高中生物科学探究的过程和方法综合题

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                            。
(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                                   。 
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                                         。
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了                                          。 
(5)上述实验中，        (填“能”或“不能”)用¹⁵N来标记噬菌体的DNA理由是                             。 

做噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关物质如下表。产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。试回答：

	噬菌体	细菌
核苷酸	^32P标记	^31P
氨基酸	^32S	^35S标记

（1）子代噬菌体中，只含有³²P的有________个，只含有³¹P的有________个，同时含有³²P 和³¹P的有_________个。
（2）子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有______元素，由此说明__________________；子代噬菌体的蛋白质分子都含有_____元素，这是因为____________________________；子代噬菌体的蛋白质合成的场所是___________________。
（3）实验中用放射性同位素标记噬菌体时，选取³⁵S和³²P，这两种同位素分别标记蛋白质和DNA，能否用¹⁴C和¹⁸O标记？说明理由：__________________________________
___________________________________________________________________________。

下图所示为烟草花叶病毒侵染烟草实验的示意图。请分析回答：

丙

（1）在丙组实验中观察到现象是                                                      　　　　　　　　　     ，
结论是                                 　　　　　　　　　　　　　　　　                                                。
（2）在乙组实验中观察到现象是                                   　　　　　　　　　　　　　     ，
结论是                       　　　　　　　　　　　                                 　　  　　　                       。
（3）甲组实验的目的是                                             。

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，_______型细菌转化成_______型细菌。
(3)过程④表明，转化成的_____型细菌的后代也是_____(有或无)毒性的_____型细菌。
(4)实验最关键的设计思路是_____________________________________________。

教材基础知识填空
（1）把鸡蛋煮熟后，蛋白质发生      ，不能恢复原状了，原因是高温使蛋白质分子的          变得伸展、松散，容易被蛋白酶水解。
（2）硝化细菌能将土壤中的氨气氧化为亚硝酸，进而将亚硝酸氧化成硝酸，利用这两个化学反应中释放出的化学能，将                合成为糖类。
（3）减数分裂过程中染色体数目的减半发生在                 。
（4）人类的色盲、血友病的遗传表现与果蝇眼色的遗传非常相似，它们的基因位于性染色体上，所以遗传上总是                   ，这种现象叫做伴性遗传。
（5）分别用³⁵S、³²P标记的噬菌体侵染普通的大肠杆菌，经过一段时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心。搅拌的目的是               ；离心的目的是                   。
（6）兴奋在神经元之间的传递是_________向的。
（7）森林中的植物有垂直分层现象，这主要与________有关。森林中的鸟类有垂直分层现象，这主要与________有关。

在生命科学研究中，“放射性同位素标记法”是经常使用的研究手段。请仔细阅读分析并回答有关问题：
(1)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_____________。
(2)某科学家做“噬菌体侵染细菌”实验时，分别亲代噬菌体用同位素³²P和³⁵S作了标记。

	噬菌体成分	细菌成分
核苷酸	标记^32P	^31P
氨基酸	^32S	标记^35S

请分析上表并回答下面的问题。
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）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”或“下降”）。
②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，也将_____（“是”或“不是”）误差的来源。
③上述实验中，_____（“能”或“不能”）用¹⁵N来标记噬菌体的DNA。
（4）噬菌体侵染细菌的实验证明了_____________。

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。
（1）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_____________________________________________________。
（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________________。
（5）通过上述实验能否证明DNA是主要的遗传物质，为什么

请根据噬菌体侵染细菌的实验过程，回答下列问题：
(1)该实验采用了同位素标记方法，具体是用³²P标记           ，用³⁵S标记          。
(2)噬菌体DNA复制时，由细菌提供的条件是：                 。
(3)合成噬菌体的蛋白质是在       中的           上进行的。
(4) ³⁵S标记的噬菌体侵染细菌时，离心后的沉淀物中有少量放射性的原因可能是　　   不充分，少量³⁵S 的噬菌体蛋白质外壳             没有分离。
(5)该实验在设计思路上的关键点是　　　　　　　　　　　　　　．

