高中生物科学探究的过程和方法综合题

放射性同位素标记技术在生物学的研究中已被广泛应用。
（1）利用¹⁴C标记的CO₂研究植物光合作用中暗反应，¹⁴C的转移途径是      ；若用¹⁸O标记H₂¹⁸O研究动物有氧呼吸的过程，则其最终出现在       （物质）中。
（2）在噬菌体侵染细菌实验中，获得³⁵S标记的噬菌体的方法是                       。
（3）利用¹⁵N标记的氨基酸研究唾液腺细胞的唾液淀粉酶的合成和分泌，则¹⁵N首先出现在的具膜细胞器为        ，最终含¹⁵N唾液淀粉酶以      方式从细胞中分泌出去。
（4）a、b、c为三种DNA分子：a只含¹⁵N ，b同时含¹⁴N和¹⁵N，c只含¹⁴N。将¹⁵N标记的DNA分子，放入含¹⁴N的培养基上连续扩增了4代，则c这种DNA分子所占的比例是    。
（5）用³²P标记的胰岛素基因探针，对小鼠胚胎干细胞和胰岛B细胞进行检测。

用探针探测细胞的DNA	用探针探测细胞的RNA
胚胎干细胞	胰岛B细胞	胚胎干细胞	胰岛B细胞

表格的空格中应填写的检测结果依次是          。（用“+”表示能检测到，用“-”表示不能检测到）。从实验结果分析可知，胚胎干细胞分化为胰岛B细胞的根本原因是        。

(6分，每空1分)某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行如下实验：
实验原理：（略）
实验目的：探究禽流感病毒遗传物质是DNA还是RNA？
材料用具：显微注射器，禽流感病毒核酸提取物，活鸡胚，DNA酶，RNA酶，蛋白酶。
实验步骤：
第一步：取等量活鸡胚两组，用显微注射技术分别向两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。
实验相关内容如下表：

	注射的物质	实验现象预测（有无禽流感病毒）	相关判断（禽流感病毒的遗传物质）
第一组	核酸提取物＋ ________________	1.如果有	1.则RNA是遗传物质
2.如果无	2.则DNA是遗传物质
第二组	核酸提取物＋ ________________	3.如果有	3.则DNA是遗传物质
4.如果无	4.则RNA是遗传物质

（1）完成表格中有关内容的填空。
（2）该科学探究过程所依据的生物学理论基础是a._______  ___；b. _____  ________。
（3）若禽流感病毒的遗物物质为RNA，水解后生成的最终产物是_____________________，禽流感病毒的遗传信息储存在________上。

在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，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；而实验的实际最终结果显示：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是_______________。
(2)在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是：理论上讲，噬菌体已将含³²P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体的________________________________
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此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升高，其原因是：噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后______________________________。
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，将__________(填“是”或“不是”)误差的来源，理由是：没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液            

在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，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；而实验的实际最终结果显示：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是_______________。
(2)在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是：理论上讲，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体的________________________________
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此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升高，其原因是：噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后______________________________。
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，将__________(填“是”或“不是”)误差的来源，理由是：没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液                   

1928年，英国细菌学家格里菲思想研制出能抗肺炎双球菌的疫苗。当时，他选择了两种肺炎双球菌：带有荚膜、有毒的S型细菌和没有荚膜、无素的R型细菌。通过实验，格里菲思发现将加热杀死的S型细菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，会使小鼠致死。检查死鼠血样，发现其体内竟然存在S型活菌。请依据上述材料回答下列问题：
(1)小鼠体内产生的抗肺炎双球菌抗体的化学本质是_                。
(2)有人设想抗R型细菌的抗体也可能抗S型细菌(R型细菌可以作为抗S型细菌的疫苗)。
请为他设计一个实验检验这一想法。
实验课题：_____                                        ________
实验材料：小鼠若干只、S型活细菌、R型活细菌、生理盐水、注射器等.(提示：可用生理盐水配制一定浓度的活细菌液，但浓度和剂量不作要求)
实验步骤：
①      取年龄相同、发育相当、健康的小鼠若干只，_                         __________
②      在甲组体内注射用生理盐水配制的R型活细菌液1ml，                 __________
③      ___________                                                               
实验预期结果和结论：
①__________                                                                  
②_____________                                                               

1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤，据图回答下列问题：

（1）若图中C有大量的放射性，则进入大肠杆菌体内的是用__________（填“³²P”或“³⁵S”）标记的__________。
（2）在理论上，上层液放射性应该为0，其原因是__________没有进入到大肠杆菌内部。
（3）噬菌体侵染细菌实验证明了__________。
（4）在氮源为¹⁴N和¹⁵N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为¹⁴N—DNA（相对分子质量为a）和¹⁵N—DNA（相对分子质量为b）。将只含¹⁵N—DNA的亲代大肠杆菌转移到含¹⁴N的培养基上，连续繁殖两代（I和II），用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。

预计第III代细菌DNA分子的平均相对分子质量为__________。

材料分析题。

材料3

请回答：
（1）用³²P标记噬菌体的大致操作过程：
①____________________________________②______________________________________。
（2）若材料1中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟叶细胞，则能说明_________________。
（3）分析材料2，A～D的结果中，哪项不正确？说明理由：
______________________________________________________________________________。
（4）根据材料3（图中甲表示甲硫氨酸，丙表示丙氨酸），回答问题：
①图中组成②的名称是__________,组成它的单体是_____。
②丙氨酸的密码子是________。
③图中④表示甲和丙的结构通式是_____，甲和丙之间的化学键是___________。
④已知某基因片段碱基排列如图。由它控制合成的多肽链中含有“—脯氨酸—谷氨酸—谷氨酸—赖氨酸—”的氨基酸序列。（脯氨酸的密码子是CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的密码子是GAA、GAG；赖氨酸的密码子是AAA、AAG；甘氨酸的密码子是GGU，GGC，GGA，GGG。）

