1952年,赫尔希和蔡斯进行的噬菌体侵染细菌的实验,是人类探究“什么是遗传物质”的最具说服力的实验。下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验,据图回答下列问题:
(1)T2噬菌体的组成成分是蛋白质和DNA。如果仅凭猜想,控制其性状的遗传物质有可能是 。
(2)你认为怎样才能得到被32P标记的T2噬菌体?请简述你的实验方案。
(3)当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌后的上清液中有放射性,其最可能的原因是 。
(4)一个噬菌体含有一个 DNA分子。理论上分析,一个被32P标记的T2噬菌体感染细菌后,复制出n个子代噬菌体,其中携带32P的噬菌体有 个。复制时用的原材料来自于 。
回答下列与T2噬菌体侵染细菌的实验有关的问题:
1952年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记完成了T2噬菌体侵染细菌的实验,下面为实验的部分步骤:
(1)写出以上图示中的实验的部分操作过程:
第一步: ;
第二步: ;
第三步:培养一段时间后,在搅拌器中搅拌,然后进行离心。
(2)以上实验结果能否说明遗传物质是DNA?如果不能,请简要补充实验的设计方法(如果要用到标记的实验材料,请说明标记的方法)。
。
(3)在理论上,图示中的沉淀物中放射性应该为0,但实验数据表明沉淀物中还有一定的放射性,其原因最可能是
。
(4)禽流感病毒侵染人体细胞的过程类似于T2噬菌体侵染细菌的过程,请结合上述实验过程及现象,提出一种获得禽流感疫苗(即病毒的蛋白质衣壳)的新途径:
。
为了探究生物的遗传物质,科学家利用肺炎双球菌进行了一系列的转化实验。请分析相关实验回答问题。
I.格里菲斯的转化实验:
① 将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。
② 将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。
③ 将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。
④ 将无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。
(1)实验③与④对比可推断出S型菌体内的转化因子能利用R菌提供的________等,控制合成特定的物质,进而表达出“有毒性”这一性状。
(2)对S菌的加热杀死过程,仅仅使菌体的_______________等物质产生变性,而体内的遗传物质并没有真正被灭活。若用强酸、强碱或高压蒸汽处理S菌,转化实验____(选填“能”或“不能”)成功。
II.艾弗里的实验:
① S型细菌的蛋白质+R型活细菌→R型菌落。
② S型细菌荚膜的多糖+R型活细菌→R型菌落。
③ S型细菌的DNA+R型活细菌→S型菌落。
(1)艾弗里后来发现上述实验步骤并不严密,于是又做了第四组实验。请参照①~③中的表达式写出第四组实验的方法和结果:
④ 。
(2)艾弗里的实验中,最关键的实验设计思路是 ,可以得出的结论是 。
下面介绍的是有关DNA研究的实验:
(1)1952年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤:
①写出以上实验的部分操作步骤:
第一步:
第二步:
②以上实验结果说明:
(2)用紫外线处理大肠杆菌可诱导产生对T2噬菌体有抗性的大肠杆菌,这种抗性的产生与其细胞膜上的蛋白质发生变化有关。下图简要示意处理的方法:
T2噬菌体敏感菌株 抗T2噬菌体菌体
①在紫外线的作用下,细菌的膜蛋白改变的根本原因是 。
②如何将图中抗T2噬菌体菌株从混合菌株中筛选出来?
