高中生物科学探究的过程和方法综合题

1952年，赫尔希和蔡斯进行的噬菌体侵染细菌的实验，是人类探究“什么是遗传物质”的最具说服力的实验。下图为用含³²P的T₂噬菌体侵染大肠杆菌(T₂噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：

(1)T₂噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。如果仅凭猜想，控制其性状的遗传物质有可能是_______________________________________________________________________。
(2)你认为怎样才能得到被³²P标记的T₂噬菌体？请简述你的实验方案。
(3)当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中有放射性，其最可能的原因是________________________________________________________________________。
(4)一个噬菌体含有一个DNA分子。理论上分析，一个被³²P标记的T₂噬菌体侵染细菌后，复制出n个子代噬菌体，其中携带³²P的噬菌体有________个。复制用的原料来自于___________________________________________。

用³²P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性，而实验的实际结果显示：在离心的上清液中也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值偏低。
（1）在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是：_____________________________________________。
（2）由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，请你对实验过程进行误差分析：
a. 在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性含量   _ ，其原因是                            __________。
b. 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，是否是误差的来源呢？请简述理由：                                                            。
（3）请设计一个方法，来大量制备用³²P标记的噬菌体,简述过程                                      

回答下列有关肺炎双球菌转化实验的问题，写出如下实验处理的实验结果。

实验处理	实验结果
①R型细菌注射实验鼠	实验鼠不死亡
②S型细菌注射实验鼠	实验鼠死亡
③将加热杀死的S型细菌注射实验鼠	实验鼠不死亡
④R型细菌与杀死后的S型细菌混合后注射实验鼠	实验鼠死亡
⑤S型细菌的DNA＋含R型细菌的培养基	实验鼠死亡
⑥S型细菌的蛋白质＋含R型细菌的培养基	实验鼠不死亡
⑦（DNA酶＋S型细菌DNA）＋含R型细菌的培养基	实验鼠不死亡

（1）哪一项实验可证明S型细菌含有使R型细菌转化的转化因子？　　　　　
（2）由实验⑤得出的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）如果用⑤来证明实验假设“S型细菌DNA是使R型细菌DNA转化的转化因子”，那么与⑤构成对照实验的是　　　　　　　　。

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                   。

（一）下面是关于生命科学发展史和科学方法的问题：
（1）孟德尔在总结了前人失败的原因的基础上，运用科学的研究方法，经八年观察研究，成功的总结出豌豆的性状遗传规律，从而成为遗传学的奠基人。请回答孟德尔采用                   方法；发现了遗传规律：                                    ；。
（2）1903年萨顿在研究蝗虫的精子和卵细胞的形成过程中，发现基因和染色体行为存在着明显的平行关系，通过            方法推论得出的二者的关系。后由摩尔根用果蝇作实验证明了____________________________________。
（3）在遗传物质的探索历程中，1944年艾弗里在格里菲斯实验的基础上，通过实验找出了导致细菌转化的“转化因子”，1952年赫尔希和蔡斯则完成了“噬菌体侵染细菌的实验”，进入到细菌内的是噬菌体的             ,从而把DNA与蛋白质分开。
（二）下表是大豆的花色四个组合的遗传实验结果，若控制花色的遗传因子用A、a来表示。请分析表格回答问题。      

组合	亲本表现型	F1的表现型和植株数目
紫花	白花
一	紫花×白花	405	411
二	白花×白花	0	820
三	紫花×紫花	1240	413

（1）大豆的花色中，显性性状为                         花。
（2）组合一中紫花基因型为                                  ，该组合交配方式为                                。
（3）组合三中，F₁中紫花基因型为                              ，F₁中同时出现紫花与白花的现象称为                                         。

回答下列有关肺炎双球菌转化实验的问题：
（1）写出如下实验处理的实验结果：(填死亡或不死亡)

实验处理	实验结果
①R型细菌注射实验鼠
②S型细菌注射实验鼠
③将加热杀死的S型细菌注射实验鼠
④R型细菌与杀死后的S型细菌混合后注射实验鼠
⑤S型细菌的DNA＋含R型细菌的培养基
⑥S型细菌的蛋白质＋含R型细菌的培养基
⑦（DNA酶＋S型细菌DNA）＋含R型细菌的培养基

（2）哪一项实验可证明S型细菌含有使R型细菌转化的转化因子？　　　　　
（3）由实验⑤得出的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

