2021高考生物冲刺：《生命科学史专题》附历年高考真题及解析

【考纲要求】

1. 列举高中生物中提到的生物学重大发现，并体会其中的科学思维和方法。 2．概述细胞学说的主要内容，了解其发现过程。

3．概述生物膜的流动镶嵌模型的主要内容，简述其提出过程。 4．简述酶的发现过程，说出酶的本质及特点。

5. 概述光合作用发现史，评述其中的研究方法（如同位素标记法）。 6. 评述遗传学发展过程中的重要发现（如孟德尔遗传定律），体会其中的科学研究思想。

7. 简述进化论的发展过程，说明现代生物进化理论的主要内容 8. 评述动物激素调节（促胰液素）的发现过程 9. 评述植物生长素的发现过程

【考点梳理】

考点一、细胞学说的建立过程

1.细胞学说的主要内容

细胞学说主要由施莱登和施旺建立，其主要内容为：

（1）细胞是一个有机体，一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞和细胞产物所构成。

（2）细胞是一个相对的单位，既有它自己的生命，又对与其它细胞共同组成的整体的生命起作用。

（3）新细胞可以从老细胞产生。

要点诠释：细胞学说揭示了细胞的统一性和生物体结构的统一性 2.细胞学说的建立过程 （1）显微镜下的重大发现—细胞

① 1665年，英国科学家罗伯特·虎克（Robert Hooke）利用显微镜第一次观察到软木薄片由许多规则的小室（cella）组成，并将其命名为“细胞”。

② 1674年，荷兰学者列文·虎克（Leeuwen Hoek）用自制的显微镜观察了原生动物、单细胞藻类、鱼的红细胞、精子等，这是人类第一次观察到活细胞

与此同时，意大利的马尔比基（Malpighi）等科学家用显微镜广泛地观察了动植物的微细结构，并注意到了细胞壁和细胞质的区别。以后在长达170多年的历史中，人们不断积累和丰富着细胞观察的资料，但是一直没有科学概括细胞与机体的关系，也未进一步考虑到生物体结构的一致性。 （2）细胞学说的初步建立

① 1838年，德国植物学家施莱登提出“所有的植物都是由细胞组成的，细胞是植物各种功能的基础”。

② 1839年，德国动物学家施旺指出“一切植物和动物都是细胞的集合体”。 至此包含3个要点的细胞学说便成形了。

（3）细胞学说的完善

1858年，德国医生和病理学家魏尔肖指出“所有的细胞都必定来自别的活细胞”即“细胞通过产生新细胞”，对施莱登和施旺建立的细胞学说进行了补充。

考点二、生物膜结构的探索历程——生物膜流动镶嵌模型的提出 1.流动镶嵌模型的基本内容

（1）磷脂双分子层构成膜的基本支架

（2）蛋白分子有的覆盖于磷脂双分子层的表面、有的嵌插或贯穿于磷脂双分子层。

（3）细胞膜具有一定的流动性:这是细胞完成许多重要功能的基础 注意：细胞膜两侧具有不对称性:如糖蛋白仅分布于细胞膜外侧 2.生物膜结构的探索历程

（1） 15年，英国细胞生理学家欧文顿（Overton）的实验

欧文顿曾用500多种化学物质对细胞的通透性进行上万次的实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不同：胆固醇、甘油等脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂类的物质透过细胞膜相对困难。

推测：细胞膜是由脂质组成的

（2） 1925年，两位荷兰科学家E.Gorter和F.Grendel的实验

E.Gorter和F.Grendel用丙酮等有机溶剂抽提人的红细胞膜中的磷脂成分，将磷脂在空气——水界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的面积相当于原红细胞膜表面积的2倍

结论：细胞膜中的磷脂分子排列为连续的两层 （3） 科学家发现细胞膜会被蛋白酶分解 推测：细胞膜成分中还有蛋白质

（4）罗伯特森提出生物膜模型：蛋白质－脂质－蛋白质三层结构模型 罗伯特森在电子显微镜下观察到了细胞膜清晰的暗－亮－暗三层结构，结合其他科学家的工作，他大胆地提出了所有生物膜都由蛋白质－脂质－蛋白质三层结构构成，且他把生物膜描述为静态的统一结构。

（5）随着新技术手段的应用，科学家们发现膜蛋白并不是全部平铺在脂质表面，有的镶嵌在脂质双分子层中。

（6） 1970年，人鼠细胞融合实验

证明：细胞膜具有一定的流动性

（7）1972年桑格和尼克森提出流动镶嵌模型，且为大多数人所接受。 考点三、酶的发现过程

法国生物学家巴斯德的发现： 巴斯德通过显微观察，提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在，没有酵母活细胞的参与糖类不可能变成酒精。 开始时人们一直认为酿酒时酒精发酵使糖类变成酒精是一个纯化学过程，与生命活动无关。 德国化学家李比希的观点： 李比希认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质，但他们只有在酵母细胞死亡裂解后被释放出来才发挥作用。

要点诠释（酶的本质）：

通过以上多位科学家的努力，人们得知了酶的本质：

酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，酶在细胞中或细胞外均可起催化作用。

考点四、光合作用发现史

时间、人实验 物 密闭玻璃罩+ 蜡烛/小鼠 ↓ 蜡烛熄灭 小鼠窒息死亡 结论 实验特点 没有发现光在植物更新空气中的植物可以更新空气 作用，而是将空气的更新归因于植物的生长 只有在阳光照射，且有1771年 英国 普利斯特利 1779年 荷兰 英格豪斯 密闭玻璃罩+ 绿色植物+蜡烛/小鼠 ↓ 蜡烛不易熄灭 小鼠不易窒息死亡 重复普利斯特利的实验 绿叶时，植物才可以更新空气 1845年 光合作用时： 德国 梅耶 对已在黑暗中进行了饥饿处18年 理的绿叶做了以下实验： 德国 产生淀粉 萨克斯 因变量：颜色 ①利用了同位素标记法 1941年 ②相互对照： 美国 鲁宾和卡门 1818能量转换和守恒定律 光能→化学能 理论推理 ①饥饿处理 绿叶进行光合作用 ②自身对照： 自变量：光照 光合作用释放的氧气来自变量：标记物质 CO2＋H2O→O2 H2O＋自水 CO2 →O2 因变量：O2的放射性 探明了CO2中的碳在光用14C标记的14CO2，供小球合作用过程中转化成有18美国 藻进行 卡尔文 光合作用，然后追踪检测其放射性 机中的碳的过程， 即卡尔文循环： 利用了同位素标记法 考点五、遗传学研究的重大发现 ——基因分离定律和基因自由组合定律 1.科学研究方法：假说演绎法

