高中生物科学探究的过程和方法试题

用同位素标记法追踪元素及物质的去向是生物学的重要手段之一。下列相关结果错误的是（  ）

A．小白鼠吸入^18O2后呼出的二氧化碳不会含有^18O，但尿液中会含有H2^18O

B．用含^3H标记的T的营养液培养洋葱根尖，可以在细胞核和线粒体处检测到较强的放射性，而在核糖体处则检测不到

C．用^14C标记CO2最终探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途径

D．要得到含^32P的噬菌体，必须先用含^32P的培养基培养细菌

人类发现了放射性同位素以后，很快便将它应用在生物学的研究中，为探明许多生命过程的奥秘起了很重要的作用。请回答：
（1）如果用含¹⁸O的水浇灌某盆栽植物，并将该盆栽植物置于光照下。过一段时间，在植物周围的空气中，能够收集到哪些含¹⁸O的气态物质？                  。
（2）在运动实验中，如果用含¹⁵N的蛋白质饲料饲养不含¹⁵N的大白鼠，在饲料适量的情况下，¹⁵N将首先出现在该动物体内细胞的哪一种细胞器中？               （线粒体／中心体／内质网／高尔基体）。如果上述饲养过程继续下去，可以发现大白鼠的组织中分离出的哪些代谢产物中有¹⁵N？                                                   （脂肪酸、肠淀粉酶、肌糖元、胰岛素）。
（3）为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计。
①实验室已制备好分别含³H、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、³²P、³⁵S等6种同位素标记的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记：                   。
②你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和设计的理由。

图一为两种病毒（核酸不同）的物质组成，图二为某一卵原细胞及其细胞内一对同源染色体中的两个DNA分子，其放射性标记如图所示。请据图回答：

（1）图一a中A、B共有的元素是           ，e和f体内的④总共有____种。
（2）图一中基因与d的关系可概括为基因指导蛋白质的合成，其核心过程包括             ，主要场所分别为____         。
（3）赫尔希和蔡斯用实验证明DNA是遗传物质时用了图1中哪种病毒？       ，其实验设计思路是设法将DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察它们各自的作用，为实现该设计思路，他们分别标记了图一A、B中的____部位。（2分，用图中数字表示）
（4）若将图二细胞放在含有³²P的培养液中，让其只进行减数分裂。假设该细胞内只有这两个DNA，且每个DNA分子均含有m个碱基，其中细胞内碱基T共占15%，则该细胞在形成卵细胞过程中共需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为         。

下表中“相应实验”与“实验结论”能匹配的是

人类对遗传的认知逐步深入：
（1）在孟德尔豌豆杂交实验中，纯合的黄色圆粒（YYRR）与绿色皱粒（yyrr）的豌豆杂交，若将F2中黄色皱粒豌豆自交，其子代中表现型为绿色皱粒的个体占__________。进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对，但r基因编码的蛋白质（无酶活性）比R基因编码的淀粉分支酶少了末端61个氨基酸，推测r基因转录的mRNA提前出现____________。试从基因表达的角度，解释在孟德尔“一对相对性状的杂交实验”中，所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现，隐性性状不体现的原因是_______________________。
（2）摩尔根用灰身长翅（BBVV）与黑身残翅（bbvv）的果蝇杂交，将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交，子代出现四种表现型，比例不为1∶1∶1∶1，说明F1中雌果蝇产生了_____________种配子。实验结果不符合自由组合定律，原因是这两对等位基因不满足该定律“_______________________”这一基本条件。
（3）格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为________________ ，否定了这种说法。
（4）沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，该模型用_______________________解释DNA分子的多样性，此外，_______________________________的高度精确性保证了DNA遗传信息的稳定传递。

用“同位素标记法”探明了许多化学反应的详细过程。下列说法正确的是（ ）

A．用^15N标记核苷酸探明了分裂期染色体形态和数目变化的规律

B．用^18O标记H2O和CO2有力的证明了CO2是光合作用的原料

C．用^14C标记CO2探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途径

D．用^35S标记噬菌体的DNA并侵染细菌，证明了DNA是噬菌体的遗传物质

据研究，并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化。凡能发生转化的，其R型菌必须处于感受态。所谓感受态是指受体菌最易接受外源DNA片段，并能实现转化的一种生理状态。处于感受态细菌的细胞内发生一系列的变化：首先分泌感受态因子，该因子与细胞表面受体相互作用，诱导产生一些感受态特异蛋白，其中包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。其转化过程图示如下：请回答下列问题：

