盤點高考對生物學(xué)經(jīng)典實驗的考查

摘要 對生物學(xué)經(jīng)典實驗從多個方面的考查進行了分析，以期能從各個方面對生物學(xué)經(jīng)典實驗的復(fù)習(xí)。

關(guān)鍵詞 經(jīng)典實驗 細胞膜成分 遺傳物質(zhì) 光合作用

中圖分類號 G633.91

文獻標識碼 B

文件編號 1003－7586(2011)03－0050－03

新課標下的生物教材非常重視對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，因此在介紹生物學(xué)知識時，總是以從介紹經(jīng)典實驗人手。通過對經(jīng)典實驗的學(xué)習(xí)，可以訓(xùn)練學(xué)生提出(發(fā)現(xiàn))問題一提出假設(shè)一實驗驗證一得出結(jié)論的常規(guī)科學(xué)思維方法，也可以培養(yǎng)他們尊重科學(xué)、崇尚科學(xué)和獻身科學(xué)的精神。因此在高考試題總有對經(jīng)典實驗的考查。

1 對經(jīng)典實驗的過程與實驗結(jié)果直接考查

[例1]赫爾希通過T₂噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，實驗包括4個步驟：①培養(yǎng)噬菌體；②³⁵S和³²P標記噬菌體；③放射性檢測；④離心分離。實驗步驟的先后順序為( )

A ①②③④

B ④②①③

C ②①④③

D ②①③④

解析：T₂噬菌體是由蛋白質(zhì)外殼和DNA組成的，用放射性同位素³⁵S和³²P可以分別對其進行標記，然后讓其感染細菌(培養(yǎng)噬菌體)，再進行離心分離，最后進行放射性檢測，發(fā)現(xiàn)進入細菌體內(nèi)的只有DNA，從而得出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。

答案：C。

[例2]格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進行了著名的轉(zhuǎn)化實驗，此實驗結(jié)果( )

A 證明了DNA是遺傳物質(zhì)

B 證明了RNA是遺傳物質(zhì)

C 證明了蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)

D 沒有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)

解析：英國科學(xué)家格里菲思只是通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，推論殺死的S型細菌中含有促進轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)“轉(zhuǎn)化因子”，沒有具體證明何種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。

答案：D。

2 對經(jīng)典實驗中科學(xué)方法與科學(xué)思想的考查

[例3]1880年美國生物學(xué)家恩吉爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放人好氧細菌，觀察細菌的聚集情況(圖1)。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍光區(qū)最強。這個實驗的思路是( )

A 細菌對不同的光反應(yīng)不一，細菌聚集多的地方，細菌光合作用強

B 好氧性細菌聚集多的地方，O₂濃度高，水綿光合作用強

C 好氧性細菌聚集多的地方，產(chǎn)生的有機物多，水綿光合作用強

D 好氧性細菌大量消耗O₂，使水綿光合作用速度快，則該種光有利于光合作用

解析：通過分析本題可以學(xué)習(xí)科學(xué)家們的科學(xué)方法。好氧細菌的生活中是需要氧氣的，因此在好氧細菌聚集的地方應(yīng)該是氧氣多的地方，也就是水綿光合作用強的地方。

答案：B。

3 對教材中經(jīng)典實驗的整合再現(xiàn)

[例4]科學(xué)家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進行了DNA復(fù)制方式的探索實驗，實驗內(nèi)容及結(jié)果見表1。

請分析并回答：

(1)要得到DNA中的N全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須經(jīng)過___代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的____是唯一氮源。

(1)綜合分析本實驗的DNA離心結(jié)果，第___組結(jié)果對得到的結(jié)論起到了關(guān)鍵作用，但需把它與第__組和第__組的結(jié)果進行比較，才能說明DNA分子的復(fù)制方式是________。

分析討論：若子1代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA來自于____，據(jù)此可判斷DNA分子的復(fù)制方式不是______復(fù)制。

若將子1代DNA雙鏈分開后再離心，其結(jié)果是

(選填“能”或“不能”)判斷DNA的復(fù)制方式。

(3)若在同等條件下將子2代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置是______，放射性

強度發(fā)生變化的是______帶。

若某次實驗的結(jié)果中，子1代DNA的“中帶”比以往實驗結(jié)果的“中帶”略寬，可能的原因是新合成的DNA單鏈中的N尚有少部分為______。

解析：本題以教材中的有關(guān)探究DNA的半保留復(fù)制的經(jīng)典實驗來進行整合命題的。

(1)根據(jù)表中信息DNA在¹⁵NH₄Cl為唯一氮源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)多代，可得到大腸桿菌B。

