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专题二 生物科学史、科学方法
【题型1 生物科学史 】
【题型2 生物科学技术、方法 】
【题型3 同位素标记法】
【题型1 生物科学史】
一、熟核心 知体系
1．教材涉及的科学史汇总
(1)“细胞学说”的建立过程
①罗伯特·胡克——细胞的发现者和命名者。
②列文虎克——用自制显微镜观察细胞。
③施莱登和施旺——建立“细胞学说”。
④魏尔肖——总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。
(2)流动镶嵌模型的建立过程
①欧文顿——用500 多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验——细胞膜是由脂质组成
的。
②罗伯特森——电镜下观察到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，将细胞膜描述为静
态的统一结构。
③辛格和尼科尔森——提出细胞膜的流动镶嵌模型。
(3)酶的发现过程
①巴斯德——酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致(没有活细胞的参与，糖类不可能变
成酒精)。
②毕希纳——将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
③萨姆纳——提取出脲酶并证明脲酶是蛋白质。
④切赫和奥尔特曼——发现少数RNA 也具有生物催化功能。
(4)光合作用的发现过程
①恩格尔曼——用水绵和需氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光照。
1
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②鲁宾和卡门——用18O 分别标记H2O 和CO2，证明了光合作用释放的氧气中的氧元素来
自水。
③卡尔文——用14C 标记CO2，探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，
即卡尔文循环：14CO2→14C3→(14CH2O)。
(5)遗传规律的发现史
①孟德尔——用豌豆作为遗传实验材料，利用假说—演绎法提出遗传的两条基本规律，即
分离定律和自由组合定律(关注孟德尔成功的原因)。
②摩尔根——用假说—演绎法证明基因位于染色体上(用果蝇作为遗传实验材料)。
(6)遗传物质的发现史
①格里菲思——通过肺炎链球菌的体内转化实验证明了已经加热致死的S 型细菌中含有某
种“转化因子”。
②艾弗里——通过肺炎链球菌的体外转化实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA(转化
因子为DNA)。
③赫尔希和蔡斯——用放射性同位素标记法(32P、35S)分别标记T2 噬菌体，证明了T2 噬菌
体的遗传物质是DNA。
④威尔金斯和富兰克林——获得了高质量的DNA 衍射图谱。
⑤查哥夫——腺嘌呤(A)的量＝胸腺嘧啶(T)的量，胞嘧啶(C)的量＝鸟嘌呤(G)的量。
⑥沃森和克里克— — 构建DNA 双螺旋结构模型( 克里克还提出中心法则：
)。
⑦梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术，证明了DNA 分子的半保留复制。
(7)生物进化的发现史
①拉马克——第一个提出比较完整的进化学说(中心思想：用进废退、获得性遗传)。
②达尔文——自然选择学说(四个要点：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)。
(8)动物生命活动调节机制的发现史
①贝尔纳——内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件，内环境保持稳定主要是
依赖神经系统的调节。
②坎农——提出稳态的概念。
③沃泰默——胰液的分泌只受神经调节。
④斯他林和贝利斯——胰液的分泌存在“化学调节”(并命名该调节物质为“促胰液素”)。
⑤巴甫洛夫——建立了条件反射学说，但对失去促胰液素的发现深表遗憾。
(9)植物生长素的发现过程
①达尔文——植物向光性实验，验证金丝雀
草胚芽鞘感光部位在尖端，尖端可向下面的
伸长区传递某种“影响”，造成单侧光下背光面比向光面生长快。
②鲍森·詹森——胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。
③拜尔——胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
④温特——进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，并把这种物质命
2
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名为生长素。
(10)生态学的发现史
①高斯——证明大小两个物种的草履虫间存在着种间竞争关系。
②林德曼——对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，发现能量流动的两个明显的特点
单向流动，逐级递减。
二、知真题 明考向
1．(2023·广东，5)科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充，下列叙述错误的是(
)
A．新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正
B．自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正
C．RNA 逆转录现象的发现是对中心法则的补充
D．具催化功能RNA 的发现是对酶化学本质认识的补充
答案 B
解析 细胞学说主要由施莱登和施旺建立，魏尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”是
对细胞学说的修正和补充，A 正确；共同由来学说指出地球上所有的生物都是由原始的共
同祖先进化来的，自然选择学说揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的
原因，共同由来学说为自然选择学说提供了基础，B 错误；中心法则最初的内容是遗传信
息可以从DNA 流向DNA，也可以从DNA 流向RNA，进而流向蛋白质，随着研究的不断
深入，科学家发现一些RNA 病毒的遗传信息可以从RNA 流向RNA(RNA 的复制)以及从
RNA 流向DNA(逆转录)，对中心法则进行了补充，C 正确；最早是美国科学家萨姆纳证明
酶是蛋白质，在20 世纪80 年代，美国科学家切赫和奥尔特曼发现少数RNA 也具有生物催
化功能，这一发现对酶化学本质的认识进行了补充，D 正确。
2．(2022·河北，8)下列关于遗传物质DNA 的经典实验的叙述，错误的是( )
A．摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上
B．孟德尔描述的“遗传因子”与格里菲思提出的“转化因子”化学本质相同
C．肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA 和蛋白质的技术
D．双螺旋模型的碱基互补配对原则解释了DNA 分子具有稳定的直径
答案 A
解析 摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上，A 错误。
3.（2022·福建·高考真题）下表是生物科学史上一些经典实验的叙述，表中“方法与结果”
和“结论或观点”能匹配的是（ ）
选
项
方法与结果
结论或观点
A
观察到植物组织细胞分裂产生新细胞；观察到动物受精卵
分裂产生新细胞
所有的细胞都来源于
先前存在的细胞
3
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B
单侧光照射下，金丝雀
草胚芽鞘向光弯曲生长，去尖端
的胚芽鞘不生长也不弯曲
生长素具有极性运输
的特点
C
将载有水绵和好氧细菌的装片置于黑暗且缺氧的环境中，
用极细光束照射后，细菌集中于有光照的部位
光合作用产生的氧气
来自于水
D
将活的R 型肺炎双球菌与加热杀死的S 型肺炎双球菌混合后
注入小鼠体内，小鼠体内出现活的S 型菌
DNA 是主要的遗传物
质
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】A
【分析】细胞学说是由德植物学家施莱登和动物学家施旺提出，主要内容：细胞是一个有
机体，一切动植物都是由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成；细胞是一个相对独
立的单位，既有它自己的生命，又对与其他细胞共同构成的整体生命起作用；新细胞是由
老细胞分裂产生的。
【详解】A、新细胞是由老细胞分裂产生的，所有的细胞都来源于先前存在的细胞，符合
细胞学说的基本观点，A 正确；
B、实验结果只能说明胚芽鞘的向光性与尖端有关，B 错误；
C、该实验说明光合作用的场所是叶绿体且需要光，C 错误；
D、若没对照试验，不能说明任何问题；若有对照，也只能说明加热杀死的S 型肺炎双球菌
中具有能使活的R 型肺炎双球菌转化的物质，D 错误。
