高考生物一轮复习重难点专项 专题17 人类对遗传物质的探索过程
展开一轮复习时要在熟读课本、系统掌握基础知识、基本概念和基本原理后,要找出重点和疑点;通过结合复习资料,筛选出难点和考点,有针对地重点复习。这就需要在掌握重点知识的同时,要善于进行知识迁移和运用,提高分析归纳的能力。
2、注重理论联系实际,高三生物的考试并不仅仅是考概念,学会知识的迁移非常重要,并要灵活运用课本上的知识。
不过特别强调了从图表、图形提取信息的能力。历年高考试题,图表题都占有比较大的比例。那些图表题虽不是教材中的原图,但它源于教材而又高于教材,是对教材内容和图表的变换、深化、拓展,使之成了考查学生读图能力、综合分析能力、图文转换能力的有效途径。
3、一轮复习基础知识的同时,还要重点“攻坚”,突出对重点和难点知识的理解和掌握。
这部分知识通常都是学生难于理解的内容,做题时容易出错的地方。分析近几年的高考生物试题,重点其实就是可拉开距离的重要知识点。
4、学而不思则罔,思而不学则殆。
这一点对高三生物一轮复习很重要。尤其是对于错题。错题整理不是把错题抄一遍。也不是所有的错题都需要整理。
专题17 人类对遗传物质的探索过程
、
一、肺炎双球菌转化实验的分析
1.肺炎双球菌类型的比较
2.格里菲思的体内转化实验过程和结论
3.艾弗里的体外转化实验
(1)过程与结果
(2)结论:DNA是“转化因子”,是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
解题技巧
1.肺炎双球菌两个转化实验的比较
2.S型细菌和R型细菌转化的实质
(1)加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活,DNA在加热过程中,双螺旋解开,氢键断裂,但缓慢冷却时,其结构可恢复。
(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。
(3)一般情况下,转化率很低,形成的S型细菌很少,转化后形成的S型细菌可以遗传下去,快速繁殖形成大量的S型细菌,说明S型细菌的DNA是遗传物质。
二、噬菌体侵染细菌实验的分析
1.实验方法
同位素标记法,用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
2.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌
(1)噬菌体的结构
(2)噬菌体的生活方式:活细胞寄生。
3.实验过程
(1)标记噬菌体
(2)侵染细菌
4.实验结果分析
5.结论:DNA是遗传物质。
解题技巧
1.噬菌体增殖的条件
(1)场所:大肠杆菌。
(2)蛋白质的合成eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原料:大肠杆菌的氨基酸,场所:大肠杆菌的核糖体))
(3)DNA的合成eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原料:大肠杆菌的四种脱氧核苷酸,模板:噬菌体的DNA))
2.噬菌体侵染细菌的实验中应注意的三个关键点
(1)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒营专性寄生生活,所以应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。
(2)不能标记C、H、O、N,因这些元素是蛋白质和DNA共有的,无法将DNA和蛋白质区分开。
(3)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上,因为放射性检测时,只能检测到存在部位,不能确定是何种元素的放射性。
3.噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较
4、“二看法”判断子代噬菌体标记情况
5、噬菌体侵染细菌实验的误差分析
(1)32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌
①培养时间短⇒部分噬菌体还未吸附、侵染至大肠杆菌细胞⇒离心后未吸附至大肠杆菌细胞的噬菌体分布在上清液中⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。
②培养时间过长⇒噬菌体在大肠杆菌内大量繁殖⇒大肠杆菌裂解死亡,释放出子代噬菌体⇒离心后噬菌体将分布在上清液中⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。
(2)搅拌后离心,将吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌细胞分离
①搅拌不充分⇒留在大肠杆菌细胞表面的噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中⇒35S标记的一组沉淀物中放射性也较高。
②搅拌过于剧烈⇒大肠杆菌细胞被破坏⇒释放出其中的子代噬菌体⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。
三、烟草花叶病毒感染实验及遗传物质
1.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
(1)实验过程及现象
(2)实验结论
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。
2.不同生物的遗传物质
3.探索结论
