高中生物科学探究的过程和方法综合题

(7分)根据格里菲思的肺炎双球菌的转化实验,回答下列问题:
(1)实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分,区分的依据是            
(2)该实验     (能/不能)证明DNA是转化因子，因为 　         。 
(3)转化形成的S型细菌的转录是在　　　　中进行的,转录的模板是　　　　。R型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的　　　　。
（4）如下图所示，在翻译过程中，少量的信使RNA分子可以合成大量的蛋白质，原因是             。

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大肠杆菌的实验，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大肠杆菌混合。
第三步：一定时间后，在搅拌器中搅拌后再进行离心。
（2）以上实验结果能否说明遗传物质是DNA？为什么？___________________。
（3）离心后，沉淀物中仍检测到有少量的放射性，可能的原因是                             。

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                             。 

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_____________________________________________。

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                        。

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：__________________________________
___________________________________________________________________________。

禽流感是由禽流感病毒(一种非逆转录RNA病毒)引起的急性传染病，能感染人类。研究者针对禽流感病毒进行了相关研究。请回答下列问题：
（1）禽流感病毒遗传物质的基本组成单位有            种。对禽流感病毒的基因测序时，主要工作目标是测定禽流感病毒            。
（2）病毒除感染家禽外，还能感染其他哺乳动物，说明不同种类的被感染细胞表面具有相似的            ，体现了细胞膜具有            的功能。在被感染的细胞中，通过RNA复制与翻译过程合成病毒蛋白，从而产生子代病毒，机体被感染细胞的清除可通过            免疫实现。
（3）某男子感染了禽流感病毒并已产生相应抗体，无明显病症，但这并不能保证他短期内再次感染时不会成为禽流感患者，理由是            。

(7分)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大肠杆菌的实验，实验包括4个步骤：
①培养噬菌体     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   。
A．①②④③       B．②①④③     C．②①③④     D．④②①③
（2）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
（3）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?   。

（4）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    。
（5）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     。(2分)

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                                      

(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。

禽流感是由禽流感病毒(一种非逆转录RNA病毒)引起的急性传染病，能感染人类。研究者针对禽流感病毒进行了相关研究。请回答下列问题：
（1）禽流感病毒遗传物质的基本组成单位有            种。对禽流感病毒的基因测序时，主要工作目标是测定禽流感病毒            。
（2）病毒除感染家禽外，还能感染其他哺乳动物，说明不同种类的被感染细胞表面具有相似的            ，体现了细胞膜具有            的功能。在被感染的细胞中，通过RNA复制与            过程合成病毒蛋白，从而产生子代病毒，机体被感染细胞的清除可通过            免疫实现。
（3）某男子感染了禽流感病毒并已产生相应抗体，无明显病症，但这并不能保证他短期内再次感染时不会成为禽流感患者，理由是            。

仔细观察下列各种结构模式图，据图回答：

（1）上述C图与A图所代表的生物最大的区别是                   ，故C图代表的生物属于          生物。A、B、C共有的细胞器是                    。
（2）在做D生物侵染细菌的实验中，首先在                        培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养           ，即可获得含³²P标记的D图中的生物。
（3）A图置于0.3g／mL的蔗糖溶液中，此时标号⑤中充满的是                  。

噬菌体有极强的侵染能力，能在细菌中快速进行DNA复制，产生子代噬菌体，最终导致细菌破裂(称为溶菌状态)；或者整合到细菌基因组中潜伏起来，不产生子代噬菌体(称为溶原状态)。在转基因技术中常用噬菌体构建基因克隆载体，使其在受体细菌中大量扩增外源DNA，以备研究使用。相关操作如下图所示，请回答。

(1)组装噬菌体时，可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36～51 kb，则经人工改造的gtl0载体可插入的外源DNA的最大长度为       kb。人工改造载体时，为获得较大的插入能力，可删除噬菌体DNA组成中的        序列以缩短其长度。
(2)噬菌体DNA上通常没有适合的标记基因，因此人工改造时需加装适合的标记基因，如上图gtl0载体中的imm434基因。该基因编码一种阻止噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。构建基囚克隆载体需用到的酶是       ，外源DNA的插入位置应位于imm434基因  (之中／之外)，使经侵染培养后的受体菌处于         状态。
(3)蛋白质与DNA相比，特有的化学元素是       ，若用放射性同位素标记该元素，再用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，短时保温后搅拌、离心，可检测到放射性物质主要分布在试管           部分。

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_____________________________________________。

回答下列有关肺炎双球菌转化实验的问题：
（1）写出如下实验处理的实验结果：(填死亡或不死亡)

实验处理	实验结果
①R型细菌注射实验鼠
②S型细菌注射实验鼠
③将加热杀死的S型细菌注射实验鼠
④R型细菌与杀死后的S型细菌混合后注射实验鼠
⑤S型细菌的DNA＋含R型细菌的培养基
⑥S型细菌的蛋白质＋含R型细菌的培养基
⑦（DNA酶＋S型细菌DNA）＋含R型细菌的培养基

（2）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？　　　　　
（3）由实验⑤得出的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。