高中生物科学探究的过程和方法试题

人类发现了放射性同位素以后，很快便将它应用在生物学的研究中，为探明许多生命过程的奥秘起了很重要的作用。请回答：
（1）如果用含¹⁸O的水浇灌某盆栽植物，并将该盆栽植物置于光照下。过一段时间，在植物周围的空气中，能够收集到哪些含¹⁸O的气态物质？                  。
（2）在运动实验中，如果用含¹⁵N的蛋白质饲料饲养不含¹⁵N的大白鼠，在饲料适量的情况下，¹⁵N将首先出现在该动物体内细胞的哪一种细胞器中？               （线粒体／中心体／内质网／高尔基体）。如果上述饲养过程继续下去，可以发现大白鼠的组织中分离出的哪些代谢产物中有¹⁵N？                                                   （脂肪酸、肠淀粉酶、肌糖元、胰岛素）。
（3）为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的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，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种同位素标记的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记：                   。
②你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和设计的理由。

图一为两种病毒（核酸不同）的物质组成，图二为某一卵原细胞及其细胞内一对同源染色体中的两个DNA分子，其放射性标记如图所示。请据图回答：

（1）图一a中A、B共有的元素是           ，e和f体内的④总共有____种。
（2）图一中基因与d的关系可概括为基因指导蛋白质的合成，其核心过程包括             ，主要场所分别为____         。
（3）赫尔希和蔡斯用实验证明DNA是遗传物质时用了图1中哪种病毒？       ，其实验设计思路是设法将DNA和蛋白质分开，单独、直接地观察它们各自的作用，为实现该设计思路，他们分别标记了图一A、B中的____部位。（2分，用图中数字表示）
（4）若将图二细胞放在含有³²P的培养液中，让其只进行减数分裂。假设该细胞内只有这两个DNA，且每个DNA分子均含有m个碱基，其中细胞内碱基T共占15%，则该细胞在形成卵细胞过程中共需游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数为         。

下列关于生物学实验的叙述中，正确的是

A．用^32P标记T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，离心后上清液放射性很高

B．利用DNA与其他有机物等在物理和化学性质方面的差异可提取DNA

C．若光学显微镜下观察到的视野过于明亮，可使用凹面镜改善观察效果

D．甘蔗茎含有较多的蔗糖且近于白色，因此可以用于进行还原糖的鉴定

赫尔希和蔡斯用³²P标记的T₂噬菌体与无³²P标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是（   ）

A．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离

B．^32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性

C．如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低

D．本实验结果说明DNA在亲子代之间的传递具有连续性

研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多实验进行探究，包括著名的“肺炎双
球菌转化实验”。
（1）某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题：
A．将一部分S型细菌加热杀死；
B．制备符合要求的培养基，并分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上（接种的菌种见图中文字所示）；
C．将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况。

①制备符合要求的培养基时，除加入适当比例的水和琼脂外，还必须加入一定量的无机盐、氮源、有机物、生长因子等，并调整pH。
②本实验中的对照组是         这三组。
③本实验得出的结论是                    。
（2）艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中，起转化作用的是DNA。请利用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促进R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测得实验结果，得出实验结论。
①实验设计方案：
第一步：从S型细菌中提取DNA；
第二步：制备符合要求的培养基，将其均分为三份，标为A、B、C，分别作如下处理：

组合编号	A	B	C
处理	不加任何提取物	g．	h．

第三步：                                    ；
第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况。
②预测实验结果并得出结论：                             。
③通过设计的实验，还能得出什么结论：                   。

格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下： ①将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； ②将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡； ③将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； ④将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
根据上述实验，下列说法正确的是(    )。

A．整个实验证明了DNA是转化因子

B．实验①、实验③可作为实验④的对照

C．实验④中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传

D．重复做实验①与④，得到同样的结果，说明S型活细菌由R型活细菌突变而来

回答下列Ⅰ、Ⅱ题。
Ⅰ、仔细观察下列各种结构模式图，据图回答问题：

（1）上述各图结构中共有的有机物是              。A、B、C共有的细胞器                      。
（2）A图为置于0.3g/mL的蔗糖溶液中出现质壁分离现象的细胞，这是由于细胞壁与[     ]        发生分离所致，此时标号⑤中的物质是             。（[   ]内填图中标号）
（3）从B图的染色体行为上可以断定，该细胞正处于             时期，该细胞称为         。
（4）A图所示的细胞发生质壁分离复原后，若在离体条件下脱分化、再分化，其增殖过程中会周期性消失和重现的结构有            。（写结构名称）
Ⅱ、下图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。

