高中生物科学探究的过程和方法综合题

概念图是一种能够比较直观体现概念之间关系的图示方法，请根据所学知识，完成与“生物的遗传物质”相关的概念：

(1)填写有关内容：③　　 　　、　④　　    　　、⑥　　     　。
(2)由A、T、C参与构成的①和⑥的基本组成单位有多少种？　　   　。
(3)②发生的场所主要为　　 　 　；③发生的场所为　   　 　　。

赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是T2噬菌体的DNA，而不是它的蛋白质外壳，用两种不同的放射性同位素分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和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，T2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种同位素的微生物培养基，你将选择哪种培养基用于对噬菌体DNA进行标记：__________。
（2）能用这两种培养基直接实现对噬菌体的标记？ ___________。（能 / 不能）
（3）用上述³²P和³⁵S标记的T2噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌，子代噬菌体的DNA分子中含有       （填“³¹P”或“³²P”）；子代噬菌体的蛋白质中含有       （“³²S”或“³⁵S”）。
（4）此实验证明了__________________。

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，写出第四组实验方法和结果：
④ ___________________________________________。
（1）上述实验可以得出的结论是____________________________。
（2）该实验最关键的设计思路是__________________。

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，写出第四组实验方法和结果：
④_____________________________________________________。
（1）上述实验可以得出的结论是____________________________。
（2）该实验最关键的设计思路是___________________________________________。
（3）与酵母菌相比，肺炎双球菌在结构上的显著不同是____________________________。

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___________________________________________。

（7分，每空1分）某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如下实验：
实验原理：略。
实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。
材料用具：显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA酶、RNA酶等。
实验步骤：第一步：取等量活鸡胚二组，用显微注射技术，分别向二组活鸡胚细胞中注射有关物质。
第二步：在适宜条件下培养。
第三步：分别从培养后的鸡胚中抽取样品，检测是否产生禽流感病毒。
请将与实验相关的内容填入下表：

	注射的物质	实验现象预测 (有无禽流感病毒产生)	相关判断 (禽流感病毒的遗传物质)
第一组	核酸提取物+DNA酶	如果有禽流感病毒产生， 如果               ，	则      是遗传物质； 则     是遗传物质
第二组	核酸提取物+RNA酶	如果             ， 如果             ，	则      是遗传物质； 则      是遗传物质。

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　　　　　　　　。

下图为噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果。

(1)补充实验步骤：
①用放射性同位素标记噬菌体。具体的方法步骤是：先_____________，再用上述材料培养噬菌体。
②把已被标记的噬菌体与_____________________________混合。
③经短时间保温后，用搅拌器搅拌、离心。
④离心后，检测________________________中的放射性强弱。
(2)分析实验结果：
①请分析沉淀物中放射性很高的原因。
________________________________________________________________________
②请说出上清液出现很低放射性的一个可能原因。
________________________________________________________________________。
(3)以上实验能否证明蛋白质不是噬菌体的遗传物质？为什么？
________________________________________________________________________。

（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                                         。

(11分，每空1分)请根据噬菌体侵染细菌的实验过程，回答下列问题：
（1）该实验采用同位素标记方法可判断进入细菌体内的是        而不是        。具体是用³²P标记         ，用³⁵S标记          。
（2）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                           。在进行此实验之前，你怎样才能使噬菌体标记上³²P？                                                。
（3）由细菌提供的复制噬菌体自身DNA必需具备的条件是：               。
（4）合成噬菌体的蛋白质是在       生物体中的           上进行的。
（5）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，其遗传情况是否符合孟德尔的遗传规律？为什么？
           ，                                                    。

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___________。

如图为用³²P标记的T₂噬菌体侵染大肠杆菌(T₂噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)的实验，据图回答下列问题：

(1)根据上述实验对下列问题进行分析：锥形瓶中的培养液是用来培养_______________，其内的营养成分中是否含有³²P?________________________。
(2)对下列可能出现的实验误差进行分析：
①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8％的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体__________________________，仍存在于__________________________。
②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体___________________________。
(3)请你设计一个给T₂噬菌体标记上³²P的实验：
①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入_____________________________，作为合成DNA的原料；
②________________________________________________________________________；（2分 ）
③在培养液中提取出所需要的T₂噬菌体，其体内的____________被标记上³²P。

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

请根据“噬菌体侵染细菌”的实验回答下列问题。
（1）赫尔希和蔡斯利用_____________________________技术成功的将蛋白质和DNA区分开。离心以后，用³⁵S标记的一组实验放射性同位素主要分布在________________中，用³²P标记的一组实验放射性同位素主要分布在____________中。实验表明_____________________________。
（2）实验过程中搅拌的目的是_________________________,离心管中的沉淀物是_______________________。
（3）合成子代噬菌体的蛋白质外壳的场所是____________，能量、酶和氨基酸来自于____________________。

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。