高中生物科学探究的过程和方法综合题

结合遗传物质的相关实验，回答下列问题：
（1）艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的一部分图解，该实验成功的最关键的实验设计思路是_______________。

（2）上述实验证明了___________。
（3）后来，赫尔希和蔡斯用________方法，进一步表明________才是真正的遗传物质。实验包括4个步骤：①噬菌体与大肠杆菌混合培养；②³⁵S和³²P分别标记噬菌体；③放射性检测；④离心分离。
该实验步骤的正确顺序是________（用数字表示）。
（4）用被³²P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质存在________（上清液或沉淀物）中。
（5）在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，是否能导致实验误差？________。简述理由：____________。

据下图回答问题：

（1）过程②表明，将S型细菌的            与R型活细菌混合培养，其后代为       型细菌。
（2）过程③表明，将S型细菌的      与R型活细菌混合培养，最后会发现：有少数        型细菌转化成          型细菌。
（3）过程④表明，转化成的           型细菌的后代也是有毒性的         型细菌。
（4）通过上述实验能证明DNA是主要的遗传物质而蛋白质不是遗传物质吗？             。

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F₁ 在减数分裂产生配子时发生了          。
（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。

烟草是一种经济作物，也是生物学实验的常用材料。请回答下列有关问题：
（1）烟草的遗传物质中能储存足够量的遗传信息，遗传信息蕴藏在_______________之中。DNA分子上分布着多个基因，基因是_______________。
（2）将烟草的一个具有活性的根尖分生区细胞放入含³²P标记的脱氧核苷酸培养液中，在第二次细胞分裂的中期，发现有一条染色单体中只有一条脱氧核苷酸链有放射性，则其姐妹染色单体有______条链含有放射性。在根尖分生区细胞的DNA中碱基A有3000个，占全部碱基数的3/8，则碱基G的个数为         。
（3）烟草花叶病毒会感染烟草的叶片，使之出现相应的病斑，试写出证明烟草花叶病毒的遗传物质为RNA的实验思路：             。
（4）如果用¹⁵N、³²P、³⁵S同时标记烟草花叶病毒后让其侵染未做标记的烟草细胞，在产生的子代烟草花叶病毒中，能够找到的放射性元素是_____，其存在的部位是             。

回答下列遗传学问题。
（1）1952年，赫尔希和蔡斯进行了著名的噬菌体侵染细菌实验。一个被³²P标记的T₂噬菌体感染正常细菌，复制出n个子代噬菌体，其中含有³¹P的噬菌体有________个。该实验最终有力证明了________________是遗传物质。
（2）某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，进行了如下两个实验： ①用未标记的噬菌体侵染³⁵S标记的细菌；②用15N标记的噬菌体侵染正常细菌。以上实验，经过短时间保温后，用搅拌器搅拌、离心，最终检测到放射性物质存在的主要部位分别是________________、________________。
（3）细菌在¹⁵N培养基中繁殖数代后，使细菌DNA的含氮碱基皆含有¹⁵N，然后再移入到¹⁴N培养基中培养，抽取其子代的DNA经高速离心分离，下图①～⑤为可能的结果。根据DNA半保留复制特点，第一次分裂的子代DNA应为图________，第二次分裂的子代DNA应为图_________，第三次分裂的子代DNA应为图_________。

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）他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。这句话指出了噬菌体作实验材料具有_____________的特点。
（2）通过________________的方法分别获得被³²P和³⁵S标记的噬菌体。用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中______________变化。
（3）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，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是____________，所以搅拌时间少于1分钟时，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“被侵染的细菌”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。

（4）本实验证明病毒传递和复制遗传特性的过程中_________________起着作用。

某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。回答下列问题：
（1）材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及等渗生理盐水、注射器等。
（2）实验步骤：
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
②补充完整下表，并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。

组别	A	B	C	D
注射 溶液	该病毒核酸 提取物和 RNA酶	该病毒核酸 提取物和 ___________	该病毒核酸 提取物	__________________

③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
（3）结果预测及结论：
①A、C组发病，___________，说明DNA是该病毒的遗传物质；
②                        ，说明_______________________。
（4）从注射的物质看，该探究实验所依据的生物学原理是                ；从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学原理是                     。
（5）若该病毒的遗物物质为DNA，则其彻底水解产物有           种。

烟草是一种经济作物，也是生物学实验的常用材料。请回答下列有关问题：
（1）烟草性状遗传的实质是                。烟草的遗传物质中能储存足够量的遗传信息，遗传信息蕴藏在_____________之中。
（2）将烟草的一个具有活性的根尖分生区细胞放入含³²P标记的脱氧核苷酸培养液中，在第二次细胞分裂的中期，发现有一条染色单体中只有一条脱氧核苷酸链有放射性，则其姐妹染色单体有______条链含有放射性。在根尖分生区细胞的DNA中碱基A有3000个，占全部碱基数的3/8，则碱基G的个数为            。
（3）如果用¹⁵N、³²P、³⁵S同时标记烟草花叶病毒后让其侵染未做标记的烟草细胞，在产生的子代烟草花叶病毒中，能够找到的放射性元素及其存在的部位是              。

科学家进行“噬菌体侵染细菌”实验时，用放射性同位素标记1个噬菌体和细菌的有关结构或物质（如下表所示）。这个噬菌体侵染细胞后所产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。