2.成功的原因：

①选择了适宜的实验材料：豌豆，其为自花闭花受粉作物，且有多对易于区分的性状。

②运用数学统计的方法对子代的表现型进行分析。

③遵循了由简到繁的研究规律，先研究一对相对性状，再研究多对相对性状。 3.基因分离定律和基因自由组合定律的研究 （1）基因分离定律：

①实验过程及结果：

②孟德尔的假说：

③设计实验验证假说：

④结论：

测交实验所获得的子代表现型及比例为:高茎：矮茎1:1，与预期比例相吻合。所以假说成立，即得到了基因分离定律。 （2）基因自由组合定律 ①实验过程及结果：

子代表现型： 高茎 矮茎 预测比例： 1 ： 1 实际结果： 30 34

②孟德尔的假说：

两对相对性状分别由两对等位基因控制

F1产生配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合，产生4种数量相等的配子

受精时，4种类型的雌雄配子结合的几率相等 据假说得到的相关结论

F2中4种表现型，9种基因型分别为：YYRR、YYRr、YrRR、YyRr、YYrr、Yyrr、yyRR、yyRr、yyrr

F2的基因型中纯合子占4／16（1／16YYRR+1／16YYrr+1／16yyRR+1／16yyrr），杂合子占：1 －4／16=12／16。

F2的表现型中双亲类型（9／16Y_R_+1／16yyrr）占10／16，重组类型占6／16（3／16Y_rr+3／16yyR_），双显性占9／16，单显性（绿圆、黄皱）各占3／16，双隐性占1／16。 ③设计实验验证假说： 实验方案及结果预测：

杂合体F1与隐性纯合体杂交

预测依F1产生4种数量相等的雌、雄配子 据 实际结果 黄圆 黄皱 绿圆 绿皱 31 27 26 26 F1产生配子时，等位基因之间的分离和非等位基因之间实验结重组互不干扰 论 非等位基因可自由组合。 ④结论：

通过测交实验，所获得的F2代各种性状及其比例为黄圆：黄皱：绿圆：绿皱1：1：1：1，与预期比例吻合，证实了F1产生了比例相同的四种配子，假说成立。于是便得到了基因的自由组合定律。

考点六、遗传学研究的重大发现 ——减数的研究：奠定了遗传的细胞学基础

德国动物学家魏斯曼预言在精子和卵细胞成熟的过程中存在减数过程，后来被其他科学家的显微镜观察所证实。减数过程如下图：

考点七、遗传学研究的重大发现——基因位于染色体上 1. 萨顿提出假说——基因在染色体上（类比推理法）

（1）假说内容：基因是有染色体携带者从亲代传递给下一代的。即基因在染色

体上。

（2）假说依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系。

（3）研究方法：类比推理法，将看不见的基因和看得见得染色体的行为进行类比，根据其行为的一致性，大胆提出基因位于染色体上的假说。 2. 摩尔根果蝇杂交实验——基因位于染色体上的证据 （1）研究方法：假说演绎法

（2）选材：果蝇，较常见，且易饲养、繁殖快和后代多。 （3）研究历程： ①实验过程及结果：

②对实验结果的理论解释 （假说）：

性染色体与常染色体：性染色体是指雌雄异体的生物决定性别的染色体；常染色体是指与性别决定无直接关系的染色体。果蝇体细胞的染色体组成如下：

果蝇 雌果蝇 雄果蝇 染色体总数 4对 均为3对 4对 1对（异型） 6+XY（异型） 常染色体数 性染色体数 染色体组成 1对（同型） 6+XX（同型） 设控制果蝇眼色(红、白眼)的基因只在X染色体上，且Y染色体上无其等位基因，可解释上述遗传现象，遗传图解如下：

③设计测交等实验验证假说：控制果蝇红眼与白眼的基因位于X染色体上。 ④结论：基因在染色体上

考点八、遗传学研究的重大发现——DNA是主要的遗传物质 1. DNA是遗传物质的实验证据 （1）肺炎双球菌转化实验

实验者 培养细用小鼠（体内） 菌 实验原R型细菌与S型细菌的毒S型细菌各成分作用的相互对照 则 性对照 实验结加热杀死的S型细菌能使 S型细菌的DNA使R型细菌转化成果 R型细菌转化成S型细菌 S型细菌 S型细菌的DNA是遗传物质 论 两实验联系： （1）所用材料相同，都是肺炎双球菌的R型和S型。 （2）体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外子” 用培养基（体外） 体内转化实验 格里菲思 体外转化实验 艾弗里及其同事 实验结S型细菌体内有“转化因转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。 （3）两实验都遵循对照原则、单一变量原则。 （2）赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验

①实验材料：噬菌体和细菌（大肠杆菌） ②实验目的：证明DNA是遗传物质 ④实验过程：

做2组对照实验，一组用３２P标记DNA，一组用３５S标记蛋白质，如下图：

标记噬菌体：首先用含３２P或３５S的培养基（注意对培养基进行高压蒸汽灭菌）培养大肠杆菌（标记的大肠杆菌），然后将噬菌体与大肠杆菌混合培养。

噬菌体侵染大肠杆菌：被标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养，侵染大肠杆菌（未被标记的大肠杆菌）