故选A。
4.（2021·广东·统考高考真题）DNA 双螺旋结构模型的提出是二十世纪自然科学的伟大成就
之一。下列研究成果中，为该模型构建提供主要依据的是（ ）
①赫尔希和蔡斯证明DNA 是遗传物质的实验
②富兰克林等拍摄的DNA 分子X 射线衍射图谱
③查哥夫发现的DNA 中嘌呤含量与嘧啶含量相等
④沃森和克里克提出的DNA 半保留复制机制
A．①②
B．②③
C．③④
D．①④
【答案】B
【详解】①赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA 是遗传物质，与构
建DNA 双螺旋结构模型无关，①错误；②沃森和克里克根据富兰克林等拍摄的DNA 分子X
射线衍射图谱，推算出DNA 分子呈螺旋结构，②正确；③查哥夫发现的DNA 中嘌呤含量与
4
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嘧啶含量相等，沃森和克里克据此推出碱基的配对方式，③正确；④沃森和克里克提出的
DNA 半保留复制机制，是在DNA 双螺旋结构模型之后提出的，④错误。故选B。
5.（2021·浙江·统考高考真题）下列关于遗传学发展史上4 个经典实验的叙述，正确的是（
）
A．孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B．摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C．T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA 是大肠杆菌的遗传物质
D．肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA 是肺炎双球菌的遗传物质
【答案】D
【详解】A、孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上，当时人们还没有
认识染色体，A 错误；B、摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因，不能证明基
因自由组合定律，B 错误；C、T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA 是噬菌体的遗传物质，C
错误；D、肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA 是转化因子，即DNA 是肺炎双球菌的遗传
物质，D 正确。故选D。
三、专题专练 能力提升
1.下列关于实验操作过程及实验结果的叙述，正确的是（ ）
A. 沃森和克里克用同位素标记法、差速离心技术证明了DNA 复制是以半保留方式进行的
B. 噬菌体侵染细菌的实验中，
32P 标记组保温时间过长或过短均会导致上清液中的放射性
偏低
C. 艾弗里用物质分离提纯、细菌培养技术证明了DNA 是主要的遗传物质，DNA 可以从一
种生物个体转移到另一种生物个体
D. 观察细胞有丝分裂和探究pH 对酶活性影响的实验中，盐酸所起的作用不相同
【答案】D
【解析】
【分析】噬菌体侵染大肠杆菌实验： 分别在含有放射性同位素
35S 和
32P 的培养基培养大肠
杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2 噬菌体，得到蛋白质含有
35S 标记和DNA 含有
32P 标记的
噬菌体。然后用两种噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌
器搅拌、离心，检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现：用
35S 标记的侵染实验中，放射
性主要分布在上清液中；用
32P 标记的实验，放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中。
【详解】A、梅塞尔森和斯塔尔用同位素标记法、差速离心技术证明了DNA 复制是以半保
留方式进行的，A 错误；
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B、噬菌体侵染细菌的实验中，
32P 标记组保温时间过长或过短均会导致上清液中出现放射
性，理想状态下，放射性应该全部在沉淀物中，B 错误；
C、艾弗里证明了DNA 是遗传物质，DNA 可以从一种生物个体转移到另一种生物个体，C 错
误；
D、观察细胞有丝分裂时，盐酸用于解离；探究pH 对酶活性影响的实验中，盐酸用于设置
酸性环境，D 正确。
故选D。
2.下列有关科学发展史的说法正确的是（ ）
选
项
科学家
科学发现或提出理论
科学方法或
技术
A
鲁宾、卡门
二氧化碳中的碳是如何转化为有机物中的碳
同位素标记
法
B
恩格尔曼
用水绵、好氧细菌等材料验证叶绿体能吸收光能用于
光合作用放氧
对照实验
C
萨姆纳
通过对细胞膜成分的分析，提出细胞膜的流动镶嵌模
型
建构模型
D
沃森、克里
克
DNA 半保留复制
密度梯度离
心法
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【分析】在光合作用的探究历程中，卡尔文等科学家用同位素标记法标记CO2 供小球藻进
行光合作用，最终探明了CO2 中的碳最终转化为有机物糖类中的碳；恩格尔曼用水绵和好
氧细菌为材料用实验证明了叶绿体是进行光合作用的场所，氧气是叶绿体释放出来的。
【详解】A、鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记二氧化碳和水中的氧进行实验，通过
检测产生的氧气的相对质量，证明光合作用释放的O2 来自水，A 错误；
B、对照实验：恩格尔曼利用新鲜水绵和好氧细菌进行了如下的实验：把新鲜水绵和好氧细
菌制成临时装片放在黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵，发现好氧细菌集中分布在
光照部位的带状叶绿体的周围，该实验说明有叶绿体的地方含有丰富的氧气，吸引了大量
的好氧细菌，即光叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧，B 正确；
C、建构模型：辛格和尼科尔森通过对细胞膜的功能分析，提出细胞膜的流动镶嵌模型，C
错误；
D、沃森和克里克用构物理模型的方法研究DNA 分子结构，梅赛尔森和斯塔尔利用同位素
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标记和密度梯度离心法验证DNA 的半保留复制，D 错误。
故选B。
3.光合作用原理的探究历程包含了许多科学家的努力，下列相关说法错误的（ ）
A．恩格尔曼以需氧细菌和水绵为材料进行实验。证明了叶绿体能吸收光能用于光合作
用放氧
B．鲁宾和卡门通过检测产生氧气的相对质量，证明光合作用释放的
中氧元素来自
水
C．希尔和阿尔农发现，ATP 和NADPH 的形成发生在叶绿体类囊体的薄膜上
D．卡尔文采用
标记
，供小球藻利用，探明了暗反应从
到
再到
的循环
过程
【答案】D
【分析】光合作用的发现历程：
（1）普利斯特利通过实验证明植物能净化空气；
（2）梅耶根据能量转换与守恒定律明确指出植物进行光合作用时光能转换为化学能；
（3）萨克斯通过实验证明光合作用的产物除了氧气外还有淀粉；
（4）恩格尔曼采用水绵、好氧细菌和极细光束进行对照实验，发现光合作用的场所是叶绿
体；
（5）鲁宾和卡门采用同位素标记法进行实验证明光合作用释放的O2 来自水；
（6）卡尔文采用同位素标记法探明了CO2 的固定过程中碳元素的转移途径。
【详解】A、恩格尔曼的实验通过观察需氧细菌在水绵表面的分布，直接证明了叶绿体能
吸收光能用于光合作用放氧，A 正确；
B、鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法，用18O 分别标记两组实验中的H2O 和CO2，证明
光合作用产生的O2 中的O 全部来自H2O，B 正确；
C、希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可释放氧气，说明离体
叶绿体在适当条件下能进行水的光解，阿尔农发现光合作用中叶绿体合成ATP 总是与水的
光解相伴随，，但是不能证明植物光合作用可以合成ATP，因而发现ATP 和NADPH 的形成
发生在光反应过程中，场所为叶绿体类囊体的薄膜上，C 正确；
D、卡尔文采用 14C 标记 CO2 ，供小球藻利用，探明了二氧化碳中的碳是如何转化为有
机物中的碳的，即从 CO2 → C3 →有机物，D 错误。
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故选D。
4.下列关于生物科学史的叙述，正确的是（ ）
①施旺和施莱登运用完全归纳法提出了细胞学说，揭示了动植物的统一性
②辛格和尼科尔森提出了细胞膜的流动镶嵌模型
③希尔制取离体叶绿体悬液并加入铁盐，光照后发现有O2释放
④鲁宾和卡门用放射性同位素标记法证明了光合作用释放的O2来自于H2O
⑤孟德尔的豌豆杂交实验运用了假说—演绎法
⑥摩尔根研究果蝇眼色的遗传，证明了基因在染色体上呈线性排列
A. ③④⑤
B. ②③⑤
C. ①④⑥
D. ①③⑤
【答案】B
【解析】