(2)從表中可知，第3組僅為中帶，要想證明DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制，則需證明后代DNA的兩條鏈中，一條鏈是原來的另一條鏈是新合成的。因此通過第3組與第1、2組比較可以證實。

輕帶DNA為¹⁴N／¹⁴N，重帶DNA為¹⁵N／¹⁵N，若子1代DNA的離心結(jié)果為“輕”和“重”兩條密度帶，則“重帶”DNA只能來自于B代。并且兩條鏈要么是全新的，要么是原來的，不能證明DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制。

將子1代DNA雙鏈分開再離心無法判斷后代DNA的兩條鏈的來源，也就不能判斷DNA的復(fù)制方式。

(3)若在同等條件下將子2代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代DNA中有2個為¹⁴N／¹⁴N其余全部是¹⁴N／¹⁴N的DNA。離心結(jié)果應(yīng)是密度帶的數(shù)量和位置沒有變化，放射性強度發(fā)生變化的是輕帶。

中帶為¹⁵N／¹⁴N DNA。“中帶”略寬，可能的原因是新合成的DNA單鏈中的N尚有少部分為¹⁵N

答案：(1)多 ¹⁴N／¹⁵NH₄Cl(2)3 1 2 半保留復(fù)制 B 半保留 不能 (3)沒有變化 輕④ ¹⁵N

4 挖掘教材中的隱性經(jīng)典實驗

[例5]為獲得純凈的細胞膜，以研究其結(jié)構(gòu)與功能。請你幫助完成下列實驗設(shè)計和分析有關(guān)問題。

(1)應(yīng)選取人體哪種細胞做實驗?( )

A 成熟紅細胞

B 神經(jīng)細胞

C 白細胞

D 口腔上皮細胞。你選用該材料的原因是________。

(2)將選取的上述材料放入_______中，由于_______作用，一段時間后細胞將破裂。

(3)經(jīng)過(2)的實驗步驟后，可用下列哪一方法獲得純凈的細胞膜?( )

A 靜置

B 加熱

C 離心

D 過濾

(4)將膜成分中的磷脂提取出來，鋪在水面上，測得磷脂占有面積為s，那么該細胞膜的表面積約為_______。

(5)通過有關(guān)方法，測得多種膜的化學(xué)成分，如表2。

依據(jù)上表數(shù)據(jù)，請分析構(gòu)成細胞膜與細胞器膜的化學(xué)物質(zhì)組成上的共同點是：_______；化學(xué)物質(zhì)組成的主要區(qū)別有：_______。

(6)對某動物細胞進行熒光標記實驗，如圖2所示，其基本過程：①用某種熒光染料標記該動物細胞，細胞表面出現(xiàn)熒光斑點。②用激光束照射該細胞表現(xiàn)的某一區(qū)域，該區(qū)域熒光淬滅(消失)。③停止激光束照射一段時間后，該區(qū)域的熒光逐漸恢復(fù)，即又出現(xiàn)了斑點。

上述實驗不能說明的是( )

A 細胞膜具有流動性

B 熒光染料能與細胞膜組成成分結(jié)合

C 根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾?/p>

D 根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動速率

解析：本題是細胞膜成分的探究實驗。由于哺乳動物成熟的紅細胞除了細胞膜外無其他的細胞器膜，也無核膜，因此常用它作為研究細胞膜成分的良好材料。將它放在清水中由于吸水脹破可得到細胞膜。經(jīng)過離心后可得到較純凈的細胞膜。

由于細胞膜為磷脂雙分子層，因此磷脂占有面積是細胞膜面積的2倍。通過表格分析細胞膜與細胞器膜都主要由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成，但細胞器膜無糖成分。

第(6)小題來源于科學(xué)史上關(guān)于“細胞膜流動鑲嵌模型”的探索中的一個經(jīng)典實驗。

涉及的科學(xué)史有：1970年LD.Frye和H.Edidin的人－鼠細胞融合實驗，把兩種細胞表面的蛋白質(zhì)用不同熒光標記，細胞融合后，熒光能均勻分布，說明細胞膜具有流動性。本題中，細胞膜上熒光物質(zhì)的移動證明了細胞膜具有一定的流動性，反映了蛋白質(zhì)或磷脂分子能夠移動，且根據(jù)熒光恢復(fù)的速率可推算出膜中蛋白質(zhì)或脂質(zhì)的流動速率，但是不能反映出物質(zhì)跨膜運輸?shù)乃俾省?/p>

