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专题06 DNA是主要的遗传物质
肺炎双球菌转化实验的分析
(1)肺炎双球菌类型的比较
特点
类型
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无
(2)格里菲思的体内转化实验
①过程及结果
②结论:加热杀死的S型细菌中,含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。
(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。
2.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
分组
结果
结果分析
对比实验
(相互对照)
含32P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
含35S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
3.生物遗传物质的判断
(1)RNA是遗传物质的实验
结论:烟草花叶病毒中RNA是遗传物质。
(2)DNA是主要的遗传物质(连一连)
4、“二看法”判断子代噬菌体标记情况
5、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、选择题
1.下列关于“肺炎链球菌转化实验”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,经蛋白酶处理的S型菌提取物使R型菌转化成S型菌但不能稳定遗传
D.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
2.用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,保温一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物,检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内,被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述不正确的是( )
A.离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B.沉淀物的放射性来自噬菌体的DNA
C.上清液具有放射性的原因是保温时间过短
D.本结果说明噬菌体的遗传物质不是蛋白质
3.用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡( )
A.加热杀死的有荚膜肺炎双球菌
B.S型肺炎双球菌的多糖提取物
C.加热杀死的S型肺炎双球菌和活R型双球菌的混合物
D.R型肺炎双球菌与S型肺炎双球菌的荚膜多糖混合物
4.假设T2噬菌体的DNA含2000个碱基,其中胞嘧啶占全部碱基的30%。一个32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌培养物,释放出50个子代噬菌体,有关叙述错误的是( )
A.①中产生的子代噬菌体中最多有2个被32P标记
B.②中搅拌的目的是使细菌外的噬菌体与细菌分离
C.③中离心不充分会导致悬浮液中放射性下降
D.产生这些子代噬菌体共消耗29400个鸟嘌呤脱氧核苷酸
5.关于T2噬菌体侵染细菌实验的叙述正确的是( )
A.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
B.被35S标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中直接获得的
C.实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分离
D.选用T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其成分只有蛋白质和DNA
6.将S型肺炎双球菌的DNA与R型肺炎双球菌混合,注射到小鼠体内,两种细菌的含量变化过程如下图所示,相关叙述正确的是( )
A.S型肺炎双球菌出现说明了DNA是“转化因子”
B.转化产生的S型肺炎双球菌具有自然界中S型细菌所有特征
C.R型菌转化而来的S型的后代仍是R型菌
D.图中后期出现的大量S型细菌是由R型细菌直接转化而来
7.以下关于肺炎链球菌转化和噬菌体侵染细菌的实验结果中,分析不正确的是( )
A.S 型菌的性状是由 DNA 决定的
B.在转化过程中,S 型菌的 DNA 可能进入到了 R 型菌细胞中
C.噬菌体侵染细菌并经离心后,含32 P 的放射性同位素主要分布在离心管沉淀物中
D.噬菌体侵染细菌并经离心后,含 35S 的放射性同位素主要分布在离心管沉淀物中
8.下列肺炎链球菌中,感染健康小鼠会使之生病和死亡的是( )
A.加热杀死的 R 型菌
B.加热杀死的 S 型菌
C.加热杀死的 S 型菌和活 R 型菌
D.加热杀死的 S 型菌和加热致死的 R 型菌
9.下列关于“核酸是遗传物质的证据”的经典实验的叙述,正确的是( )
A.肺炎链球菌活体转化实验证明了S型菌的DNA能使R型菌转化成S型菌
B.从S型活菌中抽提的DNA与R型活菌混合悬浮培养,可观察到光滑型菌落
C.32P标记的T2噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌,则沉淀物中的放射性下降
D.单独使用烟草花叶病毒TMV A的RNA感染烟草,可从烟草细胞中分离出TMV A
10.将下列混合物加入培养基中,在适宜条件下培养一段时间,只出现表面光滑的一种菌落的是( )
A.加热致死的S型细菌与R型活细菌
B.S型细菌的DNA与R型活细菌
C.DNA酶处理的S型菌DNA与R型活细菌
D.DNA酶处理的R型菌DNA与S型活细菌
11.下列关于噬菌体侵染细菌实验的说法,正确的是( )