DNA是主要的遗传物质,因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少部分生物的遗传物质是RNA。
解题技巧
探究遗传物质的思路和方法
1.探究思路
(1)若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开,单独看作用。
(2)若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性,破坏其一,看其二。
2.探究方法
(1)分离提纯法:艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验,缺点是物质纯度不能保证100%。
(2)同位素标记法:噬菌体侵染细菌的实验。方法:分别标记两者的特有元素;将病毒的化学物质分开,单独、直接地观察它们各自的作用。目的:把DNA与蛋白质区分开。
(3)病毒重组法:烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法:将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合,得到杂种病毒。
(4)酶解法:利用酶的专一性,如加入DNA水解酶,将DNA水解,观察起控制作用的物质是否还有控制作用,若“是”其遗传物质不是DNA,若“否”其遗传物质可能是DNA
一、单选题
1.一百多年前,人们就开始了对遗传物质的探索。对此有关叙述不正确的是( )
A.最初认为遗传物质是蛋白质,是由于推测氨基酸的多种排列序能蕴含遗传信息
B.在肺炎双球菌转化实验中,R型细菌转化为S型细菌的实质是发生了基因重组
C.噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力,是因为实验中蛋白质与DNA完全分开
D.被32P标记的噬菌体侵染细菌实验中,离心后在沉淀物中才能测到放射性同位素32P
2.噬藻体是一种寄生在蓝细菌中的DNA病毒,其增殖过程与T2噬菌体类似。某兴趣小组做了噬藻体侵染蓝细菌的实验,操作如下:①检测放射性②搅拌、离心③用32P标记噬藻体④标记的噬藻体与未被标记的蓝细菌混合培养。有关叙述正确的是( )
A.上述实验中正确的实验步骤应为④→③→①→②
B.用含32P标记脱氧核苷酸的培养基培养得到32P标记的噬藻体
C.混合培养时间过长,会导致上清液中放射性偏高
D.在所有子代噬藻体中都能检测到32P标记的DNA
3.艾弗里将不同处理后的S型菌提取物加入到接种有R型活菌的培养基中,实验操作及结果如下表。有关叙述错误的是( )
A.本实验采用“减法原理”来控制自变量
B.1和2说明S型菌的蛋白质不是转化因子
C.1和5说明DNA酶使提取物失去转化活性
D.1~5说明DNA是主要的遗传物质
4.下图是噬菌体侵染细菌实验的部分过程:下列有关叙述错误的是( )
A.含有35S的噬菌体应由含有35S的大肠杆菌培养获得
B.培养时间不影响该组放射性检测结果
C.离心使子代噬菌体和细菌分离
D.上清液中能检测到大量的放射性
5.下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是( )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
D.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
6.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验是探索遗传物质的重要实验,该实验涉及标记、搅拌、离心等操作过程,有关说法正确的是( )
A.用32P对噬菌体蛋白质进行标记
B.用35S对噬菌体DNA进行标记
C.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
D.离心的目的是使细胞破碎
7.微生物学家发现,当两种不同的噬菌体颗粒(均为DNA病毒)同时感染一个细菌细胞时,产生的子代噬菌体中会出现新的基因组成的噬菌体。该过程体现了( )
A.噬菌体的DNA分子在宿主细胞中发生了变异
B.噬菌体的DNA以半保留方式复制
C.噬菌体颗粒中包含了RNA聚合酶
D.噬菌体的有机物被细菌分解后利用
8.下列有关科学家对遗传物质探索历程的叙述,错误的是( )
A.格里菲思的肺炎链球菌转化实验说明了加热致死的S型细菌中存在“转化因子
B.艾弗里及其同事进行的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是转化因子
C.用含32P的动物细胞培养T2噬菌体能获得带32P标记的子代噬菌体
D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
9.研究DNA是遗传物质过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌实验起到非常重要作用,下列关于该实验说法正确的是( )
A.分别用含有32P、32S的培养基培养噬菌体,使其标记上同位素
B.该实验的检测指标是悬浮液和沉淀物中的放射性同位素
C.搅拌的目的是使噬菌体的DNA和蛋白质分离
D.混合培养时间的长短对两组的最终结果都会产生影响
10.关于人类对遗传物质的探索,下列说法正确的是( )
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型全部转化为S型
B.沃森、克里克应用同位素标记法证明了DNA分子的复制是半保留复制