【分析】1、细胞学说是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出的，其内容为：细胞是
一个有机体，一切动植物都是由细胞发育而来；细胞是一个相对独立的单位；新细胞可以
从老细胞中产生。
2、孟德尔以豌豆为实验材料，运用了假说—演绎法得出两大遗传规律。
3、摩尔根通过红眼雌果蝇和白眼雄果蝇作为亲本，进行杂交实验证明了“基因在染色体
上”。
【详解】①施旺和施莱登运用不完全归纳法提出了细胞学说，揭示了动植物的统一性，①
错误；
②在生物膜结构的探究历程中，辛格和尼科尔森提出了细胞膜的流动镶嵌模型，②正确；
③英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有
水，没有二氧化碳），在光照下可以释放出氧气，③正确；
④鲁宾和卡门用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自于水，但
18O 是稳定性同位
素，不具有放射性，④错误；
⑤孟德尔以豌豆为实验材料，运用了假说—演绎法得出两大遗传规律，⑤正确；
⑥摩尔根通过红眼和白眼果蝇的杂交实验证明了“基因在染色体上”，⑥错误。
综上所述，正确的是②③⑤，ACD 错误，B 正确。
故选B。
5.实证在科学研究中具有重要作用，下列有关叙述正确的是（ ）
A. 恩格尔曼的水绵实验为证明叶绿体是植物进行光合作用的场所提供了实证
B. 富兰克林的DNA 衍射图谱为DNA 双螺旋结构模型的建构提供了实证
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C. 萨顿对蝗虫精子形成过程的观察和比较为证明基因在染色体上提供了实证
D. 艾弗里利用物质提纯技术为探索肺炎链球菌转化因子的本质提供了实证
【答案】ABD
【解析】
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演
绎推理→实验验证（测交实验）→得出结论。
2、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA 的结构。
3、萨顿提出基因在染色体的假说，摩尔根运用假说演绎法证明基因在染色体上。
【详解】A、恩格尔曼用水绵和好氧细菌巧妙设计实验，证明了水绵光合作用的场所是叶
绿体，A 正确；
B、科学家沃森和克里克在DNA 双螺旋结构模型构建中，应用了X 射线衍射结构分析法，
进而推测DNA 的结构为双螺旋，B 正确；
C、萨顿提出基因位于染色体上的假说，但并未提供实证，C 错误；
D、艾弗里的体外转化实验中，利用物质提纯技术为探索肺炎链球菌转化因子的本质提供
了实证，最终证明DNA 是转化因子，D 正确。
故选ABD。
6.下列有关生物学科学史中遗传学相关的实验叙述，正确的是（ ）
选
项
研究者
研究方法
研究对象
结论
A
孟德尔
假说—演绎法
豌豆
生物的遗传都遵循分离定律
B
艾弗里
微生物培养
小鼠和肺炎链球
菌
小鼠体内的“转换因子”是
DNA
C
赫尔希和蔡
斯
放射性同位素标
记
噬菌体和大肠杆
菌
DNA 是生物体主要的遗传物
质
D
摩尔根
假说—演绎法
果蝇
基因在染色体上
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】D
【解析】
【分析】1、孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演
绎推理→实验验证（测交实验）→得出结论；
2 肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯
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体内转化实验证明S 型细菌中存在某种“转化因子”，能将R 型细菌转化为S 型细菌；艾
弗里体外转化实验证明DNA 是遗传物质；
3、T2 噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用
35S 或
32P 标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合
培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中
的放射性物质。
【详解】A、孟德尔采用假说—演绎法，以豌豆为实验材料，证明细胞核基因的遗传遵循
分离定律和自由组合定律，A 错误；
B、艾弗里体外转化实验证明转化因子是DNA，该实验没有使用小鼠作为实验材料，B 错误；
C、赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记法使用噬菌体和大肠杆菌为实验材料，证明DNA
是噬菌体的遗传物质，C 错误；
D、摩尔根采用假说—演绎法，以果蝇为实验材料，证明基因在染色体上，D 正确。
故选D。
7. 生物学是一门实验科学，每一次重大发现，都浸透了科学家的汗水。下列有关科学史的
说法正确的是（ ）
A. 如果摩尔根用豌豆做杂交实验也能发现伴性遗传
B. “孟德尔对F1进行测交，所得后代中高、矮茎数量比接近1：1”属于假说-演绎法中的
演绎推理过程
C. 赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用同位素标记技术，证明了DNA 是大肠杆菌
的遗传物质
D. 达尔文除了提出自然选择学说外，还对植物的向光性进行了研究
【答案】D
【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律用了假说演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎
推理→实验验证→得出结论。
①提出问题（在纯合亲本杂交和F1 自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题）；
②做出假设（生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的；体细胞中的遗传因子成对存在；
配子中的遗传因子成单存在；受精时雌雄配子随机结合）；
③演绎推理（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）；
④实验验证（测交实验验证，结果确实产生了两种数量相等的类型）；
⑤得出结论（就是分离定律）。
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【详解】A、豌豆是无性别划分的生物，没有性染色体，因此，摩尔根用豌豆做杂交实验
不可能发现伴性遗传，A 错误；
B、“孟德尔对F1进行测交，所得后代中高、矮茎数量比接近1：1”属于假说-演绎法中的实
验验证阶段，B 错误；
C、赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用同位素标记技术，证明了DNA 是噬菌体的
遗传物质，C 错误；
D、达尔文除了提出自然选择学说外，还对植物
向光性进行了研究，并解释了向光性产
生的原因，D 正确。
故选D。
8. 下列关于生物学发展史上经典实验的叙述，错误的是（ ）
A. 卡尔文用
14CO2探明了C 在暗反应中的转化途径
B. 摩尔根用假说—演绎法证明了果蝇白眼基位于X 染色体上
C. 35S 标记组
保温时间过短，导致沉淀物的放射性增强
D. 32P 标记组的保温时间过长，导致上清液的放射性增强
【答案】C
【解析】
【分析】1、假说—演绎法的基本步骤：提出问题、作出假设、演绎推理、实验验证、得出
结论。
2、T2 噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用
32P 和
35S 标记大肠杆菌→噬菌体与被标记的大
肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌→短时间保温、搅拌离心→检测上清液
和沉淀物中的放射性。
【详解】A、卡尔文用
14CO2探明了C 在暗反应中的转化途径为CO2→C3→（CH2O），A 正确；
B、摩尔根用假说—演绎法证明了果蝇白眼基位于X 染色体上，B 正确；
C、
35S 标记的是噬菌体蛋白质外壳，噬菌体侵染时蛋白质外壳未进入菌体内，经搅拌、离
心后，蛋白质外壳主要出现在上清液中，若保温时间过短，对沉淀物放射性影响不大，C
错误；
D、
32P 标记组的保温时间过长，细菌裂解释放出来，被标记的噬菌体通过离心进入上清液
中，导致上清液的放射性增强，D 正确。
故选C
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9.生物科学史蕴含科学研究的思路和方法。下列科学史实验与结论不相符的是（ ）
选
项
科学史实验
结论
A
用铃声与食物多次结合后，狗一听到铃声会就分泌唾
液
条件反射是在非条件反射的
基础上，通过学习和训练而
建立的
B
将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注
入狗的静脉，检测胰液分泌情况
胰腺产生促胰液素，引起胰
液分泌
C
从胰管被结扎的狗体内取出萎缩得只剩胰岛的胰腺做
成提取液，注入另一只因摘除胰腺而患糖尿病的狗身
上，检测患病狗的血糖
胰腺能分泌某种降血糖的物
质
D
