Question

8．在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，正確的思路和研究方法往往是科學(xué)家們成功的關(guān)鍵．請分析回答下列問題：
（1）孟德爾運用假說演繹法法，用純種的黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆做親本，分別設(shè)計了純合親本的雜交、F₁的自交、F₁的測交三組實驗，最后得出了基因的自由組合定律．其中，在現(xiàn)象分析階段完成的實驗是雜交和自交，在檢驗假設(shè)階段完成的實驗是測交．孟德爾在基因的自由組合定律中提出的解釋實驗現(xiàn)象的假說是F₁形成配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子自由組合；F₁產(chǎn)生4種比例相等的配子．
（2）DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是一種物理模型，包含有n個脫氧核苷酸的DNA分子片段，理論上最多可排列出${4}^{\frac{n}{2}}$種脫氧核苷酸序列．
（3）利用類比推理，薩頓提出基因位于染色體上的假說，理由是基因與染色體行為存在明顯的平行關(guān)系．請你運用類比推理的方法，推斷基因與DNA長鏈的關(guān)系是不同的基因也許是DNA長鏈上不同的片段．
（4）艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希的噬菌體侵染細菌實驗中共同的、核心的設(shè)計思路是將蛋白質(zhì)與DNA分開單獨觀察．

Answer 1

分析 1、假說-演繹法是在觀察和分析的基礎(chǔ)上提出問題，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據(jù)假說演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結(jié)論．
2、“基因在染色體上”的發(fā)現(xiàn)歷程：薩頓通過類比基因和染色體的行為，提出基因在染色體上的假說；之后，摩爾根以果蠅為實驗材料，采用假說-演繹法證明基因在染色體上．
3、艾弗里肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗：首先將S型細菌中的物質(zhì)進行提純，然后將提純的DNA、蛋白質(zhì)和多糖分別加入到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：只有加入DNA，R型細菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細菌，并且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效；
 4、赫爾希和蔡司首先在分別含有放射性同位素³⁵S和放射性同位素³²P的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到DNA含有³²P標記或蛋白質(zhì)含有³⁵S標記的噬菌體，然后用這兩種噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌．

解答 解：（1）孟德爾運用假說演繹法，用純種的黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆做親本，分別設(shè)計了純合親本的雜交、F₁的自交、F₁的測交三組實驗，最后得出了基因的自由組合定律．其中，在現(xiàn)象分析階段完成的實驗是 雜交和自交，在檢驗假設(shè)階段完成的實驗是 測交．孟德爾在基因的自由組合定律中提出的解釋實驗現(xiàn)象的“假說”是F₁形成配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子自由組合，并且F₁產(chǎn)生4種比例相等的配子．
（2）沃森和克里克所建立的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型是物理模型．由于構(gòu)成DNA的脫氧核苷酸有4種，且有n個脫氧核苷酸即$\frac{n}{2}$對，所以包含有n個脫氧核苷酸的DNA分子片段，理論上最多可排列出${4}^{\frac{n}{2}}$種脫氧核苷酸序列．
（3）通過觀察減數(shù)分裂過程中染色體的行為，運用類比推理法，薩頓推斷染色體與基因有明顯的平行關(guān)系．同樣可以推斷基因是DNA上的片段，即不同的基因是DNA長鏈上不同的片段．
（4）艾弗里肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗：首先將S型細菌中的物質(zhì)進行提純，然后將提純的DNA、蛋白質(zhì)和多糖分別加入到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：只有加入DNA，R型細菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細菌，并且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效；赫爾希和蔡司首先在分別含有放射性同位素³⁵S和放射性同位素³²P的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到DNA含有³²P標記或蛋白質(zhì)含有³⁵S標記的噬菌體，然后用這兩種噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌． 故艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希的噬菌體侵染細菌實驗中，其共同的、核心的設(shè)計思路是：將蛋白質(zhì)與DNA分開單獨觀察．
故答案為：
（1）假說演繹法  雜交和自交  測交     F₁形成配子時，每對遺傳因子彼此分離，不同對的遺傳因子自由組合；F₁產(chǎn)生4種比例相等的配子   
（2）物理  　　${4}^{\frac{n}{2}}$
（3）基因與染色體行為存在明顯的平行關(guān)系    不同的基因也許是DNA長鏈上不同的片段
（4）將蛋白質(zhì)與DNA分開單獨觀察

點評 本題考查人類對遺傳物質(zhì)的探索過程的相關(guān)知識，意在考查學(xué)生理解所學(xué)知識的要點，把握知識間的內(nèi)在聯(lián)系的能力．