高中生物科学探究的过程和方法综合题

实验题：
艾弗里为了证明S型肺炎双球菌中的转化因子究竟是什么物质，他将S型肺炎双球菌的①蛋白质、②多糖、③脂类、④DNA等一一分离出来，分别与活的R型肺炎双球菌混合培养，回答下列问题：
（1）这个实验的设计思路是：把DNA、蛋白质等区分开，直接地、        地去观察它们的作用。
（2）艾弗里在实验中，在用S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养的同时，还另设了一组是将S型细菌的DNA用DNA酶处理后再与R 型活细菌混合培养，设置这一组的目的是作            。
（3）艾弗里的实验检测结果是（选用①-④几个数字作答）：能检测到R型细菌的是：              ，能检测到S型活细菌的是：      。
（4）艾弗里的实验结论是：               才是遗传物质

某科学家做噬菌体侵染大肠杆菌的实验时，分别用³²P和³⁵S对噬菌体和大肠杆菌做了如下表标记：

	噬菌体成分	细菌成分
DNA	标记^32P	^31P
蛋白质	^32S	标记^35S

 结果产生100个子代噬菌体，它们与亲代噬菌体的形状．大小完全一样。请分析回答：
（1）子代噬菌体的DNA中应含有表中的＿＿＿＿＿＿＿＿，其比例是＿＿＿＿。
（2）子代噬菌体的蛋白质分子中应含有表中的＿＿＿＿＿＿＿＿元素。
（3）此实验证明了＿＿＿＿是遗传物质。

请回答下列有关遗传信息传递问题。
(1)为研究某病毒的致病过程，在实验室中做了如下图所示的模拟实验。

①从病毒中分离得到物质A。已知A是单链的生物大分子，其部分碱基序列为一GAACAUGUU一。将物质A加入试管甲中，反应后得到产物X。经测定产物X的部分碱基序列是一CTTGTACAA一，则试管甲中模拟的是         过程。
②将提纯的产物X加入试管乙，反应后得到产物Y。产物Y是能与核糖体结合的单链大分子，则产物Y是           ，试管乙中模拟的是          过程。
③将提纯的产物Y加入试管丙中，反应后得到产物Z。产物Z是组成该病毒外壳的化合物，则产物Z是          。
(2)若该病毒感染了小鼠上皮细胞，则组成子代病毒外壳的化合物的原料来自       ，而决定该化合物合成的遗传信息来自           。若该病毒除感染小鼠外，还能感染其他哺乳动物，则说明所有生物共用一套            。该病毒遗传信息的传递过程为     。

下面介绍的是DNA研究的科学实验：
（1）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实验，下图是实验的部分过程

①写出以上实验的部分操作过程：
第一步：用³⁵S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法：                                                               。
第二步：用被³⁵S标记的噬菌体与没有标记的细菌混合。
第三步：一定时间后，在搅拌器中搅拌，后进行离心。
②以上实验结果能否说明遗传物质是DNA？          为什么？                  
③噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要 （      ）

A．细菌的DNA及其氨基酸

B．噬菌体的DNA及其氨基酸

C．噬菌体的DNA和细菌的氨基酸

D．细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸

（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蛋白质发生变化有关。下图简要示意处理的方法：

①在紫外线作用下，细菌的膜蛋白质发生改变的根本原因是                。
②如何将图中的抗T2噬菌体的菌株从混合菌株中筛选出来？                     。

潼南菜花节全国闻名，但是令人困扰的是油菜幼苗期容易患花叶病。已知芜菁花叶病毒（TuMV）是导致油菜花叶病最主要的病毒，可经蚜虫传毒。但不清楚该病毒的核酸是DNA还是RNA，试设计实验探究之。
实验原理：（略）
实验材料：芜菁花叶病毒（TuMV）、苯酚的水溶液（可以将TuMV的蛋白质外壳和核酸分离开）、油菜幼苗若干、DNA水解酶、喷洒器。
（提示：用TuMV的核酸稀释液喷洒油菜幼苗可使其出现花叶症状）
实验步骤：⑴选取                                           ，分别编号为A、B。
（2）用苯酚水溶液处理TuMV，并设法将其蛋白质和核酸分离，以获得其核酸，制成核酸稀释液备用。
（3）将核酸稀释液分成两等份，一份用                    处理，记为甲液；另一份不做处理，记为乙液。
（4）用甲液喷洒植株A，用乙液喷洒植株B。
（5）一段时间后，观察油菜A、B的生长情况并且记录。
实验结果及结论：
（1）若植株              出现花叶症状，则TuMV的核酸是RNA。
( 2 ) 若只是植株B出现花叶症状，则TuMV的核酸是DNA。
问题讨论：
（1）在TuMV中                    (选填：“有”/“无”/“不一定有”)核糖体。
（2）对TuMV的培养应该直接培养在                 。
（3）若将³⁵S的亲代病毒放在不含³⁵S的适宜条件下培养增殖两代后，子代病毒中含有³⁵S的百分比为               ℅。
(4)对油菜花药离体培养得到的幼苗用              处理能尽快得到染色体数正常的纯合子。
（5）蚜虫与油菜不属于同一个物种，因为他们之间具有                 。