实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。
（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：

装置	方法步骤一	方法步骤二	方法步骤三
A	加入240mL的葡萄糖溶液	加入10g活性干酵母	①
B	加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液	②	加入石蜡油，铺满液面

（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是                              。
（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：

装置	方法步骤一	方法步骤二	方法步骤三
C	③	④	加入石蜡油，铺满液面

（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：                   （用“<、=、>”表示），则假设成立。

“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验，主要过程如下：①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述正确的是(  )

A．完整的实验过程需要利用分别含有^35S和^32P及既不含^35S也不含^32P的细菌

B．②中少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中的放射性强度偏高

C．③的作用是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来

D．^32P标记的噬菌体进行该实验，④的结果是只能在沉淀物中检测到放射性

下列有关遗传、变异、生物进化的相关叙述中，正确的是

A．用^32P标记玉米体细胞（含20条染色体）的染色体DNA分子，再将这些细胞转入不含^32P的培养基中培养,在第二次细胞分裂的中期和后期的细胞中，被^32P标记的染色体条数均为20条

B．同源染色体上的非等位基因的遗传遵循孟德尔遗传定律

C．肺炎双球菌的活体细菌转化实验证明了DNA是遗传物质

D．遗传平衡状态下的种群，基因重组现象会使种群基因频率发生变化

完成关于基因的部分探索历程的填空。
（1）摩尔根通过实验证明了基因在                    上。
（2）在肺炎双球菌转化实验中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为        型，否定了这种说法。
（3）沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，该模型用                的多样性来解释DNA分子的多样性。进而科学家们发现基因是DNA上                  的片段。
（4）以下是基因控制生物体性状的实例。乙醇进入人体后的代谢途径如下图。

①以上实例体现了基因通过控制                         ，进而控制生物体的性状。
②有些人喝了一点酒就脸红，我们称为“红脸人”。 经研究发现“红脸人”体内只有ADH。 则“红脸人”的基因型有       种，饮酒后会因血液中乙醛含量相对较高，毛细血管扩张而引起脸红。

下列有关实验的叙述，正确的是

A．利用染色排除法，被台盼蓝染成蓝色的细胞是活细胞，体现出细胞膜的选择透过性

B．可利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性

C．在纸层析法分离叶绿体中色素的实验结果中，滤纸条上蓝绿色的色素带最宽，原因是叶绿素a在层析液中溶解度最高

D．用^32P标记噬菌体的侵染实验中，上清液存在少量放射性可能是保温时间不足或者过长所致

用同位素标记法追踪元素及物质的去向是生物学的重要手段之一。下列相关结果错误的是（  ）

A．小白鼠吸入^18O2后呼出的二氧化碳不会含有^18O，但尿液中会含有H2^18O

B．用含^3H标记的T的营养液培养洋葱根尖，可以在细胞核和线粒体处检测到较强的放射性，而在核糖体处则检测不到

C．用^14C标记CO2最终探明了CO2中碳元素在光合作用中的转移途径

D．要得到含^32P的噬菌体，必须先用含^32P的培养基培养细菌

用T₄噬菌体浸染大肠杆菌，在感染后2、4、6、8、10min时向培养基中加入一定量的³H-尿嘧啶，培养适宜时间后，粉碎大肠杆菌分离得到RNA，并分别与热变性后的含T₄噬菌体DNA单链组、含大肠杆菌的DNA单链组混合杂交，检测两组的放射性强度并把结果绘制成曲线．两组杂交后的结果分别对应的曲线是

A．b、a	B．c、d
C．d、c	D．a、b

以下关于染色体和DNA的叙述中，正确的是

A．人类基因组的2万多个基因平均分布在正常体细胞的46条染色体上

B．真核生物的DNA主要分布在染色体上，因此染色体是真核生物的遗传物质

C．中心法则概括了遗传信息在细胞内的传递规律

D．基因是DNA分子携带的遗传信息

下列有关遗传与变异的叙述，不正确的是（ ）

A．“T2噬菌体侵染细菌实验”证明DNA是遗传物质

B．遗传密码的简并有利于生物性状保持稳定

C．转录时RNA聚合酶的识别位点在RNA分子上

D．DNA分子的两条单链能平行的原因是碱基对长度相等