搅拌：使吸附在大肠杆菌上的噬菌体和大肠杆菌分开。

离心：使上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下较重的被感染的大肠杆菌。

观察：观察沉淀物和上清液中的放射性高低。 ⑤实验结果：

被３５S标记蛋白质的一组，上清液中放射性较高，不可在子代噬菌体中检测到

３５

S；

被３２P标记DNA的一组，沉淀物中放射性较高，且可在子代噬菌体中检测到３

２

P；

⑥实验结论：

噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA注入了大肠杆菌，DNA在子代繁殖时起重要

作用，即DNA是遗传物质。 2. RNA是遗传物质的实验证据 （1）烟草花叶病毒感染烟草叶实验

①实验思路：将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开，分别去感染烟草叶片 ②实验结果：被RNA感染的烟草出现病变，而被蛋白质感染的烟草表现正常 ③实验结论：RNA是遗传物质 （2）病毒重建实验

TMV（烟草花叶病毒）和HRV（车前草病毒）均能感染烟草，使烟草叶片出现

病斑，但病斑形状不同。

①实验思路：将TMV和HRV的RNA和蛋白质分开，进行病毒重组，然后用重组病毒感染烟草叶片，观察病斑的形状，推测其由蛋白质还是RNA决定（如下图）：

②实验结果：病斑的形状和重组病毒的RNA一致，从被感染的烟叶中分离出所繁殖的病毒，发现其类型取决于提供RNA的株系。

③实验结论：RNA是遗传物质，能控制自身蛋白质的合成。 3. DNA是主要的遗传物质的含义：

除RNA病毒外，其余生物的遗传物质均为DNA，即绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

考点九、遗传学研究的重大发现——DNA双螺旋结构的发现、DNA复制方式的探究及中心法则的提出 1.DNA双螺旋结构的发现 （1）发现者：沃森和克里克 （2）研究方法：构建物理模型 （3）双螺旋结构的主要特点：

由两条反向平行的脱氧核苷酸链构成，它们形成立体的规则双螺旋结构 ①磷酸和脱氧核糖交替排列于外侧，构成DNA的基本骨架 ②内侧碱基通过氢键互补配对形成碱基对

2.DNA复制方式（半保留复制）的探究：Meselson和Stahl的密度梯度离心实验

（1）实验材料：只含有一个DNA分子的大肠杆菌，方便对DNA的复制方式进行研究。

（2）实验过程及结果如下图：

（3）结论： DNA分子为半保留复制的假设成立。 3.1957年克里克提出中心法则

中心法则体现了生物体中遗传信息传递的一般规律，共包括5个过程，如下图：

以上过程中的RNA复制、逆转录，只有在RNA病毒中可进行。 考点十、进化论的发展 1.拉马克进化学说的主要内容

（1）地球上的生物不是神造的，而是由更古老的生物进化而来的。 （2）生物是由低等到高等逐渐进化的。

（3）生物各种适应性特征的形成是由于用进废退和获得性遗传。 要点诠释：

拉马克以用进废退和获得性遗传的观点解释可遗传变异的形成，目前已被

推翻。

2.达尔文的进化论的主要内容 （1）过度繁殖

（2）遗传变异——生物进化的内因

变异为生物进化提供了选择的材料；遗传使微小有利变异逐代积累加强 （3）生存斗争——生物进化的动力

同种生物之间、不同种生物之间、生物与环境之间均存在着生存斗争。 （4）适者生存——自然选择的结果 定向的自然选择决定生物进化的方向。

3.现代生物进化理论的主要内容

（1）种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质是种群基因频率的改变。 （2）突变和基因重组产生进化的原材料 （3）自然选择决定生物进化的方向

我们也可以讲进化的实质是自然选择使种群基因频率定向改变 （4）隔离导致了新物种的形成

①物种的概念：能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物，即在自然状态下相互之间可进行基因交流的一群生物，称为一个物种。

②新物种一般都是经过长期的地理隔离，形成生殖隔离而产生的。 地理隔离阻碍生物之间的基因交流；生殖隔离断绝基因交流，标志着新物

种的形成。

（5）共同进化：不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展。

考点十一、动物激素调节的发现（促胰液素的发现）

1.在20世纪之前，学术界普遍认为，人和动物体的一切生理活动都是由神经

系统调节的。

对“胰液的分泌是如何调节的”这一问题，19世纪的学术界普遍认为，胃酸刺激小肠的神经，神经将兴奋传给胰腺，使胰腺分泌胰液。

2.沃泰默的实验

（1）实验过程及结果，如下图：

（2）沃泰默的解释：小肠上微小的神经难以剔除干净，胰液的分泌是一个十分顽固的神经反射。

3.斯他林和贝利斯的实验 （1）斯他林和贝利斯的假设

沃泰默所观察到的实验现象不是神经调节的结果，而是化学调节的结果：在盐酸的作用下，小肠黏膜产生了一种化学物质，这种物质进入血液后，随着血流到达胰腺，引起胰液的分泌。