C.艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养技术
D.噬菌体侵染细菌实验中搅拌的目的是为噬菌体和细菌的有氧呼吸提供更多的氧气
11.下列有关肺炎双球菌离体转化实验的叙述,正确的是( )
A.肺炎双球菌离体转化实验的思路是从死的 S 菌中抽提 DNA、蛋白质等分别和 R 菌混合培养
B.加入了 S 型菌 DNA 和R 型菌的液体培养基中会出现 R 型和S 型两种菌落
C.此实验的结论是 DNA 是转化因子,并且 DNA 的纯度越高,转化效率越高
D.肺炎双球菌中S 型菌是唯一能够引起肺炎或败血症的类型
12.下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述,正确的是( )
A.格里菲思实验证明使R型菌转化的转化因子是DNA
B.艾弗里通过肺炎双球菌的体内转化实验证明了DNA是遗传物质
C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的
D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
13.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下 4 个实验:
①S 型菌的 DNA+DNA 酶→加入 R 型菌→注射入小鼠
②R 型菌的 DNA+DNA 酶→加入 S 型菌→注射入小鼠
③R 型菌+DNA 酶→高温加热后冷却→加入 S 型菌→注射入小鼠
④S 型菌+DNA 酶→高温加热后冷却→加入 R 型菌的 DNA→注射入小鼠
以上 4 个实验中小鼠存活的情况依次是 ( )
A.存活、存活、存活、死亡
B.存活、死亡、死亡、存活
C.死亡、死亡、存活、存活
D.存活、死亡、死亡、死亡
14.有关肺炎链球菌转化实验的叙述正确的是( )
A.S型细菌有多糖类荚膜,使其不易受到宿主免疫系统的破坏
B.S型细菌有致病性,可使人和鼠患肺炎和白血病
C.前四组培养基表面都有两种菌落,并且光滑型菌落比粗糙型多
D.艾弗里的这个实验说明DNA是主要遗传物质
15.慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)是嗜肝病毒的一种,在全球占比较大,严重威胁人类健康。研究者利用放射性同位素标记技术,以体外培养的肝脏细胞等为材料,设计可相互印证的甲、乙两组实验,以确定该病毒的核酸类型。下列有关叙述正确的是( )
A.本实验设置了空白对照组
B.HBV病毒复制所需的原料、模板和酶都来自肝脏细胞
C.本实验应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸
D.本实验应先将甲、乙两组肝脏细胞分别培养在含放射性同位素标记的尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中,再培养HBV病毒
16.在证明DNA是遗传物质的实验中,赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,在下图中标记元素所在部位依次是( )
A.①④B.②④C.①⑤D.③⑤
17.下列生物的遗传物质都是DNA的是( )
A.大肠杆菌、肺炎双球菌B.HIV病毒、蓝藻、绿藻
C.T2噬菌体、SARS病毒D.烟草、烟草花叶病毒
18.为研究使R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,科学家进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该实验证明肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA
B.甲组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是DNA
C.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质
D.丙组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性
19.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中,证明DNA是噬菌体遗传物质的实验证据是( )
A.AB.BC.CD.D
20.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均能感染烟草,使之出现不同形态的病斑。某科研人员将烟草花叶病毒的RNA与车前草病毒的蛋白质重组形成“杂种”病毒,并使其感染烟草。下列有关叙述正确的是( )
A.烟草花叶病毒的遗传物质为RNA
B.TMV与HRV均能合成自身DNA
C.“杂种”病毒利用烟草细胞的核糖体合成HRV的蛋白质
D.“杂种”病毒感染烟草的结果说明RNA是主要的遗传物质
21.下列关于遗传物质的叙述,正确的是( )
A.乙肝病毒的遗传物质是RNA
B.流感病毒的遗传物质含有S元素
C.肺炎链球菌的遗传物质主要是DNA
D.烟草花叶病毒的遗传物质能被RNA酶水解
22.在探究遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是( )
A.不能用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B.实验过程中搅拌的目的是把DNA和蛋白质分开
