高中生物科学探究的过程和方法综合题

十九世纪末，花叶病在俄国迅速蔓延，使农民的烟草收入大幅减少。这件事引起俄国彼得堡科学院德米特里·伊凡诺夫斯基的注意，他做了一系列的实验：

(1)伊凡诺夫斯基由实验①得出结论是：传染花叶病的元凶藏在患病植株的__________（器官）里。
(2)实验②可以说明这种病原体很小，能通过_________。实验③说明引起花叶病的病原体有两种情况：一种情况是________________             ，另一种情况是病原体能分泌致病毒素。
(3)实验④可得到的结论是：烟草花叶病的病原体是一种___________     ，因为只有活着的生命体才能在烟草中继续____________，并使浆液的致病性逐渐增强。
(4)这些元凶到底是哪种类型的微生物呢？伊凡诺夫斯基决定把上述浆液接种在几十种营养物质丰富的__________上，结果没有获得任何菌落，这说明花叶病病原体只能_________       才能繁殖。现在，我们知道烟草花叶病的病原体是_________    ，其化学成分主要是_______________。

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（）与绿色皱粒（）的豌豆杂交，若将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。进一步研究发现基因的碱基序列比基因多了800个碱基对，但基因编码的蛋白质（无酶活性）比基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸，推测基因转录的提前出现。
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（）与黑身残翅（）的果蝇杂交，将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，比例为1：1：1：1，说明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，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与型菌混合培养，出现了型菌。有人认为型菌出现是由于型型菌突变产生，但该实验中出现的型菌全为，否定了这种说法。
（4）沃森和克里克构建了双螺旋结构模型，该模型用解释分子的多样性，此外，高度精确性保证了遗传信息稳定传递。

肺炎双球菌有光滑型(S型)和粗糙型(R型)两种类型。其中S型细菌外面有多糖类的荚膜，有致病性，其菌落是光滑的；R型细菌外面没有荚膜，无致病性，其菌落是粗糙的。请分析下列实验并回答问题。
(1)S型肺炎双球菌有不同的亚型，其主要区别在于构成荚膜的多糖存在差异。格里菲思将S -Ⅲ型菌在特殊条件下进行体外培养，从中分离出R -Ⅱ型菌。由此判断，R -Ⅱ型菌的出现是       的结果。
(2)格里菲思又利用S型菌和R型菌做了如下实验：

对上述现象的正确解释是R -Ⅱ型菌从     中获得了   ，导致细菌转化，从而恢复了形成荚膜的能力。
(3)在格里菲思所做实验基础上，艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验(如图所示)。在艾弗里设计的实验中，最关键的思路是，首先从____________，
然后_____________________________________________________________，
观察_____________________________________________________________。

(4)艾弗里所做的实验中，设置1～5组实验的目的是______________________
               ，实验结果说明                  。5、6组实验结果说明               。
(5)在格里菲思所做的实验中，灭活S -Ⅲ型菌的加热温度是60℃～65℃。在此温度条件下，DNA失活是因为DNA分子发生       ；但当恢复至适宜温度后，DNA分子又会       ，保持其遗传特性。

在研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多的实验进行探究，包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。
(1)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题：
A．将一部分S型细菌加热杀死；
B．制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示。注：○为S型菌落，●为R型菌落)；
C．将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况(如图所示)。

①制备符合实验要求的培养基时，除加入适当比例的水和琼脂外，还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机碳源、生长因子等，并调整pH。
②本实验中的对照组是_______________________。
③本实验能得出的结论是_________________。
④从你现有的知识分析，“R型菌变成S型菌”这一变异属于________，加热杀死的S型菌中的DNA仍有活性的原因可能是___________________________。
(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中，起转化作用的是DNA。请利用DNA酶(可降解DNA)做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。
①实验设计方案：
第一步：从S型细菌中提取DNA。
第二步：制备符合要求的培养基，均分为三份，标号为A、B、C，分别作如下处理。

(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中，起转化作用的是DNA。请利用DNA酶(可降解DNA)做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。
①实验设计方案：
第一步：从S型细菌中提取DNA。
第二步：制备符合要求的培养基，均分为三份，标号为A、B、C，分别作如下处理。

第三步：______________________。
第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况。
②预测实验结果：_____________________。
③得出实验结论：DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌、DNA结构要保持________才能完成此转化过程。

下面介绍的是有关DNA研究的实验：

（1）1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记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：
①写出以上实验的部分操作步骤：
第一步：
第二步：
②以上实验结果说明：
（2）用紫外线处理大肠杆菌可诱导产生对T₂噬菌体有抗性的大肠杆菌，这种抗性的产生与其细胞膜上的蛋白质发生变化有关。下图简要示意处理的方法：

T₂噬菌体敏感菌株　　　　　　　　　　　　　　抗T₂噬菌体菌体
①在紫外线的作用下，细菌的膜蛋白改变的根本原因是　　　　　　　。
②如何将图中抗T₂噬菌体菌株从混合菌株中筛选出来？
（3）BrdU是一种嘧啶类似物，能替代胸腺嘧啶与腺嘌呤配对，掺入到新合成的DNA链中。将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中培养，待细胞培养两个分裂周期后，取出根尖组织，染色后观察一条染色体的两条姐妹染色单体：发现一条染色单体的两条脱氧核苷酸链中只有一条含有BrdU。预测：另一条染色单体有　　　　　条链含有BrdU，该实验能证明DNA的复制方式为　　　　　　　　　　　　

判断题：烟草花叶病毒的结晶具有感染性。答( )