（2）实验过程及结果，如下图：

（3）实验结论：

动物生命活动的调节不只有神经调节，还包括激素调节。斯他林和贝利斯将小肠黏膜产生的物质叫做

促胰液素。

考点十二、植物生长素的发现过程 发现实验过程 者 单侧光照射金丝雀 虉草胚芽鞘 单侧光照射使切去胚芽鞘尖端； 1880单侧光照射； 当这种刺激传年英将胚芽鞘尖端用一国 达尔文 个 锡箔小帽罩起来； 单侧光照射； 用锡箔遮住胚芽鞘 尖端下部； 单侧光照射； 弯向光源生长 直立 生长 不生长， 不弯曲 弯向 光源 生长 实验结果 实验结论 植物具有 向光性 向光性可能胚芽鞘尖端产与尖端有关 生某种刺激， 递到下部的伸感受光刺激长区时，使其的部位在尖背光面比向光端 面生长快，因（注意：弯而弯向光源生曲生长的 位在尖端下方） 在胚芽鞘尖端的切面 1910上放一个琼脂年丹片； 麦 再将切下的尖端詹森 放上； 进行单侧光照； 1914年 匈牙利 拜尔 切去胚芽鞘尖端； 将尖端放到切面的 一侧； 向光弯曲生长 胚芽鞘尖端产生的刺激，可透过琼脂片传递到下部 向放尖端的对侧弯曲生长 胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的刺激，在其下部分布不均匀造成的； 在黑暗中生长一段该刺激可能是一种化学物质 时间； 将与胚芽鞘尖端接触过的 向放琼脂 块的对侧 弯曲生长 造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质，它的分布不均匀造成了植物的弯曲生1928琼脂块放到切面的年 一侧 荷兰 将未接触过胚芽鞘温特 尖端的 琼脂块放到切面一侧 不生长， 不弯曲 长； 温特将此物质命名为生长素。 科学家从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙1931年 酸（IAA） （生长素的化学本质一般指吲哚乙酸，即IAA，还有苯乙酸，吲哚丁酸等） 【典型例题】

类型一、生物膜流动镶嵌模型的提出

例1．19世纪中期，科学家就猜测细胞膜有允许水分和无机盐进入的通道，1988年，阿格雷成功地分离了存在于血红细胞膜和肾脏微管上的一种膜蛋白，后来他认识到这个蛋白有水通道的功能。彼德·阿格雷由于发现了细胞膜上的水通道而获得2003年诺贝尔化学奖。离子通道是细胞膜的另一种通道，它揭示了当离子顺浓度梯度穿过细胞膜时，细胞通过电位变化发出信号，控制离子通道的瞬时开放。离子通道是由蛋白质复合物构成，一种离子通道只允许一种离子通过。回答以下问题。下列说法错误的是（ ）

A．离子通道运输离子属于被动运输 B．离子通道的特异性由DNA决定

C．水通道和离子通道的结构和功能不同，表明细胞对水分子和离子的吸收具有选择性

D．细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递、血型决定有着密切关系的化学物质是糖蛋白

【答案】D

【解析】由所给的资料“离子通道，它揭示了当离子顺浓度梯度穿过细胞膜时，细胞通过电位变化发出信号，控制离子通道的瞬时开放”可知，离子通道运输离子应属于被动运输。由所给的资料“离子通道是由蛋白质复合物构成”可知，离子通道的特异性由DNA决定。水通道和离子通道的结构和功能不同，表明细胞对水分子和离子的吸收具有选择性。细胞膜上与细胞的识别、免疫反应、信息传递、血型决定有着密切关系的化学物质应是糖蛋白。

【点评】本题需从题目中获取有用的信息来进行解答，难度适中，既考查基础知识，又考查能力。

举一反三：

【变式1】请回答下列与研究细胞膜结构有关的问题：

（1）15年，Overton研究各种未受精卵细胞的透性时，发现胆固醇、甘油等脂溶性物质容易透过细胞膜，不溶于脂的物质透过细胞膜相对困难；另外有人发现细胞膜会被蛋白酶水解，这些事实表明组成细胞膜的主要成分中有________________________。

（2）科学家在进行细胞膜化学成分的分析时，需制备较纯净的细胞膜。从真核细胞分离出纯的细胞膜较为困难，因为会有细胞内其它的膜混杂。哺乳动物细胞内其它的膜结构有

____________________。而人或哺乳动物的成熟红细胞，没有内膜系统，将其用 处理后，造成红细胞破裂，再将溶出细胞外的物质冲洗掉，剩下的结构就是较纯

净的细胞膜。

（3）1925年，荷兰科学家高特和戈来格用丙酮酸将红细胞膜的骨架物质抽提后，将它在空气——水界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的面积相当于原红细胞膜表面积的2倍。这个现象说明

。

（4）1970年，科学家进行人鼠细胞的融合实验，过程如下图所示：

分别用绿色和红色荧光染料标记人膜蛋白抗体和鼠膜蛋白抗体的目的是 _______________________________，可以利用________________的方法获得这些抗体。这个实验说明

。

【答案】（1）脂质（磷脂）和蛋白质； （2）核膜、内质网膜高尔基体膜、线粒体膜、溶酶体膜等；蒸馏水 （3）磷脂分子在细胞膜中排列为连续的两层 （4）示踪人膜蛋白和鼠膜蛋白的运动；制备单克隆抗体；细胞膜具有一定的流动性

类型二、光合作用发现史

例2．在光合作用的发现过程中，几位科学家做了几个著名的实验，这些实验都有逻辑上的严密性和意义，下列叙述不正确的是（ ）

A．普里斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小鼠不会死亡-----证明了绿色植物在光照下吸收CO2，放出O2，从而更新了空气 B．萨克斯把绿色叶片一半遮光，一半曝光，遮光部分是作为对照处理-----证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉

C．恩吉尔曼将水绵和好氧细菌放在一起，然后以极细光束照射水绵，还有一组做曝光处理，作为对照-----证明氧气由叶绿体释放出来，叶绿体是植物进行光合作用的场所

D．鲁宾和卡门用同位素标记H2O和CO2，供绿色植物利用，分析各自放出的氧-----证明光合作用释放的氧全部来自H2O

【答案】A

【解析】绿色植物在光下能吸收CO2放出O2，这是个非常简单的生物学事实，本题若先入为主的以“经验知识”作答，会产生无答案的错觉，事实上，本题正确答案为A项。因为普里斯特利当时的年代还不知道光合作用能吸收氧气，产生二氧化碳这一事实，他的实验只能证明绿色植物在光照下能够更新空气，至于更新了何种成分，当时并不清楚。

【点评】本题考查生物学史的知识。 举一反三：

【变式1】1939年，美国的科学家鲁宾和卡门用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，然后进行下列两组实验：

