- 基因的本质
- 共1805题
微生物与人类的关系极为密切,虽然有些微生物能使人和动植物患病,但多数微生物对人类是有益的.回答下列有关微生物的知识:
Ⅰ.在研究DNA是生物的主要遗传物质时,艾弗里和他的同事利用肺炎双球菌进行了体外转化实验,在将提取的S型细菌物质与R型细菌混合后培养时,发现只有加人DNA,R型细胞才能够转化为S型细菌,请问:如何利用肉眼知道R型细菌发生了转化?______.
Ⅱ.麻风杆菌能侵害人,可通过皮肤接触,或由飞沫传播,疾病潜伏期长,发病慢,病程长,如不进行治疗,往往发展至最终死亡.当人体感染麻风杆菌后所进行的免疫“效应阶段“是______
A.淋巴因子→靶细胞 B.效应T细胞→靶细胞 C.T细胞→效应T细胞 D.效应B细胞→抗体
Ⅲ.谷氨酸是生物体内一种重要的有机小分子,谷氨酸钠是它的钠盐,是味精等调味品的主要成分,目前我们可以利用微生物发酵生产谷氨酸.
(1)常用的谷氨酸生产菌种除了谷氨酸棒状杆菌外,还有黄色短杆菌.这些菌种在基因结构上的主要特点是______.
(2)如果在蛋白质合成过程中,携带谷氨酸的转运RNA如右图所示,那么对应基因的碱基序列是______.
(3)某厂的发酵液曾不慎被噬菌体污染,菌群大量死亡,但人们却侥幸从中获得了少数可抵抗噬菌体的新菌种,这种新性状的产生来源于______.
正确答案
解:Ⅰ.由于R型肺炎双球菌的菌落表现粗糙,而S型肺炎双球菌的菌落表现光滑,所以可利用菌落特征判断用肉眼观察细菌菌落的转化.
Ⅱ.由于人体感染麻风杆菌后所进行的免疫是细胞免疫,所以其“效应阶段“是效应T细胞→靶细胞,使靶细胞裂解死亡.
Ⅲ.(1)谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌都是原核生物,原核生物的基因特点是编码区是连续的、不间隔的.
(2)图示转运RNA中的CUC是反密码子,所以谷氨酸的密码子是GAG,因此对应基因的碱基序列是CTC/GAG.
(3)原核生物没有染色体,不进行有性生殖,其变异的方式只有一种,即基因突变.
故答案为:
Ⅰ.利用菌落特征判断
Ⅱ.B
Ⅲ.(1)编码区是连续的、不间隔的
(2)CTC/GAG
(3)基因突变
解析
解:Ⅰ.由于R型肺炎双球菌的菌落表现粗糙,而S型肺炎双球菌的菌落表现光滑,所以可利用菌落特征判断用肉眼观察细菌菌落的转化.
Ⅱ.由于人体感染麻风杆菌后所进行的免疫是细胞免疫,所以其“效应阶段“是效应T细胞→靶细胞,使靶细胞裂解死亡.
Ⅲ.(1)谷氨酸棒状杆菌和黄色短杆菌都是原核生物,原核生物的基因特点是编码区是连续的、不间隔的.
(2)图示转运RNA中的CUC是反密码子,所以谷氨酸的密码子是GAG,因此对应基因的碱基序列是CTC/GAG.
(3)原核生物没有染色体,不进行有性生殖,其变异的方式只有一种,即基因突变.
故答案为:
Ⅰ.利用菌落特征判断
Ⅱ.B
Ⅲ.(1)编码区是连续的、不间隔的
(2)CTC/GAG
(3)基因突变
据图回答下列问题:
(1)此实验最关键的设计思路______.
(2)过程②和③表明,将S型细菌的______和蛋白质分别与R型活细菌混合培养,其后代为______型细菌.
(3)过程④表明,将S型细菌的______与R型活细菌混合培养,______型细菌转化______型细菌.
(4)过程⑤表明,转化成的______型细菌的后代也是______(填“有”或“无”)毒性的______型细菌.
(5)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?______.
正确答案
解:(1)该实验最关键的设计思路是:把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开,单独地去观察它们在细菌转化过程中的作用.结果证明DNA是转化因子.