C.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
D.用32P标记的T2噬菌体侵染细菌,经搅拌、离心处理,沉淀物的放射性高低与培养时间的长短无关
23.下列关于探索DNA是遗传物质相关实验的叙述中,正确的是( )
A.赫尔希和蔡斯实验中用含32P的培养基培养T2噬菌体可对其DNA进行标记
B.格里菲思实验中R型肺炎双球菌转化为S型是基因突变的结果
C.赫尔希和蔡斯实验说明DNA是主要遗传物质
D.艾弗里实验的关键设计思路是单独观察S型细菌的DNA、蛋白质等成分的作用
24.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下4个实验:①用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌,②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,③用32P标记的噬菌体侵染标记3H的细菌,④用35S标记的菌体侵染未标记的细菌,适宜时间后搅拌和离心,理论上4个实验检测到放射性的主要部位是( )
A.上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物
B.上清液和沉淀物、上清液、沉淀物、上清液
C.上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物、上清液
D.上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、上清液
25.甲图表示将加热杀死的S型菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化,乙图为用同位示踪技术完成的噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述中,不正确的是( )
A.甲图中的S型菌是由R型菌转化来的
B.甲图中的S型菌与R型菌致病性的差异是细胞分化的结果
C.乙图中如果噬菌体和细菌混合后不经过搅拌,上清液中的放射性要减弱
D.乙图中如果用15N标记噬菌体,则放射性存在于沉淀物和上清液中
26.下列关于遗传物质的叙述,正确的是( )
①肺炎双球菌的转化实验,证明 DNA 是主要遗传物质
②大肠杆菌的遗传物质是 RNA
③DNA 是主要的遗传物质
④病毒的遗传物质是DNA 和RNA
⑤水稻的遗传物质是DNA 和RNA
A.①③B.③
C.①③④⑤D.①②④
27.下图表示“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的过程,图中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌,分别来自锥形瓶和试管。下列有关叙述正确的是( )
A.图中锥形瓶内的培养液要加入含32P的无机盐来培养大肠杆菌
B.图中A少量噬菌体未侵入细菌会导致沉淀物中的放射性强度偏低
C.若亲代噬菌体的DNA中含有腺嘌呤50个,3次复制需要胸腺嘧啶400个
D.C中子代噬菌体蛋白质外壳的合成,需要细菌的DNA和氨基酸参与
28.现有两组标记过的T2噬菌体:甲组为35S标记的噬菌体,乙组为32P标记的噬菌体。将其用于“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”。实验过程中,保温时间长短与放射性高低的关系有四种可能(如下图所示)。下列对应关系最合理的是( )
A.甲组一悬浮液—①B.乙组一悬浮液—②
C.甲组一沉淀物一③D.乙组一沉淀物一④
二、多选题
29.下列关于T2噬菌体侵染细菌实验的叙述,错误的是( )
A.用含35S或32P的普通培养基直接培养T2噬菌体
B.用含32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,保温时间的长短会影响实验结果
C.用含35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,若不搅拌直接离心,则沉淀物的放射性比正常情况下低
D.让15N、35S同时标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,子代噬菌体的DNA和蛋白质均可检测到15N,检测不到35S
三、综合题
30.同位素标记技术被广泛用于生物学研究,图甲为赫尔希和蔡斯用同位素标记技术,进行的遗传物质的研究过程示意图;图乙为MatthewMeseln和FranklinStahl探究DNA复制方式示意图。据图回答下列问题:
(1)图甲所示的实验中,离心后噬菌体的遗传物质主要存在于试管的__________中。该实验不能以3H为示踪元素,原因是__________。
(2)若用32P标记的噬菌体进行赫尔希和蔡斯的实验,结果发现上清液a处的放射性异常的高,其原因可能是__________。
(3)图乙中只有一条中带,体现了DNA______复制。若让子二代大肠杆菌再繁殖一代,经密度梯度离心,会得到__________条密度带。
(4)图乙中,若将子一代DNA完全解旋后再离心,请将结果在图丙中标注____。
31.已知流感病毒只含有一种核酸,现欲探究甲型H1N1流感病毒的核酸是DNA还是RNA。
材料用具:显微注射器,甲型H1N1流感病毒的核酸提取液,活鸡胚,DNA水解酶,RNA水解酶。
实验步骤:
(1)把甲型H1N1流感病毒核酸提取液分成相同的三组,分别用________处理其中两组核酸提取液。