A.分别使用35S,32P对同一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA进行标记
B.可利用15N代替32P来标记DNA
C.32P标记的噬菌体侵染细菌后,沉淀物中的放射性很高
D.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
12.下列有关遗传物质探索历程的叙述中错误的是( )
A.肺炎链球菌体外转化实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌
B.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
C.用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,保温时间过长或过短,上清液放射性都会升高
D.烟草花叶病毒(TMV)的重建实验证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
13.下图表示某兴趣小组所做的噬菌体侵染细菌实验,下列有关说法正确的是( )
A.噬菌体DNA的复制通常发生在噬菌体分裂前的间期
B.b中提取出来的子代噬菌体含35S
C.如果搅拌不充分,则离心后b的放射性会增强
D.仅由图中实验即可得出DNA是遗传物质
14.下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述,错误的是( )
A.格里菲思的实验证明已经加热致死的S型细菌中存在某种促进R型活细菌转化的因子
B.艾弗里的实验证明促成R型细菌向S型细菌转化的物质是DNA
C.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质
D.将S型细菌的DNA与R型活细菌混合后可将R型活细菌全部转化为S型活细菌
15.下列有关“核酸是遗传物质的证据”的相关叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体侵染细菌实验中,35S组沉淀物的放射性偏高,可能因为培养时间过长
B.肺炎双球菌活体转化实验证明S型菌的DNA能进入R型菌,使其发生稳定的可遗传变异
C.肺炎双球菌离体转化实验中,DNA、蛋白质、多糖等各种提取物均来自于活的S型菌
D.烟草花叶病毒感染实验中,用DNA酶处理病毒核酸提取物不能使烟草出现感染病毒的症状
16.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验大致步骤如下,有关叙述错误的是( )
A.通过该实验证明DNA是遗传物质
B.不能用含32P的培养基直接培养并标记噬菌体
C.沉淀物中检测到放射性表明噬菌体的DNA已注入大肠杆菌
D.大肠杆菌裂解后释放出的噬菌体仅小部分具有放射性
17.在1928年,格里菲斯以小鼠为实验材料,研究肺炎链球菌的致病情况,S型细菌的菌体有多糖类荚膜,在培养基上形成的菌落表面光滑;R型细菌的菌体没有多糖类荚膜,在培养基上形成的菌落表面粗糙。某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了下列相关实验,实验过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.过程③中加热致死的S型细菌的遗传物质已经不具有活性
B.从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡
C.过程②和④表明存在一种促使R型活细菌转化成S型活细菌的活性物质
D.从鼠5体内分离出活菌在培养基上培养,只会产生粗糙菌落
18.T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,用放射性同位素32P或35S分别标记T2噬菌体,并分别与无标记的细菌混合培养,保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物,并测量放射性。对此实验的叙述,错误的是( )
A.分别用含32P或35S的细菌培养T2噬菌体,可对噬菌体进行标记
B.保温时间过长会使上清液中32P的放射性偏低
C.实验证明DNA是遗传物质
D.实验所获得的子代噬菌体不含35S而小部分可含有32P
19.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列有关叙述正确的是( )
A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B.沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
C.噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌体外转化实验更具说服力
D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA
20.在证明DNA是遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验发挥了重要作用。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.实验中可用15N代替32P标记DNA
B.实验中保温时间属于自变量
C.噬菌体增殖所需原料来自大肠杆菌
D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
21.下列关于生物的遗传物质的说法,正确的是( )
A.真核生物的遗传物质是DNA,原核生物的遗传物质是RNA
B.细胞生物的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA
C.格里菲斯肺炎链球菌的实验证明了转化因子是DNA
D.T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
22.下图表示活体肺炎链球菌的转化实验过程,下列分析叙述正确的是( )
