2025年大學(xué)《科學(xué)史》專業(yè)題庫——生物學(xué)史中的重要遺傳實驗和技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述孟德爾在豌豆雜交實驗中是如何通過選擇實驗材料和控制雜交方式來體現(xiàn)其嚴(yán)謹(jǐn)性的。請結(jié)合具體實例說明。二、摩爾根的果蠅遺傳學(xué)研究在生物學(xué)史上具有里程碑意義。請列舉摩爾根研究中的一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，并闡述該發(fā)現(xiàn)如何證明了基因位于染色體上。同時，簡要評價摩爾根工作的科學(xué)價值。三、“基因在染色體上”的確立，除了摩爾根的實驗證據(jù)外，還借鑒了其他研究者的思路。請簡述薩頓運用類比推理法支持基因在染色體上假說的過程，并分析類比推理在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用與局限性。四、請分別簡述“血型”的發(fā)現(xiàn)過程及其科學(xué)和社會意義。該發(fā)現(xiàn)對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)（如輸血、親子鑒定）產(chǎn)生了哪些具體影響？五、以PCR技術(shù)為例，請簡述其基本原理及其發(fā)明對分子生物學(xué)領(lǐng)域帶來的革命性影響。在理解這項技術(shù)的歷史背景時，應(yīng)注意哪些關(guān)鍵的科學(xué)前提？六、從科學(xué)史的角度來看，一項重要的科學(xué)實驗或技術(shù)的成功往往離不開多種因素的支撐。請選擇一個你熟悉的生物學(xué)史上的重要實驗（如摩爾根的伴性遺傳實驗、噬菌體侵染細(xì)菌實驗等），分析其在當(dāng)時能夠取得突破性進(jìn)展的主要歷史、社會和科學(xué)背景因素。七、比較分析薩頓的“類比推理”和摩爾根的“假說-演繹”方法在證明“基因在染色體上”這一科學(xué)問題上的異同。這兩種方法對現(xiàn)代科學(xué)研究有何啟示？八、遺傳學(xué)的發(fā)展極大地改變了人類對生命本質(zhì)的認(rèn)識。請結(jié)合你所學(xué)過的生物學(xué)史知識，論述遺傳學(xué)研究的某個重要進(jìn)展（實驗或技術(shù)）是如何挑戰(zhàn)或修正了早期關(guān)于生命和遺傳的傳統(tǒng)觀念的。試卷答案一、孟德爾通過選擇具有明顯且穩(wěn)定性狀差異的豌豆品種作為實驗材料，確保了遺傳性狀的清晰可辨和遺傳規(guī)律的可靠顯現(xiàn)。例如，他選擇了種子形狀（圓滑/皺縮）、種子顏色（黃色/綠色）、花色（紅色/白色）等。在雜交方式上，他嚴(yán)格遵循了“雜交”（F1代）和“自交”（F2代）的順序，通過對比不同世代的表現(xiàn)型比例，得以揭示性狀的分離和自由組合規(guī)律。此外，孟德爾進(jìn)行了大量的重復(fù)實驗（如對同一性狀進(jìn)行多對親本雜交），并對結(jié)果進(jìn)行了統(tǒng)計學(xué)分析，進(jìn)一步驗證了其觀察到的比例關(guān)系，增強了結(jié)論的普適性和說服力。二、摩爾根研究中的一個關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是“交叉繼承”現(xiàn)象，即在他進(jìn)行的紅眼果蠅與白眼果蠅的雜交實驗中，F(xiàn)1代全為紅眼，但F2代中卻出現(xiàn)了白眼性狀，并且白眼性狀始終與雄性個體相關(guān)聯(lián)（紅眼雌×白眼雄→F1全紅眼，F(xiàn)1雌雄互交→F2雌性全紅眼，雄性半紅眼半白眼）。這一現(xiàn)象無法用當(dāng)時流行的融合學(xué)說解釋，但與基因位于染色體上的假說相符。摩爾根通過進(jìn)一步的正交反交實驗（白眼雌×紅眼雄，紅眼雌×白眼雄）以及F1代雌雄果蠅相互交配，結(jié)果一致地證明了白眼基因位于X染色體上，而非常染色體。摩爾根工作的科學(xué)價值在于，它首次以確鑿的實驗證據(jù)將基因與特定的染色體聯(lián)系起來，奠定了現(xiàn)代遺傳學(xué)（基因論）的基礎(chǔ)，并開創(chuàng)了遺傳學(xué)研究的染色體學(xué)派。三、薩頓運用類比推理法支持基因在染色體上假說的過程是：他觀察到基因在雜交過程中的行為（如分離定律和自由組合定律所體現(xiàn)的獨立性）與染色體在減數(shù)分裂過程中的行為（如同源染色體分離、非同源染色體自由組合）非常相似?；谶@種形態(tài)和動態(tài)行為上的相似性，薩頓推測基因可能就位于染色體上，并提出了“基因論”。