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生物发现史的重大启示

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⽣物发现史的重⼤启⽰

⼀、⽣物学的重⼤发现史1、细胞学说的建⽴:

细胞学说的建⽴者、;对他们观点进⾏修正的是魏尔肖,他之所以能取得这样的成绩,得益于同时代更多科学家的实验观察和的正确选择,以及他本⼈的勤奋⼯作和不迷信权威的结果。2、对⽣物膜结构的探索历程:(P65-67)

(1)有⼈发现,在⼀定温度条件下,细胞膜中的脂质分⼦均垂直排列于膜表⾯。当温度上升到⼀定程度时,细胞膜的脂质分⼦有75%排列不整齐。细胞膜厚度减⼩,⽽膜表⾯积扩⼤,膜对离⼦和分⼦的通透性提⾼。对于膜上述的变化,合理的解释是___________________。

(2)根据细胞膜的结构和功能,分析完成下列问题:

①1885年在研究各种未受精卵细胞的透性时,发现脂溶性物质容易透过细胞膜,不溶于脂质的物质透过细胞膜⼗分困难。这表明组成细胞膜的主要成分中有______________

②1925年,两位荷兰科学家⽤丙酮从⼈的红细胞中提取脂质,在空⽓——⽔界⾯上铺展成单分⼦层,测得单分⼦层的⾯积恰为红细胞表⾯的2倍。由此认为细胞膜由______________________组成

③1970年,科学家⽤发绿⾊荧光的染料标记⼩⿏细胞表⾯的蛋⽩质,⽤红⾊荧光的染料标记⼈细胞表⾯的蛋⽩质,将⼩⿏细胞和⼈的细胞融合。将这两种细胞融合成⼀个细胞时,开始时⼀半呈绿⾊,另⼀半呈红⾊,在37下经过40分钟,两种颜⾊的荧光均匀分布在细胞的表⾯。这个实验说明________________________________________________________。原因是_____________________________________________________________。3、细胞核的功能:(P52-P53)

如下图,⽤动物受精卵做下列三个实验,请回答有关问题:

(1)提取受精卵的核单位培养,不久退化消失,说明______ _____ 。

(2)把去掉核的细胞单独培养,不久也消失,说明________________。(3)给去掉核的受精卵的细胞质⾥移⼊新核,进⾏培养,不仅能正常⽣活,⽽且能进⾏细胞分裂。这说明__________ __________。阅读分析:阅读P52资料分析,回答下列问题:(1)我们可以根据变形⾍的试验,得出什么结论?

__________________________________________________________________________ (2)伞藻嫁接、核移植实验,说明⽣物体形态结构的建成主要与谁有关?

____________________________________________________________4、酶的发现:(P81)

阅读P81页资料回答下列问题:

(1)巴斯德和李⽐希的观点各有什么积极意义?各有什么局限性?(2)从毕希纳的实验可以得出什么结论?

【练习】为了研究酶的有关特性,取两⽀洁净的试管并编号为A、B,各注⼊2mL体积分数3%的H2O2

溶液;再向A管滴⼊2滴3.5%FeCl3

溶掖,向B管滴⼊2滴质量分数20%的肝脏研磨液;堵住管⼝,轻轻振荡;⽤点燃但⽆⽕焰的卫⽣⾹检验;观察并记录结果。(1)本实验的主要⽬的是探索

(2)如果两⽀试管的现象均不明显,从实验材料分析,原因可能是。(3)过氧化氢酶也能催化H2O2

的分解,产⽣的O2

能使溶于⽔的⽆⾊焦性没⾷⼦酸氧化⽣成橙红⾊沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化氢酶,设计了如右图所⽰实验。参照上图所给信息,回答下列问题。①3号试管内加⼊的物质是。

②设计2号试管作为对照的具体⽬的是。

③如果2号试管未产⽣颜⾊反应,则出现橙红⾊沉淀的是第号试管。5、光合作⽤早期研究简史:(P 100-P102)根据课本给出资料,完成下列空⽩

(1)恩格尔曼的实验有什么巧妙之处:(2)萨克斯的实验有没有设置对照?

