回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题:
Ⅰ.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:_____________________________________________________。
(3)若要大量制备用35S标记的噬菌体,需先用35S的培养基培养________,再用噬菌体去感染________________________________________________________________________。
Ⅱ.在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上,上清液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性;而实验的实际最终结果显示:在离心上层液体中,也具有一定的放射性,而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的实验方法是___________________
________________________________________________________________。
(2)在理论上,上层液放射性应该为0,其原因是_________________________________。
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,由此对实验过程进行误差分析:
a.在实验中,从噬菌体和大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的放射性含量升高,其原因是__________________________________________。
b.在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,将________(填“是”或“不是”)误差的来源,理由是____________________________________________________。
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了_____________________________________________。
(5)上述实验中,________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA,理由是________________________________________________________________________。
20世纪70年代,科学家利用小鼠进行了体内转化实验,探究遗传物质。
请回答下列相关问题。
(1)在实验4中死亡的小鼠中能够分离出_________型细菌。
(2)除了用上述注射法,通过观察小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,你还可以通过怎样的方法区别R型和S型细菌? 。
(3)图示为实验4中小鼠体内R型细菌增长曲线,请在图中绘出S型细菌的增长情况。
(4)该实验获得的结论是 。
(5)一段时间后,给实验3中的小鼠再次注射S型细菌,请预测该小鼠的生活情况? ;并分析其原因:__________________________________
如下图为肺炎双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:
(1)在对R型细菌进行培养之前,必须首先进行的工作是________________________ 。
(2)依据上面实验的图解,可以作出____________________ 的假设。
(3)为验证上面的假设,设计了下面的实验:
该实验中加DNA酶的目的是_______________________,观察到的实验现象是_______________________。
(4)通过上面两步实验,仍然不能说明_______________等不是遗传物质。
为此设计了下面的实验:
观察到的实验现象是______________________。该实验能够说明_________________________。
回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题:
(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实验,下图是实验的部分步骤:
写出上述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蛋白质外壳的标记?请简要说明步骤:__________________________________________________________________。
第二步:用35S标记噬菌体与没有标记过的大肠杆菌混合。
第三步:一定时间后,搅拌,离心。
(2)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上上清液不含有放射性,而实验最终结果显示,在离心液的上层,也有一定的放射性,而下层的放射性比理论值低。
①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的方法是__________。
②从理论上讲,上清液的放射性应该为0,由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,由此对实验过程进行误差分析:
a.在实验过程中,噬菌体与大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的放射性增高,其原因是_______________________________________。