(1)步骤____是将S型菌加热杀死的过程。
(2)S型菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链在________酶的作用下水解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。
(3)完成步骤④需要_______酶和_______酶，实现了______________。
(4)C细胞经DNA复制和细胞分裂后，产生大量的_____型菌导致小鼠患败血症死亡。这说明_________得到了表达。
(5)以后科学家在不同物种之间的相关实验，说明生物界基因表达基本机制是相同的，一种生物的基因表达系统能够识别另一种生物所携带的遗传信息，并可在适当条件下加以表达。性状的表达需经过______和______过程。

DNA是主要的遗传物质，有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。回答下列问题：
（1）小白鼠和肺炎双球菌的DNA分子存在着差异，其原因是组成DNA分子的_____________不同，但两者的DNA分子片段却可以实现重组，其原因是_________________。
（2）为了探究构成两者DNA分子的脱氧核苷酸数量是否相同，请依据下列材料设计实验：
实验材料：小白鼠的DNA分子、肺炎双球菌的DNA分子、4种足量种类和数量的脱氧核苷酸、ATP溶液、相关酶、试管等。
实验步骤：第一步：取2支试管，编号A、B；
第二步：分别放入_______________________________________；
第三步：在A试管中______________________________ ，B管中放入_____________________;
第四步：在适宜温度条件下培养一段时间，测定两试管中__________________________。
实验结果及结论：
①___________________________________________
②___________________________________________

噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂(称为溶菌状态)：或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体(称为溶原状态)。在转基因技术中常用噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用。相关操作如下图所示，请回答。

(1)组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，则经人工改造的gt10载体可插入的外源DNA的最大长度为          kb。人工改造载体时，为获得较大的插入能力，可删除噬菌体DNA组成中的           序列以缩短其长度。
(2)噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如上图gt10载体中的imm434基因。该基因编码一种阻止噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。构建基因克隆载体需用到的酶是           和           ，外源DNA的插入位置应位于imm434基因          (之中／之外)，使经侵染培养后的受体菌处于          状态。
(3)蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是        ，若用放射性同位素标记该元素，再用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，短时保温后搅拌、离心，可检测到放射性物质主要分布在试管        部分。

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（ ）

有人试图通过实验来了解H₅N₁禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如下。一段时间后，检测子代H₅N₁病毒的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测中，最可能发生的是（    ）

赫尔希和蔡斯用³²P标记的T₂噬菌体与无³²P标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是（   ）

A．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离

B．^32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性

C．如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低

D．本实验结果说明DNA在亲子代之间的传递具有连续性

对下列生物学经典实验的科学方法与实验结论的描述不正确的是

选项	生物学经典实验	科学方法	实验结论
A	人细胞与小鼠细胞融合实验	荧光标记法	细胞膜具有流动性
B	萨克斯研究曝光与遮光叶片的产物	对比实验法	光合作用产生淀粉
C	赫尔希与蔡斯噬菌体侵染细菌实验	同位素标记法	DNA是主要的遗传物质
D	摩尔根的果蝇眼色杂交实验	假说演绎法	基因在染色体上

 

下列有关实验的叙述，正确的是

A．利用染色排除法，被台盼蓝染成蓝色的细胞是活细胞，体现出细胞膜的选择透过性

B．可利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性

C．在纸层析法分离叶绿体中色素的实验结果中，滤纸条上蓝绿色的色素带最宽，原因是叶绿素a在层析液中溶解度最高

D．用^32P标记噬菌体的侵染实验中，上清液存在少量放射性可能是保温时间不足或者过长所致

完成关于基因的部分探索历程的填空。
（1）摩尔根通过实验证明了基因在                    上。
（2）在肺炎双球菌转化实验中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为        型，否定了这种说法。
（3）沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，该模型用                的多样性来解释DNA分子的多样性。进而科学家们发现基因是DNA上                  的片段。
（4）以下是基因控制生物体性状的实例。乙醇进入人体后的代谢途径如下图。

①以上实例体现了基因通过控制                         ，进而控制生物体的性状。
②有些人喝了一点酒就脸红，我们称为“红脸人”。 经研究发现“红脸人”体内只有ADH。 则“红脸人”的基因型有       种，饮酒后会因血液中乙醛含量相对较高，毛细血管扩张而引起脸红。