(3)鲁宾和卡门在探究光合作⽤的氧⽓是来⾃于⽔还是⼆氧化碳的时候⽤到了什么⽅法?6、孟德尔遗传定律的发现:(必修⼆P1-P11)

阅读课本内容和P11资料分析孟德尔取得成功的原因:

(1)选⽤豌⾖做杂交实验的材料有什么优点?说明实验材料的选择在科学研究中起什么作⽤?

(2)如果孟德尔对相对性状的遗传研究不是从⼀对到多对,他能发现遗传规律么?为什么?(3)如果孟德尔没有对结果进⾏统计学分析,他能不能做出对分离现象的解释?

(4)孟德尔对分离现象的解释环环相扣,⼗分严谨。他为什么还要设计测交实验进⾏验证呢?7、摩尔根的果蝇伴性遗传实验:(P28-P29)阅读课本内容,回答下列问题:

(1)选⽤果蝇做实验材料的优点是什么?(2)果蝇⽩眼基因变异的来源是什么?(3)摩尔根的实验证明了什么?8、核酸是遗传物质的证据:(P42-P45)(1)肺炎双球菌的转化实验:

①肺炎双球菌的转化实验分哪⼏个步骤?各看到哪些现象?加热杀死S型菌的温度⼀般为多少?为什么?②第四组的实验结果说明了什么?

③艾弗⾥及其同事的设计思路是什么?他们的研究结果说明了什么?(2)噬菌体浸染细菌的实验①放射性同位素

和放射性同位素

⽤于标记噬菌体的何种成分?有什么⽬的?

②如何获得被标记的噬菌体?搅拌和离⼼的⽬的分别是什么?

③噬菌体在细菌体内的增殖是在何物质的作⽤下完成的?根据是什么?④这个实验的结果说明了什么?

(3)烟草花叶病毒的遗传物质是什么?说明了什么问题?9、DNA双螺旋结构的确⽴:(P47-P48)根据课本资料回答问题:

(1)DNA由⼏条链构成?具有怎样的⽴体结构?

(2)DNA的基本⾻架是哪些物质组成的?它们分别位于DNA的什么部位?(3)DNA中的碱基是如何配对的?它们有什么特点?10、DNA的半保留复制:(P52-P53)

(1)本实验科学家运⽤了何种实验材料和哪种技术?

(2)密度梯度离⼼后重带、中带、轻带表⽰的DNA分⼦的结构双链构成是怎样的?(3)本实验是如何区分亲代与⼦代的DNA分⼦的?

11、⽣长素发现的相关实验:(P46-P47)【练习】

1.A~C花盆放在具有⼀定转速的匀速旋转的转盘上。A放在转盘的圆周上;B放在开⼩窗的暗箱内,暗箱放在转盘正中;C放在转盘正中,外套上开⼩窗的暗箱。

回答下列各问:(1)A花盆中的植株的根将向什么⽅向⽣长?答:。(2)若B花盆和暗箱⼀起旋转,B花盆中的⼩苗⽣长情况将是:。(3)若B花盆不转,暗箱随转盘旋转,B花盆中的⼩苗⽣长情况将是:。(4)若C花盆旋转,暗箱不随转盘转,C花盆中的⼩苗⽣长情况将是:。2.如图所⽰,甲、⼄两胚芽鞘分别放在暗箱中和从右侧照来的单侧光下。甲胚芽鞘从A处不断注⼊⼀种细胞呼吸抑制剂。经过⼀段时间后观察:(1)判断甲、⼄两胚芽鞘的⽣长情况:

甲:______________________________;⼄:______________________________(2)⼄如此⽣长的原因是_____________________________________________________

_____________________________________________________________________________ (3)甲出现该⽣长现象的原因是_________________________________________________

