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1、科学史经典实验拓展试题 1 细胞学说的建立 2 细胞膜流动镶嵌模型的建立 3 酶的发现 4 光合作用的发现 5 遗传因子的发现 6 DNA是遗传物质的证据 7 DNA结构的发现 8 DNA半保留复制的发现 9 遗传密码的破译 10 基因在染色体的发现 11 mRNA的发现 12 促胰液素的发现 13 生长素的发现 1 细胞学说的建立 2 细胞膜流动镶嵌模型的建立 3 酶的发现 4 光合作用的发现 5 遗传因子的发现 6 DNA是遗传物质的证据 7 DNA结构的发现 8 DNA半保留复制的发现 9 遗传密码的破译 10 基因在染色体的发现 11 mRNA的发现 12 促胰液素的发现 13 生长素
2、的发现 1 细胞学说的建立 2 细胞膜流动镶嵌模型的建立 3 酶的发现 4 光合作用的发现 5 遗传因子的发现 6 DNA是遗传物质的证据 7 DNA结构的发现 8 DNA半保留复制的发现 9 遗传密码的破译 10 基因在染色体的发现 11 mRNA的发现 12 促胰液素的发现 13 生长素的发现 例1 2017全国1卷29题 根据遗传物质的化学组成 可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型 有些病毒对人类健康会造成很大危害 通常 一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换 请利用放射性同位素标记的方法 以体外培养的宿主细胞等为材料 设计实验以确定一种新病
3、毒的类型 要求 实验包含可相互印证的甲 乙两个组 1 简要写出实验思路 2 预期实验结果及结论 实验目的 自变量确认 自变量操控 实验结果检测 设计实验确定新病毒的类型 RNA或DNA病毒 自变量 病毒核酸的类型 RNA或DNA 放射性同位素对病毒的DNA 碱基T 或RNA 碱基U 进行标记 先对病毒的宿主细胞分别进行放射性同位素标记 再用该病毒感染寄主细胞 从而子代病毒被标记 对宿主细胞释放的子代病毒进行放射性检测 1 实验思路 甲组 将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒病监测其放射性 乙组 将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中
4、之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒病监测其放射性 2 结果及结论 若甲组收集的病毒有放射性 乙组无 即为RNA病毒 反之为DNA病毒 拓展 3 实验步骤 1 配制动物细胞培养液 分别取等量的培养液加入甲 乙两个培养装置中 甲组加入一定量的放射性标记尿嘧啶和适量的其他四种未经放射性标记的碱基 A G C T 乙组加入等量的放射性标记胸腺嘧啶和等量的其他四种未经放射性标记的碱基 A G C U 2 在甲 乙两组中分别加入等量的宿主细胞 然后接种等量的该病毒 3 甲 乙两组均在在适宜且相同的条件下继续培养一段时间 4 分别收集两组子代病毒 检测其放射性 并做记录和数据处理 例2 2019全国1卷
5、2题 用体外实验的方法可合成多肽链 已知苯丙氨酸的密码子是UUU 若要在体外合成同位素标记的多肽链 所需的材料组合是 同位素标记的tRNA 蛋白质合成所需的酶 同位素标记的苯丙氨酸 人工合成的多聚尿嘧啶核苷酸 除去了DNA和mRNA的细胞裂解液A B C D 例3 回答下列关于遗传学科学史的几个问题 1 在孟德尔豌豆杂交实验中 纯合的黄色圆粒 YYRR 与绿色皱粒 yyrr 的豌豆杂交 若将F2中黄色皱粒豌豆自交 其子代中表现型为绿色皱粒的个体占 进一步研究发现r基因的碱基序列比R基因多了800个碱基对 但r基因编码的蛋白质 无酶活性 比R基因编码的淀粉支酶少了末端61个氨基酸 推测r基因转录
