高中生物科学探究的过程和方法综合题

某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素³²P和³⁵S做了标记(见下表)：此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析：

(1)子噬菌体的核酸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)此实验说明了           。

（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

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

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               。

（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。

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___________________________________________。

回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，采用的实验方法是        。采用该实验方法可判断进入细菌体内的是_____________________。具体是用³²P标记__________________，用³⁵S标记__________________。（每空1分）
(2)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                。
(3)上述实验中，    (填“能”或“不能”)用¹⁵N来标记噬菌体的DNA理由是                                。
（4）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__________________。
（5）由细菌提供的复制噬菌体自身DNA必需具备的条件是：__________________。
（6）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__________________(填是或不)符合孟德尔的遗传规律。
（7）噬菌体侵染细菌实验证明了                                      。

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___________________________________________。
（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：
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，（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　   　 　　。

(8分)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。回答下列问题：
(1)材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及等渗生理盐水、注射器等。
(2)实验步骤：
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
②补充完整下表，并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。

组别	A	B	C	D
注射 溶液	该病毒核酸 提取物和 RNA酶	该病毒核酸 提取物和	该病毒核酸 提取物

③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
(3)结果预测及结论：
①A、C组发病，___________，说明DNA是该病毒的遗传物质；
②                       ，说明_______________________。
(4)从注射的物质看，该探究实验所依据的生物学原理是                 ；从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学原理是                       。
(5)若该病毒的遗物物质为DNA，则其彻底水解产物有          种。

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__________________________。

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　　　　　　　　。