(2)过程②和③表明,将S型细菌的多糖和蛋白质分别与R型活细菌混合培养,其后代为R型细菌.
(3)过程④表明,将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,少数R型细菌转化S型细菌.
(4)过程⑤表明,转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌.
(5)上述实验能证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,但不能证明DNA是“主要”的遗传物质.
故答案为:
(1)设法将S型细菌的DNA与蛋白质和多糖等其他物质分离开来
(2)多糖 R
(3)DNA 少数R S
(4)S 有 S
(5)此实验能证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,但不能证明DNA是“主要”的遗传物质
解析
解:(1)该实验最关键的设计思路是:把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开,单独地去观察它们在细菌转化过程中的作用.结果证明DNA是转化因子.
(2)过程②和③表明,将S型细菌的多糖和蛋白质分别与R型活细菌混合培养,其后代为R型细菌.
(3)过程④表明,将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,少数R型细菌转化S型细菌.
(4)过程⑤表明,转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌.
(5)上述实验能证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,但不能证明DNA是“主要”的遗传物质.
故答案为:
(1)设法将S型细菌的DNA与蛋白质和多糖等其他物质分离开来
(2)多糖 R
(3)DNA 少数R S
(4)S 有 S
(5)此实验能证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,但不能证明DNA是“主要”的遗传物质
根据格里菲思的肺炎双球菌的转化实验,回答下列问题:
(1)实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分,区分的依据是______.
(2)该实验______(能/不能)证明DNA是转化因子,因为______.
(3)转化形成的S型细菌的转录是在______中进行的,转录的模板是______.R型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的______.
(4)如图所示,在翻译过程中,少量的信使RNA分子就可以合成大量的蛋白质,原因是______.
正确答案
解:(1)由于S型细菌形成的菌落表面光滑,R型细菌形成的菌落表面粗糙,所以实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分.
(2)由于实验过程中没有把DNA和其他成分分开,单独观察各自的作用,所以格里菲思的肺炎双球菌的转化实验不能证明DNA是转化因子.
(3)由于细菌属于原核生物,没有成形的细胞核,所以转化形成的S型细菌的转录是在拟核中进行的,转录的模板是重组DNA.因此,R型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的基因重组.
(4)根据题意和图示分析可知:由于一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,所以在翻译过程中,少量的信使RNA分子就可以合成大量的蛋白质.
故答案为:
(1)S型细菌形成的菌落表面光滑,R型细菌形成的菌落表面粗糙
(2)不能 因为没有把DNA和其他成分分开,单独观察各自的作用
(3)拟核 重组DNA 基因重组
(4)一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成
解析
解:(1)由于S型细菌形成的菌落表面光滑,R型细菌形成的菌落表面粗糙,所以实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分.
(2)由于实验过程中没有把DNA和其他成分分开,单独观察各自的作用,所以格里菲思的肺炎双球菌的转化实验不能证明DNA是转化因子.
(3)由于细菌属于原核生物,没有成形的细胞核,所以转化形成的S型细菌的转录是在拟核中进行的,转录的模板是重组DNA.因此,R型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的基因重组.
(4)根据题意和图示分析可知:由于一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成,所以在翻译过程中,少量的信使RNA分子就可以合成大量的蛋白质.
故答案为:
(1)S型细菌形成的菌落表面光滑,R型细菌形成的菌落表面粗糙
(2)不能 因为没有把DNA和其他成分分开,单独观察各自的作用
(3)拟核 重组DNA 基因重组
(4)一个mRNA分子可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成
结合遗传物质的相关实验,请据图回答:
(1)如图为艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的一部分图解,如看到______(答特征)菌落,说明R型细菌转变成了S型菌.
(2)为了充分证明DNA是遗传物质,艾弗里还在培养R型细菌的培养基中加入______,验证实验结果.
(3)后来,赫尔希和蔡斯在子代噬菌体中检测到被32P标记的DNA,表明DNA具有______性,说明DNA是遗传物质.
(4)______(能、不能)在子代噬菌体中找到两条链都被32P标记的DNA分子?______(能、不能)在子代噬菌体中找到两条链都是31P的DNA分子?
