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生命科學(xué)史專題 一、考試說明對“獲取信息能力”的要求 ⑴能從課外材料中獲取相關(guān)生物學(xué)信息，并能運用這些信息，結(jié)合所學(xué)知 識解決相關(guān)的生物學(xué)問題 ⑵關(guān)注對科學(xué)、技術(shù)和社會發(fā)展有重大影響和意義的生物學(xué)新進(jìn)展以及生 物科學(xué)發(fā)展史上的重要事件 二、生物學(xué)重大發(fā)現(xiàn)（生命科學(xué)史）的啟迪 生命科學(xué)發(fā)現(xiàn)史能夠提供給我們的不僅僅是成為結(jié)論的知識，更是科學(xué) 探究過程中所體現(xiàn)的思想和方法。后者是高中生物新課程中重點強(qiáng)調(diào)的， 同樣也會成為高考考查的重要方向。 三、教材為我們提供的生物學(xué)重大發(fā)現(xiàn) 細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型的研究 酶的發(fā)現(xiàn)過程 光合作用發(fā)現(xiàn)史 孟德爾遺傳定律的研究過程 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 噬菌體侵染細(xì)菌實驗 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn) DNA半保留復(fù)制的探究過程 基因和染色體關(guān)系的發(fā)現(xiàn) 遺傳密碼的破譯 生長素的發(fā)現(xiàn)…… 四、典型例題 1.請回答下列與研究細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)有關(guān)的問題 ⑴1895年，Overton研究各種未受精卵細(xì)胞的透性時，發(fā)現(xiàn)膽固醇、甘油 等脂溶性物質(zhì)容易透過細(xì)胞膜，不溶于脂的物質(zhì)透過細(xì)胞膜相對困難；另 外有人發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜會被蛋白酶水解，這些事實表明組成細(xì)胞膜的主要成分 中有________________________。 ⑵科學(xué)家在進(jìn)行細(xì)胞膜化學(xué)成分的分析時，需制備較純凈的細(xì)胞膜。從真 核細(xì)胞分離出純的細(xì)胞膜較為困難，因為會有細(xì)胞內(nèi)其它的膜混雜。哺乳 動物細(xì)胞內(nèi)其它的膜結(jié)構(gòu)有________________________________________ _________。而人或哺乳動物的成熟紅細(xì)胞，沒有內(nèi)膜系統(tǒng)，將其用 處理后，造成紅細(xì)胞破裂，再將溶出細(xì)胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下 的結(jié)構(gòu)就是較純凈的細(xì)胞膜。 ⑶1925年，荷蘭科學(xué)家高特和戈來格用丙酮酸將紅細(xì)胞膜的骨架物質(zhì)抽提 后，將它在空氣——水界面上鋪成單分子層，發(fā)現(xiàn)這個單分子層的面積相 當(dāng)于原紅細(xì)胞膜表面積的2倍。這個現(xiàn)象說明 。 ⑷1970年，科學(xué)家進(jìn)行人鼠細(xì)胞的融合實驗，過程如下圖所示： 分別用綠色和紅色熒光染料標(biāo)記人膜蛋白抗體和鼠膜蛋白抗體的目的是_______________________________，可以利用________________的方法 獲得這些抗體。這個實驗說明________________________。 2.1939年，美國的科學(xué)家魯賓和卡門用氧的同位素18O分別標(biāo)記H2O和 CO2，然后進(jìn)行下列兩組實驗： 分別將兩組植物放在適宜強(qiáng)度光下，分析兩組實驗植物最先釋放的氧氣。 請回答問題 實驗?zāi)康模篲________________________________________ 實驗結(jié)果：_________________________________________ 實驗結(jié)論：_________________________ 如果延長實驗時間，會發(fā)現(xiàn) 。 如果第一組CO2中的O不作標(biāo)記可以達(dá)到實驗?zāi)康膯幔? 3．“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”是科學(xué)家在探究生物遺傳物質(zhì)的過程中所做的 經(jīng)典實驗。 (1)有人模擬“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”，進(jìn)行如下實驗： ①要觀察到不同的菌落，應(yīng)配制______培養(yǎng)基。 ②設(shè)置1~2組的目的是________________________________。 ③第3組的實驗現(xiàn)象是_______________。 ④本實驗得出的結(jié)論是______________________________。 (2) 請利用下列材料用具，設(shè)計實驗方案，證明“促進(jìn)R型菌轉(zhuǎn)化成S型 菌的物質(zhì)是結(jié)構(gòu)完整的DNA”，并預(yù)測實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。 材料用具：R型菌、S型菌、DNA酶、蒸餾水、制備培養(yǎng)基所需的原料。 ①實驗設(shè)計方案： 第一步：從______型細(xì)菌中提取DNA； 第二步：制備符合要求的細(xì)菌培養(yǎng)基，將其均分為三組，標(biāo)為A、B、C， 請將處理方法填寫在表格中； 編　號 A B C 處理方法 不加任何提取物 第三步：將_____型細(xì)菌分別接種到三組培養(yǎng)基上； 第四步：將接種后的培養(yǎng)基放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察_______ 生長情況。 ②預(yù)測實驗結(jié)果：___________________________________________ ___________________________________。 ③得出結(jié)論： _____________________________________________。 4．1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA 在侵染過程中的功能，請回答下列有關(guān)問題。 (1) 噬菌體作實驗材料具有的特點是________________。 (2)獲得分別被32P或35S標(biāo)記的噬菌體的方法是： 第一步：______________________________________ 第二步：______________________________________ 第三步：______________________________________ (3)用標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，從而追蹤在侵染過程中_________________ ________變化。 (4) 侵染一段時間后，用攪拌機(jī)攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢 測上清液中的放射性，得到如圖所示的實驗結(jié)果。 攪拌的目的是______________________，所以攪拌時間少于1 min時，上 清液中的放射性_____。 實驗結(jié)果表明當(dāng)攪拌時間足夠長以后，上清液中的35S和32P分別占初始 標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%，證明______ ______________________________。圖中“被侵染細(xì)菌”的存活率曲線基 本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明_______________ ________________________，否則細(xì)胞外________放射性會增高。 (4)本實驗證明病毒在傳遞和復(fù)制遺傳特性中________起著重要作用。 5．人類對遺傳物質(zhì)作用機(jī)理的探索經(jīng)歷了漫長的過程，請根據(jù)下列科學(xué) 史實回答問題： ⑴噬菌體SP8 DNA分子的兩條鏈堿基組成很不平衡，其中一條鏈富含嘌 呤，另一條鏈富含嘧啶。1962年前后，Marmur和Doty用SP8侵染枯草桿 菌后，從枯草桿菌中分離出RNA，與打開的SP8 DNA兩條鏈進(jìn)行分子雜交， 發(fā)現(xiàn)噬菌體SP8侵染細(xì)菌后形成的RNA只與富含嘌呤的DNA鏈互補(bǔ)配對形 成的雜合分子，這一結(jié)果說明_____________________________________。 ⑵科學(xué)家發(fā)現(xiàn)細(xì)胞中有三類RNA，一類是核糖體的組成成分，一類能與特 定的氨基酸結(jié)合，還有一類合成后幾小時就會降解，其中哪一類是將DNA 的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)的“信使”呢？ 1958年，Crick提出如下觀點：核糖體RNA是“信使”——不同核糖體 RNA編碼不同的蛋白質(zhì)，簡稱“一個核糖體一種蛋白質(zhì)”。1961年，Jacob 和Brenner對這個假說進(jìn)行了檢驗，實驗過程如圖所示。 ①該實驗中，若核糖體上出現(xiàn)放射性，說明該核糖體正在 。 ②已知噬菌體侵染細(xì)菌后，細(xì)菌的蛋白質(zhì)合成立即停止，轉(zhuǎn)而合成噬菌體 的蛋白質(zhì)。因此如果核糖體RNA是信使，那么實驗結(jié)果將會是 ； 如果 核糖體RNA不是信使，那么實驗結(jié)果將會是 。 最終Brenner的實驗結(jié)果證明核糖體RNA不是“信使”。 ③RNA的合成過程叫作 ，在此過程中，DNA （全部/部分）解螺旋，由 酶催化 連接成RNA。如果某基因中含有30%的A，那么由其控制合成 的RNA中U的含量 。 6. 1902年，斯他林和貝利斯從小腸黏膜提取液中發(fā)現(xiàn)了促使胰液分泌的 物質(zhì)——促胰液素。他們的實驗設(shè)計如下： 假設(shè) 實驗過程 實驗現(xiàn)象 I 胰液的分泌只是由神經(jīng)調(diào)節(jié)引起的。即進(jìn)食后產(chǎn)生的胃酸（鹽酸）刺激小腸神經(jīng)，將興奮傳遞給胰腺，促進(jìn)胰液分泌。 A．電刺激支配胰腺的神經(jīng) 少量胰液分泌 B．把適量稀鹽酸從狗小腸的上端注入狗小腸腔內(nèi) 大量分泌胰液 C．切斷所有支配胰腺的神經(jīng)，把與B組等量的稀鹽酸從狗小腸的上端注入狗小腸腔內(nèi) 大量分泌胰液 II 在胃酸（鹽酸）作用下，小腸粘膜產(chǎn)生的某種化學(xué)物質(zhì)，進(jìn)入血液，隨血液循環(huán)輸送到胰腺引起胰液分泌 A．剪取甲狗的一段小腸（短時間內(nèi)有生物活性），刮取粘膜并用稀鹽酸浸泡，把浸出液過濾后注入乙狗的靜脈 大量分泌胰液 B．對照實驗 ①假設(shè)一的實驗結(jié)果是：胰液的分泌______（是，不是，不只是）由神經(jīng) 調(diào)節(jié)引起的，還可能與___________________有關(guān)。 ②假設(shè)二的對照實驗的處理方法是__________________________________ _____________，假設(shè)成立的實驗現(xiàn)象是____________________。實驗組中， 鹽酸的作用是___________________________________________。 ③上述實驗證明胰液的分泌過程是由___________調(diào)節(jié)完成的。 ④當(dāng)人們知道胰腺內(nèi)的胰島細(xì)胞能分泌胰島素后，試圖從磨碎的胰腺組織 中直接提取胰島素，但均未成功，其原因可能是胰島素被______________ _____分解了。