在黑暗中先将胚芽鞘尖端切掉，将尖端放置于胚芽鞘
切面的任意一侧，观察胚芽鞘生长状况
胚芽鞘的弯曲生长是因为尖
端产生的影响在其下部分布
不均匀
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】B
【解析】
【分析】1、条件反射是在非条件反射的基础上，通过学习和训练而建立的。
2、胰腺的胰岛是内分泌腺，可分泌胰高血糖素和胰岛素，二者共同维持血糖的平衡。
3、小肠黏膜分泌促胰液素促进胰腺分泌胰液。
【详解】A、用铃声与食物多次结合，使狗建立条件反射，说明了“条件反射是在非条件
反射的基础上，通过学习和训练而建立的”，A 正确；
B、为了验证胰液的分泌是一个化学调节的过程而不是“顽固的神经反射”，英国科学家斯
他林和贝利斯把狗的一段小肠剪下，刮下黏膜，将黏膜与稀盐酸混合加沙子磨碎，制成提
取液，将提取液注射到同一条狗的静脉中，发现能促进胰腺分泌胰液。实验证明了在盐酸
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，但是并不知道是促胰液素，B 错误；
C、先摘除健康狗的胰腺，造成实验性糖尿病，然后注入另一只狗萎缩的胰腺提取液，检测
患病狗的血糖降低，说明胰腺能分泌某种降血糖的物质，C 正确；
D、在黑暗中先将胚芽鞘尖端切掉，将尖端放置于胚芽鞘切面的任意一侧，此时没有光照
的作用，结果胚芽鞘弯曲生长，可以得出结论，胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响
在其下部分布不均匀，D 正确。
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故选B。
10.生物学是一门以实验为基础的自然科学。通过生物实验，不仅能帮助学生理解生物学的
概念和规律，真正学好生物学基础知识，而且有利于启发学生积极思维，从而进行科学方
法训练，培养学生的科学素质。下列有关实验的叙述，正确的是（ ）
A. 孟德尔两大遗传定律可以解释所有真核生物进行有性生殖时的遗传现象
B. 摩尔根通过对果蝇红眼、白眼性状的杂交结果分析，证明了“基因在染色体上”
C. 艾弗里在研究肺炎链球菌转化实验时，对自变量的控制符合对照实验的“加法原理”
D. 沃森和克里克运用同位素标记法和密度梯度离心法，证明DNA 复制是半保留复制
【答案】B
【解析】
【分析】1、基因分离定律和自由组合定律的实质：进行有性生殖的生物在进行减数分裂产
生配子的过程中，位于同源染色体上的等位基因随同源染色体分离而分离，分别进入不同
的配子中，随配子独立遗传给后代，同时位于非同源染色体上的非等位基因进行自由组合。
2、肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思
体内转化实验证明S 型细菌中存在某种“转化因子”，能将R 型细菌转化为S 型细菌；艾
弗里体外转化实验证明DNA 是遗传物质。
【详解】A、孟德尔两大遗传定律的适用范围：进行有性生殖的真核生物的细胞核内染色
体上的基因，A 错误；
B、摩尔根采用假说—演绎法，通过果蝇红眼、白眼相对性状的杂交结果分析，证明了“基
因位于染色体上”，B 正确；
C、艾弗里在研究肺炎链球菌转化实验时，对自变量的控制符合对照实验的“减法原理”，
C 错误；
D、美国生物学家梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法和密度梯度离心法证明DNA 的复制
方式为半保留复制，D 错误。
故选B。
【题型2 生物科学技术、方法 】
一、熟核心 知体系
教材经典实验
实验方法
构建细胞亚显微结构模型、制作DNA 双螺旋结构模型
构建物理模型法
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种群数量增长模型
构建数学模型法
分离各种细胞器
差速离心法
证明DNA 进行半保留复制
同位素标记法和离心技术
细胞融合实验
荧光标记法
绿叶中色素的提取和分离
纸层析法
观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂
染色法
探究酵母菌细胞呼吸的方式
对比实验法
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验、分泌蛋白的合成和运
输
放射性同位素标记法
膜的成分和结构的初步阐明、达尔文提出植物向光性的假说
提出假说
孟德尔两大遗传定律发现、摩尔根证明基因在染色体上、证
明DNA 进行半保留复制
假说—演绎法
探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度、探究影响酶
活性的最适温度和最适pH
设置梯度实验
估算种群密度(趋光性的昆虫)
黑光灯诱捕法
调查种群密度(个体大、数量少的生物)
逐个计数法
估算种群密度(活动能力强、活动范围大的动物)
标记重捕法
估算种群密度(植物或活动能力弱的动物)
样方法
探究培养液中酵母菌种群数量的变化
抽样检测法
土壤中小动物类群丰富度的研究
取样器取样法
二、知真题 明考向
1.（2023·天津·统考高考真题）下列生物实验探究中运用的原理，前后不一致的是（
）
A．建立物理模型研究DNA 结构－ 研究减数分裂染色体变化
B．运用同位素标记法研究卡尔文循环－ 研究酵母菌呼吸方式
C．运用减法原理研究遗传物质－ 研究抗生素对细菌选择作用
D．孟德尔用假说演绎法验证分离定律－ 摩尔根研究伴性遗传
【答案】B
【详解】A、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描
述，研究DNA 结构时构建了DNA 双螺旋的物理模型，研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具
进行物理模型的构建，A 正确；B、卡尔文循环用
14C 进行标记探究，但探究酵母菌呼吸方
式时用的是对比实验法，分别设置有氧和无氧组进行探究，不涉及同位素标记，B 错误；
C、在探究DNA 是遗传物质的实验中，肺炎链球菌的体外实验中用对应的酶设法去除相应
物质，观察其作用，用到了减法原则，研究抗生素对细菌的选择作用时，也可通过去除抗
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生素后进行观察，属于减法原则，C 正确；D、孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传
都用到了假说演绎法，D 正确。故选B。
2.（2021·海南·高考真题）孟德尔的豌豆杂交实验和摩尔根的果蝇杂交实验是遗传学的两个
经典实验。下列有关这两个实验的叙述，错误的是（ ）
A．均将基因和染色体行为进行类比推理，得出相关的遗传学定律
B．均采用统计学方法分析实验结果
C．对实验材料和相对性状的选择是实验成功的重要保证
D．均采用测交实验来验证假说
【答案】A
【详解】A、两个实验都是采用的假说—演绎法得出相关的遗传学定律，A 错误;B、孟德尔
豌豆杂交实验和摩尔根果蝇杂交实验都采用了统计学方法分析实验数据，B 正确;C、孟德尔
豌豆杂交实验成功的原因之一是选择了豌豆作为实验材料，并且从豌豆的众多性状中选择
了7 对性状；摩尔根的果蝇杂交实验成功的原因之一是选择了果蝇作为实验材料，同时也
从果蝇的众多性状当中选择了易于区分的白红眼性状进行研究，C 正确；D、这两个实验都
采用测交实验来验证假说，D 正确。故选A。
3．（2021·福建·统考高考真题）下列关于“探究酵母菌细胞呼吸的方式”（实验I）和“培
养液中酵母菌种群数量的变化”（实验II）的叙述，正确的是（ ）
A．实验I、Ⅱ都要将实验结果转化为数学模型进行分析
B．实验I、Ⅱ通气前都必须用NaOH 去除空气中的CO2
C．实验I 中，有氧组和无氧组都能使澄清石灰水变浑浊
D．实验Ⅱ中，可用滤纸在盖玻片另一侧吸引培养液进入计数室
【答案】C
【详解】A、实验Ⅰ不需要将实验结果转化为数学模型进行分析，可以根据液滴的移动情
况判断酵母菌的细胞呼吸方式，A 错误；B、实验Ⅱ中二氧化碳不是影响种群数量变化的因
素，不会干扰实验结果，所以不需要通气前用NaOH 去除空气中的CO2，B 错误；C、实验
Ⅰ中，酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸产物中都有二氧化碳，所以都能使澄清石灰水变浑浊，C
正确；D、实验Ⅱ中，用血细胞计数对酵母菌计数时，应先放置盖玻片，在盖玻片的边缘
滴加培养液，待培养液从边缘处自行渗入计数室，再吸去多余培养液，最后进行计数，D
错误。故选C。
4．（2021·福建·统考高考真题）生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实验
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与结论不相符的叙述是（ ）
选
项
科学史实验
结论
A
用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验
伞藻的帽形建成主要与
细胞核有关
B
绿叶暗处理后，一半遮光，另一半曝光，碘蒸气处理后观
察叶片颜色变化
淀粉是光合作用的产物
C
不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融
