题目内容
8.在生命科学研究领域,正确的思路和研究方法往往是科学家们成功的关键.请分析回答下列问题:(1)孟德尔运用假说演绎法法,用纯种的黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆做亲本,分别设计了纯合亲本的杂交、F1的自交、F1的测交三组实验,最后得出了基因的自由组合定律.其中,在现象分析阶段完成的实验是杂交和自交,在检验假设阶段完成的实验是测交.孟德尔在基因的自由组合定律中提出的解释实验现象的假说是F1形成配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合;F1产生4种比例相等的配子.
(2)DNA双螺旋结构模型是一种物理模型,包含有n个脱氧核苷酸的DNA分子片段,理论上最多可排列出${4}^{\frac{n}{2}}$种脱氧核苷酸序列.
(3)利用类比推理,萨顿提出基因位于染色体上的假说,理由是基因与染色体行为存在明显的平行关系.请你运用类比推理的方法,推断基因与DNA长链的关系是不同的基因也许是DNA长链上不同的片段.
(4)艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验和赫尔希的噬菌体侵染细菌实验中共同的、核心的设计思路是将蛋白质与DNA分开单独观察.
分析 1、假说-演绎法是在观察和分析的基础上提出问题,通过推理和想象提出解释问题的假说,根据假说演绎推理,再通过实验检验演绎推理的结论.
2、“基因在染色体上”的发现历程:萨顿通过类比基因和染色体的行为,提出基因在染色体上的假说;之后,摩尔根以果蝇为实验材料,采用假说-演绎法证明基因在染色体上.
3、艾弗里肺炎双球菌转化实验:首先将S型细菌中的物质进行提纯,然后将提纯的DNA、蛋白质和多糖分别加入到培养R型细菌的培养基中,结果发现:只有加入DNA,R型细菌才能够转化为S型细菌,并且DNA的纯度越高,转化就越有效;
4、赫尔希和蔡司首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基上培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体,然后用这两种噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌.
解答 解:(1)孟德尔运用假说演绎法,用纯种的黄色圆粒豌豆和绿色皱粒豌豆做亲本,分别设计了纯合亲本的杂交、F1的自交、F1的测交三组实验,最后得出了基因的自由组合定律.其中,在现象分析阶段完成的实验是 杂交和自交,在检验假设阶段完成的实验是 测交.孟德尔在基因的自由组合定律中提出的解释实验现象的“假说”是F1形成配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合,并且F1产生4种比例相等的配子.
(2)沃森和克里克所建立的DNA双螺旋结构模型是物理模型.由于构成DNA的脱氧核苷酸有4种,且有n个脱氧核苷酸即$\frac{n}{2}$对,所以包含有n个脱氧核苷酸的DNA分子片段,理论上最多可排列出${4}^{\frac{n}{2}}$种脱氧核苷酸序列.
(3)通过观察减数分裂过程中染色体的行为,运用类比推理法,萨顿推断染色体与基因有明显的平行关系.同样可以推断基因是DNA上的片段,即不同的基因是DNA长链上不同的片段.
(4)艾弗里肺炎双球菌转化实验:首先将S型细菌中的物质进行提纯,然后将提纯的DNA、蛋白质和多糖分别加入到培养R型细菌的培养基中,结果发现:只有加入DNA,R型细菌才能够转化为S型细菌,并且DNA的纯度越高,转化就越有效;赫尔希和蔡司首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基上培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体,然后用这两种噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌. 故艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验和赫尔希的噬菌体侵染细菌实验中,其共同的、核心的设计思路是:将蛋白质与DNA分开单独观察.
故答案为:
(1)假说演绎法 杂交和自交 测交 F1形成配子时,每对遗传因子彼此分离,不同对的遗传因子自由组合;F1产生4种比例相等的配子
(2)物理 ${4}^{\frac{n}{2}}$
(3)基因与染色体行为存在明显的平行关系 不同的基因也许是DNA长链上不同的片段
(4)将蛋白质与DNA分开单独观察
点评 本题考查人类对遗传物质的探索过程的相关知识,意在考查学生理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系的能力.
| 组别 | 材料 | 实验条件 | 观察内容 |
| A | 浸泡过后 花生种子 | 湷水、苏丹III染液、50%酒精 | 细胞中着色的小颗粒 |
| B | 人的口腔上皮细胞 | X染液 | 线粒体 |
| C | 菠菜叶 | 湷水 | 叶绿体 |
| D | 紫色洋葱鳞片叶外表皮 | 清水、解离液、0.3g/mL蔗糖溶液 | 质壁分离 |
(1)上述实验中需要的材料用具除显微镜外,还需刀片、镊子、滴管、吸水纸、盖玻片、载玻片;
(2)A组实验的目的是检测花生种子含有脂肪,50%酒精的作用是洗去浮色;
(3)B组实验的X染液是健那绿染液,显微镜下看到的线粒体是蓝绿色;
(4)在C组实验中,要选取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,原因是叶绿体主要存在于叶肉细胞中;
(5)在D组实验中显微镜下看不到质壁分离现象,原因是原生质层被破坏,失去了选择透过性.
| A. | 将基因型为aabb的个体人工诱变可获得基因型为aaBb的个体,则等位基因的产生来源于基因突变 | |
| B. | 多倍体育种获得的基因型为AAaaBBbb的个体比基因型为AaBb的个体可表达出更多的蛋白质 | |
| C. | 杂交育种可获得基因型为AAbb的个体,其变异发生在减数第二次分裂后期 | |
| D. | 单倍体育种可获得基因型为AAbb的个体,变异原理有基因重组和染色体变异 |
| A. | 基因突变 | B. | 基因重组 | C. | 不遗传变异 | D. | 染色体变异 |