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高中三年级生物

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    下列生物学研究所选择的技术和方法中,正确的是
    [     ]

    A.样方法就是设置一个1m2样方,统计这个样方的某植物的个体数量
    B.“建立血糖调节的模型”的活动中建立了物理模型,归纳时建立了概念模型
    C.萨顿运用假说—演绎法,提出了基因在染色体上的假说
    D.利用纸层析法提取叶绿体中的色素
    本题信息:2011年吉林省期末题生物单选题难度一般 来源:马娟
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本试题 “下列生物学研究所选择的技术和方法中,正确的是[ ]A.样方法就是设置一个1m2样方,统计这个样方的某植物的个体数量B.“建立血糖调节的模型”的活动中建立了物...” 主要考查您对

实验:绿叶中色素的提取和分离

基因与染色体的关系

种群的数量特征

科学研究方法

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  • 实验:绿叶中色素的提取和分离
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绿叶中色素的提取和分离:

1.原理
(1)各种色素能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中形成溶液,使色素从生物组织中脱离出来。
(2)各种色素都能溶解在层析液中,但在层析液中的溶解度不同。溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而不同色素可以在滤纸上通过扩散分开,各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。
2.实验过程
 
观察结果:滤纸条上色素带有四条,由上到下分别是胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b,
如图


实验要点及注意事项:

1、实验中几种化学药品的作用
①加入少量SiO2,可破坏细胞结构,使研磨更充分,便于色素完全释放。
②加入少量CaCO3,,可以中和细胞内的有机酸,防止有机酸夺取叶绿素中的镁离子使叶绿素破坏,从而起到保护色素的作用。但SiO2.和CaCO3的加入量要少,否则滤液杂质多、混浊、颜色浅,实验效果差。 2、实验成功的关键
①叶片要新鲜,颜色要深绿,保证色素的含量。
②研磨要迅速充分。叶绿素不稳定,易被破坏,时间过长或研磨不充分都会导致色素的量太少而使实验失败。
③滤液细线不仅要求细、直、均匀,而且要求含有较多的色素(可以重复画二至三次)。
④滤液细线不能触及层析液,否则色素溶解到层析液中,将得不到清晰的色素带。
3、注意事项
①制备滤纸条时,要剪去两角,这样可以减小边缘效应,使色素在滤纸上扩散均匀,便于观察实验结果。 ②收集滤液后,要及时用棉塞将试管口塞紧,防止滤液挥发。

4、滤纸条上的滤液细线,不能触及层析液的原因:滤纸条上的滤液细线如触及层析液,滤纸上的叶绿体色素就会溶解在层析液中,实验就会失败。
5、提取和分离叶绿体色素的关键:
(1)提取叶绿体色素的关键是:①叶片要新鲜、浓绿;②研磨要迅速、充分;③滤液收集后,要及时用棉塞将试管口塞紧,以免滤液挥发。
(2)分离叶绿体色素的关键是:①是滤液细线要细且直,而且要重复划几次;②是层析液不能没及滤液线。
6、收集到的色素滤液绿色过浅,可能原因如下:
①未加二氧化硅,研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶,滤液中色素(叶绿素)太少,绿色过浅。
③一次加入大量的95%的乙醇,提取浓度太低(正确做法:分次加入少量95%的乙醇提取色素)。
④未加碳酸钙或加入过少导致色素分子被破坏。
7、如果滤纸条色素带重叠,原因可能是滤纸条上的滤液细线接触到层析液。
知识拓展:

实验创新:本实验中的长条滤纸可以改为圆形滤纸,在滤纸的中央滴一滴滤液,然后用一根浸有层析液的棉线的一端垂直接触滤液的中必位置,会得到近似同心的四个色素环,由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。
例  以“叶绿体中色素的提取和分离”实验中,下列描述正确的是(  )
A.将5g新鲜完整的菠菜叶,放入研钵中,加入无水乙醇、石英砂、CaCO3以后,迅速研磨
B.用毛细吸管吸取少量滤液;沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线,并连续迅速地重复画2~3次
C.把画好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散
D.色素分子是有机物,不溶于水,所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素
答案D
基因与染色体的关系:

1、萨顿假说
(1)研究方法:类比推理法。
(2)假说内容:基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的,即基因就在染色体上。
(3)依据:基因和染色体在行为上存在着明显的平行关系。
主要体现在以下几个方面:
基因 染色体
体细胞 成对存在;且一个来自母方,一个来自父方 成对存在;且一条来自母方,一条来自父方,为同源染色体
减数第一次分裂 决定同一性状的成对基因彼此分离,决定不同性状的基因自由组合 同源染色体分离,非同源染色体自由组合
配子 只含成对基因中的一个 只含每对同源染色体中的一条
受精作用 一个来自母方的基因和一个来自父方的基因随雌雄配子两两随机结合 一条来自母方的染色体和一条来自父方的染色体随雌雄配子两两随机结合
前后代传递的特点 互不融合,互不干扰;保持完整性和独立性 维持前后代体细胞染色体数目的恒定,染色体的形态和结构也保持相对稳定


2、基因位于染色体上的实验证据    
(1)实验者:摩尔根。
(2)实验材料:果蝇。果蝇作为遗传学实验材料的优点有:
①易饲养,②繁殖快,③后代多。
(3)实验探究过程
①提出问题

分析:
a、果蝇的红眼与白眼是一对相对性状;
b、F1全为红眼一红眼是显性性状;
c、F2中红眼:白眼=3:1——符合分离定律,红眼和白眼受一对等位基因控制;
d、白眼性状的表现与性别相联系。
②假设与解释假设控制果蝇白眼的基因(用w表示)位于X染色体上,而Y染色体上不含有它的等位基因,其遗传图解可表示为:

③测交验证
亲本中的白眼雄蝇和它的子代红眼雌蝇交配。

④结论:控制果蝇红眼与白眼的基因只位于X染色体上——基因位于染色体上。


类比推理与假说一演绎法比较:

1、假说一演绎法:在观察和分析基础上提出问题 ——通过推理和想像提出解释问题的假说——据假说进行演绎推理——通过实验检验演绎推理的结沦——若实验结果与预期结论相符,证明假说是正确的;反之,假说是错误的。
2、类比推理法:将未知事物同已知事物的性质类比,依据其相似性,提出关于未知事物某些性质的假说——类比推理得出的结论,并不具备逻辑的必然性,其正确与否,有待观察及实验检验。
例  在探索遗传本质的过程中,科学发现写研究方法相一致的是(   )
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验,提出遗传定律 ②1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上” ③1910年摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上
A.①假说_演绎法②假说一演绎法③类比推理法
B.①假说一演绎法②类比推理法③类比推理法
C.①假说一演绎法②类比推理法③假说一演绎法
D.①类比推理法②假说一演绎法③类比推理法
思路点拨:孟德尔根据豌豆杂交实验,提出遗传定律,采用的是“假说一演绎法”,萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上”,采用的是“类比推理法”,摩尔根进行果蝇杂交实验,证明基因位于染色体上采用的是“假说一演绎法”。答案C

易错点拨:

1.细胞中的基因都位于染色体上吗?为什么?
不是。①真核生物的核基因都位于染色体上,而质基因位于线粒体等细胞器内;②原核生物的基因有的位于核区DNA分子上,有的位于细胞质的质粒上。
2.孟德尔遗传定律的研究和萨顿假说的提出所使用的方法相同吗?
不相同。孟德尔遗传定律的研究采用的是假说一演绎法;萨顿推理基因和染色体的关系采用的是类比推理法。
例  下列叙述中,不能说明“核基因和染色体行为存在平行关系”的是(   )
A.基因发生突变而染色体没有发生变化
B.非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合
C.二倍体生物形成配子时基因和染色体数目均减半
D.Aa杂合子发生染色体缺失后,可表现a基因的性状
思路点拨:由于染色体是基因(核基因)的载体,因此染色体在细胞分裂(包括有丝分裂、减数分裂)过程中染色体数量的变化和分配规律,均影响相应基因的规律性变化,即说明“核基因与染色体行为存在平行关系”。答案A
3、摩尔根的果蝇杂交实验中F2个体红眼与白眼比例为3:1,说明这对性状符合分离定律;白眼全是雄性说明与性别相联系。
4、基因型书写:常染色体上的基因不需标明其位于常染色体上;性染色体上的基因需将性染色体及其上基因一同写出,如XwY。
5、XY代表一对同源染色体,不能误解为一对等位基因。Y染色体上没有红眼、白眼基因并不代表其上面没有基因。


知识拓展:

类比推理概念:是根据两个对象或两类事物的一些属性相同或相似,来猜测另一些属性也可能相同或相似的思维方法。

种群的数量特征:

1、种群的数量特征:

特征\\项目 定义 特点或作用
种群密度 单位面积或体积内某种群的个体数量 ①不同物种,种群密度不同;同一物种,种群密度可变;②调查方法:样方法和标志重捕法
出生率和死亡率 种群单位时间内新产生(死亡)的个体数目占该种群个体总数的比例 是决定种群大小和种群密度的重要因素
年龄结构 一个种群中各年龄期的个体数目的比例 ①三种类型:

增长型(A)、稳定型(B)、衰退型(C)
②可预测种群数量的变化趋势
性别比例 种群中雌雄个体数目的比例 在一定程度上影响种群密度
迁入率和迁出率 单位时间内迁入或迁出个体占该种群个体总数的比例 直接影响种群大小和种群密度
2、种群密度的计算:种群的个体数量/空间大小(面积或体积)     
①逐个计数:针对范围小,个体较大的种群;
动物:标志重捕法(对活动能力弱、活动范围小);
植物:样方法(取样分有五点取样法、等距离取样法)取平均值;
②估算的方法:昆虫:灯光诱捕法;微生物:抽样检测法。

知识点拨:

种群各数量特征间的联系:


科学研究方法:

1、假说——演绎法
①提出假设
②演绎就是推理
③实验验证假设和推理
④得出结论
2、同位素示踪法:同位素示踪法是利用放射性核素或稀有稳定核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法
3、科学的研究方法包括:归纳法、类比推理法、实验法和演绎法。
①归纳法:是从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。它把特性或关系归结到基于对特殊的代表(token)的有限观察的类型;或公式表达基于对反复再现的现象的模式(pattern)的有限观察的规律。
②类比推理法:类比推理这是科学研究中常用的方法之一。类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同,从而推出它们的其他属性也相同的推理。简称类推、类比。它是以关于两个事物某些属性相同的判断为前提,推出两个事物的其他属性相同的结论的推理。
③实验法:通过试验的论证得出所需数据,进行分析后得出结论。分为:化学物质的检测方法;实验结果的显示方法;实验条件的控制方法;实验中控制温度的方法
④演绎法:从普遍性结论或一般性事理推导出个别性结论的论证方法。演绎法得出的结论正确与否,有待于实践检验。它只能从逻辑上保证其结论的有效性,而不能从内容上确保其结论的真理性。也可以从逻辑思维,逆向思维和想象思维延伸到其结论该以反证明。
4、实验必须遵守的原则:
①设置对照原则:空白对照;条件对照;相互对照;自身对照。
②单一变量原则;
③平行重复原则
5、实验的特性:对照,统一性质。提出问题;设计方案;讨论结果;分析问题。分为科学实验;验证性实验;对照实验等。
知识拓展:

1、生物学的历史研究进展和相关实验的叙述。
(1)孟德尔的假说——演绎法叙述
①提出假设(如孟德尔根据亲本杂交实验,得到F1,Aa这对基因是独立的,在产生配子时相互分离。这里假设的是一对等位基因的情况);
②演绎就是推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);
③最后实验验证假设和推理(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);
④最后得出结论(就是分离定律)
(2)遗传物质验证的三个实验:肺炎双球菌的转化实验;噬菌体侵染细菌的实验;烟草花叶病毒的重组实验
(3)酶发现过程中的实验:
①1777年,苏格兰医生史蒂文斯从胃里分离一种液体(胃液),并证明了食物的分解过程可以在体外进行。
②1834年,德国博物学家施旺把氯化汞加到胃液里,沉淀出一种白色粉末。除去粉末中的汞化合物,把剩下的粉末溶解,得到了一种浓度非常高的消化液,他把这粉末叫作“胃蛋白酶”(希腊语中的消化之意)。同时,两位法国化学家帕扬和佩索菲发现,麦芽提取物中有一种物质,能使淀粉变成糖,变化的速度超过了酸的作用,他们称这种物质为“淀粉酶制剂”(希腊语的“分离”)。科学家们把酵母细胞一类的活动体酵素和像胃蛋白酶一类的非活体酵素作了明确的区分。
③1878年,德国生理学家库恩提出把后者叫作“酶”。
④1897年,德国化学家毕希纳用砂粒研磨酵细胞,把所有的细胞全部研碎,并成功地提取出一种液体。他发现,这种液体依然能够像酵母细胞一样完成发酵任务。这个实验证明了活体酵素与非活体酵素的功能是一样的。因此,“酶”这个词现在适用于所有的酵素,而且是使生化反应的催化剂。由于这项发现,毕希纳获得了1907年诺贝尔化学奖
(4)生长素的发现实验:植物的向光生长和胚芽鞘实验
2、同位素示踪方法的应用,使人们可以从分子水平动态地观察生物体内或细胞内生理、生化过程,认识生命活动的物质基础。例如,用C、O等同位素研究光合作用,可以详细地阐明叶绿素如何利用二氧化碳和水,什么是从这些简单分子形成糖类等大分子的中间物,以及影响每步生物合成反应的条件等。
3、放射性同位素示踪技术,是分子生物学研究中的重要手段之一,对蛋白质生物合成的研究,从DNA复制、RNA转录到蛋白质翻译均起了很大的作用。最近邻序列分析法应用同位素示踪技术结合酶切理论和统计学理论,研究证实了DNA分子中碱基排列规律,在体外作合成DNA的实验:分四批进行,每批用一种不同的32P标记脱氧核苷三磷酸,32P标记在戊糖5'C的位置上,在完全条件下合成后,用特定的酶打开5'C-P键,使原碱基上通过戊糖5'C相连的32P移到最邻近的另一单核苷酸的3'C上。用最近邻序列分析法首次提出了DNA复制与RNA转录的分子生物学基础,从而建立了分子杂交技术,例如以噬体T2-DNA为模板制成[32P]RNA,取一定量T2-DNA和其它一些DNA加入此[32P]RNA中,经加热使DNA双链打开,并温育,用密度梯度离心或微孔膜分离出DNA-[32P]RNA复合体测其放射性,实验结果只有菌体T2的DNA能与该[32P]RNA形成放射性复合体。从而证明了RNA与DNA模板的碱基呈特殊配对的互补关系,用分子杂交技术还证实了从RNA到DNA的逆转录现象。
4、放射性同位素示踪技术对分子生物学的贡献还表现在:
a、对蛋白质合成过程中三个连续阶段,即肽链的起始、延伸和终止的研究;
b、核酸的分离和纯化;
c、核酸末端核苷酸分析,序列测定;
d、核酸结构与功能的关系;
e、RNA中的遗传信息如何通过核苷酸的排列顺序向蛋质中氨基酸传递的研究等等。
为了更好地应用放射性同位素示踪技术,除了有赖于示踪剂的高质量和核探测器的高灵敏度外,关键还在于有科学根据的设想和创造性的实验设计以及各种新技术的综合应用。

发现相似题
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