合实验
细胞膜具有流动性
D
将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗
的静脉，检测胰液分泌情况
胰液分泌是神经调节的
结果
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A、结合分析可知，用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验说明伞藻帽
的形状与细胞核有关，说明伞藻的帽形建成主要与细胞核有关，A 正确；B、萨克斯的实验
中设置了对照试验，遮光和不遮光的叶片形成对照试验，碘蒸气是要排除叶片中原来的淀
粉的影响，实验结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝，说明淀粉是光合作用的产物，B 正
确；C、不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验，荧光染料与细胞
膜组成成分蛋白质结合，随着该组成成分的移动而移动，细胞膜上荧光物质的移动表明了
细胞膜组成成分的移动，可推知膜上的蛋白质分子具有流动性，C 正确；D、将狗的小肠黏
膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测胰液分泌情况，因本实验中小肠
黏膜神经被彻底破坏，最终有胰液的分泌，故可说明胰液分泌不是神经调节的结果，D 错
误。故选D。
5．（2021·湖北·统考高考真题）某实验利用PCR 技术获取目的基因，实验结果显示除目的
基因条带（引物与模板完全配对）外，还有2 条非特异条带（引物和模板不完全配对）。
为了减少反应非特异条带的产生，以下措施中有效的是（ ）
A．增加模板DNA 的量
B．延长热变性的时间
C．延长延伸的时间
D．提高复性的温度
【答案】D
【详解】A、增加模板DNA 的量可以提高反应速度，但不能有效减少非特异性条带，A 错
误；BC、延长热变性的时间和延长延伸的时间会影响变性延伸过程，但对于延伸中的配对
影响不大，故不能有效减少反应非特异性条带，BC 错误；D、非特异性产物增加的原因可
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能是复性温度过低会造成引物与模板的结合位点增加，故可通过提高复性的温度来减少反
应非特异性条带的产生，D 正确。故选D。
三、专题专练 能力提升
1.下列各项实验与其使用的科学方法或技术配对错误的是（ ）
A. 探究酵母菌细胞的呼吸方式–对比实验
B. 追踪暗反应中碳的转移途径–同位素标记法
C. 分离细胞中的各种细胞器–差速离心法
D. 绿叶中色素的提取–纸层析法
【答案】D
【解析】
【分析】1、分离细胞器的方法是差速离心法，叶绿体色素的分离原理是根据色素在层析液
中的溶解度不同。
2、高中生物试验常用的科学方法有：对比实验法、同位素标记法、差速离心法、显微观察
法等。
【详解】A、探究酵母菌细胞的呼吸方式是在有氧和无氧的条件下进行的，属于对比实验，
A 正确；
B、追踪暗反应中碳的转移途径是标记
14C 进行探索的，属于同位素标记法，B 正确；
C、由于各种细胞器的密度不同，分离各种细胞器是用差速离心法，C 正确；
D、绿叶中色素的提取是用无水乙醇，分离方法是纸层析法，D 错误。
故选D。
2. 科学理论
建立和发展离不开科学实验的验证，下列关于教材中相关实验表述，错误的
是（ ）
选
项
建模或实验
相关内容
A
真核细胞三维
结构模型
制作细胞模型时，科学性是第一位的，其次才是美观与
否，模型要尽量准确地体现真核细胞的特征
B
用高倍显微镜
观察细胞质流
动
活细胞中细胞质不断流动，可用细胞质中叶绿体的运动作
为标志
C
探究植物细胞
的吸水和失水
实验
当外界为0.3g/ml 蔗糖溶液时，原生质层脱离细胞壁，细
胞体积基本不变
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D
性状分离比的
模拟实验
小桶分别代表雌、雄生殖器官，两桶中的彩球分别代表
雌、雄配子，两桶各取一个小球放在一起，模拟减数分裂
中的自由组合
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】D
【解析】
【分析】1、模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，
这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，
有的则通过抽象的形式来表达。真核细胞三维结构模型是以实物或图画形式直观地表达认
识对象的特征，这种模型是物理模型，科学性是第一位的，其次才是美观与否。
2、性状分离比的模拟实验用甲、乙两个小桶分别代表雌、雄生殖器官，甲、乙小桶内的彩
球分别代表雌、雄配子，用不同彩球的随机组合，模拟生物在生殖过程中，雌雄配子的随
机结合。
3、外界溶液浓度=细胞液浓度，植物细胞既不吸水也不失水；外界溶液浓度大于细胞液浓
度，植物细胞失水发生质壁分离；外界溶液浓度小于细胞液浓度，植物细胞吸水膨胀但不
破裂。
4、胞质环流是植物细胞的正常生理活动，它对于促进细胞代谢具有重要意义。例如，胞质
流动使叶绿体移动到光照充足的位置进行光合作用；不断分配各种营养物质，使其在细胞
内均匀分布，促使基质内的一系列代谢反应高效有序地进行。
【详解】A、真核细胞三维结构模型是物理模型，制作细胞模型时，科学性是第一位的，
其次才是美观与否，模型要尽量准确地体现真核细胞的特征，A 正确；
B、用高倍显微镜观察细胞质流动，叶绿体因含有叶绿素呈现绿色，可以作为标志物用于观
察活细胞中的细胞质流动，B 正确；
C、探究植物细胞的吸水和失水实验，当外界为0.3g/ml 蔗糖溶液时，因细胞壁的伸缩性小
于原生质层，原生质层脱离细胞壁，发生质壁分离，细胞总体积基本不变，C 正确；
D、进行性状分离比的模拟实验时，小桶分别代表雌、雄生殖器官，两桶中的彩球分别代
表雌、雄配子，两桶各取一个小球放在一起，模拟雌雄配子随机结合，D 错误。
故选D。
3. 下列关于“建立减数分裂中染色体变化的模型”活动的描述，错误的是（ ）
A. 用红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作染色体，两种颜色分别表示来自不同亲本
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B. 将两条颜色、长度相同的染色单体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，小块橡皮泥代
表着丝粒
C. 演示减数分裂过程中非同源染色体的自由组合，最少需要红色橡皮泥和黄色橡皮泥制作
的染色体各一条
D. 该活动能模拟同源染色体上非姐妹染色单体间的互换
【答案】C
【解析】
【分析】减数分裂过程：（1）减数分裂前的间期：染色体的复制；（2）减数第一次分裂：
①前期：联会，同源染色体上的非姐妹染色单体交叉互换；②中期：同源染色体成对的排
列在赤道板上；③后期：同源染色体分离，非同源染色体自由组合；④末期：细胞质分裂。
（3）减数第二次分裂：①前期：核膜、核仁逐渐解体消失，出现纺锤体和染色体；②中期：
染色体形态固定、数目清晰；③后期：着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为染色体，并均
匀地移向两极；④末期：核膜、核仁重建、纺锤体和染色体消失。
【详解】A、该实验中，红色和黄色橡皮泥制作的两种染色体表示同源染色体，分别表示
来自不同的亲本，A 正确；
B、两条颜色、长度相同的染色体中部用同种颜色的小块橡皮泥粘起来，代表一条染色体含
有两条染色单体，小块橡皮泥代表着丝粒，B 正确；
C、减数分裂过程中，为演示减数第一次分裂后期非同源染色体的自由组合，至少需要用橡
皮泥先制作2 条黄色和2 条红色的染色单体；再用同样的方法制作2 条黄色和2 条红色的
染色单体，但比上一次制作的长或短一些，C 错误；
D、可将代表同源染色体的非姐妹染色单体的橡皮泥互换一部分，来模拟互换现象，D 正确。
故选C。
4. 数据统计和分析是许多实验的重要环节，下列实验中获取数据的方法合理的是（ ）
编
号
实验内容
获取数据的方法
①
调查某自然保护区灰喜鹊的种
群密度
使用标志重捕法，尽量不影响标记动物正常活
动，个体标记后即释放
②
探究培养液中酵母菌种群数量
的变化
摇匀后抽取少量培养物，适当稀释，用台盼蓝
染色，血细胞计数板计数
③
调查高度近视（600 度以上）在
人群中的发病率
在数量足够大的人群中随机调查
④
探究唾液淀粉酶活性的最适温
设置0℃、37℃、100℃三个温度进行实验，记
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度
录实验数据
A. 实验①
B. 实验②
C. 实验③
D. 实验④
【答案】ABC
【解析】
【分析】1、估算培养液中酵母菌种群数量可以采用抽样检测的方法：先将盖玻片放在计数
室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去，
稍待片刻，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个
小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。2、调查人类遗传病时，