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，实验包括4个步骤：①标记的噬菌体侵染未被标记大肠杆菌 ②³⁵S和³²P分别标记噬菌体 ③放射性检测 ④离心分离。
（1）该实验步骤的正确顺序是                       (正确填写出顺序编号)。
（2）下图中锥形瓶内的培养液是用来培养                       ，其内的营养成分中能否含有³²P？             。

（3）如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是（      ）。

A．用含^35S的培养基直接培养噬菌体

B．用含^32P培养基直接培养噬菌体

C．用含^35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体

D．用含^32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体

（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，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是：
①                                                                     。
②                                                                     。
（5）连续培养噬菌体n代，则含亲代噬菌体DNA的个体应占总数的               。

(6分)肺炎双球菌有多种株系，但只有光滑型(S)菌株可致病(有毒)，因为在这些菌株的细胞外有多糖类荚膜起保护作用，不致被宿主破坏。下图表示肺炎双球菌的转化实验，请据图回答：

(1)从D组实验中的老鼠体内可分离出____________________________________。
(2)A．B．C．D四组实验中，可作为对照组的是____________________________。
(3)把S型细菌的DNA、蛋白质和多糖荚膜分离出来，分别与R型细菌混合，结果发现：
①S型细菌的DNA与R型活菌混合后，注入老鼠体内，可致死。说明_____________。
②把S型的蛋白质或多糖荚膜与R型活菌混合后，注入老鼠体内，老鼠___________。从老鼠体内只能分离出___________________。
(4)将DNA酶注入活的S型细菌中，再将这样的S型细菌与R型活菌混合，混合物不使老鼠致死的原因最可能是__________。

下列关于生物的遗传物质的叙述中，正确的是

A．一切生物的遗传物质都是DNA	B．病毒的遗传物质是RNA
C．细菌的遗传物质是DNA	D．人的遗传物质是DNA和RNA

将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，R型细菌能转化为S型细菌。促成这一转化的活性物质是S型细菌的

A．DNA

B．RNA

C．蛋白质

D．多糖

（共10分）
已知菠菜的干叶病是干叶病毒导致的，但不清楚干叶病毒的核酸种类，试设计实验探究。实验原理：(略)。
(1)实验材料：苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、若干健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、其他必需器材。
(2)实验步骤：
①选取两株生长状况相似的菠菜植株，编号为a、b。
②__________________________________________________，并设法将其蛋白质和核酸分离，以获得其核酸。
③在适当条件下，_______________________________________________________。
④一段时间后，用____________________喷洒植株a，用_________________喷洒植株b。
⑤再过一段时间后，观察两株菠菜的生长情况。
(3)实验结果及结论：
①__________   __________________。②___________________________________。

下表为噬菌体侵染大肠杆菌的实验。请根据实验，回答下列问题。

编号	实验过程—操作	结果
A组	培养一段时间 ^35S噬菌体+大肠杆菌搅拌、离心检测放射性	上清液中的放射性很高，下层沉淀中的放射性很低
B组	培养一段时间 ^32P噬菌体+大肠杆菌 搅拌、离心 检测放射性	上清液中的放射性很低，下层沉淀中的放射性很高

（1）  在理论上分析，A组的下层沉淀和B组的上清液中的放射性应该为零，原因是                                               。
（2）  由于实验数据和理论数据之间存在着较大差异，请对实验过程进行分析。
① 在A组实验的沉淀中检测到放射性，可能的原因是                             
                                                 。
② 在B组实验中，³²P标记的噬菌体和大肠杆菌混合培养时间过长，会使上清液中放射性含量             ，其可能的原因是                                              。
③ 实验中³²P标记的噬菌体会全部侵染到大肠杆菌的体内吗？           。这是否是误差的来源？              。理由是                                                 。

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