翻译上述多肽的mRNA是由该基因的______链转录的（以图中的甲或乙表示）。此mRNA的碱基排列顺序是_________。

回答下列问题：
（1）大多数病毒进入人体内经过细胞的摄取和处理，使暴露于抗原表面，并将抗原呈递给细胞，刺激细胞分泌。
（2）人体接种甲型流感疫苗后，一段时间内当甲型流感病毒侵染机体时，不易患病，其主要原因是。
（3）一种病毒含有（填"1种"或"2种"）核酸。
（4）灭活的仙台病毒在动物细胞工程中可用于诱导。

(10分)下图为肺炎双球菌转化实验的图解。据图回答下列问题：

(1) 分析图中A可以看出，加热杀死有毒的S型细菌与活的R型无毒的细菌混合注入小鼠体内，小鼠将_________，原因是___________________________________________。
(2)若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记，可选用下列哪一组__________。

A．^14C和^18O

B．^35S和^32P

C．^14C和^32P

D．^35S和^18O

(3）分析图中B可以看出，如果事先用DNA酶处理S型细菌，则转化作用    （能或不能）发生，该实验获得成功的最关键设计是_______            ________。

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在结构和成分上具有_____________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，得到如右图所示的实验结果。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“被浸染细菌”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中______________起着作用。

(9分) 人类基因组计划的实施为人类了解自身的奥秘、增进健康具有无可估量的意义，而其基础是对DNA分子和基因结构和功能的认识。下图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：

(1) 细胞内的遗传物质是［ ］___________，基因和ｇ的关系是_______________。
(2) 遗传物质的主要载体是［ ］___________，基因和ｉ的关系是______________。
(3) 基因指导ｈ的合成包括       和       两个阶段，第一阶段的模板来自___________，mRNA从合成部位到被利用部位需要穿过_________层磷脂分子层，mRNA上最多可有        种密码子。

以下图所示两只果蝇为亲本进行实验，A、a，B、b，D、d是控制不同性状的基因，彼此之间互不影响，不考虑交叉互换等情况的发生，则

图甲                        图乙
（1）图甲所示果蝇的基因型可表示为__________。
（2）果蝇的一个细胞中最多含有__________个染色体组。
（3）如果要研究果蝇基因组，则需测定______条染色体上的DNA的碱基序列。
（4）两只果蝇杂交子一代表现型共有______种，其中性状重组类型占子代的__________。

实验分析得出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和RNA，不含DNA。在探究禽流感病毒的遗传物质时最关键的实验设计思路是将               去感染活鸡胚。请预测实验结果及结论：
①若蛋白质与RNA都有遗传效应，说明蛋白质和RNA都是遗传物质；
②                                              ，说明                             ；
③                                              ，说明                             ；
④                                              ，说明                             。

所有细胞生物都以DNA作为遗传物质，这是细胞具有统一性的证据之一。请回答:
(1)19世纪，人们发现了染色体在细胞遗传中的重要作用，在研究染色体主要组成成分的遗传功能时，科学家实验设计的关键思路是                最终证明了DNA是遗传物质。
(2)DNA的特殊结构适合作遗传物质。DNA双螺旋结构内部碱基排列顺序代表着          ，碱基排列顺序千变万化构成了DNA分子的                 。
(3)DNA分子的复制方式为          ，其双螺旋结构为复制提供了                ，通过               保证了复制的准确性，因而DNA分子能比较准确的在亲子代间传递信息。
(4)DNA是一种生物大分子，由许多单体连接而成。请在方框中画出DNA单体的模式图并标注各部分名称。
 
(5)为研究DNA的结构和功能，科学家做了如下实验:
实验一：取四支试管，分别放入等量的四种脱氧核苷酸、等量的ATP和等量的DNA聚合酶，在各试管中分别放入等量的四种DNA分子，它们分别是枯草杆菌、大肠杆菌、小牛胸腺细胞、T₂噬菌体的DNA。在适宜温度条件下培养一段时间，测定各试管中残留的每一种脱氧核苷酸的含量。该实验要探究的是                            ，若结果发现残留的四种脱氧核苷酸的量不同，则说明                                      。
实验二:将大肠杆菌中提取的DNA分子加到具有足量的四种核糖核苷酸的试管中，在
适宜的温度条件下培养，一段时间后测定产物的含量。该实验模拟的是            过程。能否检测到产物？            ，原因是                                         。

（10）下图为用含³²P的T₂噬菌体侵染大肠杆菌的实验。据图回答下列问题：

（1）不能用含有³²P的培养基直接培养噬菌体使噬菌体标记上³²P，为什么？
______________________                     __                      ________。
（2）图中锥形瓶内的培养液是用来培养                   。
（3）若用³⁵S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经过离心后，放射性物质较高的部位在离心管的                                 。                          
（4）噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了                            。
（5）噬菌体侵染细菌实验与肺炎双球菌转化实验方法不同，但的实验设计思路却有共同之处，体现在                                                                    。