分别将两组植物放在适宜强度光下，分析两组实验植物最先释放的氧气。请回答问题

实验目的：_________________________________________

实验结果：_________________________________________

实验结论：_________________________ 如果延长实验时间，会发

现 。

如果第一组CO2中的O不作标记可以达到实验目的吗？

。

【答案】探究光合作用产生的O2来自于H2O还是CO2； 第一组氧气无放射性，第二组氧气有放射性； 光合作用产生的氧气来自于水； 第1组放出的O2中也能检测到18O；

不能，实验目的为探究光合作用产生的O2来自于H2O还是CO2，若第一组中的O不作标记，不能说明O2不来自于CO2。

类型三、遗传学研究的重大发现

【高考重点：生命科学史专题 411567 典型例题4】

例3． 1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题。

（1） 噬菌体作实验材料具有的特点是________________。 （2）获得分别被32P或35S标记的噬菌体的方法是： 第一步： 第二步：__________________________________________ 第三步：__________________________________________ （3）用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中_________________________变化。

（4）侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如下图所示的实验结果。

搅拌的目的是______________________，所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性 。

实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明____________________________________。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证

明_______________________________________，否则细胞外________放射性会增高。

（5）本实验证明病毒在传递和复制遗传特性中________起着重要作用。 【答案】（1）结构简单，只含有蛋白质和DNA； （2）制备含32P或35S的细菌培养基，高压蒸汽灭菌； 将大肠杆菌接种到培养基中，置于适宜环境培养； 用噬菌体侵染上述培养基中培养的大肠杆菌； （3）DNA和蛋白质的位置

（4）将噬菌体和细菌分离；较低；DNA进入了细菌，蛋白质没有进入细菌；细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来；32P （5）DNA

【解析】赫尔希和蔡斯选择噬菌体是因为其结构简单，仅由DNA和蛋白质构成，便于对遗传物质进行研究；标记噬菌体时需先用含标记元素的培养基培养大肠杆菌，然后再用被标记的大肠杆菌培养噬菌体；通过追踪侵染过程中DNA和蛋白质的位置变化可确定谁是遗传物质；侵染一段时间后，需要进行搅拌，搅拌的目的是为了使噬菌体和大肠杆菌分离，而若搅拌时间较短，由于部分噬菌体未与大肠杆菌分离会留在沉淀中，会导致上清液中放射性降低，而搅拌时间足够长后，上清液中35S较多，证明蛋白质未进入细菌，并非噬菌体的遗传物质；被侵染细菌的存活率一直在100%，说明细菌还未裂解死亡，没有子代噬菌体释放出来，否则细胞外的32P放射性会增高。

【点评】本题考查赫尔希和蔡斯利用噬菌体“证明DNA是遗传物质”实验的实验过程及注意事项。

举一反三：

【变式1】下列有关实验方法的叙述中不正确的是（ ） A．孟德尔的遗传定律的得出运用了假说—演绎推理法 B．摩尔根的假说“基因在染色体上”运用了类比推理法 C．约翰逊把“遗传因子”改为“基因”，提出“等位基因”概念 D．摩尔根为“基因在染色体上”提供事实证据 【答案】B

【高考重点：生命科学史专题 411567 典型例题5】

【变式2】人类对遗传物质作用机理的探索经历了漫长的过程，请根据下列科学史实回答问题：

（1）噬菌体SP8 DNA分子的两条链碱基组成很不平衡，其中一条链富含嘌呤，另一条链富含嘧啶。1962年前后，Marmur和Doty用SP8侵染枯草杆菌后，从枯草杆菌中分离出RNA，与打开的SP8 DNA两条链进行分子杂交，发现噬菌体SP8侵染细菌后形成的RNA只与富含嘌呤的DNA链互补配对形成的杂合分子，这一结果说明______________________________________。

（2）科学家发现细胞中有三类RNA，一类是核糖体的组成成分，一类能与特定的氨基酸结合，还有一类合成后几小时就会降解，其中哪一类是将DNA的遗传信息传递给蛋白质的“信使”呢？

1958年，Crick提出如下观点：核糖体RNA是“信使”——不同核糖体RNA编码不同的蛋白质，简称“一个核糖体一种蛋白质”。1961年，Jacob和Brenner对这个假说进行了检验，实验过程如图所示。

①该实验中，若核糖体上出现放射性，说明该核糖体正在 。 ②已知噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质。因此如果核糖体RNA是信使，那么实验结果将会

是 ； 如果核糖体RNA不是信使，那么实验结果将会

是 。 最终Brenner的实验结果证明核糖体RNA不是“信使”。

③RNA的合成过程叫作 ，在此过程中，DNA （全部/部分）解螺旋，由 酶催化 连接成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 。

【答案】（1）RNA是以DNA的一条链为模板合成的（富含嘌呤的DNA链是合成RNA的模板）

（2）①合成蛋白质 ； ②轻核糖体有放射性，重核糖体无；重核糖体有放射性 ③转录；部分；RNA聚合；4种核糖核苷酸；不确定 类型四、进化论的发展

例4．下列各项中，符合以自然选择学说为核心的现代生物进化理论观点的是 ( )

A.不可遗传的变异为生物进化提供了原材料 B.生物进化的实质是种群基因型频率的改变

C.新物种形成的必要条件是地理隔离 D.自然选择决定生物进化的方向 【答案】D

【解析】可遗传变异，即突变和基因重组为生物进化提供了原材料；生物进化的实质是种群基因频率的改变；新物种形成的必要条件是生殖隔离。 【点评】本题考查现代生物进化理论的主要内容。 举一反三： 【变式1】

回答下列有关生物进化的问题。

（1）图1表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化中的基本环节。X、Y分别是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿。

