对结果的分析比较，探究某种因素对实验结果的影响，如探究酵母菌细胞呼吸的方式、酶作用特性相关的实验。

(8)密度梯度离心法——用15N标记DNA，证明DNA半保留复制(重带、轻带、中带等)。

(9)细胞染色法——活细胞染色(健那绿染色线粒体)；碘染色法，证明光合作用产生淀粉；死细胞染色(醋酸洋红液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液、吡罗红甲基绿染色剂)。

(10)荧光标记法——细胞融合实验；确定基因在染色体上的实验。

(11)放射性同位素标记法——分泌蛋白的形成；光合作用H218O 、C18O2探究O2中放射性；14CO2→14C3→(14CH2O)；噬菌体侵染细菌实验(32P、35S)；基因诊断等。

(12)纸层析法——绿叶中色素的提取与分离。

(13)浓度梯度设置实验——探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度，探究影响酶活性的最适温度和最适pH。

(14)样方法——估算植物及活动能力弱、活动范围小的动物(如蚯蚓、蚜虫、昆虫卵)等的种群密度。

(15)标志重捕法——估算活动能力强、活动范围大的动物种群密度。

(16)黑光灯诱捕法——有趋光性的昆虫。

(17)抽样检测法——探究培养液中酵母菌种群数量的变化。

(18)取样器取样法——土壤中小动物类群丰富度的研究。

(19)人群中随机抽样调查遗传病——调查遗传病的发病率。

(20)患者家系中调查遗传病——调查某种遗传病的遗传方式。

(21)遗传杂交法(包括正交、反交、测交、自交、回交等)——确定显隐性、基因位置、遵循的遗传规律。

(22)横缢法、切割法、嫁接法、核移植法——探究细胞核的功能。

(23)暗盒开孔法、云母片插入法、旋转法、遮盖法等——探究植物的向性运动。

(24)系谱图分析法——确定遗传病类型。

3.教材实验中药品的作用

(1)酒精

(2)盐酸

(3)NaOH溶液

①在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1 g·mL－1的NaOH溶液作为双缩脲试剂的成分之一，为该实验提供碱性环境。

②在鉴定组织中还原糖的存在时，0.1 g·mL－1的NaOH溶液作为斐林试剂的成分之一。

③在与细胞呼吸有关的实验中，用NaOH溶液吸收装置中的CO2，以保证装置中没有CO2存在。

④在探究影响酶活性的条件(pH)时，用质量分数为5%的NaOH溶液来调节pH。

(4)其他常用试剂

三、判断正误

1.转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动(　　)

2.以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离(　　)

3.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测(　　)

4.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色(　　)

5.在显微镜下，苏丹Ⅲ染色后的花生子叶中可观察到橘黄色颗粒(　　)

6.在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数(　　)

7.叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠(　　)

8.用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度(　　)

9.建构数学模型的方法，可以用于研究种群数量变化和酶活性变化的规律(　　)

10.“小鼠细胞和人细胞融合实验表明细胞膜具有流动性”和“现代分子生物学技术利用特定物质分子与基因结合确定基因在染色体上的位置” 二者采用了相似的核心技术(　　)

11.罗伯特森在电镜下看到了细胞膜暗—亮—暗的三层结构，提出生物膜都由脂质—蛋白质—脂质三层结构构成(　　)

12.荷兰科学家温特首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质(　　)

13.探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温

(　　)

14.检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式(　　)

15.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，可用碘液替代斐林试剂进行鉴定(　　)

答案

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答案：3、5、9、10正确

四、长句默写

1.如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度，正确的做法是________________________________________________。

2.“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中不能选用哺乳动物成熟的红细胞，原因是________________________________________________。

3.在观察减数分裂实验中不宜选择动物的卵巢和植物的雌蕊，原因是动物的睾丸和植物的雄蕊中______________________________________________。

答案

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1.随机取样后，计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度

2.哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器，几乎不含有DNA和RNA

3.产生的雄配子数量远远多于卵巢和雌蕊中产生的雌配子，更易观察到减数分裂且卵巢和雌蕊中的减数分裂是不连续的

五、典例

1.(2018·全国Ⅰ，4)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是

A.乙组加入了药物X后再进行培养

B.丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养

C.乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养

D.若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构

答案

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答案：C

解析　乙组细胞数增加最快，应该是加入了药物X后进行的培养，A项正确；丙组细胞开始时增殖速度与乙组几乎相同，曲线和乙组基本重合，后期比乙组慢，说明丙组先加入药物X促进细胞增殖，后期加入药物D，抑制了药物X的作用，B项正确；若乙组先加入药物D，后加入药物X，其细胞数变化曲线开始应与甲组基本重合，后期略有增加，C项错误；药物D对药物X有抑制作用，若药物X为蛋白质，其抑制原理可能是药物D改变了药物X的空间结构，导致药物X的活性降低，D项正确。

2.有些实验需要采取适宜的措施以避免人体受到伤害。下列措施主要不是为了达成该目的的是

A.分离绿叶中的色素时，用培养皿盖住倒入了层析液的小烧杯

B.调查土壤小动物类群丰富度时，来到调查地点后先大致观察地形

C.检测酒精的产生时，缓慢往试管滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液

D.观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，盐酸水解后用缓水流冲洗涂片

答案

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答案：D

解析：分离绿叶中的色素时，用培养皿盖住倒入了层析液的小烧杯，是因为层析液中有挥发性物质，避免伤害身体，A项不符合题意；调查土壤小动物类群丰富度时，来到调查地点后先大致观察地形，避免地形原因造成人身伤害，B项不符合题意；检测酒精的产生时，因为浓硫酸对身体有害，故应缓慢往试管滴加溶有重铬酸钾的浓硫酸溶液，避免接触身体，C项不符合题意；观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，盐酸水解后用缓水流冲洗涂片是为了洗去多余的解离液，避免解离过度且避免冲走细胞，不是避免人体受到伤害，D项符合题意。

来源：步步高二轮复习

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