A.S型肺炎链球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎链球菌的菌落是光滑的
B.第3组中“加热杀死”是使S型菌的DNA变性而失去了致病能力
C.该实验证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
D.若先用有机试剂除去第1组中S型菌的蛋白质,重复第4组实验,结果不发生改变
23.图甲是加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化;图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。有关叙述错误的是( )
A.图乙中,沉淀物中新形成的子代噬菌体具有放射性
B.图甲中,后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的
C.图甲中,AB对应时间段内,小鼠体内还没有形成大量抗R型细菌抗体
D.图乙若用32P标记亲代噬菌体,裂解后子代噬菌体少部分具有放射性
24.艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后,分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后,细胞提取物仍然具有转化活性;用DNA酶处理后,细胞提取物就失去了转化活性。该实验证明了( )
A.DNA是遗传物质 B.蛋白质是遗传物质
C.多糖是遗传物质 D.DNA不是遗传物质
25.在肺炎链球菌的转化实验中(如图),在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中,依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖,经过培养,检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是( )
A.3和4 B.1、3和4 C.2、3和4 D.1、2、3和4
26.下列关于噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述,正确的是( )
A.噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,搅拌的目的是使大肠杆菌破裂
B.用32P或35S标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌,结果证明了DNA是遗传物质
C.噬菌体侵染实验中大肠杆菌是否裂解对实验结果没有影响
D.32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后得到的噬菌体都带有32P
27.下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述,正确的是( )
A.给小鼠注射加热杀死的S型细菌,小鼠不死亡是因为S型细菌DNA加热后变性
B.给小鼠注射加热杀死的S型细菌和R型活细菌,小鼠死亡,从死亡的小鼠体内可分离出活的S型细菌
C.用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌实验中,可以通过长时间保温减少上清液的放射性
D.噬菌体侵染细菌实验中也可用14C和18O分别标记噬菌体的蛋白质和DNA
28.如果用15N、32P、35S标记噬菌体后,让其侵染未标记的细菌,在产生的子代噬菌体的组成成分中,能够找到的带标记元素为( )
A.可在DNA中找到15N和32P B.可在外壳中找到15N和35S
C.可在DNA中找到15N和32P、35S D.可在外壳中找到15N
29.下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程,据此推断错误的是( )
A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B.设计思路是把RNA和蛋白质分开,单独看它们的作用
C.该实验证明TMV的遗传物质主要是RNA
D.TMV的遗传信息蕴含在RNA的碱基排列顺序中
30.烟草花叶病毒有S型和R型两种株系,研究人员进行了如下实验:
第①组:S型株系侵染烟草→烟草出现I型病斑
第②组:R型株系侵染烟草→烟草出现Ⅱ型病斑
第③组:R型株系蛋白质和S型株系RNA构建的重组病毒侵染烟草→烟草出现I型病斑
第④组:S型株系蛋白质和R型株系RNA构建的重组病毒侵染烟草→烟草出现Ⅱ型病斑
根据实验结果分析,下列叙述错误的是( )
A.S型病毒和R型病毒可寄生在烟草细胞内
B.S型病毒和R型病毒所携带的遗传信息不完全相同
C.S型病毒和R型病毒的遗传物质为RNA
D.第③④组中的子代病毒全为重组病毒
31.在人类对遗传物质的探索过程中,为探明转化因子的成分,艾弗里将加热致死的S型细菌破碎后,设法去除大部分糖类﹑蛋白质和脂质,制成细胞提取物,然后进行如表实验:
组别
处理步骤
结果(出现R型活细菌或S型活细菌)
1
S型细菌的细胞提取物,不做处理
加入R型活细菌的培养基中,混合培养
R+S
2
S型细菌的细胞提取物+蛋白酶
3
S型细菌的细胞提取物+RNA酶
4
S型细菌的细胞提取物+酯酶
5
S型细菌的细胞提取物+DNA酶
R
下列对实验的分析,错误的是( )
A.第1组不做处理,作为对照组
B.第2、3、4组的细胞提取物仍具有转化活性
C.实验中酶能加快反应速率,但不能为反应提供能量
D.第5组实验证明转化因子一定是DNA
32.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验,结果如表所示。下列叙述正确的是( )
实验组号
接种菌型
对要加入的S型细菌的细胞提取物所进行的处理
培养基长菌情况
一
R型
—
R型、S型
二
R型
蛋白酶
R型、S型
三
R型
RNA酶
R型、S型
四
R型
脂酶
R型、S型
五
R型
DNA酶
R型
A.实验不同组中加入了不同的酶,因而采用了自变量控制中的“加法原理”