（2）该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为＿＿＿＿，这是生物进化的＿＿＿＿。

（3）小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的＿＿＿＿＿。

（4）小岛上蜥蜴原种的脚趾逐渐出现两种性状，W代表蜥蜴脚趾的分趾基因；w代表联趾（趾间有蹼）基因。下图表示这两种性状比例变化的过程。

①由于蜥蜴过度繁殖，导致＿＿＿＿＿加剧。

②小岛上食物短缺，联趾蜥蜴个体比例反而逐渐上升，其原因可能是＿＿＿＿＿＿。

③图中所示的过程说明，自然环境的变化引起不同性状蜥蜴的比例发生变化，其本质是因为蜥蜴群体内的＿＿＿＿发生了改变。

（5）从生物的多样性角度分析，图中所示群体中不同个体的存在反映了＿＿＿＿多样性；若从分子水平检测这种多样性，可采用的简便技术是＿＿＿＿＿。

【答案】（1）突变（变异）；自然选择 （2）种群；基本单位 （3）基因库； （4）①生存斗争（种内斗争）； ②联趾型个体趾间有蹼，适合于游泳，可以从水中获取食物。因此，在岛上食物短缺时，联趾个体的生存和繁殖机会较多。（合理即给分） ③基因频率； （5）遗传；PCR（聚合酶链式反应）

类型五、动物激素调节的发现

【高考重点：生命科学史专题 411567 典型例题6】

例5． 1902年，斯他林和贝利斯从小肠黏膜提取液中发现了促使胰液分泌的物质——促胰液素。他们的实验设计如下：

（1）假设一的实验结果是：胰液的分泌______（是，不是，不只是）由神经调节引起的，还可能与 ___________________有关。

（2）假设二的对照实验的处理方法是

_______________________________________________，假设成立的实验现象是____________________。实验组中，盐酸的作用___________________________________________。

（3）上述实验证明胰液的分泌过程是由___________调节完成的。 （4）当人们知道胰腺内的胰岛细胞能分泌胰岛素后，试图从磨碎的胰腺组织中直接提取胰岛素，但均未成功，其原因可能是胰岛素被___________________分解了。

【答案】（1）不只是；盐酸或某些化学物质； （2）直接将与A组提取液等量的稀盐酸注入乙狗的静脉；乙狗不分泌胰液；刺激小肠黏膜产生某种促进胰液分泌的化学物质； （3）神经-体液 （4）胰腺分泌的蛋白酶；

【解析】假设一中电刺激神经后有少量胰液分泌，切断神经后或直接将适量

稀盐酸从小肠上端注入狗小肠腔内，均大量分泌胰液，可看出，胰液的分泌由神经调节引起，也可能与盐酸或某些化学物质有关，其分泌过程受神经-体液的调节；假设二中的对照处理应为直接向乙狗静脉中注入等量稀盐酸，以证明并非盐酸直接刺激胰腺分泌胰液，而是刺激小肠黏膜产生某种物质，促进胰腺分泌胰液；胰岛素为蛋白质，胰岛素由胰腺内的胰岛细胞分泌，无法通过研磨的办法从中提取到胰岛素，很可能是胰腺分泌的蛋白本酶将胰岛素分解了。

【点评】本题主要考查激素调节的发现过程，需仔细读取表格中的信息。 举一反三：

【变式1】为了研究高等动物内分泌腺的功能，有人做了下述实验：将体重恰好相等的三只雄性小狗分别编号为A、B、C。A狗不作任何处理，发育正常。而对B、C两只狗分别进行了不同的处理，四个月后，A狗发育成熟了。对三只狗进行血液分析，得到实验数据如下：

雄性激素 实验狗 （微克/100克血） A B C 4 3.5 3.8 甲状腺素 （微克/100克血） 3 0.1 2.8 生长激素 （微克/100克血） 6 5.8 0.1 从表中的数据可推知，下列不正确的是（ ） A．A狗用作对照实验 B．B狗被切除了甲状腺

C．C狗被切除了垂体 D．经较长时间后，C狗血液中的雄性激素与甲状腺激素都会增加

【答案】D

【解析】实验的目的是探究内分泌腺的功能，A狗未做任何处理，无人为因素，所以为对照实验；B组与A组对照，发现只有甲状腺激素显著减少，所以B狗被切除了甲状腺，而C狗生长激素显著减少，说明垂体被切除了；因为垂体可以调节睾丸分泌雄性激素、甲状腺分泌甲状腺激素，还可以分泌生长激素，所以如果垂体被切除，经过较长的时间后，C狗血液中的雄性激素与甲状腺激素不会增加。

类型六、植物生长素的发现

例6．下图是关于生长素发现的相关实验过程，下列说法错误的是（ ）

A．实验③探究的是植物的感光部位在胚芽鞘尖端还是尖端下面一段 B．实验④中的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过 C．实验⑤的结论是胚芽鞘尖端产生的刺激（物质）可以透过琼脂块 D．实验①②③都能验证单侧光照射引起尖端产生的刺激（物质）发生横向运输

【答案】D

【解析】植物会向光生长，要对其感光部位进行研究，可通过实验③来进行， 即分别将尖端和尖端下方罩住，然后给予单侧光照，看哪种情况会发生弯曲生长；实验④两组实验中唯一的不同是放在胚芽鞘处的琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过，以证明胚芽鞘尖端产生的某种物质留在了琼脂块上，其分布不均导致植物弯曲生长；实验⑤中将尖端切去后，放上琼脂块，再将切去的尖端置于其上，植物

弯曲生长，说明胚芽鞘尖端产生的刺激（物质）可以透过琼脂块。实验①②③合起来可说明单侧光照射引起尖端产生的刺激（物质）发生横向运输，但仅凭单个实验不能说明此问题。

【点评】本题考查生长素发现过程中的相关实验，需掌握相关实验过程及结论。

举一反三：

【变式1】下面是生长素发现过程中的部分实验示意图，根据图中信息判断，

下列说法不正确的是（ ）

A．实验一证明感受单侧光刺激的是胚芽鞘尖端

B．实验二证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以通过琼脂片传递给下部 C．实验三证明胚芽鞘的弯曲生长，是尖端产生的刺激在其下部分布不均