(5)艾弗里的细菌体外转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路都是把______,直接单独的观察它们的作用.
(6)在蛋白质合成过程中,遗传信息的流动途径表达式是______.
正确答案
解:(1)肺炎双球菌转化实验中将R型细菌与S型细菌的DNA混合,培养皿中有菌落表面光滑,说明R型细菌转变成了S型菌.
(2)S型细菌DNA和DNA酶不能使得R型细菌转化成S型细菌,又从反面证明使R型细菌转化为S型细菌的物质是DNA.
(3)噬菌体侵染细菌是用了32P、35S同位素分别标记DNA和蛋白质,在子代噬菌体中检测到被32P标记的DNA,表明DNA具有连续性,说明DNA是遗传物质.
(4)由于DNA分子复制时半保留复制,1个32P标记的亲代噬菌体形成的子代噬菌体中,没有两条链都被32P标记的DNA分子,有2个DNA分子1条链是32P,另一条链是31P,2n-1个DNA分子中两条链都是31P.
(5)实验的设计思路是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质才能单独地观察各自的作用.
(6)蛋白质合成过程中,遗传信息的流动途径是DNA→RNA→蛋白质.
故答案为:
(1)表面光滑 (2)S型细菌的DNA和DNA酶
(3)连续性 (4)不能 能
(5)DNA和蛋白质分开
转录 翻译
(6)DNA→RNA→蛋白质
解析
解:(1)肺炎双球菌转化实验中将R型细菌与S型细菌的DNA混合,培养皿中有菌落表面光滑,说明R型细菌转变成了S型菌.
(2)S型细菌DNA和DNA酶不能使得R型细菌转化成S型细菌,又从反面证明使R型细菌转化为S型细菌的物质是DNA.
(3)噬菌体侵染细菌是用了32P、35S同位素分别标记DNA和蛋白质,在子代噬菌体中检测到被32P标记的DNA,表明DNA具有连续性,说明DNA是遗传物质.
(4)由于DNA分子复制时半保留复制,1个32P标记的亲代噬菌体形成的子代噬菌体中,没有两条链都被32P标记的DNA分子,有2个DNA分子1条链是32P,另一条链是31P,2n-1个DNA分子中两条链都是31P.
(5)实验的设计思路是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质才能单独地观察各自的作用.
(6)蛋白质合成过程中,遗传信息的流动途径是DNA→RNA→蛋白质.
故答案为:
(1)表面光滑 (2)S型细菌的DNA和DNA酶
(3)连续性 (4)不能 能
(5)DNA和蛋白质分开
转录 翻译
(6)DNA→RNA→蛋白质
某科学家做的“噬菌体侵染细菌的实验”,分别用同位数32P,35S作了如下表所示的标记:
此实验所得的结果是:子代噬菌体与亲代噬菌体的外形及侵染特性均相同,请分析回答:
(1)子代噬菌体的DNA分子中含有上述______元素,子代噬菌体的蛋白质分子中含有上述______元素.
(2)如果一个噬菌体DNA含有m个脱氧核苷酸,复制n次,需要的脱氧核苷酸数是______,第n次复制,需要的脱氧核苷酸数是______.
(3)此实验证明了______.
正确答案
解:(1)DNA复制是半保留复制,合成子代噬菌体需利用细菌提供的原料,所以子代的噬菌体DNA组成有两个DNA分子含有新代DNA分子的各一条链,其他都不含有,因此子代噬菌体的DNA应含有表中的32P和31P元素.子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用35S标记的氨基酸为原料合成的,所以子代噬菌体的蛋白质含有35S而不含有32S.
(2)如果一个噬菌体DNA含有m个脱氧核苷酸,复制n次,需要的脱氧核苷酸数是(2n-1)m,第n次复制,需要的脱氧核苷酸数是2n-1m.
(3)通过此实验能得出结论DNA是遗传物质.
故答案为:
(1)31P和32P 35S
(2)(2n-1)m 2n-1m
(3)DNA是遗传物质
解析
解:(1)DNA复制是半保留复制,合成子代噬菌体需利用细菌提供的原料,所以子代的噬菌体DNA组成有两个DNA分子含有新代DNA分子的各一条链,其他都不含有,因此子代噬菌体的DNA应含有表中的32P和31P元素.子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用35S标记的氨基酸为原料合成的,所以子代噬菌体的蛋白质含有35S而不含有32S.