答案：(1)A 成熟的紅細胞除細胞膜外無其他膜結(jié)構(gòu) (2)清水 滲透 (3)C (4)S／2 (5)主要由蛋白質(zhì)和脂類組成 細胞器膜蛋白質(zhì)含量較高，脂類含量較低(或答：蛋白質(zhì)和脂類的比例不同。其他合理答案也可)細胞膜都含糖而細胞器膜不含糖(6)C

學(xué)生訓(xùn)練與提高

1 下列有關(guān)促胰液素發(fā)現(xiàn)史的敘述，不正確的是( )

A 促胰液素是人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素，是由胰腺分泌的

B 沃泰默實驗其中一組對照組排除鹽酸作用于胰腺分泌胰液

C 斯他林和貝利斯在沃泰默研究的基礎(chǔ)上，勇于向權(quán)威觀點挑戰(zhàn)，大膽質(zhì)疑、探索與創(chuàng)新是成功的關(guān)鍵

D 促胰液素是由小腸黏膜分泌的，作用于胰腺，促進胰腺分泌胰液

2 圖3中甲為對燕麥胚芽鞘所做的處理，過一段時間后，乙、丙、丁三圖所示胚芽鞘的生長情況依次是( )

A 向右彎曲 向右彎曲 向右彎曲

B 向右彎曲 向左彎曲 向左彎曲

C 向左彎曲 直立生長 向右彎曲

D 向右彎曲 直立生長 向左彎曲

3 用豌豆的一對相對性狀(選用豌豆種子的圓、皺形狀)，設(shè)計一實驗，驗證孟德爾對基因分離現(xiàn)象的解釋是否正確。

假設(shè)：______。

實驗材料：純種及雜種豌豆，牛皮紙袋，剪刀，毛筆等。

預(yù)期結(jié)果：_________。

實驗方法：

①選擇_______和_______作為親本，將它們分別播種在實驗園地里，待其開花。

②花蕾期將_______，待花成熟時將袋取下，可采集______________。

③_______。

結(jié)果分析：_____________________

答案：1 A解析：促胰液素是人們發(fā)現(xiàn)的第一種激素，是由小腸黏膜產(chǎn)生的，進入血液，由血液傳送到胰腺，使胰腺分泌胰液。在發(fā)現(xiàn)過程中，沃泰默實驗分三組，其中一組為實驗組，兩組為對照組，一組對照是排除鹽酸對胰腺作用的影響，另一組是想驗證胰液分泌是由神經(jīng)作用的結(jié)果，所以將神經(jīng)剔除。斯他林和貝利斯能成功的一個重要原因是具有大膽質(zhì)疑、探索和創(chuàng)新的精神。

2 B解析：根據(jù)甲圖分析，瓊脂塊1中含有的生長素量大于瓊脂塊2，則乙胚芽鞘向右彎曲生長；丙胚芽鞘雖然在旋轉(zhuǎn)裝置上，但不影響瓊脂塊中生長素的分布，所以丙胚芽鞘最后仍向左彎曲生長；丁胚芽鞘雖然有單側(cè)光照射，但去掉尖端的胚芽鞘不能感受單側(cè)光的刺激。所以其向左彎曲生長。

3 假設(shè)：F₁圓形(Rr)與隱性純合子(rr)測交時，F(xiàn)₁應(yīng)產(chǎn)生含基因R和基因r的兩種配子，并且它們的數(shù)目相等，而隱性純合子(rr)只產(chǎn)生一種含有基因r的配子。

預(yù)期結(jié)果：測交后代應(yīng)該是圓、皺各一半。

實驗方法：①雜種圓豌豆純種皺豌豆

②圓豌豆植株(F₁)去雄套袋 皺豌豆上的花粉撒在上述去雄的花柱上，再套袋

③待其種子成熟后收集種子統(tǒng)計計數(shù)

結(jié)果分析：如收集的種子圓、皺比例約為1：1，說明假設(shè)成立：否則，不成立