匀造成的

D．实验四证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种化学物质 【答案】D

【巩固练习】

一、选择题（每题仅有一个选项符合题意）

1．下列关于生长素的说法，正确的是（ ）

A.单侧光照射下，生长素由胚芽鞘向光侧向背光侧极性运输 B.植物茎的背重力生长和向光生长均没有体现生长素作用的两重性 C.探究生长素促进扦插枝条生根的实验中，一般将插条的顶端浸泡在生长素溶液中

D.在失重状态下，水平放置的植物体内的生长素不会发生横向运输和极性运输

2. 科学研究过程一般包括发现问题、提出假设、实验验证、数据分析、得出结论等。在孟德尔探究遗传规律的过程中，导致孟德尔发现问题的现象是（ ）

A．等位基因随同源染色体分开而分离

B．具一对相对性状亲本杂交，F2表现型之比为3：1 C．F1与隐性亲本测交，后代表现型之比为1：1 D．雌雄配子结合的机会均等

3. 研究人员调查了某地区同种生物的两个种群的基因频率。甲种群：AA个体为24%，aa个体为4%。乙种群：Aa个体为48%，aa个体为16%。下列有关叙述正确的是 ( )

A.甲、乙两种群生物无突变，环境基本相同 B.乙种群生物基因突变率很高

C.乙种群生物所处的环境变化剧烈 D.甲种群生物所处的环境变化剧烈

4. 下面是几个放射性同位素示踪实验，对其结果的叙述不正确的是：（ ） A.给水稻提供14CO2，14C在水稻光合作用中的转移途径大致是：14CO2→14C3→

14

C6H12O6

B.用被32P标记的T2噬菌体去感染未被标记的细菌，经过短时间的保温后，

用搅拌器搅拌、离心，可检测到在试管的沉淀物中放射性很高

C.给水稻叶片提供C 18O2，水稻根细胞不可能产生含18O的乳酸

D.小白鼠吸入1802较长时间后呼出的二氧化碳不含C18O2，但尿中的水含H218O

5. 1970年以前，未发现植物对除草剂有抗性，但到目前为止则已发现有百余种植物至少对一种除草剂产生了抗性。下表是苋菜叶绿体基因pbsA抗“莠去净”（一种除草剂）品系和敏感品系的部分DNA碱基序列和氨基酸序列。下列有关苋菜抗“莠去净”的说法正确的是（ ）

AAG苯丙氨TTA天冬酰抗性品系 CGT丙氨酸 GGT脯氨酸 酸 胺 AAG苯丙氨TTA天冬酰敏感品系 CGA丙氨酸 AGT丝氨酸 酸 氨基酸位227 228 229 胺 230 置 A．由于基因突变，导致第228号位的脯氨酸被丝氨酸取代 B．其抗性遗传遵循基因的分离定律

C．其抗性产生的根本原因是DNA模板链上决定第228号位氨基酸的有关碱基中A被G代替

D．是由于密码子由AGT变为GGT

6.用纯系的黄果蝇和灰果蝇杂交得到下表结果，请指出下列选项中正确的是( )

亲本 灰雌性×黄全是灰色 雄性 黄雌性×灰雄性 所有雄性为黄色，所有雌性为灰色 子代 A.灰色基因是伴X的隐性基因 B．黄色基因是伴X的显性基因 C.灰色基因是伴X的显性基因 D．黄色基因是常染色体隐性基因

7．如下图，用燕麦胚芽鞘做实验，可使其发生向右弯曲生长现象的是（ ）

8. 下列关于酶的叙述中，不正确的有多少项（ ）

①是具有分泌功能的细胞分泌的 ②有的从食物中获得，有的在体内转化而来 ③凡是活细胞都能产生酶 ④酶都是蛋白质 ⑤酶有的是蛋白质，有的是RNA ⑥酶在代谢中有许多功能 ⑦在新陈代谢和生殖发育中起作用 ⑧酶都是生物催化剂

A．3项 B．4项 C．5项 D．6项

9.下图表示生物新物种形成的基本环节，下列叙述正确的是（ ） A．自然选择过程中，直接受选择的是基因型，进而导致基因频率的改变 B．同一物种不同种群基因频率的改变能导致种群基因库的差别越来越大，但生物没有进化

C．地理隔离能使种群基因库产生差别，必然导致生殖隔离 D．种群基因频率的改变是产生生殖隔离的前提条件

10. 科学家发现过度肥胖的动物往往血糖浓度过高，给老鼠注入胰岛素后，发现血糖浓度并未下降。有人推测阿司匹林可能对降低肥胖动物血糖有效果，他们用肥胖老鼠做实验，方法如下：先给老鼠服用三周的阿司匹林后，再注射胰岛素，一段时间后，血糖开始下降。该实验的设计还缺少一个对照组， 你认为以下设置对照组的方法，最合理的是（ ）

A．给老鼠服用三周阿司匹林后，注射等量生理盐水，一段时间后测试血糖浓度

B．既不服用阿司匹林，也不注射胰岛素，三周后测试血糖浓度 C．给老鼠在服用阿司匹林的同时注射胰岛素，三周后测试血糖浓度 D．给老鼠服用三周阿司匹林，在停药 一段时 间后，测试血糖浓度

11. 女娄菜的叶形有披针形和狭披针形之分，已知其披针叶雌株与狭披针叶雄株杂交，子一代全为披针叶，子一代中的披针叶植株之间杂交，所得子二代雌株全为披针叶，雄株有披针叶、狭披针叶。下列有关叙述中正确的是（ ）

A．狭披针叶性状属于显性性状

B．亲本与F1中的披针叶植株的基因型不同 C．子二代的基因型共有3种

D．让子二代中的植株随机传粉，理论上讲产生狭披针叶雄株的概率为3/16

12.下列哪一项不属于“细胞学说”的主要内容（ ）

A．所有的生物都是由细胞构成的 B．所有植物和动物都是由细胞构成的

C．细胞是生物体结构和功能的基本单位 D．细胞只能由细胞而来

二、非选择题

1.“肺炎双球菌转化实验”是科学家在探究生物遗传物质的过程中所做的经典实验。

（1）有人模拟“肺炎双球菌转化实验”，进行如下实验：

①要观察到不同的菌落，应配制______培养基。

②设置1－2组的目的是________________________________。 ③第3组的实验现象是_______________。

④本实验得出的结论是______________________________。

（2） 请利用下列材料用具，设计实验方案，证明“促进R型菌转化成S型菌的物质是结构完整的DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。