___________________________________________________________________________

说明了⽣长素的运输⽅式是___________⽅式。12、第⼀种动物激素的发现:(P23-P24)促胰液素的发现(1)沃泰默实验:

实验⼀:将⼀定量的稀盐酸注⼊狗的上段⼩肠肠腔内,会引起胰腺分泌胰液。实验⼆:若直接将稀盐酸注⼊狗的⾎液中则不会引起胰腺分泌胰液。

实验三:若先将通向该段⼩肠的神经切断,只留下⾎管,再向⼩肠内注⼊⼀定量的稀盐酸时,结果胰腺仍能分泌胰液。实验分析:

问题○1在实验⼀中稀盐酸刺激的部位是_____________,得到的实验现象是___________________问题○2实验⼆的现象说明了什么___________________________________________

问题○3实验三中沃泰默把通向⼩肠的神经切断,发现胰腺仍然能够分泌胰液,这⼀现象说明了什么_______________________________________________________________________问题○4⽽当时沃泰默所做出的解释是什么___________________________________________________________________________________________________________________

(2)斯他林、贝利斯实验:

将狗的⼀段⼩肠剪下,刮下黏膜,将粘膜与稀盐酸混合加砂⼦磨碎,制成提取液,然后将⼀定量的提取液注射到同⼀只狗的静脉中,发现能促进胰腺分泌胰液。从⽽证明了胰腺分泌胰液不是在神经调节的作⽤下完成的,⽽是⼀种化学物质在起到调节作⽤,他们把这种物质称之为促胰液素。

问题○5通过分析斯他林和贝利斯的实验过程,能够排除胰腺分泌胰液是由于稀盐酸在起作⽤吗?我们该如何补充完善上述实验呢?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)深化思维:

问题○6综合分析以上⼏个实验,我们可以得出哪些结论?

促胰液素的产⽣部位_________;作⽤部位:___________________________________促胰液素的运输途径_____________;功能:___________________________________【练习】:

实验⼀:⽤⼿术的⽅法摘除成年狗的甲状腺,⼀段时间后,结果狗出现了精神萎靡、⾏动呆笨⽽迟缓、⾷欲不振、体态臃肿等症状。

实验⼆:⽤⼿术的⽅法摘除幼年狗的甲状腺,⼀段时间后,幼年狗除了会出现实验⼀的症状外,还出现⼀个明显症状——⾝体停⽌发育。

思考题(2):你能⽤材料⼀得出的结论来解释上述实验现象吗?

狗出现精神萎靡、⾏动呆笨⽽迟缓症状的原因是:___________________________________ 狗出现⾷欲不振、体态臃肿症状的原因是:___________________________________________ 幼年狗⾝体停⽌发育说明了:_____________________________________________________ ⼩试⽜⼑

请根据下列提供的材料,补充下列实验步骤验证甲状腺激素具有促进幼⼩动物发育的功能。实验材料:蝌蚪100只、鱼缸若⼲只、⽔、饲料、温度计、甲状腺激素等实验步骤:

第⼀步:取两个相同⼤⼩的鱼缸,分别加⼊等量的清⽔,并将100只蝌蚪随机分为两组分别放⼊两个鱼缸中,编号为A、B。第⼆步:___________________________________________________________________

______________________________________________________________________________ 第三步:⼀段时间后,观察蝌蚪发育成青蛙所需要的时间

实验结果:_____________________________________________________________________ 结论:甲状腺激素具有促进幼⼩动物___________________的功能。⼆、调查实验

1、常⽤⽅法:取样调查法取样调查应⽤:种群密度的调查群落丰富度的调查⼈类遗传病的调查

2、⼈类遗传病的调查:

(1)要以常见单基因遗传病为研究对象。

(2)调查的群体要⾜够⼤。

(3)调查“遗传病发病率”与“遗传⽅式”的区别答案:

1、(参P20)施莱登、施旺、材料

2、(1)细胞膜具有流动性(2)①脂质②磷脂双层分⼦组成③细胞膜具有流动性、细胞膜中的蛋⽩质具有流动性

3、(1)细胞核离不开细胞质,细胞质为细胞核提供营养物质和⽣存的环境(2)细胞质离不开细胞核,细胞核对其有控制和调节作⽤(3)细胞应具有完整性才能完成各项⽣命活动

资料分析(1)细胞核是细胞⽣命活动的控制中⼼。(2)⽣物体形态结构的建成主要是与细胞核有关。(参P71)

4、(1)巴斯德认为发酵与活细胞有关是合理的,但是认为发酵是整个细胞⽽不是细胞中的某些物质在起作⽤是不正确的;李⽐希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的,但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作⽤是不正确的。

(2)毕希纳的实验说明,酵母细胞中的某些物质能够在酵母细胞破碎后继续起催化作⽤,就像在活酵母细胞中⼀样。(参P94)

【练习】(1)酶的⾼效性(2)放置时间过长,发⽣分解(3)①2ml马铃薯块茎提取液、2滴H2O2溶液、2ml焦性没⾷⼦酸②排除马铃薯块茎提取液中其他物质度实验结果的影响③ 35、

(1)实验材料选择⽔绵和好氧性细菌,⽔绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察,⽤好氧细菌可确定释放氧⽓多的部位;没有空⽓的⿊暗环境排除了氧⽓和光的⼲扰;⽤极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于⼀组对⽐实验;临时装⽚暴露在光下的实验再⼀次验证实验结果。(参P108)(2)设置了,曝光部分和遮光部分形成了对照。(3)⽤到了同位素失踪法(同位素标记法)

6、(1)豌⾖具有适于研究杂交实验的特点:豌⾖严格⾃花授粉,在⾃然状态下是纯种,这样确保了通过杂交实验可以获得真正的杂种;豌⾖花⼤,易于做⼈⼯杂交实验;豌⾖具有稳定的可以区分的相对性状,易于区分、统计实验结果。孟德尔正是因为选⽤了豌⾖做杂交实验,才能有效的从单⼀性状到多对性状研究⽣物遗传的基本规律,才能对遗传实验结果进⾏量化统计,所以科学的选择实验材料是确保实验成功的条件之⼀。(参P26)

(2)如果孟德尔只是研究多对相对性状的遗传,很难从数学统计中发现遗传规律,因为如果研究n对相对性状,将会有2n 个性状组合,这是很难统计的,也很难从数学统计中发现问题,揭⽰⽣物的遗传规律。

(3)如果孟德尔没有对实验结果进⾏统计学分析,他很难做出对分离现象的解释。因为通过统计,孟德尔发现了⽣物性状的遗传在数量上呈现⼀定的数学⽐例,这引发他揭⽰其实质的兴趣。同时这也使孟德尔意识到数学概率,也适⽤于⽣物遗传的研究,从⽽将数学的⽅法引⼊对遗传实验结果的处理和分析。

(4)作为⼀种正确的假说,不仅能解释已有的实验结果,还应该能够预测另⼀些实验结果。7、(1)第⼀点:体积⼩,容易饲养和操作第⼆点:果蝇繁殖快,培养周期短

第三点:果蝇的染⾊体数⽬少,仅3对常染⾊体和1对性染⾊体,便于分析(2)基因突变(3)基因在染⾊体上

8、(1)①60 O C-100O C都可以,格⾥菲思⽤到的是65 O C,在80-100 O C的温度范围内,蛋⽩质将会失活,DNA双螺旋将解开;当温度降⾄55 O C左右时,DNA双链能够恢复,但蛋⽩质的活性却不能恢复。

②注射⽆毒性的R型活细菌,⼩⿏正常;注射有毒性的S型活细菌,⼩⿏患败⾎症死亡;注射加热杀死了的S型细菌,⼩⿏正常;注射“R型活细菌+杀死的S型细菌”,⼩⿏患败⾎症死亡。第四组实验说明加热杀死的S型菌种有某种转化因⼦,将⽆毒性的

