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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胞膜結(jié)構(gòu)有關(guān)的問題 ⑴1895年，Overton研究各種未受精卵細胞的透性時，發(fā)現(xiàn)膽固醇、甘油 等脂溶性物質(zhì)容易透過細胞膜，不溶于脂的物質(zhì)透過細胞膜相對困難；另 外有人發(fā)現(xiàn)細胞膜會被蛋白酶水解，這些事實表明組成細胞膜的主要成分 中有________________________。 ⑵科學(xué)家在進行細胞膜化學(xué)成分的分析時，需制備較純凈的細胞膜。從真 核細胞分離出純的細胞膜較為困難，因為會有細胞內(nèi)其它的膜混雜。哺乳 動物細胞內(nèi)其它的膜結(jié)構(gòu)有________________________________________ _________。而人或哺乳動物的成熟紅細胞，沒有內(nèi)膜系統(tǒng)，將其用 處理后，造成紅細胞破裂，再將溶出細胞外的物質(zhì)沖洗掉，剩下 的結(jié)構(gòu)就是較純凈的細胞膜。 ⑶1925年，荷蘭科學(xué)家高特和戈來格用丙酮酸將紅細胞膜的骨架物質(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 當于原紅細胞膜表面積的2倍。這個現(xiàn)象說明 。 ⑷1970年，科學(xué)家進行人鼠細胞的融合實驗，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分別標記H2O和 CO2，然后進行下列兩組實驗： 分別將兩組植物放在適宜強度光下，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不作標記可以達到實驗?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______型細菌中提取DNA； 第二步：制備符合要求的細菌培養(yǎng)基，將其均分為三組，標為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標記的噬菌體的方法是： 第一步：______________________________________ 第二步：______________________________________ 第三步：______________________________________ (3)用標記的噬菌體侵染細菌，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)果表明當攪拌時間足夠長以后，上清液中的35S和32P分別占初始 標記噬菌體放射性的80%和30%，證明______ ______________________________。圖中“被侵染細菌”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兩條鏈進行分子雜交， 發(fā)現(xiàn)噬菌體SP8侵染細菌后形成的RNA只與富含嘌呤的DNA鏈互補配對形 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已知噬菌體侵染細菌后，細菌的蛋白質(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當人們知道胰腺內(nèi)的胰島細胞能分泌胰島素后，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。