(2)如果一个噬菌体DNA含有m个脱氧核苷酸,复制n次,需要的脱氧核苷酸数是(2n-1)m,第n次复制,需要的脱氧核苷酸数是2n-1m.
(3)通过此实验能得出结论DNA是遗传物质.
故答案为:
(1)31P和32P 35S
(2)(2n-1)m 2n-1m
(3)DNA是遗传物质
图1为肺炎双球菌转化实验的部分图解,请据图回答:
(1)该实验是______(填人名)所做的肺炎双球菌转化实验的图解.
(2)在对R型细菌进行培养之前,必须首先进行的工作是______.
(3)依据上面实验的图解,可以作出______的假设.
(4)为验证上面的假设,设计了图2所示的实验在该实验中加DNA酶,观察到的实验现象是______.
(5)通过上面两步实验,仍不能说明______,为此设计了图3实验,据此观察到的实验现象是______,该实验能够说明______.
正确答案
解:(1)该实验是艾弗里所做的肺炎双球菌转化实验的图解.
(2)在对R型细菌进行培养之前,必须首先分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质.
(3)根据题意和图示分析可知:该实验假设DNA是遗传物质.
(4)酶具有催化作用,DNA酶能使DNA水解,所以该实验中加DNA酶的目的是分解从S型细菌中提取的DNA;由于S型细菌的DNA被水解,所以观察到的实验现象是培养基中只长R型细菌.
(5)通过图示两步实验,仍然不能说明蛋白质、多糖等不是遗传物质.为此设计了图3实验,据此观察到的实验现象是培养基中只长R型菌,该实验能够说明蛋白质、多糖等不是遗传物质.
故答案为:
(1)艾弗里
(2)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质
(3)DNA是遗传物质
(4)培养基中只长R型菌
(5)蛋白质、多糖等不是遗传物质 培养基中只长R型菌 蛋白质、多糖等不是遗传物质
解析
解:(1)该实验是艾弗里所做的肺炎双球菌转化实验的图解.
(2)在对R型细菌进行培养之前,必须首先分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质.
(3)根据题意和图示分析可知:该实验假设DNA是遗传物质.
(4)酶具有催化作用,DNA酶能使DNA水解,所以该实验中加DNA酶的目的是分解从S型细菌中提取的DNA;由于S型细菌的DNA被水解,所以观察到的实验现象是培养基中只长R型细菌.
(5)通过图示两步实验,仍然不能说明蛋白质、多糖等不是遗传物质.为此设计了图3实验,据此观察到的实验现象是培养基中只长R型菌,该实验能够说明蛋白质、多糖等不是遗传物质.
故答案为:
(1)艾弗里
(2)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质
(3)DNA是遗传物质
(4)培养基中只长R型菌
(5)蛋白质、多糖等不是遗传物质 培养基中只长R型菌 蛋白质、多糖等不是遗传物质
回答下列问题:
(1)20世纪20年代,人们已经认识到各种氨基酸可以按照不同的方式排列,形成不同的蛋白质,氨基酸的排列顺序可能蕴含着遗传信息,氨基酸的结构通式为______.
(2)20世纪30年代,人们才认识到DNA是由许多______聚合成的生物大分子.
(3)______实验 和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质,在噬菌体侵染实验中,搅拌的目的是使______与______分离,离心的目的是让______上清液中析出重量较轻的,而离心管的沉淀物中留下被感染的______.
(4)______感染烟草的实验证明该生物的遗传物质是RNA,该物质的中文名称为______.因为______,所以说DNA是主要的遗传物质.
正确答案
解:(1)氨基酸的结构通式为.
(2)DNA是由许多脱氧核苷酸聚合成的生物大分子.
(3)肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质;在噬菌体侵染实验中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心的目的是让噬菌体上清液中析出重量较轻的,而离心管的沉淀物中留下被感染的细菌.
(4)烟草花叶病毒感染烟草的实验证明该生物的遗传物质是RNA;RNA的中文名称为核糖核酸.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质.
