[热考解读]

1．生物分离技术是指从生物有机体及其代谢产物中提取、分离、纯化有用物质的技术，对于具体实验要进行具体分析。高中生物教材涉及的生物分离技术有：

(1)纸层析法：各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。

(2)差速离心法：利用不同的离心速度所产生的不同强度的离心力，使具有不同质量的物质分离。

2．同位素标记法的应用分析

同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。用示踪元素标记的化合物，化学性质不变。人们可以根据这种化合物的放射性，有关的一系列化学反应进行追踪。这种科学研究方法叫做同位素标记法。

同学们只有理解了同位素标记法原理的内涵，在遇到同位素标记有关的试题时，才能顺利闯关，立于不败之地。

同位素标记法的大致流程为：用同位素标记某物质或结构→同位素标记的物质或结构与无同位素标记的物质或结构混合→分析同位素存在的物质或结构及其数量的变化→得出结论。

在解答同位素示踪法应用问题时，首先需分清所标记的化合物，根据示踪元素的移动位置判断生化反应的进程，进而了解细胞的结构和功能、化学物质的变化、反应机理等。

（1）标记某元素，追踪其转移途径

鲁宾和卡门用18O标记H2O，光合作用只产生18O2，再用18O标记CO2，光合作用只产生O2。证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O，而不是来自于CO2。HO→18O2

卡尔文等用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性，证明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳。14CO2→14C3→（14CH2O）

用同位素14C标记，研究生长素的极性运输问题等。

（2）标记特征元素，探究化合物的作用

如蔡斯和赫尔希的T2噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记噬菌体的DNA，发现大肠杆菌体内有放射性物质；用35S标记蛋白质，大肠杆菌体内未发现放射性物质。由此证明了DNA是噬菌体的遗传物质。

（1）32P——DNA，证明DNA是遗传物质。

（2）35S——蛋白质，证明蛋白质外壳未进入细菌体内，不知蛋白质是不是遗传物质。下结论时，不用特意说明蛋白质不是遗传物质。

（3）标记特征化合物，探究详细生理过程，研究生物学原理

如用3H标记亮氨酸，探究分泌蛋白的分泌过程；

用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸，研究有丝分裂过程中染色体的变化规律；

用15N标记DNA，证明了DNA复制的特点是半保留复制。

（4）模型构建同位素在实验研究中的其他应用

①利用放射性同位素标记自显影技术，证明细胞分裂间期的最大特点是完成DNA复制、RNA和蛋白质的合成；用放射性元素标记胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸并追踪，研究DNA的复制；用放射性元素标记尿嘧啶核糖核苷酸并追踪，研究RNA的合成；用放射性元素标记氨基酸并追踪，研究蛋白质的合成。

②利用同位素14C标记植物组织，证明了植物生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端。

③用放射性同位素(如32P)或荧光分子等标记的DNA分子作探针，根据DNA分子的杂交原理，鉴定被检测标本上的遗传信息，可应用于产前诊断和环境监测。

知识网络图：

3．教材中涉及的研究方法和技术

(1)假说—演绎法——孟德尔两大遗传定律的发现，摩尔根证明基因在染色体上(以白眼雄果蝇为材料)，DNA半保留复制方式的证明，温特生长素的发现实验。

(2)类比推理法——萨顿提出“基因在染色体上”。

(3)创立假说——膜的成分和结构的初步阐明，达尔文提出植物向光性假说。

(4)模型构建法——构建细胞亚显微结构物理模型，构建DNA双螺旋结构物理模型，构建光合作用、种群特征、细胞分裂等概念模型，构建种群增长两种数学模型(公式、“J”型与“S”型曲线)，构建减数分裂、血糖调节过程物理模型。

(5)显微观察法——观察多种多样的细胞、观察线粒体和叶绿体、观察细胞的有丝分裂、减数分裂、观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原、观察染色体变异等。

(6)差速离心法——分离各种细胞器、制备细胞膜等。

(7)对比实验法——设置两个或两个以上的实验组通过对结果的分析比较，探究某种因素对实验结果的影响，如探究酵母菌细胞呼吸的方式、酶作用特性相关的实验。

(8)密度梯度离心法——用15N标记DNA，证明DNA半保留复制(重带、轻带、中带等)。

(9)细胞染色法——活细胞染色(健那绿染色线粒体)；碘染色法，证明光合作用产生淀粉；死细胞染色(醋酸洋红液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液、吡罗红甲基绿染色剂)。

(10)荧光标记法——细胞融合实验；确定基因在染色体上的实验。

(11)放射性同位素标记法——分泌蛋白的形成；光合作用HO、C18O2探究O2中放射性；14CO2→14C3→(14CH2O)；噬菌体侵染细菌实验(32P、35S)；基因诊断等。