最好选取群体中发病率相对较高的单基因遗传病，如色盲、白化病等；若调查的是遗传病
的发病率，则应在群体中抽样调查，选取的样本要足够的多，且要随机取样；若调查的是
遗传病的遗传方式，则应以患者家庭为单位进行调查，然后画出系谱图，再判断遗传方式。
【详解】A、灰喜鹊属于活动范围广、活动能力强的动物，应使用标志重捕法调查灰喜鹊
的种群密度，且标记尽量不影响标记动物正常活动，个体标记后即释放，A 正确；
B、探究培养液中酵母菌种群数量的变化时，摇匀后抽取少量培养物，适当稀释，用台盼蓝
染液染色，血细胞计数板计数，被染成蓝色的酵母菌为死细胞，在观察计数时只计不被染
成蓝色的酵母菌，B 正确；
C、调查高度近视（600 度以上）在人群中的发病率，应在群体中抽样调查，选取的样本要
足够的多，且要随机取样，C 正确；
D、探究唾液淀粉酶活性的最适温度时，应围绕37.0℃在梯度为0.5℃的不同温度下进行实
验，若设置0℃、37℃、100℃三个温度进行实验，不能说明唾液淀粉酶的最适温度是
37.0℃，D 错误。
故选ABC。
5. 假说-演绎法是科学研究中常用的科学方法，下列属于“演绎”过程的是（ ）
A. 沃森和克里克提出了遗传物质自我复制假说
B. 孟德尔解释雌雄配子的结合是随机的
C. 孟德尔设计F1高茎豌豆与隐性纯合矮茎豌豆杂交推理出测交后代性状分离比为1：1
D. 摩尔根通过果蝇测交实验
结果验证了假说
【答案】C
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【解析】
【分析】孟德尔发现遗传定律用了假说-演绎法，其基本步骤：提出问题→作出假说→演绎
推理→实验验证→得出结论。
①提出问题（在纯合亲本杂交和F1自交两组豌豆遗传实验基础上提出问题）
②做出假设（生物的性状是由细胞中的遗传因子决定的；体细胞中的遗传因子成对存在；
配子中的遗传因子成单存在；受精时雌雄配子随机结合）
③演绎推理（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）
④实验验证（测交实验验证，结果确实产生了两种数量相等的类型）
⑤得出结论 （就是分离定律）
【详解】A、沃森和克里克提出了“遗传物质自我复制假说”属假说内容，A 错误；
B、孟德尔解释“雌雄配子的结合是随机的”属于假说内容，B 错误；
C、“F1产生配子时成对遗传因子分离，测交后代会出现两种性状，其比值接近1: 1”，即F1
高茎豌豆与隐性纯合矮茎豌豆杂交推理出测交后代性状分离比为1：1 属于演绎过程，C 正
确；
D、摩尔根通过测交实验验证了他的假说，属于实验验证，D 错误。
故选C。
6.某中学学生用红苋菜和某种层析液做“叶片中色素的提取和分离”实验，相关叙述正确
的是（ ）
A. 色素提取时要及时加入CaCO3，以保护类胡萝卜素
B. 为了排除层析液可能带来的颜色影响，可设置空白对照组
C. 纸层析法分离色素的原理是不同色素在无水乙醇（或丙酮）中溶解度不同
D. 滤纸条上层析法分离最终分离会得到两种色素，且分离时间不宜过长
【答案】B
【解析】
【分析】叶绿体色素的提取和分离实验：①提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有
机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素；②分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩
散速度不同，从而分离色素溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢；③各物质作
用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：
防止研磨中色素被破坏；④结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、
叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2 宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
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【详解】A、提取光合色素加入CaCO3的目的是保护叶绿素，A 错误；
B、可设置空白对照组排除层析液本身的颜色对实验结果的影响，B 正确；
C、纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，C 错误；
D、滤纸条上层析法分离最终分离会得到四类色素，叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄
素，D 错误。
故选B。
7.某生物兴趣小组探究小球藻的种群数量变化规律。小球藻在适宜条件下培养一定时间，
将培养液稀释100 倍，使用规格为16×25（16 中格，0.1mm）的血细胞计数板进行计数，
计数室四个角上中格的小球藻数量分别为22、26、24、28。下列叙述正确的是（ ）
A. 小球藻为单细胞原核生物，故可以用血细胞计数板计数
B. 吸取培养液后轻轻振荡吸管，使培养液中小球藻分布均匀
C. 盖好盖玻片，将培养液滴于盖玻片一侧，用吸水纸在另一侧吸引
D. 此时培养液中小球藻的种群密度约为4×108个／mL
【答案】D
【解析】
【分析】酵母菌个数计算：
（1）16×25 型的计数公式为：酵母细胞个数/1mL=100 个小方格细胞总数÷100×100（稀释
倍数）×10000；
（2）25×16 型的计数公式为：酵母细胞个数/1mL=80 个小方格细胞总数÷80×100（稀释倍
数）×10000。
【详解】A、小球藻是真核生物，A 错误；
B、吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，
减少误差，B 错误；
C、利用血球计数板计数时，应先将盖玻片放在血球计数板的计数室上，在盖玻片的边缘滴
加培养液，待培养液从边缘处自行渗入计数室，吸去多余培养液，再进行计数，C 错误；
D、在16 中格×25 小格中计算，此时培养液中酵母菌种群密度=（22+26+24+28）
÷4×16×104×100=4×108个/mL，D 正确。
故选D。
8.离心是生物学实验中常用的技术手段。下列有关叙述错误的是（ ）
A. 梅塞尔森和斯塔尔通过实验证明DNA 分子半保留复制中，采用了差速离心法
B. 在细胞工程的操作中，利用离心法可以诱导植物原生质体融合
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C. 用差速离心法对细胞匀浆进行离心，分离核糖体比分离叶绿体的转速低
D. 噬菌体侵染细菌实验中，离心可将DNA 和蛋白质分开，以便分别研究各自的作用
【答案】ACD
【解析】
【分析】1、分离各种细胞器常用差速离心法
2、植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合的方法有物理法（离心、振动、电刺激）和
化学法（聚乙二醇）；诱导动物细胞融合的方法包括物理法（离心、振动、电刺激）、化
学法（聚乙二醇）和生物法（灭活的病毒）。
3、验证DNA 分子复制方式为半保留复制的实验需要采用密度梯度离心法。
4、噬菌体侵染细菌实验中搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分开，离心
的目的是让上清液中析出质量较轻的噬菌体蛋白质外壳，而质量较重的大肠杆菌则分布在
沉淀物中。
【详解】A、证明DNA 分子半保留复制中，采用了密度梯度离心法，A 错误；
B、诱导植物原生质体融合的方法有离心、振动、电刺激等，B 正确；
C、分离各种细胞器常用差速离心法，即用不同的离心速度对细胞匀浆进行离心，分离核糖
体比分离叶绿体的转速高，C 错误；
D、噬菌体侵染细菌实验中，进行离心的目的是让上清液中析出质量较轻的噬菌体的蛋白
质外壳，而质量较重的大肠杆菌（内含噬菌体的DNA）则分布在沉淀物中，D 错误。
故选ACD。
9.进行生物实验时正确选择实验材料和方法是得出正确结论的前提。下列有关实验材料或
方法的选择，正确的是（ ）
A. 研究分泌蛋白的形成过程－－荧光标记法
B. 利用废旧物品制作的真核细胞模型—物理模型
C. 观察植物细胞中的叶绿体－洋葱鳞片叶外表皮
D. 观察细胞的质壁分离—发菜
【答案】B
【解析】
【分析】1、模型构建法：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的
概括性的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其它形
象化的手段，有的则抽象的形式来表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数
学模型等。以实物或图画形式直观的表达认识对象的特征，这种模型就是物理模型。沃森
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和克里克制作的著名的 DNA 双螺旋结构模型，就是物理模型。
2、同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律，借助同位素原子研究有机反