B.第一、第二组不能说明S型细菌的蛋白质不是转化因子
C.第五组加入DNA酶后,细胞提取物失去转化活性
D.该实验可以说明DNA是主要的遗传物质
33.将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠体内S型、R型细菌含量的变化情况如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.曲线ab段小鼠体内还没形成大量的相应抗体
B.曲线bc段绝大多数的R型细菌转化成了S型细菌
C.cd段上升的原因可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力
D.实验过程中,S型细菌的出现可能是因为S型细菌的DNA进入到了R型细菌内
34.下图是某研究小组模拟赫尔希和蔡斯进行噬菌休侵染细菌的部分实验过程。下列叙述正确的是( )
A.第一步使用的是35S标记的T2噬菌体
B.第二步是将被标记的噬菌体与未标记的细菌混合
C.上清液中较高的放射性来自新形成的子代噬菌体
D.沉淀物中含放射性的高低,与搅拌是否充分无关
35.肺炎链球菌的转化实验是由格里菲思和艾弗里等人分别完成的,下列关于他们的实验的叙述,正确的是( )
A.格里菲思证明了S型细菌含有转化因子,艾弗里证明了该转化因子主要是DNA
B.格里菲思和艾弗里的实验中均发生了细菌转化,转化的场所分别是在小鼠体内和培养皿中
C.将S型细菌的DNA与R型细菌混合后,部分的R型细菌可以转化为S型细菌
D.将S型细菌和R型细菌分别置于两个培养基中培养,可以依次得到表面粗糙和表面光滑的菌落
36.下列有关“噬菌体侵染细菌实验”的叙述,不正确的是( )
A.实验中搅拌的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒
B.在32P标记噬菌体的侵染实验中,上清液存在较强放射性可能是由于保温时间过长
C.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
D.若用噬菌体侵染3H标记的细菌,离心后可检测到放射性主要分布在上清液中
37.肺炎链球菌有许多类型,其中有荚膜的S型菌有毒性,能引起人患肺炎或使小鼠患败血症而死亡;无膜的R型菌无毒性。下图为研究人员所做的细菌转化实验示意图,下列相关说法正确的是( )
A.C组为对照组,实验结果为小鼠不死亡
B.能导致小鼠患败血症死亡的有A、D两组
C.E组实验表明,加入S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型菌
D.D组产生的有毒性的肺炎链球菌不能将有毒性性状遗传给后代
二、综合题
38.赫尔希和蔡斯为了证明T2噬菌体侵染大肠杆菌时,进入大肠杆菌的是噬菌体的DNA,而不是它的蛋白质外壳,用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的大肠杆菌,从而对此做出实验论证。现请你完成以下关键性的实验设计:
(1)实验室已制备好分别含3H、14C、15N、18O、32P、35S等6种放射性同位素的微生物培养基。你将选择___________培养基标记噬菌体蛋白质外壳和___________培养基标记噬菌体DNA。
(2)你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记?___________。
(3)为什么不同时标记同一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA?___________。
(4)若用被35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上,离心后___________(填“上清液”或“沉淀物”)中放射性应该为0,结果发现其中也检测到很低的放射性,为排除噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能,应进一步采取的措施是检测在___________中是否带有35S。
39.2020年席卷世界的新型冠状病毒肺炎,导致数千万人染病,数十万人死亡。引起这种疾病的罪魁祸首是新型冠状病毒(SARS-CoV-2),常见的病毒是RNA病毒,那么新型冠状病毒遗传物质是DNA还是RNA?下面是科研小组为探究新型冠状病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤,请将其补充完整。
(1)实验目的:________________。
(2)材料用具:显微注射器,新型冠状病毒的核酸提取液,鼠胚胎干细胞,DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)实验步骤:
第一步:把新型冠状病毒的核酸提取液分成相同的A、B、C三组,A组用一定浓度的DNA水解酶处理,B组用______________________处理,C组______________________。
第二步:取等量的鼠胚胎干细胞分成三组,用____________技术分别把A.B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组鼠胚胎干细胞中。
第三步:将三组鼠胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间,然后从培养好的鼠胚胎干细胞中抽取样品,检测是否有新型冠状病毒产生。
(4)请预测结果及结论:
①______________________;
②若B、C两组出现新型冠状病毒,A组没有出现,则该新型冠状病毒的遗传物质是DNA;
③若A、B、C三组均出现新型冠状病毒,则新型冠状病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
40.下图是艾弗里等研究人员所做的有关肺炎双球菌体外转化实验,回答下列问题:
(1)①②实验组中细菌类型分别为:________ ________实验③表明,将S型细菌的_________与R型活细菌混合培养,部分_______型细菌转化成_________型细菌。