将大肠杆菌的核糖体用¹⁵N标记，并使该菌被噬菌体感染，然后将大肠杆菌转移到含³²P和³⁵S的培养基中培养，请回答：
（1）由实验得知，一旦噬菌体侵染细菌，细菌细胞内迅速合成一种RNA，这种RNA含有³²P，而且其碱基能反映出噬菌体DNA的碱基比例，而不是大肠杆菌的碱基比例，此实验表明__________________________________________________________________。
（2）一部分³²P标记的RNA和稍后合成的带³⁵S的蛋白质与¹⁵N标记的核糖体结合在一起，这种连接关系表明______________________________________________________。
（3）³⁵S标记的蛋白质来自于_________________过程，可用于_____________________。
（4）整个实验能够证明：噬菌体的遗传物质是________________，可用于___________。

据图回答问题：

1.过程①和②表明，将S型细菌的________和________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，________型细菌转化为________型细菌。
3.过程④表明，转化成的________型细菌的后代也是________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？_                 。

噬菌体侵染细菌的实验能证明DNA是遗传物质的原因是

A．实验中噬菌体的DNA进入细菌，蛋白质留在外面

B．实验中利用了放射性同位素标记技术

C．实验中得到了大量的形态和结构相同的噬菌体

D．实验中噬菌体利用了细菌的物质和结构

某科学家做的噬菌体侵染细菌的实验，分别用同位素³²P、³⁵S作了如下表所示的标记。

	噬菌体(T2)成分	细菌(大肠杆菌)成分
核苷酸	标记^32P	^31P
氨基酸	^32S	标记^35S

此实验得出的结果是子噬菌体与母噬菌体的外形和侵染特性均相同，请分析完成：
(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是____________。
(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是____________。
(3)此实验证明了____________________________________

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：____________。

回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，采用的实验方法是        。采用该实验方法可判断进入细菌体内的是_____________________。具体是用³²P标记__________________，用³⁵S标记__________________。（每空1分）
(2)若要大量制备用³⁵S标记的噬菌体，需先用³⁵S的培养基培养         ，再用噬菌体去感染                。
(3)上述实验中，    (填“能”或“不能”)用¹⁵N来标记噬菌体的DNA理由是                                。
（4）用³²P标记一噬菌体，让此噬菌体去侵染含³¹P的细菌，待细菌解体后，检测到有128个噬菌体放出，则所释放出的噬菌体中，含³²P的噬菌体与含³¹P的噬菌体的比例为__________________。
（5）由细菌提供的复制噬菌体自身DNA必需具备的条件是：__________________。
（6）新合成的噬菌体的DNA与蛋白质外壳，组装出很多与亲代一模一样的子代噬菌体，其遗传情况__________________(填是或不)符合孟德尔的遗传规律。
（7）噬菌体侵染细菌实验证明了                                      。

(7分)根据格里菲思的肺炎双球菌的转化实验,回答下列问题:
(1)实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分,区分的依据是            
(2)该实验     (能/不能)证明DNA是转化因子，因为 　         。 
(3)转化形成的S型细菌的转录是在　　　　中进行的,转录的模板是　　　　。R型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的　　　　。
（4）如下图所示，在翻译过程中，少量的信使RNA分子可以合成大量的蛋白质，原因是             。

科学家艾弗里用肺炎双球菌来探究遗传物质的问题。实验的材料：S型细菌、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。艾弗里等人先做了以下三组实验：
①S型细菌的蛋白质+R型活细菌→R型菌落
②S型细菌荚膜中的多糖+R型活细菌→R型菌落
③S型细菌的DNA+R型活细菌→R型菌落+S型菌落
艾弗里等人发现实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照①②③中的表达格式，（1）写出第四组实验方法和结果：
④___________________________________________________。
（2）上述实验可以得出的结论是_____________________________.。
（3）该实验最关键的设计思路是________________________________。
（4）肺炎双球菌具有的细胞器是____________；其控制性状的物质是______________.。

下图表示细胞分裂（每空1分，共计11分）

1)没有染色单体的细胞是___________,它们都处于细胞分裂的_____期。
2)C细胞表示___________正在分离。
3)G细胞表示正在进行_______(填减数或有丝)的细胞,因为图中染色体正在进行______,
形成了___个四分体.该细胞最终形成的子细胞中有_____条染色体。
4)肯定能表示卵细胞形成的是_______。
5)E细胞中有____条染色体,______条染色单体,_____个DNA分子。