应历程。通过追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。探究分泌蛋白
的合成和分泌过程就可以用放射性同位素标记法。
3、植物细胞质壁分离和复原的条件有：①必须是活细胞；②细胞液与外界溶液必须有浓度
差；③植物细胞必须有大的液泡（成熟的植物细胞），且液泡最好有颜色便于观察。
【详解】A 、研究分泌蛋白的形成过程采用同位素标记法， A 错误；
B 、利用废旧物品制作的真核细胞模型为物理模型， B 正确；
C 、洋葱鳞片叶外表皮不含叶绿体，无法观察， C 错误；
D 、发菜属于原核生物，无大液泡，不符合， D 错误。
故选： B 。
10.调查法是生物学常用的方法之一，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 调查沿河岸分布的某植物种群密度时，宜采用五点取样法
B. 调查某濒临灭绝的大型肉食动物的种群数量时，宜采用标记重捕法
C. 调查某遗传病的遗传方式时，应选择尽可能多的患病家系作为样本
D. 调查分布范围小而个体大的生物群落的物种丰富度时，应采用目测估计法
【答案】C
【解析】
【分析】调查种群密度常用样方法和标记重捕法，其中样方法适用于调查植物和活动能力
弱、活动范围小的动物，而标记重捕法适用于调查活动能力强、活动范围大的动物。当种
群数量极少，调查其种群数量时，应该逐个计数。
【详解】A、沿河岸通常为长方形，因此调查沿河岸的某植物的种群密度适宜采用等距取
样法，A 错误；
B、濒临灭绝的动物数量极少而且是大型肉食动物，适合采用逐个计数的方法，不适合用标
记重捕法，B 错误；
C、调查某遗传病的遗传方式时，应在患者家系中调查，并且为保证结果的可靠性，应选择
尽可能多的患病家系作为样本，C 正确；
D、调查分布范围小而个体大的生物群落的物种丰富度时，应采用记名计算法，D 错误。
故选C。
【题型3 同位素标记法】
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一、熟核心 知体系
聚焦“同位素标记法”
(1)方法解释：也叫同位素示踪法，同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标
记的化合物，其化学性质不会改变，因此科学家常借助同位素原子以研究化学反应的历程
即通过追踪用同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
(2)典例分析
①光合作用的暗反应中碳的转移途径
CO2的固定：CO2＋C5―→2C3；
C3的还原：2C3―→(CH2O)＋C5。
②研究细胞有丝分裂的细胞周期：原理为在处于连续分裂的细胞的分裂期加入用3H 标记的
胸腺嘧啶，根据胸腺嘧啶被利用的情况，可以确定DNA 合成期的起始点和持续时间。还
可用32P 和35S 分别标记蚕豆根尖细胞并做放射性自显影，以了解分裂间期DNA 复制、蛋
白质合成的相关情况。
二、知真题 明考向
1．（2022·浙江·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（
）
A．需用同时含有
32P 和
35S 的噬菌体侵染大肠杆菌B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌
体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【详解】A、实验过程中需单独用
32P 标记噬菌体的DNA 和
35S 标记噬菌体的蛋白质，A 错误；
B、实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B 错误；C、大肠
杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C 正确；D、该实验
证明噬菌体的遗传物质是DNA，D 错误。故选C。
2．（2020·江苏·统考高考真题）同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史
中，下列科学研究未采用同位素标记法的是（ ）
A．卡尔文（M． Calvin）等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径
B．赫尔希（A． D． Hershey）等利用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA 是遗传物质
C．梅塞尔森（M． Meselson）等证明DNA 进行半保留复制
D．温特（F． W． Went）证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质
【答案】D
【分析】同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合
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物，化学性质不会改变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细
过程。
【详解】A、卡尔文用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转化途径，A 错误；
B、利用T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中用了同位素标记法，B 错误；
C、证明DNA 的半保留复制的实验中用了同位素标记法，C 错误；
D、温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法，D 正确。
故选D。
三、专题专练 能力提升
1. 实验甲：科学家给植物提供H2
18O 和CO2,检测发现在光照下植物释放的氧气都是
18O2。实
验乙：用
32P 标记的T2 噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经保温后，再搅拌、离心，结果发
现上清液中也有少量的放射性。下列对这两个实验的有关分析，错误的是（ ）
A．实验甲和乙都用到了放射性同位素标记法
B．实验甲不足以证明H2
18O 中的
18O 全部转移到氧气
C．实验乙出现的结果可能是因为部分噬菌体尚未侵染细菌
D．实验乙中子代噬菌体不全都含有
32P 标记
【答案】A
【分析】噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬
菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别
用
35S 或
32P 标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅
拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、
18O 不具有放射性，A 错误；
B、实验甲需要设置对照，给植物提供H2O 和C18O2,检测发现在光照下植物释放的氧气都是
O2，B 正确；
C、实验乙出现的结果可能是因为部分噬菌体尚未侵染细菌，完整的未侵染噬菌体进入上清
液，C 正确；
D、由于DNA 的半保留复制，实验乙中子代噬菌体不全都含有
32P 标记，少数有，D 正确。
故选A。
2. 同位素标记是生物学中示踪物质运行和变化规律的重要方法。碳元素有
13C 和
14C 两种同
位素，其中
13C 是稳定同位素，
14C 是放射性同位素。下列能用
13C 进行实验的是（ ）
A．探究分泌蛋白的合成和运输途径
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B．卡尔文等探究光合作用中碳的去路
C．梅塞尔森和斯塔尔证明DNA 半保留复制
D．赫尔希和蔡斯利用噬菌体侵染细菌证明DNA 是遗传物质
【答案】C
【分析】同位素标记法：用物理性质特殊的同位素来标记化学反应中原子的去向，就是同
位素标记法，同位素标记法可用于示踪物质的运行和变化规律，通过追踪同位素标记的化
合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。
【详解】ABD、探究分泌蛋白的合成和运输途径所用标记性元素是
3H、卡尔文等探究光合
作用中碳的去路标记的是
14C，赫尔希和蔡斯利用噬菌体侵染细菌证明DNA 是遗传物质标记
元素是
32P 和
35S，涉及的实验都需要观察放射性来得出相关结论，而
13C 是稳定同位素，不
具有放射性，因此不能使用，ABD 错误；
C、梅塞尔森和斯塔尔证明DNA 半保留复制是利用稳定性同位素的特点而得出结论，故可
以使用稳定同位素
13C，C 正确。
故选C。
3.同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。在生物科学史中，下列科学研究未采用同位
素标记法的是( )
A．卡尔文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的转化途径
B．赫尔希(A.D.Hershey)等利用T2 噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA 是遗传物质