(2)如果在实验③中用_________处理提取的DNA,就不能使R型活细菌发生转化。
(3)该实验可以证明_______是遗传物质,其最关键的设计思路是______________________。
41.分析下列遗传学资料回答问题:
I.资料1.1928年,英国科学家Griffith将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后,注射到小鼠体内,结果发现小鼠死亡,并在死亡小鼠体内分离到S型细菌;艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中,起转化作用的是DNA。请利用DNA酶作试剂,选择适当的材料用具,设计实验方案,验证“促进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)实验方案设计:
第一步:从S型细菌中提取DNA;
第二步:制备符合要求的培养基,将其均分为三份,标为A、B、C,分别做如下处理。
组合编号
A
B
C
处理
不加任何提取物
g___________
h_______
第三步:_____________________________________________________________;
第四步:将接种后的培养装置放在相同且适宜的条件下培养一段时间,观察菌落生长情况。
(2)预测实验结果并得出结论:
①实验结果___________________________________________
②实验结论_____________________________________________________________。
③通过设计的实验,还能进一步得出如下结论:DNA结构要保持完整,才能促进R型细菌转化为S型细菌。
Ⅱ.资料2.1952年,赫尔希和蔡斯在做噬菌体侵染细菌的实验中,采用的实验方法是放射性同位素标记技术。具体是用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质。
回答下列与噬菌体侵染细菌的实验有关的问题:
(1)若要大量制备含35S标记的噬菌体,需先用含35S的培养基培养________,再用噬菌体去侵染___________。
(2)上述实验中,__________(填“能”或“不能”)用14C来标记噬菌体的DNA,理由是_________。
(3)噬菌体侵染细菌的实验证明了______。
42.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。根据证明DNA是遗传物质的几个经典实验的内容,回答下列问题:
(1)1944年,艾弗里将去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质的S型细菌提取物,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:
处理条件
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
培养基中的活菌类型
R型+S型
设置第一组实验的目的是_______;只有当其余四组培养基中的活菌类型分别表现为________时,才能证明DNA是转化因子。从自变量控制的角度分析,该实验利用了________原理。
(2)1952年,赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验再次证明了DNA是遗传物质。用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,保温时间的长短对该组实验放射性检测结果的影响________(填“大”或“不大”),原因是________。
(3)艾弗里和赫尔希的实验________(填“能”或“不能”)证明DNA是主要的遗传物质,请阐明你的观点________。
43.图1是T2噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验示意图,图2是烟草花叶病毒侵染烟草的实验示意图。回答下列相关问题:
(1)图1中第一步是将T2噬菌体用_________标记,标记的具体方法_________________________。
(2)如果图1中离心后沉淀物的放射性偏高,原因是_______________。T2噬菌体侵染细菌的实验还有另外一个实验组,如果这组的上清液的放射性偏高,原因是__________________。
(3)图2所示的实验中,属于对照组的是_________组,该实验和T2噬菌体侵染细菌实验的思路相同,都是____________________。
44.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,并分别编号为甲,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;
步骤三:两培养皿中再放入______,继续培养一段时间,分别获得____和____标记的噬菌体;
步骤四:用上述噬菌体分别侵染____的大肠杆菌,经短时间保温,搅拌、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。
45.下图表示“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的部分实验过程,图中亲代噬菌体用32P标记,A、C中的方框代表细菌,分别来自于锥形瓶和试管,请分析并回答相关问题:
(1)赫尔希和蔡斯用_______________法,证明了DNA是遗传物质。该实验用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质,在下图中标记元素所在部位依次是_________(填序号)。
(2)图中①表示用被标记的噬菌体侵染细菌的过程,锥形瓶中的培养液用于培养___________,此时,培养液的成分中__________(填是或者否)需要添加含有32P的物质。