類比推理在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用在于，它可以幫助科學(xué)家將已知領(lǐng)域的知識或模式遷移到未知領(lǐng)域，啟發(fā)新的假說。其局限性在于，類比推理只能提供假說，不能作為嚴(yán)格的證明，需要通過后續(xù)的實驗驗證。四、“血型”的發(fā)現(xiàn)過程始于20世紀(jì)初，卡爾·蘭德斯坦納在研究輸血反應(yīng)時，意外發(fā)現(xiàn)不同個體的血液混合時會發(fā)生凝集現(xiàn)象。通過系統(tǒng)性的實驗，他發(fā)現(xiàn)了A、B、AB、O四種基本血型，并確定了它們是由紅細(xì)胞表面存在的不同抗原（A抗原、B抗原）決定的。該發(fā)現(xiàn)的意義在于，它揭示了人類遺傳多樣性的一個重要方面，并為安全輸血提供了理論基礎(chǔ)，避免了因血型不合導(dǎo)致的致命性輸血反應(yīng)。同時，血型檢測技術(shù)在法律醫(yī)學(xué)（親子鑒定、案件偵查）和人類學(xué)研究中也發(fā)揮了重要作用。五、PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)的基本原理是模擬生物體內(nèi)的DNA復(fù)制過程，包括變性（高溫使DNA雙鏈分離）、退火（低溫使引物與DNA模板結(jié)合）、延伸（適溫下DNA聚合酶合成新鏈）。其發(fā)明對分子生物學(xué)領(lǐng)域的革命性影響體現(xiàn)在：極大地簡化了DNA樣本的準(zhǔn)備，無需大量細(xì)胞或組織；能在體外特異性地、快速地擴增微量的目標(biāo)DNA片段，使得DNA檢測和分析變得普及和便捷。理解PCR技術(shù)的歷史背景時，應(yīng)注意的關(guān)鍵科學(xué)前提包括：已知的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)、DNA聚合酶的發(fā)現(xiàn)及其活性、特異性DNA探針和限制性內(nèi)切酶等分子生物學(xué)工具的應(yīng)用，以及早期對DNA復(fù)制機制的認(rèn)知。六、以摩爾根的伴性遺傳實驗為例，其成功取得突破性進(jìn)展的主要歷史、社會和科學(xué)背景因素包括：首先，當(dāng)時的遺傳學(xué)領(lǐng)域急需一個能夠解釋復(fù)雜遺傳現(xiàn)象（如性別關(guān)聯(lián)遺傳）的、更具說服力的理論框架；其次，果蠅作為一種實驗?zāi)Ｐ蜕铮哂幸罪曫B(yǎng)、繁殖快、染色體數(shù)目少且易于觀察等優(yōu)點，為實驗研究提供了便利條件；第三，細(xì)胞學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得觀察減數(shù)分裂和染色體行為成為可能，為研究遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)提供了直觀證據(jù)；第四，孟德爾遺傳定律的重新發(fā)現(xiàn)為遺傳學(xué)研究提供了堅實的理論基礎(chǔ)和分析工具；最后，科學(xué)界鼓勵創(chuàng)新和競爭的氛圍也促進(jìn)了摩爾根研究的發(fā)生。七、薩頓的“類比推理”和摩爾根的“假說-演繹”方法在證明“基因在染色體上”這一科學(xué)問題上的異同在于：相同點在于兩者都旨在揭示基因與染色體的關(guān)系，其結(jié)論都推動了遺傳學(xué)的發(fā)展。不同點在于方法上，薩頓主要依賴類比推理，通過比較基因和染色體的行為相似性提出假說；而摩爾根則采用了經(jīng)典的“假說-演繹”方法，即提出基因在X染色體上的假說，然后設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灒ㄕ环唇?、F1代互交）來驗證該假說。啟示在于，類比推理是重要的科學(xué)思維方法，可用于啟發(fā)思路和提出假說，但需實驗驗證；而“假說-演繹”是科學(xué)研究中更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿炞C方法，對于關(guān)鍵科學(xué)問題的解決至關(guān)重要。八、遺傳學(xué)研究的某個重要進(jìn)展，如摩爾根通過果蠅實驗確立基因位于染色體上，極大地挑戰(zhàn)和修正了早期關(guān)于生命和遺傳的傳統(tǒng)觀念。在摩爾根之前，主流觀點如融合學(xué)說認(rèn)為遺傳物質(zhì)是混合的，或者是一些非物質(zhì)的“活力”在傳遞。摩爾根的工作明確指出遺傳物質(zhì)是DNA（位于染色體上）的特定片段，并且這些片段