下列是科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的部分过程。
实验材料、用具：S型细菌、R型细菌、DNA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型细菌的荚膜多糖+R型活细菌→R型菌落；
③S型细菌的DNA+R型活细菌→S型菌落。
（1）肺炎双球菌属于           （原核／真核）生物。
（2）艾弗里等人后来发现上述实验过程并不严密，于是又做了第四组实验。请参考实验材料并按照①②③中表达式写出第四组实验方法和结果：
④                                                          。
（3）从上述实验可以得出的结论是___                                    _。
（4）艾弗里等人北实验的设计思路是___                                  _。

如下图为肺炎双球菌转化实验的一部分图解，请据图回答：

(1)该实验是    所做的肺炎双球菌转化的实验图解。
（2）该实验是在   基础上进行的，其目的是证明     的化学成分。
(3)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是       。
(4)依据上面图解的实验，可以作出      的假设。
(5)为验证上面的假设，他们又设计了下面的实验：

实验中加入DNA酶的目的是          ，他们观察到的实验现象是     。
(6)通过上面两步实验，仍然不能说明      ，为此他们设计了下面的实验：

他们观察到的实验现象是     ，该实验能够说明        。

材料分析题：请回答：
材料1 用同位素³¹P、³²P和³²S、³⁵S分别作如下标记：

	噬菌体	大肠杆菌
脱氧核苷酸	^32P	^31P
氨基酸	^32S	^35S

（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）材料1、材料2共同说明的问题是________________。

科学家进行“噬菌体侵染细菌的实验”时，首先用放射性同位素³⁵S标记A噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素³²P标记B噬菌体的双链DNA。然后用被标记的噬菌体分别去侵染细菌，产生大量子代噬菌体。请分析回答下列问题：
（1）经检测发现：被A噬菌体侵染的细菌内没有放射性，说明噬菌体的           没
有进入细菌体内；被B噬菌体侵染的细菌内有放射性，说明噬菌体的         进入到细菌体内；
（2）上述实验中科学家采用             方法证明           是噬菌体的遗传物质。请再举出一个采用这种方法追踪物质变化过程的科学研究实例，如                   
                                                                     。

下面为格里菲斯用肺炎双球菌在小鼠身上进行的转化实验：①将无毒性的R型活细菌注射入小鼠体内，小鼠不死亡；②将有毒性的S型活细菌注射入小鼠体内，小鼠死亡；③将加热杀死的S型细菌注射入小鼠体内，小鼠不死亡；④将无毒性的R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合注射入小鼠体内，小鼠死亡，并在小鼠体内发现活的S型细菌，分析回答：
（1）实验③说明                          对小鼠无毒害作用；实验④说明在小鼠体内           
          在加热杀死的S型细菌的作用下可以转化为                         。
（2）该实验可以得出这样一个结论：在加热杀死的S型细菌型中，必然含有促成这一转化的          。
（3）这一实验并不能证明DNA是遗传物质，若想证明DNA是遗传物质这一结论，应怎样设计实验：                                                          。

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，而实验的实际结果显示：在离心的上清液中也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值偏低。
（1）在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是：_____________________________________________。
（2）由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，请你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   _ ，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，是否是误差的来源呢？请简述理由：                                                            。
（3）请设计一个方法，来大量制备用³²P标记的噬菌体,简述过程                                      

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DN理由是                        。

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__________________。

(10分，每空1分)请根据T₂噬菌体侵染细菌的实验过程，回答下列问题：
（1）该实验采用同位素标记方法可判断进入细菌体内的是        而不是        。具体是用³²P标记         ，用³⁵S标记          。
（2）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                           。在进行此实验之前，你怎样才能使噬菌体标记上³²P？                                                。
（3）由细菌提供的复制噬菌体自身DNA必需具备的条件是：                  。
（4）合成噬菌体的蛋白质是在            生物体中的             上进行的。
（5）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。

结合遗传物质的相关实验，回答下列问题：
（1）艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的一部分图解，该实验成功的最关键的实验设计思路是_______________。

（2）上述实验证明了___________。
（3）后来，赫尔希和蔡斯用________方法，进一步表明________才是真正的遗传物质。实验包括4个步骤：①噬菌体与大肠杆菌混合培养；②³⁵S和³²P分别标记噬菌体；③放射性检测；④离心分离。
该实验步骤的正确顺序是________（用数字表示）。
（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，发现放射性物质存在________（上清液或沉淀物）中。
（5）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，是否能导致实验误差？________。简述理由：____________。