	噬菌体	细菌
DNA或核苷酸	^32P标记	^31P标记
蛋白质或氨基酸	^34S标记	^35S标记

（l）子代噬菌体的DNA应含有表中的_______、_______元素，各占______个和_______个。
（2）子代噬菌体的蛋白质分子都没有__________元素而都含有___________元素，这是因为__________。
（3）该实验能得出的结论是_______________。

阅读材料，回答下列问题：
Ⅰ．1928年，英国格里菲思做了肺炎双球菌感染小白鼠的实验：
（1）S型：注射小白鼠，小白鼠死亡。
（2）R型：注射小白鼠，小白鼠存活。
（3）S型：65℃加热灭活，注射小白鼠，小白鼠存活。
（4）R型+S型（65℃加热灭活）：注射小白鼠，小白鼠死亡。
分析造成实验
（4）结果的原因，可以作出几种假设。
假设①：R型细菌使S型细菌复活；
假设②：＿＿＿＿[R或S]型细菌转变为另一种细菌。
Ⅱ．1944年，美国艾弗里等人改进了格里菲思的实验：
（1）R型+适量的S型细菌提取物：注射小白鼠，小白鼠死亡。由此否定了上面的假设＿＿＿＿[①或②]；同时表明被杀死的S型菌中有某些活性物质存在，它能使＿＿＿＿，这种活性物质可能是：＿＿＿＿＿＿。
（2）R型+适量核酸酶降解S型细菌细胞提取物：注射小白鼠，小白鼠存活。
Ⅲ．我们认为只有实验还不能得出合理的结论，必须补充一个实验，请你补充并预测实验结果：＿＿＿＿。
上述实验令人信服地证明了：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：

	第1组	第2组	第3组	第4组
实验处理	注射活的R型菌	注射活的S型菌	注射加热杀死 的S型菌	注射活的R型菌与加热杀死的S型菌
实验现象	小鼠不死亡	小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌	小鼠不死亡	小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌

（1）将第4组实验结果与第1、2、3组实验结果对比分析可知，这些S型活细菌是在的作用下由           转化而成的。
（2）为证实哪种物质促进了这一转化过程，艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验：首先从          型菌中提取分离出DNA、蛋白质、多糖等物质，然后将它们分别与           混合，进行培养，观察哪一组能分离出活的S型菌。实验结果只有加入DNA的一组实验中出现了活的S型菌，说明           。

如图一所示的是噬菌体侵染细菌过程示意图，图二所示的是1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成的噬菌体侵染细菌实验的部分实验过程。请回答下列问题。

（1）根据图一写出噬菌体侵染细菌的正确顺序是：B→           →C。
（2）根据图二实验结果可知，用于标记噬菌体的同位素是      ，标记的是噬菌体的        。一个被该放射性同位素标记的噬菌体，在其侵染细菌后，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中含有放射性同位素的子代噬菌体有    个。
（3）如要大量制备用³⁵S标记的噬菌体，需先用³⁵S的培养基培养      。
（4）图二实验结果表明，经离心处理后上清液中具有很低的放射性，请分析该现象出现的可能原因：                                                （答一种即可）。
（5）噬菌体侵染细菌后，合成子代噬菌体的蛋白质外壳需要     DNA和    的氨基酸。
（6）噬菌体侵染细菌的实验得出了      是遗传物质的结论。

下图为肺炎双球菌转化实验的部分图解，请据图回答

（1）该实验是            （填人名）所做的肺炎双球菌转化实验的图解。
（2）在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是                      。
（3）依据上面实验的图解，可以作出____________________的假设。
(4)为验证上面的假设，设计了下图所示的实验在该实验中加DNA酶，观察到的实验现象是________________________。

（5）通过上面两步实验，仍不能说明                    ，为此设计了右图实验，据此观察到的实验现象是______，该实验能够说明                   。

赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，完成了噬菌体侵染细菌的实验，请回答：
（1）他们先在分别含有³⁵S和³²P的培养基中培养细菌，再用噬菌体去侵染该细菌。
（2）他们设计了两组实验，一组实验是用³⁵S标记的T₂噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过保温、搅拌、离心等步骤后，发现离心管的上清液中放射性很________，而沉淀物中的放射性很________，该实验结果说明________________________________。
（3）他们设计的另一组实验是用³²P标记的T₂噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过保温、搅拌、离心等步骤后，发现离心管的上清液中放射性很________，而沉淀物中的放射性很________，该实验结果说明________________________。
（4）与艾弗里的实验相比，本实验能充分证明________________，因为在本实验中________________。

Ⅰ．中心法则揭示了生物遗传信息由DNA向蛋白质传递与表达的过程。请回答下列问题。

（1）a、b、c、d所表示的四个过程，a、d依次分别是          和         。
（2）需要tRNA和核糖体同时参与的过程是      （用图中的字母回答）。
（3）在真核细胞中，a和b两个过程发生的场所是              。
（4）RNA病毒的遗传信息传递与表达的途径有两条，写出其中一条（用类似本题图中的形式表述）：       。
Ⅱ．下图为蛋白质合成的一个过程，下表是部分氨基酸的密码子表。分析并回答问题：
 
（1）图中所示属于蛋白质合成过程中的        步骤，该过程的模板是[  ]       。（[ ]内填图中对应的数字）
（2）由图中信息可推知，位于核糖体内部的密码子所对应的DNA模板链上的碱基序列为          。
（3）根据图并参考右表分析：[1]         上携带的氨基酸是         ，这个氨基酸与前一个氨基酸是通过         反应连接在一起的。