故答案为:
(1)
(2)脱氧核苷酸
(3)肺炎双球菌的转化 吸附在细菌上的噬菌体 细菌 噬菌体 细菌
(4)烟草花叶病毒 核糖核酸 绝大多数生物的遗传物质是DNA
解析
解:(1)氨基酸的结构通式为.
(2)DNA是由许多脱氧核苷酸聚合成的生物大分子.
(3)肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质;在噬菌体侵染实验中,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心的目的是让噬菌体上清液中析出重量较轻的,而离心管的沉淀物中留下被感染的细菌.
(4)烟草花叶病毒感染烟草的实验证明该生物的遗传物质是RNA;RNA的中文名称为核糖核酸.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质.
故答案为:
(1)
(2)脱氧核苷酸
(3)肺炎双球菌的转化 吸附在细菌上的噬菌体 细菌 噬菌体 细菌
(4)烟草花叶病毒 核糖核酸 绝大多数生物的遗传物质是DNA
实验证明,把DNA溶液加热到一定温度,就可以使其形成DNA单链,但如果将其缓慢冷却,分离了的DNA单链就可以恢复双螺旋结构.前者称为DNA的“变性”,后者称为DNA的“复性”.
(1)分离了的DNA单链恢复为双螺旋结构是在两链间形成______.
(2)加热杀死的S型肺炎双球菌与活的R型肺炎双球菌混合后,可导致R型菌转化成S型菌.R型菌与S型菌在细胞结构上的区别是S型菌具有______,和R型菌混合前必须将S型菌缓慢冷却,其原因是①______;②______.
正确答案
解:(1)DNA双螺旋结构的两条链之间形成氢键.
(2)R型菌与S型菌在细胞结构上的区别是S型菌具有荚膜,R型菌没有荚膜.由于高温会使R型细菌死亡,而且缓慢冷却才能使DNA复性,恢复其双螺旋结构,使转化成功,所以加热杀死的S型肺炎双球菌与活的R型肺炎双球菌混合前必须将S型菌缓慢冷却.
故答案为:
(1)氢键
(2)荚膜 ①缓慢冷却才能使DNA复性,恢复其双螺旋结构,使转化成功 ②避免高温使R型细菌死亡
解析
解:(1)DNA双螺旋结构的两条链之间形成氢键.
(2)R型菌与S型菌在细胞结构上的区别是S型菌具有荚膜,R型菌没有荚膜.由于高温会使R型细菌死亡,而且缓慢冷却才能使DNA复性,恢复其双螺旋结构,使转化成功,所以加热杀死的S型肺炎双球菌与活的R型肺炎双球菌混合前必须将S型菌缓慢冷却.
故答案为:
(1)氢键
(2)荚膜 ①缓慢冷却才能使DNA复性,恢复其双螺旋结构,使转化成功 ②避免高温使R型细菌死亡
图1是肺炎双球菌转化实验的一部分图解,请据图回答:
(1)该实验是在______的实验基础上进行的,其最关键的思路是______.
(2)依据上面图解的实验,可以作出______的假设.
(3)为验证上面的假设,他们设计了下面的实验:(如图2)
该实验中加入DNA酶的目的是______,他们观察到的实验现象是______.
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大肠杆菌的实验,图3是实验的部分过程:
(4)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.
先将______在含35S的培养基上培养,再______.
第二步:用被35S标记的噬菌体与没有标记的大肠杆菌混合.
第三步:一定时间后,在搅拌器中搅拌后再进行离心.
(5)噬菌体侵染大肠杆菌之后,合成新的噬菌体蛋白质外壳需要______
A.大肠杆菌的DNA及其氨基酸
B.噬菌体的DNA及其氨基酸
C.噬菌体的DNA和大肠杆菌的氨基酸
D.大肠杆菌的DNA及其噬菌体的氨基酸.
正确答案
解:(1)图1和图2是艾弗里进行的肺炎双球菌体外转化实验,该实验是在格里菲斯的实验基础上进行的,其最关键的思路是把各种物质分开单独地起作用,以对照说明遗传物质的成分.
(2)依据图1和图2实验可知,S型细菌的DNA是转化因子,也是遗传物质.