(3)在图示实验过程中,离心前需要进行搅拌,其目的是_______________________________。(4)噬菌体侵染细菌后,合成子代噬菌体的蛋白质外壳需要_______。
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及噬菌体的氨基酸
46.回答下列有关遗传物质探寻之路的问题:
(1)格里菲思用肺炎双球菌在小鼠体内进行了著名的转化实验,此实验得出的结论是:S型细菌中存在着____________能使R型菌转化为S型细菌。
(2)艾弗里及其同事进行肺炎双球菌体外转化实验:
①S型细菌的DNA与R型活菌混合,将混合物注入小鼠体内,可使小鼠致死,这说明____________。
②S型细菌的蛋白质或多糖荚膜与R型活菌混合并注入小鼠体内,小鼠体内分离出的细菌为___________。
③如果将DNA酶注入活的S型细菌中,再将这样的S型细菌与R型活菌混合,混合物不使小鼠致死,原因是_____________。
④该实验成功的最关键的设计思路是把__________与其他物质分开,单独研究它们各自对R型细菌转化为S型细菌的作用。
(3)赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体的遗传物质是DNA,用32P、35S分别标记噬菌体的_和___,通过搅拌离心发现32P主要分布在___(填“上清液”或“沉淀”)中。
47.下图是赫尔希和蔡斯做的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分图解。请回答下列问题:
(1)正常情况下,上清液的放射性________(填“高”或“低”);如果搅拌不充分,会导致________放射性较高。
(2)噬菌体侵染细菌之后,合成子代噬菌体需要噬菌体提供的____________和细菌提供的________________________。(本小题选填“DNA模板、脱氧核苷酸、氨基酸”)
(3)35S标记的是噬菌体的________________,对该噬菌体进行标记的具体方法步骤是先用含有放射性同位素35S的培养基培养大肠杆菌,再用标记的大肠杆菌培养噬菌体。图中所示实验并不能证明噬菌体的遗传物质是DNA,要证明噬菌体的遗传物质是DNA,还需要设置另外一组实验,即用________标记的噬菌体侵染大肠杆菌,然后再搅拌离心,检测放射性分布情况。
48.下图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠肝菌细胞内)的实验,据图回答下列问题:
(1)图中锥形瓶内的培养液是用来培养______,噬菌体被标记的物质是______。
(2)在实验过程中,被侵染的大肠杆菌______(填“有”或“没有”)是否被标记,经过离心后,放射性物质较低的部位在离心管的______。
(3)若用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,放射性物质较高的部位在离心管的______。
(4)如果将一组噬菌体用32P和35S标记,在子代噬菌体中可以检测到的具有放射性的物质是______。
49.如图1为用32Р标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,据图回答下列问题:
(1)根据上述实验对下列问题进行分析:锥形瓶中的培养液是用来培养_________________的,其内的营养成分中___________________(填“含有”或“不含有”)32P。搅拌的目的是__________________,若实验操作正确,放射性主要集中在__________________(填“上清液”或“沉淀”)中。
(2)对下列可能出现的实验误差进行分析:测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性,最可能的原因是培养时间较短,有部分噬菌体__________________;当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是增殖后的噬菌体_________________。
(3)赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,参照图2,被标记的部位分别是_________________(填序号)。
(4)赫尔希﹑蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验与艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验共同的实验设计思路是_________________。
50.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:在上清液中,也具有一定的放射性,而沉淀物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)在实验过程中需要搅拌,其作用是______________________。
(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:
①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________________________________________。
②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)噬菌体侵染细菌的实验证明了___________________。
(5)上述实验中,_____(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA,理由是________。
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