(2)取等量的活鸡胚分成A、B、C三组,用显微注射技术向组注射甲型H1N1流感病毒的核酸提取液,再分别向B、C两组活鸡胚中注射有关物质。
(3)分别从培养后的活鸡胚中抽取出样品,检测是否产生甲型H1N1流感病毒。
预测实验结果及分析:
①A组样品检测中含有甲型H1N1流感病毒。
②给B组活鸡胚注射的物质是________,若样品检测无甲型H1N1流感病毒产生,则________是遗传物质。
③给C组活鸡胚注射的物质是________,若样品检测无甲型H1N1流感病毒产生,则________是遗传物质。
32.下图是赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤,回答下列问题:
(1)赫尔希和蔡斯采用同位素标记法探究T2噬菌体遗传物质的种类,该实验用__________标记__________,对T2噬菌体进行标记的方法是___________。
(2)理论上,该实验上清液应不具有放射性,其原因是__________,但实际情况下上清液出现很低放射性的原因可能是__________。
(3)若用15N标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,复制4代后,子代噬菌体中被15N标记的比例为__________。
(4)若用35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,实验过程中保温时间过短,其他操作均正常,则上清液放射性将__________(填“增强”“不变”或“减弱”)。
33.在探索遗传物质本质的历程中几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。
(一)以下是某同学总结的“赫尔希和蔡斯研究噬菌体侵染细菌实验”的步骤:
①在含35S和32P的培养基中培养大肠杆菌→②用上述大肠杆菌培养T2噬菌体,使噬菌体被标记→③把上述被标记的噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合→④经过短时间保温后进行搅拌离心→⑤分别检测上清液和沉淀物中的放射性。
(1)请指出上述步骤中存在的一处错误,并改正:_____________。
(2)该实验如果保温时间过长,32P标记噬菌体的一组上清液中的放射性会_______,沉淀物中的放射性会_______。(填“升高”“降低”或“不变”)
(3)两位科学家进行实验时,搅拌不同时间分别检测上清液中的放射性,结果如下表:
搅拌5min时,被侵染的大肠杆菌成活率为100%,细菌没有被裂解,而上清液中仍有32P放射性出现,说明___________。
(二)某生物活动小组借鉴“艾弗里的肺炎链球菌转化实验”来探究H9N6禽流感病毒的遗传物质种类,他们设计了以下实验方案,请对该方案进行补充完善。
材料用具:显微注射器,H9N6禽流感病毒的核酸提取液,活鸡胚细胞,DNA酶,RNA酶,生理盐水等。
方法步骤:(1)取三支相同的试管a、b、c,分别加入等量的病毒核酸提取液,然后在a、b两支试管中分别加入等量的相同浓度的DNA酶、RNA酶,在c试管中加入___________。
(2)取等量的活鸡胚细胞分成甲、乙、丙三组用显微注射器分别把第1步处理过的a、b、c三支试管中的核酸提取液等量注入甲、乙、丙三组的活鸡胚细胞中。
(3)把三组活鸡胚细胞放在相同且适宜环境中培养一段时间,然后分别抽样检测细胞中是否有病毒产生。预测实验结果及结论:
①若______________,则说明该病毒的遗传物质是RNA。
②若_____________,则说明该病毒的遗传物质是DNA。
34.请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验,证明DNA是遗传物质。
实验过程:
步骤一:分别取等量含32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中,并编号为甲、乙。
步骤二:在两个培养皿中接入________________,在适宜条件下培养一段时间。
步骤三:放入________,培养一段时间,分别获得________和________的噬菌体。
步骤四:用上述噬菌体分别侵染________的大肠杆菌,经短时间保温后,用搅拌器搅拌、放入离心管内离心。
步骤五:检测放射性同位素存在的主要位置。
预测实验结果:
(1)在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如________图。
(2)在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如________图。
35.Ⅰ、下图为肺炎链球菌转化实验的部分图解,该实验是在格里菲思肺炎双球菌转化实验的基础上进行的,其目的是证明“转化因子”的化学成分。请据图回答下列问题:
(1)图2所示的实验结果为____________,依据图1和图2所示的实验,可知该实验目的是:_______________。
(2)通过上面两步实验,仍然不能说明蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质。为此设计了图3所示的实验,若实验结果为_________,则说明______________。
Ⅱ、赫尔希和蔡斯巧妙地设计并实施了T2噬菌体侵染细菌的实验,得出DNA是生物的遗传物质。请根据该实验分析回答下列问题:
(3)该实验采用了__________法进行研究,为了获得含有35S标记和32P标记的噬菌体,具体操作是_________________。