(12)纸层析法——绿叶中色素的提取与分离。

(13)浓度梯度设置实验——探索生长素类似物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。

(14)样方法——估算植物及活动能力弱、活动范围小的动物(如蚯蚓、蚜虫、昆虫卵)等的种群密度。

(15)标志重捕法——估算活动能力强、活动范围大的动物种群密度。

(16)黑光灯诱捕法——有趋光性的昆虫。

(17)抽样检测法——探究培养液中酵母菌种群数量的变化。

(18)取样器取样法——土壤中小动物类群丰富度的研究。

(19)人群中随机抽样调查遗传病——调查遗传病的发病率。

(20)患者家系中调查遗传病——调查某种遗传病的遗传方式。

(21)遗传杂交法(包括正交、反交、测交、自交、回交等)——确定显隐性、基因位置、遵循的遗传规律。

(22)横缢法、切割法、嫁接法、核移植法——探究细胞核的功能。

(23)暗盒开孔法、云母片插入法、旋转法、遮盖法等——探究植物的向性运动。

(24)系谱图分析法——确定遗传病类型。

(·湖南株洲质检)

下列关于科学研究方法和相关实验的叙述中，不正确的是()

A．差速离心法：细胞中各种细胞器的分离和叶绿体中色素的分离

B．模型构建：研究种群数量变化规律和DNA双螺旋结构的发现

C．同位素标记法：分泌蛋白的合成与分泌和噬菌体侵染细菌实验

D．对比实验：探究酵母菌细胞呼吸的方式

(·河北衡水中学高三一调)

生物学研究用到多种科学方法。下列叙述正确的是()

A．向血细胞计数板的计数室滴加样液后应立即计数，以防止细胞沉到底部

B．利用模型建构法探究酵母菌种群数量的变化时，无需设置空白对照组和重复实验

C．细胞大小与物质运输的关系模拟实验所用的研究方法是类比推理法

D．卡尔文利用同位素标记法，将标记的18O2供小球藻利用，最终发现了卡尔文循环

(·南通三模)

下列有关生命科学研究方法及结论的叙述，错误的是()

A．鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用释放的O2来自水

B．卡尔文用14C标记的CO2供应小球藻进行光合作用，探明了暗反应中碳的转移途径

C．科学家向豚鼠胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，揭示了基因控制蛋白质合成的过程

D．赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记噬菌体DNA和蛋白质，证明了DNA是遗传物质

(·湖南常德高三检测)

标记技术在生物学实验中具有广泛的应用，请根据相关实验回答下列问题：

(1)年科学家用荧光染料标记人和小鼠细胞膜上蛋白质分子，进行细胞融合实验，证明细胞膜具有__________________的结构特点。

(2)年科学家用含15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，证明DNA的复制方式是________________。

(3)鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自________；卡尔文等用14C标记CO2，最终探明了碳在光合作用中转化成有机物的途径是______________________。

(4)赫尔希和蔡斯在噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记噬菌体的________后，与细菌混合、搅拌、离心，最终检测到____________(填“沉淀物”或“上清液”)中放射性很高。

爱你们呦。

(·湖南株洲质检)A

解析　利用差速离心法可分离不同大小的多种细胞器，但不能分离叶绿体中的色素，叶绿体中色素的分离需要利用纸层析法，A项错误；研究种群数量变化规律利用了数学模型，DNA双螺旋结构的发现利用了物理模型，B项正确；用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成与分泌；用35S和32P分别标记的噬菌体研究噬菌体侵染细菌实验，证明DNA是遗传物质，二者均利用了同位素标记法，C项正确；探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中不通入空气的装置和通入空气的装置都属于实验组，属于对比实验，D项正确。

(·河北衡水中学高三一调)C

解析　向血细胞计数板的计数室滴加样液后不能立即计数，应让样液沿盖玻片边缘缓慢渗入计数室内，并让酵母菌细胞沉到底部，A项错误；探究酵母菌种群数量变化时，由于有前后的自身对照，因此无需设置空白对照实验，但是需要重复实验，B项错误；探究细胞大小与物质运输的关系的模拟实验中，大小不同的三个琼脂块相当于不同大小的细胞，NaOH在琼脂块中扩散的体积与整个琼脂块体积的比值相当于细胞的物质运输效率，该实验所用的研究方法是类比推理法，C项正确；卡尔文利用同位素标记法，将标记的C18O2供小球藻利用，最终发现了暗反应过程，即卡尔文循环，D项错误。

(·南通三模)C

解析　用3H标记的亮氨酸注入到豚鼠胰腺腺泡细胞，揭示了胰蛋白酶等消化酶合成、分泌经过的细胞结构，C错误。

(·湖南常德高三检测)

(1)一定的流动性　

(2)半保留复制　

(3)水　14CO2→14C3→(14CH2O)

(4)DNA　沉淀物

End