b.在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌中去,将会产生误差,理由是___________________________________________________________。
(3)噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体蛋白质外壳需要_________。
A.细菌的DNA及其氨基酸 | B.噬菌体的DNA及其氨基酸 |
C.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 | D.细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸 |
(4)上述实验中,不能用15N来标记噬菌体DNA,理由是_________________________。
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,下面是实验的部分步骤,据图回答下列问题:
(1)若图中C有大量的放射性,则进入大肠杆菌体内的是用__________(填“32P”或“35S”)标记的__________。
(2)在理论上,上层液放射性应该为0,其原因是__________没有进入到大肠杆菌内部。
(3)噬菌体侵染细菌实验证明了__________。
(4)在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子分别为14N—DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。将只含15N—DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上,连续繁殖两代(I和II),用某种离心方法分离得到的结果如下图所示。
预计第III代细菌DNA分子的平均相对分子质量为__________。
(5)DNA复制的方式为 ,其复制过程遵循严格的 原则。
λ噬菌体有极强的侵染能力,并能在细菌中快速地进行DNA的复制,最终导致细菌破裂(称为溶菌状态),或者整合到细菌基因组中潜伏起来,不产生子代噬菌体(称为溶原状态)。在转基因技术中常用λ噬菌体构建基因克隆载体,使其在受体细菌中大量扩增外源DNA,进而构建基因文库。相关操作如图。请分析回答相关问题。
(1)组装噬菌体时,可被噬菌体蛋白质包装的DNA长度约为36~51 kb,则λgt10载体可插入的外源DNA的长度范围为________,为获得较大的插入能力,在改造载体时可删除噬菌体DNA组成中的________序列以缩短其长度。
(2)λ噬菌体DNA上通常没有合适的标记基因,故人工改造时需加装合适的标记基因,如图中λgt10载体中的imm434基因。该基因编码一种阻止λ噬菌体进入溶菌状态的阻遏物。可见,构建基因克隆载体时,外源DNA的插入位置是imm434基因________(填“之中”或“之外”)。培养后处于________状态表明已成功导入目的基因。
(3)包装用的蛋白质与DNA相比,特有的化学元素是________,若对其进行标记并做侵染实验,可获得的结论是_______________________________________________________________。
(4)举一例生物界中与溶原状态相似的现象:_______________________________________________________________。
(5)分离纯化噬菌体重组DNA时,将经培养10 h左右的大肠杆菌—噬菌体的培养液超速离心,从________部位获得噬菌体。苯酚抽提,释放噬菌体重组DNA。最后,需用乙醇析出DNA,该操作依据的原理是_______________________________________________________________。
肠道病毒EV71为单股正链RNA(+RNA)病毒,是引起手足口病的主要病原体之一。下面为该病毒在宿主细胞内增殖的示意图。
据图回答下列问题。
(1)图中物质M的合成场所是________________。催化①、②过程的物质N是______________。
(2)假定病毒基因组+RNA含有7 500个碱基,其中A和U占碱基总数的40%。以病毒基因组+RNA为模板合成一条子代+RNA的过程共需要碱基G和C________个。
(3)图中+RNA有三方面功能,分别是_____________________________________________。
(4)EV71病毒感染机体后,引发的特异性免疫有______________________。
(5)病毒衣壳由VP1、VP2、VP3和VP4四种蛋白组成,其中VP1、VP2、VP3裸露于病毒表面,而VP4包埋在衣壳内侧并与RNA连接,另外VP1不受胃液中胃酸的破坏。若通过基因工程产生疫苗,四种蛋白中不宜作为抗原制成疫苗的是________,更适宜作为抗原制成口服疫苗的是________。
在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,在理论上,上清液中不含放射性,下层沉淀物中具有很高的放射性;而实验的实际最终结果显示:在离心上层液体中,也具有一定的放射性,而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,采用的实验方法是 。
(2)在理论上,上清液中放射性应该为0,其原因是:理论上讲,噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌体内,上清液中只含噬菌体的 。
(3)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差,由此对实验过程进行误差分析:
a.在实验中,从噬菌体和大肠杆菌混合培养,到用离心机分离,这一段时间如果过长,会使上清液的放射性含量升高,其原因是:噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来,经离心后 。
b.在实验中,如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,将 (填“是”或“不是”)误差的来源,理由是:没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中,使上清液 。
课堂上某小组用模型模拟了噬菌体侵染细菌实验的过程,如图。请回答:
1.正确的侵染过程是(用a~f序号) 。
2.DNA复制发生在图中 过程之间,原料是 ,由 提供。
3.以32P标记组为例,搅拌离心发生在图中 过程之间,如果在之前或之后搅拌离心,可能发生的不正常现象是 ,原因是 。
4.以35S标记组为例,如果搅拌不充分,可能造成的结果是 ,原因是 。
据图回答问题:
1.过程①和②表明,将S型细菌的________和________与R型活细菌混合培养,其后代为________型细菌。
2.过程③表明,将S型细菌的________与R型活细菌混合培养,________型细菌转化为________型细菌。
3.过程④表明,转化成的________型细菌的后代也是________性的________型细菌。
4.通过上述实验能证明DNA是主要的遗传物质而蛋白质不是遗传物质吗?_ 。
请分析回答有关科学发现中的问题:
(1)孟德尔在运用 法提出基因分离定律。在对现象分析中、提出假说阶段完成的实验是 ,在检验假设阶段完成的实验是 。
(2)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 。
下图为噬菌体侵染细菌实验过程的示意图,请据图分析回答:
(1)第一步是获得被放射性同位素标记的噬菌体。根据实验结果判断,所选用的放射性标记物是 。
(2)第二步中锥形瓶内的培养液最初培养的是 (填“含”或“不含”)放射性标记的 。
(3)第三步实验操作的目的是 。
(4)离心后检测发现放射性主要存在于沉淀物中,原因是 。
1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能,请回答下列有关问题:
(1)如何获得被32P和35S标记的噬菌体 。
(2)用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物。检测上清液中的放射性,得到如图所示的实验结果。
搅拌的目的是 ,所以搅拌时间应至少大于 min,否则上清液中的放射性较低。当搅拌时间足够长时,上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,说明 ;但上清液中32P的放射性仍达到30%,其原因可能是 。图中“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照,如果明显低于100%,则上清液放射性物质32P的含量会 。
(3)32P标记的某一个噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,最后产生100个子代噬菌体。子代噬菌体的DNA含有的P元素为 ,其形成的噬菌体的比例为 。
下图为某同学重复了探究生物遗传物质的“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”(甲、乙)和“肺炎双球菌转化实验”。
据图回答下列问题:
(1)图甲中T2噬菌体DNA复制的场所是 。
(2)图乙中若用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌,经过离心,上清液也有很低的放射性,原因可能是 。若改用14C、3H、15N等标记噬菌体而细菌未标记,在子代噬菌体中, 中能找到标记元素。
(3)研究发现T2噬菌体属于噬菌体中的一类,除此之外还有λ噬菌体等,λ噬菌体的性质较“温和”感染细菌后并不使细菌死亡而是将自身的DNA插入进细菌的DNA,随细菌DNA一起复制,所以常用于基因工程中做为 (工具)。假定原宿主细胞中某一DNA片段含有3000个碱基对,其中G+C占碱基总数的30%,插入后的DNA整段转录形成的mRNA含有4000个碱基,其中A和U占60%,则插入进来的噬菌体DNA片段中A+T占该插入片段碱基总数的比例为 。
(4)上图的“肺炎双球菌转化实验”得出的结论是 。加热杀死的S型菌中的DNA仍有活性的原因可能是 。
(16分)细胞生物都以DNA作为遗传物质,这是细胞具有统一性的证据之一。请回答:
(1)19世纪,人们发现了染色体在细胞遗传中的重要作用,在研究染色体主要组成成分的遗传功能时,科学家实验设计的关键思路是 最终证明了DNA是遗传物质。
(2)DNA的特殊结构适合做遗传物质。DNA双螺旋结构内部碱基排列顺序代表着 ,碱基排列顺序千变万化构成了DNA分子的 。
(3)DNA是一种生物大分子,由许多单体连接而成。请在方框中画出DNA单体的模式图并标注各部分名称。
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(4)为研究DNA的结构和功能,科学家做了如下实验:
实验一:取四支试管,分别放入等量的四种脱氧核苷酸、等量的ATP和等量的DNA聚合酶,在各试管中分别放入等量的四种DNA分子,它们分别是枯草杆菌、大肠杆菌、小牛胸腺细胞、T2噬菌体的DNA。在适宜温度条件下培养一段时间,测定各试管中残留的每一种脱氧核苷酸的含量。该实验要探究的是 ,若结果发现残留的四种脱氧核苷酸的量不同,则说明 。
实验二:将大肠杆菌中提取的DNA分子加到具有足量的四种核糖核苷酸的试管中,在适宜的温度条件下培养,一段时间后测定产物的含量。该实验模拟的是 过程。能否检测到产物? ,原因是 。