材料用具：R型菌、S型菌、DNA酶、蒸馏水、制备培养基所需的原料。 ①实验设计方案：

第一步：从______型细菌中提取DNA；

第二步：制备符合要求的细菌培养基，将其均分为三组，标为A、B、C，请将处理方法填写在表格中；

第三步：将_____型细菌分别接种到三组培养基上；

第四步：将接种后的培养基放在适宜温度下培养一段时间，观察 生长情况。

②预测实验结果：

。

③得出结论：

。

2. 下图是科学家关于赤霉素的实验探究：

（1）结合下列图解，在空白框内填写适当的内容，并回答有关问题。

（2）在上述实验过程中能肯定赤霉素是植物激素吗？ 。

因为： 。

（3）植物激素已广泛应用于农业生产。如果用适宜浓度的 素处理，可提高芹菜、莴笋的产量；用适宜浓度的 素处理，可促进插条生根；用适宜浓度的 素处理，可保持蔬菜鲜绿，延长贮藏期。

3. 1961年，克里克和他的同事以T4噬菌体为实验材料，通过大量的实验工作，证实了密码子是以3个碱基为一组的，且密码子的阅读方式是非重叠的，密码子之间没有分隔符。但科学是无止境的，一个问题解决了，新的问题又出现了。人们不禁要问：由3个碱基排列呈的1个密码子对应的究竟是哪一个氨基酸？同一年，尼伦伯格和马太为此进行了卓有成效的工作。他们采用了蛋白质的体外合

成技术，在每个试管中分别加入一种氨基酸，再加入除去了DNA和mRNA的细胞提取液，以及人工合成的只含尿嘧啶核苷酸的RNA，结果加入了苯丙氨酸的试管中出现了多聚苯丙氨酸的肽链。回答以下问题：

①尼伦伯格和马太可能同时用 支试管做该实验，因为组成生物体蛋白质的氨基酸约 种。

②加入的细胞提取液中需除去DNA和mRNA，是为了排除原来细胞中DNA和mRNA对 合成的干扰。

③加入的细胞提取液为蛋白质的体外合成提供了核糖体（蛋白质的合成场所）、相关的酶、tRNA和 _________等。

④该实验的结论是苯丙氨酸的密码子是UUU。 【参与解析】 一、选择题 1.B 2.B 3.A

解析：若甲乙种群生物所处的环境变化剧烈程度不同，应该会出现一些基因突变或者某些基因类型缺失（或者急剧减少等），但是两个环境中A、a的基因频率相等，符合遗传平衡定律。说明两个种群生物无突变，环境基本相同。 4.D

解析：D项中，过一段时间，小白鼠呼出的CO2可以含有18O，因为标记的氧气先生成水，水中的O通过呼吸作用，可进入CO2。 5.C

解析：基因突变后，228号位的丝氨酸被脯氨酸代替；叶绿体基因属细胞质基因，其遗传不符合分离定律；敏感品系的基因上AGT变为GGT，造成了228号位的氨基酸改变。 6.C

解析：据表格中雌性与纯系黄雄性杂交，后代全是灰色，推出灰色是显性性状，黄色是隐性性状。据纯系黄雌性与灰雄性杂交，后代所有雄性为黄色、所有的雌性为灰色，不同的性别性状不一样，说明该性状的遗传是伴性遗传。灰色基因是伴X的显性基因，黄色为伴X的隐性基因。 7.A

解析：A中琼脂不能阻挡生长素的运输，单侧光引起生长素的分布不均，因此胚芽鞘向右弯曲生长，B中无单侧光照射胚芽鞘直立生长，C中无尖端，无感受光刺激的部位，因此胚芽鞘直立生长；D中玻璃片能阻挡生长素的运输，因此不生长也不弯曲。 8.C

解析：①是具有分泌功能的细胞分泌的(错误，活细胞都能产生酶) ②有的从食物中获得，有的在体内转化而来（错误，酶不能从食物中获得，大多数酶是蛋白质，经过消化道后会失去活性） ③凡是活细胞都能产生酶（正确） ④酶都是

蛋白质（错误，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA） ⑤酶有的是蛋白质，有的是RNA （正确） ⑥酶在代谢中有许多功能（错误，只有催化功能） ⑦在新陈代谢和生殖发育中起作用（错误，这是激素的功能） ⑧酶都是生物催化剂（正确） 9.D 10.A 11.B

解析：子一代全部是披针叶说明该性状是显性性状；根据子二代的性状表现可知控制该性状的基因位于X染色体上，则子一代雌株的基因型为XAXa，雄株的基因型为XAY，亲本雌株的基因型为XAXA，与子一代中该表现型植株的基因型不同。 12.A 二、非选择题

1. 【答案】（1）固体；作为对照组（观察R、S型菌的菌落）；没有菌落出现；S型菌中的某种物质(转化因子)能使R型菌转化成S型菌； （2）S；

编 号 A 不加 处理方任何提取法 物 菌DNA DNA酶 的S型细型细菌DNA和B 加入提取C 加入提取的SR；菌落；A、C两组培养基中未出现S型菌落，B组培养装置中出现S型菌落和R型菌落；促进R型菌转化成S型菌的物质是结构完整的DNA； 2. 【答案】

（1）（方框一，推测）赤霉菌产生的某种物质使水稻患恶苗病； （方框二，结论）赤霉菌产生的赤霉素能使植株患恶苗病；

（2） 不能；植物激素应该是植物自身产生的调节物质，实验中没有证明植物自身能合成这种物质

（3）赤霉素；生长素；细胞素 3. 【答案】

① 他们可能同时用20支试管做该实验； 20； ②蛋白质 ③ ATP