6、的mRNA提前出现 试从基因表达的角度 解释在孟德尔 一对相对性状的杂交实验 中 所观察的7种性状的F1中显性性状得以体现 隐性性状不体现的原因是 1 6 终止密码 子 显性基因表达 隐性基因不转录 或隐性基因转录但不翻译 或隐性基因编码的蛋白质无活性 或活性低 3 格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中 S型菌有S S S 等多种类型 R型菌是由S 型突变产生 利用加热杀死的S 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 否定了这种说法 4 沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型 该模型用 解释DNA分子的多样性 此外 的高度精确性保证了D
7、NA遗传信息的稳定传递 2 摩尔根用灰身长翅 BBVV 与黑身残翅 bbvv 的果蝇杂交 将F1中雌果蝇与黑身残翅雄果蝇进行测交 子代出现四种表现型 但比例不是1 1 1 1 说明F1中雌果蝇产生了种配子 实验结果不符合自由组合定律 原因是这两对等位基因不满足该定律 这一基本条件 4 非同源染色体上非等位基因 碱基对排列顺序的多样性 S 碱基互补配对 例4 2016年全国1卷32题 已知果蝇的灰体和黄体受一对等位基因控制 但这对相对性状的显隐性关系和该等位基因所在的染色体是未知的 同学甲用一只灰体雌蝇与一只黄体雄蝇杂交 子代中 灰体 黄体 灰体 黄体为1 1 1 1 同学乙用两种不同的杂交实验
8、都证实了控制黄体的基因位于X染色体上 并表现为隐性 请根据上述结果 回答下列问题 2 请用同学甲得到的子代果蝇为材料设计两个不同的实验 这两个实验都能独立证明同学乙的结论 要求 每个实验只用一个杂交组合 并指出支持同学乙结论的预期实验结果 实验一 用同学甲得到的子代果蝇中的黄体雌蝇和灰体雄蝇杂交 后代中雌蝇全表现灰体 雄蝇全表现黄体 实验二 用同学甲得到的子代果蝇中的灰体雌蝇和灰体雄蝇杂交 后代中雌蝇全表现灰体 雄蝇中一半表现黄体 一半表现灰体 孟德尔的研究方法 实验材料的选择 数学统计的方法的应用 科学符号的使用 实验材料换成其他动物植物 例5 2019年全国3卷32题 玉米是一种二倍体异花
9、传粉作物 可作为研究进传规律的实验材料 玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状 受一对等位基因控制 回答下列问题 2 现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒 若要用这两种玉米子粒为材料验证分离定律 写出两种验证思路及预期结果 解析 验证分离定律通常有两种方法 a 杂交法 适用于性对性状的纯合亲本杂交 观察统计F2代性状分离比是否为3 1 b 测交法 适用于显性亲本为杂合子 与隐性亲本杂交 测交 观察F1代性状分离比是否为1 1 自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒的基因型有3种情况 显性植株均为纯合子 AA 显性植株均为杂合子 Aa 显性植株既有纯合子 又有
10、杂合子 AA Aa 假说 若显性植株均为纯合子 AA 演绎 可与隐性植株 aa 杂交 F2代性状分离比为3 1 验证分离定律 假说 若显性植株均为杂合子 Aa 演绎 可与隐性植株 aa 杂交 F1代性状分离比为1 1 验证分离定律 假说 若显性植株既有纯合子 AA 又有杂合子 Aa 演绎 饱满和凹陷植株 AA aa 可先自交 显性性状中部分植株 Aa 自交的F1代性状分离比为3 1 验证分离定律 演绎 显性部分植株 AA 自交后代无性状分离 可与隐性植株自交后代杂交 得到F1再自交 F2代性状分离比为3 1 验证分离定律 让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交 如果F1都表现一种性状 则用F1自
11、交 得到F2 若F2中出现3 1的性状分离比 则可验证分离定律 让子粒饱满的玉米和子粒凹陷的玉米杂交 如果F1表现两种性状 且表现为1 1的性状分离比 则可验证分离定律 两种玉米分别自交 若某些玉米自交后 子代出现3 1的性状分离比 则可验证分离定律 两种玉米分别自交 在子代中选择两种纯合子进行杂交 F1自交 得到F2 若F2中出现3 1的性状分离比 则可验证分离定律 例5 真核细胞中DNA主要位于细胞核内 而蛋白质合成在细胞质中的细胞核糖体上 依据这一事实 科学家推测存在某种 信使 分子 能将遗传信息从细胞核携带到细胞质中 为确定遗传信息从DNA传递给蛋白质的中间载体 科学家们做了如下研究