C．梅塞尔森(M.Meselson)等证明DNA 进行半保留复制
D．温特(F.W.Went)证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质
答案 D
解析 卡尔文等用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中的转化途径，A 不符合题
意；赫尔希等在T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验中采用了同位素标记法，B 不符合题意；梅塞
尔森等证明DNA 的半保留复制的实验中采用了同位素标记法，C 不符合题意；温特证明胚
芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法，D 符合题意。
4. 以下与同位素相关的实验设计或治疗方案中，合理的有（ ）
A. 用
35S 标记
氨基酸作为原料探究分泌蛋白合成加工、运输和分泌过程
B. 利用
32P、
35S 分别标记人、小鼠细胞膜上的蛋白质证明细胞膜具有流动性
C. 用放射性同位素标记的DNA 探针可以检测目的基因是否成功导入受体细胞
D. 利用放射性同位素标记单克隆抗体，可以对肿瘤细胞进行精准的定向放疗
【答案】CD
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【解析】
【分析】放射性同位素标记法在生物学中具有广泛的应用：（1）用
35S 标记噬菌体的蛋白
质外壳，用
32P 标记噬菌体的DNA，分别侵染细菌，最终证明DNA 是遗传物质；（2）用
3H
标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程；（3）
15N 标记DNA 分子，证明了DNA 分子
的复制方式是半保留复制；（4）卡尔文用
14C 标记CO2，研究出碳原子在光合作用中的转
移途径，即CO2→C3→有机物；（5）鲁宾和卡门用
18O 标记水，证明光合作用所释放的氧气
全部来自于水。
【详解】A、用
3H 标记氨基酸，探明分泌蛋白的合成与分泌过程，A 错误；
B、用不同颜色的荧光标记法分别标记人、小鼠细胞膜上的蛋白质证明细胞膜具有流动性，
B 错误；
C、检测目的基因是否成功导入受体细胞可用DNA 分子杂交技术，其原理就是用放射性同
位素标记的DNA 探针与DNA 进行碱基互补配对，C 正确；
D、单克隆抗体具有特异性，用放射性同位素标记的单克隆抗体可对肿瘤细胞进行靶向放
疗，D 正确。
故选CD。
5.下列有关同位素示踪技术实验的叙述，正确的是（ ）
A. 用
131I“饲喂”小鼠，研究生长激素的合成与分布
B. 用
32P 的培养基直接培养T2噬菌体用于标记其DNA
C. 用
35S 标记的噬菌体侵染未标记的细菌，子代噬菌体中能检测到放射性
D. 用C18O2“饲喂”藻类，置于适宜光照等环境中，一段时间后，可检测到含
18O 的O2
【答案】D
【解析】
【分析】在“噬菌体侵染细菌的实验”中，
35S 标记噬菌体的蛋白质外壳，
32P 标记噬菌体
的DNA．如果对
35S 标记的噬菌体甲组不进行搅拌，那噬菌体的蛋白质外壳就不能从细菌
表面脱落，离心后蛋白质外壳随细菌到沉淀物中，导致甲组沉淀物中出现较强放射性；如
果对
32P 标记的噬菌体乙组保温时间过长，通过半复制保留产生的DNA 和蛋白质外壳组装
形成的子代噬菌体就会从细菌中释放出来，离心到上清液中，从而使上清液中也会出现较
强放射性。
【详解】A、生长激素是蛋白质，不含有I 元素，A 错误；
B、噬菌体属于病毒，T2噬菌体寄生于细菌中，不能用培养基直接培养，B 错误；
C、S 是蛋白质的特有元素，噬菌体的外壳成分为蛋白质，不进入细菌，合成子代噬菌体蛋
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白质的原理来自于细菌，没有放射性，C 错误；
D、C18O2进入植物后，被固定成C3，C3被还原过程中有H2
18O 生成，H2
18O 参与光反应水的
光解过程，生成
18O2，D 正确。
故选D。
6.DNA 琼脂糖凝胶电泳是一种分离、纯化或分析PCR 扩增后的待检DNA 片段的技术。下
列关于核酸片段的扩增及电泳鉴定的相关叙述，正确的是（ ）
A. mRNA 也是核酸，因此可直接用PCR 扩增仪扩增
B. PCR 反应缓冲液中一般要添加ATP，以激活耐高温的DNA 聚合酶
C. 带电量相同的情况下，相对分子质量比较大的DNA 片段距离加样孔越近
D. 琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中含指示剂，其可以在紫外灯下被检测出来
【答案】C
【解析】
【分析】DNA 分子具有可解离的基团，在一定的pH 下，这些基团可以带上正电荷或负电
荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是
电泳。PCR 的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定。在凝胶中DNA 分子的迁移速率与凝胶
的浓度、DNA 分子的大小和构象等有关，凝胶中的DNA 分子通过染色，可以在波长为300
nm 的紫外灯下被检测出来。
【详解】A、mRNA 是核酸，但不能直接用PCR 扩增仪扩增，需要先反转录为cDNA 再用
PCR 扩增仪扩增，A 错误；
B、PCR 反应缓冲液中一般要添加dNTP，耐高温的DNA 聚合酶不需要添加ATP 激活，需要
Mg2+激活，B 错误；
C、PCR 的产物一般通过琼脂糖凝胶电泳来鉴定，在凝胶中DNA 分子的迁移速率与凝胶的
浓度、DNA 分子的大小和构象等有关，带电量相同的情况下，相对分子质量比较大的DNA
片段移动距离较短，距离加样孔越近，C 正确；
D、琼脂糖凝胶电泳中的缓冲液中不含指示剂，不能在紫外灯下被检测出来，凝胶中的
DNA 分子通过染色，可以在波长为300 nm 的紫外灯下被检测出来，D 错误。
故选C。
7.同位素标记法是常用的生物学实验方法，下列相关叙述正确的是（ ）
A. 用小球藻做
14CO2示踪实验，不同时间点对放射性进行分析可研究暗反应的途径
B. 将实验用小白鼠放入含有
18O2
培养箱中饲养，其呼出的二氧化碳不含C18O2
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C. 用
15N 标记DNA 分子，通过测定放射性，证明了DNA 分子的复制方式是半保留复制
D. 用
35S 和
32P 分别标记 T2噬菌体中蛋白质的羧基、DNA 的碱基，探索遗传物质的本质
【答案】A
【解析】
【分析】有氧呼吸的全过程，可以分为三个阶段：第一个阶段，一个分子的葡萄糖分解成
两个分子的丙酮酸，在分解的过程中产生少量的氢(用[H]表示)，同时释放出少量的能量。
这个阶段是在细胞质基质中进行的；第二个阶段，丙酮酸经过一系列的反应，分解成二氧
化碳和氢，同时释放出少量的能量。这个阶段是在线粒体中进行的；第三个阶段，前两个
阶段产生的氢，经过一系列的反应，与氧结合而形成水，同时释放出大量的能量。
【详解】A、用小球藻做
14CO2示踪实验，不同时间点对放射性碳分析可得出暗反应的途径
14CO2→14C3→(14CH2O)，A 正确；
B、将实验用小白鼠放入含有
18O2的培养箱中饲养，可以产生H2
18O，H2
18O 参与有氧呼吸第
二阶段，可以产生C18O2，B 错误；
C、
15N 没有放射性，半保留复制实验是通过检测DNA 的条带（质量）不同得出来的，采用
的是密度梯度离心，C 错误；
D、用
35S 和
32P 分别标记 T2噬菌体中蛋白质的R 基、DNA 的磷酸基团，探索遗传物质的本
质，D 错误。
故选A。
8. 下列关于生物科学研究方法和相关实验的叙述，正确的是（ ）
A. 同位素标记法所使用的同位素，不但物理性质特殊且都具有放射性
B. 用高倍镜观察叶绿体，可用藓类的小叶或菠菜叶的下表皮（不带叶肉）作实验材料
C. 差速离心主要是采取逐渐提高离心速率来分离不同大小颗粒的方法
D. 真核细胞的三维结构模型和电镜下拍摄的细胞亚显微结构照片都是物理模型
【答案】C
【解析】
【分析】差速离心法：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆，
将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分
开。
【详解】A、同位素标记法所使用的同位素，物理性质特殊，部分具有放射性，如
3H、
32P、
35S 等，部分没有放射性，如
18O、
15N 等，A 错误：
B、用高倍镜观察叶绿体时，选用藓类的小叶或者取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮作为实验材
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料，B 错误：
C、差速离心主要是利用不同颗粒的密度不同，采取逐渐升高离心速率来分离不同大小颗粒
的方法，C 正确；
D、真核细胞的三维结构模型是物理模型，电镜下拍摄的细胞亚显微结构照片不是模型，D
错误。
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