高中生物科学探究的过程和方法综合题

回答下面有关肺炎双球菌转化实验的问题。
(1)写出如下处理的实验结果：

实验处理	实验结果
① R型活细菌注射实验鼠	不死亡
②S型活细菌注射实验鼠	死亡
③用加热杀死的S型细菌注射实验鼠
④
⑤
⑥
⑦

(2)哪一实验可证明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__________________________。

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____________________________________

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______________.。

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__________________。

分析下列遗传学资料回答问题
资料1．1928年，英国科学家Griffith将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，结果发现小鼠死亡，并在死亡小鼠体内分离到S型细菌；后来科研工作者重复上述实验，并测定了小鼠体内S型和R型细菌含量变化情况，如图1所示。

（1）Griffith认为S型细菌“复活”的原因是____________
（2）曲线ab段下降的原因是________________________
（3）曲线bc段上升，与S型细菌是否有关______（是或否），你的理由是______________
资料2．人类对遗传物质作用机理的探索经历了漫长的过程，请根据下列科学史实回答问题：科学家发现细胞中有三类RNA，一类是核糖体的组成成分，一类能与特定的氨基酸结合，还有一类合成后几小时就会降解，其中哪一类是将DNA的遗传信息传递给蛋白质的“信使”呢？
1958年，Crick提出如下观点：核糖体RNA是“信使”——不同核糖体RNA编码不同的蛋白质，简称“一个核糖体一种蛋白质”。1961年，Jacob和Brenner对这个假说进行了检验，实验过程如图2所示。

（1）该实验中，若核糖体上出现放射性，说明该核糖体正在          
（2）已知噬菌体侵染细菌后，细菌的蛋白质合成立即停止，转而合成噬菌体的蛋白质。因此如果核糖体RNA是信使，那么实验结果将会是             ； 如果核糖体RNA不是信使，那么实验结果将会是             。最终Brenner的实验结果证明核糖体RNA不是“信使”。
（3）RNA合成的过程中，DNA        （全部/部分）解螺旋，由            酶催化完成RNA合成过程。

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__________。

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__________________。

下图中，烟草花叶病毒（TMV）与车前草病毒（HRV）的结构如 A、B，侵染作物叶片的症状如C、D。回答：

（1）用E去侵染叶片F时，在叶片F上所患病的症状与______________相同。
（2）F上的病毒，蛋白质外壳是以___________________________为场所合成的。所需的氨基酸、酶和ATP均来自______________________。
（3）子代病毒的各项特性都是由   ______________________决定的。
（4）本实验证明_                        __                        

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____________________________。

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：
（1）S型细菌的蛋白质+R型活细菌®R型菌落
（2）S型细菌荚膜中的多糖+R型活细菌®R型菌落
（3）S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（1）（2）（3）中的表达格式，写出第四组实验方法和结果：
（4）                                               +R型活细菌→R型菌落
上述实验可以得出的结论是                                          
（一） 该实验最关键的设计思路是                  ， 单独地、直接地观察它们的作用
（三）肺炎双球菌具有的唯一细胞器是        ，控制肺炎双球菌性状的物质是         

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___________________________________________。

下列是关于³²P标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是(　　)

A．与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的

B．在沉淀物中放射性很高，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是

C．采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性

D．所使用的噬菌体，必须是接种在含^32P的培养基中培养出来的

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分子的复制方式为半保留复制，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。（3）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，不能检测到产物的原因是                                        。

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        。