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了_________。
36.DNA和蛋白质都是生物体内重要的大分子物质,究竟哪种物质是遗传物质的问题曾引起生物学界激烈的争论。1928年,格里菲斯提出转化因子,转化因子究竟是什么物质呢?1944年艾弗里和他的同事完成了以下实验。他们将去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质的S型细菌提取物分别进行不同的处理后,加入到含有R型活菌的培养基中,处理方法及实验结果如下表所示:
注:代表R型菌落,代表S型菌落。
(1)推测第一组培养基中活菌类型为_______,设置第一组实验的目的是_______;推测第五组菌落生长情况,并将结果绘制在上表第五组的培养皿中_______。
(2)实验表明细胞提取物中含有转化因子,而转化因子很可能就是DNA。艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性,发现这些特性都与DNA的极为相似。请你推测艾弗里最终提出的结论是:_________________。
(3)从控制自变量的角度分析,艾弗里等人实验的基本思路是_____________。
(4)从你现有的知识分析,“R型细菌变成S型细菌”这一变异类型属于________。
特点
类型
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无
体内转化实验
体外转化实验
科学家
格里菲思
艾弗里及其同事
细菌培养场所
小鼠体内
培养基(体外)
实验原理
S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症
对S型细菌中的物质进行提取、分离,分别单独观察各种物质的作用
实验原则
R型细菌与S型细菌的毒性进行对照
S型细菌各成分的作用进行对照
实验构思
用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
将物质提纯分离后,直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
结果观察
小鼠是否死亡
培养基中菌落类型
实验结论
S型细菌体内有转化因子
S型细菌的DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质
联系
①所用的材料相同:都巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌
②体内转化实验是体外转化实验的基础,仅说明S型细菌体内有“转化因子”,体外转化实验则是前者的延伸,进一步证明了“转化因子”是DNA
③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则
分组
结果
结果分析
对比实验(相互对照)
被32P标记的噬菌体+细菌
上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内
32P—DNA进入了宿主细胞内
被35S标记的噬菌体+细菌
宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中
35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面
比较项目
噬菌体侵染细菌实验
肺炎双球菌体外转化实验
设计思路
设法将DNA和其他物质分开,单独研究它们各自不同的功能
处理方法
放射性同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特殊元素
直接分离法:分离S型细菌的多种组成物质,分别与R型细菌混合培养
检测结果的方式
检测放射性位置
观察菌落类型
结论
DNA是遗传物质
DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质
生物类型
病毒
原核生物
真核生物
体内核酸种类
DNA或RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
体内碱基种类
4种
5种
5种
体内核苷酸种类
4种
8种
8种
遗传物质
DNA或RNA
DNA
DNA
实例
噬菌体、烟草花叶病毒
乳酸菌、蓝藻
玉米、小麦、人
实验组别
处理方式
实验结果
1
S型菌提取物,不作处理
R型菌+S型菌
2
S型菌提取物+蛋白酶
R型菌+S型菌
3
S型菌提取物+RNA酶
R型菌+S型菌
4
S型菌提取物+酯酶
R型菌+S型菌
5
S型菌提取物+DNA酶
R型菌
选项
亲代噬菌体
离心后上清液和沉淀物的放射性
子代噬菌体
A
35S标记的蛋白质
上清液放射性很高,沉淀物的放射性很低
检测不到35S
B
上清液放射性很低,沉淀物的放射性很高
检测不到35S
C
32P标记的DNA
上清液放射性很高,沉淀物的放射性很低
检测到32P
D
上清液放射性很低,沉淀物的放射性很高
检测到32P
搅拌持续时间(min)
1
2
3
4
5
上清液35S所占比例(%)
50
70
75
80
80
上清液32P所占比例(%)
21
25
28
30
30
被侵染细菌成活率(%)
100
100
100
100
100
处理条件
菌落生长情况
第一组
未处理
——
第二组
加蛋白酶
第三组
加RNA酶
第四组
加酯酶
第五组
加DNA酶
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