(3)BrdU是一种嘧啶类似物,能替代胸腺嘧啶与腺嘌呤配对,掺入到新合成的DNA链中。将植物根尖分生组织放在含有BrdU的培养基中培养,待细胞培养两个分裂周期后,取出根尖组织,染色后观察一条染色体的两条姐妹染色单体:发现一条染色单体的两条脱氧核苷酸链中只有一条含有BrdU。预测:另一条染色单体有 条链含有BrdU,该实验能证明DNA的复制方式为
一科研小组对某病毒遗传物质进行了如下实验:
实验原理:略
实验目的:探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA。
材料用具:显微注射器、某病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA酶、RNA酶。
实验步骤:
第一步:取等量活鸡胚两组,用显微注射技术分别向两组活鸡胚中注射有关物质。
第二步:在适宜条件下培养。
第三步:分别从培养后的活鸡胚中抽取样品,检测是否产生该种病毒。
请将与实验相关的内容填入下表:
|
注射 的物质 |
实验现象预测(有无该病毒产生) |
相关判断(该病毒的遗传物质) |
第一组 |
|
如果________, 如果________, |
则____是遗传物质 则____是遗传物质 |
第二组 |
|
如果________, 如果________, |
则____是遗传物质 则 ____是遗传物质 |
科学家进行“噬菌体侵染细菌的实验”时,首先用放射性同位素35S标记A噬菌体的蛋白质,并用放射性同位素32P标记B噬菌体的双链DNA。然后用被标记的噬菌体分别去侵染细菌,产生大量子代噬菌体。请分析回答下列问题:
(1)经检测发现:被A噬菌体侵染的细菌内没有放射性,说明噬菌体的 没
有进入细菌体内;被B噬菌体侵染的细菌内有放射性,说明噬菌体的 进入到细菌体内;
(2)上述实验中科学家采用 方法证明 是噬菌体的遗传物质。请再举出一个采用这种方法追踪物质变化过程的科学研究实例,如
。
请回答下列同位素示踪实验的有关问题:
(1)用32P标记的亲代噬菌体感染培养液中只含有31P的大肠杆菌,经保温、搅拌、离心,发现放射性同位素主要分布在 (沉淀物、上清液)中。繁殖n代后,含32P的噬菌体占所有噬菌体的比例是 。本实验中用到的噬菌体(属于、不属于)原核生物。
(2)有光条件下,14C标记的CO2通过绿叶的气孔进入细胞后,首先在 发生反应,并合成含14C的产物。该产物主要在 被彻底氧化分解。
(3)用3H标记的氨基酸在豚鼠的胰腺细胞研究分泌蛋白的合成和运输时,含放射性物质依次出现在细胞的 等细胞器中,然后经细胞膜分泌出细胞外。以上生物膜在 上紧密联系,协调配合,保证了细胞生命活动高效、有序地进行。
(4)用15N标记尿嘧啶,一段时间后在植物叶肉细胞中检测到放射性物质,含放射性物质的结构有线粒体、叶绿体、 。
下面介绍的是DNA研究的科学实验:1952年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记法,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下图是实验的部分过程:
(1)写出以上实验的部分操作过程:第一步:用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现对噬菌体的标记?请简要说明实验的设计方法。
。
(2)以上实验结果说明 。
(3)如用含32P的 T2噬菌体侵染大肠杆菌,实验测定,发现在搅拌后的上清夜中含有
0.8%的放射性,其最可能的原因是培养时间较短,有部分噬菌体
;或者培养时间过长 。
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了: 。
已知多数生物的DNA是双链的,个别生物的DNA是单链的。有人从三种生物中提取出核酸,经分析它们的碱基比率如下表。
生物 |
A |
G |
U |
T |
C |
甲 |
25 |
24 |
|
32 |
19 |
乙 |
23 |
24 |
27 |
|
25 |
丙 |
31 |
19 |
|
31 |
19 |
这表明生物__ _的核酸是RNA,生物___ _____的核酸是双链DNA,从碱基比率看,双链DNA的特点是:G与C的数目相等,_____ ______的数目相等。
阅读下面材料,并填写文中空白:
Ⅰ.1928年,英国微生物学家F.Griffith做了著名的肺炎双球菌转化实验:①S型:注射小白鼠,小白鼠死亡;②R型:注射小白鼠,小白鼠存活;③S型:65℃加热灭活,注射小白鼠,小白鼠存活;④R型+S型(65℃加热灭活):注射小白鼠。小白鼠死亡。
那么综合上述系列实验,分析造成实验(4)结果的原因,可以作出几种假设:假设①:R型细菌使S型细菌复活;假设②:是 (填“R/S”)型细菌转变为另一类细菌。
Ⅱ.1944年,美国洛克菲勒研究所的O.Avery等改进了F.Gfiffith的实验:
(1)R型+适量S型细菌无细胞提取物:注射小白鼠。小白鼠死亡。由此可以否定上面的假设 (①/②);同时表明被杀死的S型细菌中存在某种活性物质(即转化因子),它能使R型细菌转化为S型细菌,这种活性物质可能是 。
若不考虑多糖,继续做下面的实验:
(2)R型+适量核酸酶降解S型细菌无细胞提取物:注射小白鼠。小白鼠存活。
Ⅲ.如果实验Ⅱ就此终止,我们认为还不能得出合理结论,必须补充一个实验。请你补充该实验并预测实验的结果: 、 。
在研究生物遗传物质的过程中,人们做了很多实验进行研究,包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。请分析以下实验并回答问题:
(1)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”,步骤如下:
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均分为若干组,将菌种分别接种到各组培养基上(如图中文字说明部分);
c.将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间,并观察菌落生长情况,结果如图所示。
注:○为S型菌落,●为R型菌落
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、有机碳源、________,并调整pH。
②本实验可得出的结论是:___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”,并预测实验结果,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,制备符合要求的培养基,并将盛有等量培养基的装置分别标号A、B、C;
第二步:__________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
第三步:_______________________________________________________________
________________________________________________________________________;
第四步:________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②请预测实验结果并得出合理结论:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③通过你设计的实验,还能得出的新的结论:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
下列是科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的部分过程。
实验材料、用具:S型细菌、R型细菌、DNA酶、培养基、培养皿等。
艾弗里等人先做了以下三组实验:
①S型细菌的蛋白质+R型活细菌→R型菌落;
②S型细菌的荚膜多糖+R型活细菌→R型菌落;
③S型细菌的DNA+R型活细菌→S型菌落。
(1)肺炎双球菌属于 (原核/真核)生物。
(2)艾弗里等人后来发现上述实验过程并不严密,于是又做了第四组实验。请参考实验材料并按照①②③中表达式写出第四组实验方法和结果:
④ 。
(3)从上述实验可以得出的结论是___ _。
(4)艾弗里等人北实验的设计思路是___ _。
(6分)1952年,科学家赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌T2噬菌体为实验材料,证明了T2噬菌体的遗传物质为DNA。他们首先用含有35S和32P的培养基来培养大肠杆菌,然后用该大肠杆菌来培养T2 噬菌体,再用上述T2 噬菌体去感染未标记的大肠杆菌(如右图),并经过保温、搅拌器搅拌、离心等步骤进一步开展实验。请据图回答
:
(1)与格里菲斯肺炎双球菌转化实验相比,本实验更具有说服力。原因是
。
(2)用培养过的大肠杆菌来培养T2 噬菌体的目的是 。
(3)实验过程中,保温的时间不宜过长,原因是 。
(4)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中,则获得该实验中的噬菌体的培养方法是 ( )
A.用含35S的培养基直接培养噬菌体
B.用含32P培养基直接培养噬菌体
C.用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体
D.用含32P的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体
(5)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌,离心后,发现上清液中有放射性物质存在,这些放射性物质的来源可能是
。
(6)连续培养噬菌体n代,则含亲代噬菌体DNA的个体应占总数的 。
(10分)赫尔希和蔡斯利用同位素标记法,完成了噬菌体侵染细菌的实验,请回答:
(1)请简要说明如何对噬菌体进行标记? 。
(2)他们设计了两组实验,一组实验是用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,经过保温、搅拌、离心等步骤后,发现离心管的上清液中放射性很 ,而沉淀物中的放射性很 ,该实验结果说明 。
(3)他们设计的另一组实验是 ,经过保温、搅拌、离心等步骤后,发现离心管的上清液中放射性很 ,而沉淀物中的放射性很 ,该实验结果说明 。
(4)与艾弗里的实验相比,本实验能充分证明DNA是遗传物质的原因是 。
下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。据图回答下列问题:
(1)不能用含有32P的培养基直接培养噬菌体使噬菌体标记上32P,为什么? _____
。
(2)图中锥形瓶内的培养液是用来培养 。
(3)若用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经过离心后,放射性物质较高的部位在离心管的 。
(4)噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了 。
(5)噬菌体侵染大肠杆菌实验与肺炎双球菌转化实验的实验方法不同,但最关键的实验设计思路却有共同之处,体现在 。