R活细菌转化为有毒性的S型活细菌。

③艾弗⾥和他的同事设法以S型活细菌中提取DNA、蛋⽩质、糖类及⽆机物,分别与R型细菌混合培养,其结果是,只有加⼊DNA的,R型才转化为S型细菌。这⼀结果表明:DNA是遗传物质,蛋⽩质不是遗传物质。

(2)①从元素组成来看,由于蛋⽩质分⼦中含S⽽不含P,DNA分⼦中含P⽽不含S。这样,就可让⼀部分噬菌体只标记蛋⽩质⽽不标记DNA,另⼀部分噬菌体只标记DNA⽽不标记蛋⽩质,从⽽分别观察这两种⼤分⼦物质的变化和作⽤。

②⾸先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养⼤肠杆菌,再⽤上述⼤肠杆菌培养T2噬菌体,得到DNA含有32P标记或蛋⽩质含有35S标记的噬菌体。

搅拌的⽬的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离⼼的⽬的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒,⽽离⼼管的沉淀物中留下被感染的⼤肠杆菌。

③噬菌体在细菌体内的增殖是在噬菌体DNA的指导下完成的,因为对被标记物质进⾏测试,结果表明噬菌体的蛋⽩质并没有进⼊细菌内部,只有噬菌体的DNA才进⼊细菌体内。④实验结果表明:DNA是遗传物质,蛋⽩质不是遗传物质。

(3)草花叶病毒,不含有DNA,只含有蛋⽩质和RNA。对这些病素来说,RNA就起着遗传物质的作⽤。绝⼤多数⽣物的遗传物质是DNA。所以DNA是主要的遗传物质9、(1)两条链,反向平⾏的双螺旋结构。(2)磷酸和脱氧核糖;位于DNA外侧

(3)两条链上的碱基通过氢键(教师对“氢键”要进⾏必要的解释)连接成碱基对,且碱基配对有⼀定的规律:A—T、G—C(A⼀定与T配对,G⼀定与C配对)。

10、(1)⼤肠杆菌做实验材料;⽤到了同位素⽰踪技术(2)本实验的结果说明DNA分⼦的复制是半保留复制

(3)本实验是根据半保留复制原理和DNA密度的变化来设计的。在本实验中根据试管中DNA带所在的位置就可以区分亲代与⼦代DNA了。11、

【练习】1、(1)根将向受到的离⼼⼒和重⼒的合⼒⽅向⽣长(2)弯向⼩窗(3)弯向单侧光源(4)直⽴⽣长2、(1)

12、(1)问题○1:刺激的是⼩肠肠腔;现象引起胰腺分泌胰液问题○2:排除盐酸通过⼩肠细胞吸收运送于胰腺,引起胰液分泌

问题○3:这种调节不是神经反射⽽是化学调节—在盐酸的作⽤下,⼩肠黏膜可能产⽣了⼀种化学物质,这种物质进⼊⾎液后,

随⾎流到达胰腺,引起胰液的分泌

问题○4:这是⼀个⼗分顽固的神经反射,之所以说它顽固是由于⼩肠上微⼩的神经难以剔除

(2)问题○5:不能,因为缺少对照实验,违反了对照原则和单⼀变量原则,不能排除盐酸的作⽤。将等量的稀盐酸直接注⼊丙狗的静脉中,结果不引起丙狗的胰液分泌。

问题○6:⼩肠黏膜;胰腺;⾎液;促进胰腺分泌胰液

【练习】:缺乏甲状腺激素神经系统的兴奋性降低;缺乏甲状腺激素⼩狗的新陈代谢减慢;甲状腺激素有促进⽣长发育的作⽤

【⼩试⽜⼑】:A组施加普通饲料,B组施加等量的普通饲料和甲状腺激素实验结果:观察两组蝌蚪的发育情况结论:个体发育

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