12、1 对于 信使 有两种不同假说 假说一 核糖体RNA可能就是信息的载体 假说二 另有一种RNA 称为mRNA 作为遗传信息传递的信使 若假说一成立 则细胞内的核糖体种类是否相同 为什么 若假说一成立 则细胞内的核糖体种类是不相同的 因为细胞核中的DNA所控制合成的蛋白质多种多样 作为两者之间传递信息的载体RNA也多种多样 所以由这些RNA参与形成的核糖体是不同的 若假说二成立 则mRNA在指导蛋白质合成过程中与细胞内原有的核糖体什么关系 若假说二成立 则mRNA在指导蛋白质合成过程中与细胞内原有的核糖体结合 2 研究发现噬菌体侵染细菌后 细菌的蛋白质合成立即停止 转而合成噬菌体的蛋白质 在此过
13、程中 细菌细胞内合成了新的噬菌体RNA 为确定新合成的噬菌体RNA是否为 信使 需要进一步实验 现在提供大肠杆菌和噬菌体 15NH4Cl和14NH4Cl 32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸等必要的营养物质 以及必要的培养设备 检测设备等条件 请设计实验分别验证假说一和假说二 并预期结果和结论 提示信息 可以用15N和14N标记核糖体 用15N标记核糖体即 重核糖体 用32P标记尿嘧啶核糖核苷酸噬菌体 不考虑32P对密度梯度离心的影响 分析 若假说一成立 噬菌体侵染大肠杆菌后 噬菌体遗传物质会控制合成新的核糖体 这样细菌细胞中就会两种核糖体 有细菌原有的核糖体和噬菌体新合成的核糖体 如果用15N标记细
14、菌的核糖体 14N标记噬菌体侵入大肠杆菌后合成的核糖体 用32P标记噬菌体的RNA 进行一定时间的培养 密度梯度离心分离核糖体 同时进行放射性检测 预期结果是 离心管中核糖体有轻带和重带 放射性出现的位置与轻带一致 若假说二成立 同样进行上述实验 预期结果是 离心管中核糖体只有重带 放射性与重带的位置一致 实验思路 用含15N的培养基培养细菌 标记细菌的核糖体 即 重核糖体 然后将细菌转移至含14N和32P的培养基中 同时接种噬菌体 进行一定时间的培养 密度梯度离心分离核糖体 同时进行放射性检测 预期结果是 若离心管中有轻带和重带2个条带 且放射性出现的位置与轻带一致 则假说一成立 若离心管中
15、只有重带 且放射性与重带的位置一致 则假说二成立 3 将被侵染后裂解的细菌进行密度梯度离心和放射性检测 结果如下图所示 实验结果支持哪个假说 请说出判断依据 实验结果与假说二的预期结果一致 假说二成立 依据是核糖体离心的结果只有重带 且放射性出现的位置与重带的位置一致 说明噬菌体没有合成新的核糖体 噬菌体侵入大肠杆菌后合成的具有放射性标记的RNA与原有细菌的 重核糖体 结合 指导其蛋白质合成 4 若要证明新合成的噬菌体RNA为 信使 还需要进行两组分子杂交实验 请选择下列序号填入表格 将新合成的噬菌体RNA与细菌DNA混合 将新合成的噬菌体RNA与噬菌体DNA混合 出现DNA RNA杂交现象
16、不出现DNA RNA杂交现象 例6 1953年沃森和克里克成功建立DNA双螺旋结构模型以后 科学家对DNA的复制方式提出了如下图三种假说 现提供以下材料和器具 15N和14N分别标记的胸腺嘧啶 大肠杆菌 基本细菌培养基 一定浓度的CSCl溶液 离心设备 培养和分离装置 请你根据以上提供的材料和器具 设计实验证实以上三种假说 也可以自选材料和设备完成实验 1 写出简要的实验思路 2 预期实验结果并得出结论 答案一 1 实验思路 将细菌接种在含有15N培养基上培养多代 P代 收集部分细菌接种在含有14N培养基上培养一代 F1代 同时收集部分P代和F1代细菌 提取其DNA在CSCl溶液进行密度梯度离心 再将F1代DNA加热 同时进行离心 观察记录P代和F1代及F1代DNA加热后在离心管中DNA条带的位置 并进行实验结果的分析 2 预期结果和结论 若P代只有重带 F1代只有重带和轻带两个条带 则DNA为全保留复制 P代只有重带 F1代只有中带 若F1代DNA加热后只有轻带和重带两个条带 则DNA为半保留复制 若F1代DNA加热后未出现轻带和重带两个条带 则DNA为弥散复制 答案二 1 实验思路