(3)图2实验中加入DNA酶的目的是分解从S型细菌中提取的DNA,他们观察到的实验现象是培养基中只长R型细菌,这更加说明DNA是遗传物质.
(4)噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此要用35S标记的噬菌体的蛋白质外壳,应先将大肠杆菌在含35S的培养基上培养,再再用噬菌体去侵染该大肠杆菌.
(5)噬菌体侵染大肠杆菌时,只有DNA进入细菌,蛋白质外壳留在细菌外,DNA进入细菌后作为模板控制子代噬菌体的合成,而合成子代噬菌体所需的原料都由细菌提供.
故答案为:
(1)格里菲思 把各种物质分开单独地起作用,以对照说明遗传物质的成分
(2)S型细菌的DNA是转化因子,也是遗传物质
(3)分解从S型细菌中提取的DNA 培养基中只长R型细菌
(4)大肠杆菌 再用噬菌体去侵染该大肠杆菌
(5)C
解析
解:(1)图1和图2是艾弗里进行的肺炎双球菌体外转化实验,该实验是在格里菲斯的实验基础上进行的,其最关键的思路是把各种物质分开单独地起作用,以对照说明遗传物质的成分.
(2)依据图1和图2实验可知,S型细菌的DNA是转化因子,也是遗传物质.
(3)图2实验中加入DNA酶的目的是分解从S型细菌中提取的DNA,他们观察到的实验现象是培养基中只长R型细菌,这更加说明DNA是遗传物质.
(4)噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此要用35S标记的噬菌体的蛋白质外壳,应先将大肠杆菌在含35S的培养基上培养,再再用噬菌体去侵染该大肠杆菌.
(5)噬菌体侵染大肠杆菌时,只有DNA进入细菌,蛋白质外壳留在细菌外,DNA进入细菌后作为模板控制子代噬菌体的合成,而合成子代噬菌体所需的原料都由细菌提供.
故答案为:
(1)格里菲思 把各种物质分开单独地起作用,以对照说明遗传物质的成分
(2)S型细菌的DNA是转化因子,也是遗传物质
(3)分解从S型细菌中提取的DNA 培养基中只长R型细菌
(4)大肠杆菌 再用噬菌体去侵染该大肠杆菌
(5)C
肺炎双球菌有光滑型(S型)和粗糙型(R型)两种类型.请分析下列实验并回答问题.
(1)有致病性的是______型细菌,其菌落是______的.
(2)在格里菲思所做实验基础上,艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验(如图所示).在艾弗里设计的实验中,最关键的思路是,首先将提取、分离(和鉴定)出的______分别与R-Ⅱ型细菌混合培养,然后观察______.
(3)艾弗里等人所做的实验中,设置1~4组实验的目的是______作用.6组实验结果说明______.
(4)在格里菲思所做的实验中,灭活S-Ⅲ型菌的加热温度是60~65℃之间.在此温度条件下,DNA失活是因为DNA分子发生______键断裂.______酶的作用结果也可以使它断裂.
正确答案
解:(1)根据题意和图示分析可知:有致病性的是S型细菌,其菌落是光滑的.
(2)在格里菲思所做实验基础上,艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验(如图所示).在艾弗里设计的实验中,最关键的思路是,首先将提取、分离(和鉴定)出的S-Ⅲ型细菌各种成分分别与R-Ⅱ型细菌混合培养,然后观察其后代是否有S-Ⅲ型细菌(菌落)出现.
(3)设置1~4组实验是相互对照,S-Ⅲ型菌的DNA与R-Ⅱ型菌培养,出现了S-Ⅲ型细菌.6组实验结果说明DNA是遗传物质,其水解产物不是遗传物质.
(4)在格里菲思所做的实验中,灭活S-Ⅲ型菌的加热温度是60~65℃之间.在此温度条件下,DNA失活是因为DNA分子发生氢键断裂.解旋酶的作用结果也可以使它断裂.
故答案为:
(1)S 光滑
(2)S-Ⅲ型细菌各种成分 其后代是否有S-Ⅲ型细菌(菌落)出现
(3)相互对照 DNA是遗传物质,其水解产物不是遗传物质 (或DNA结构被破坏失去遗传功能;DNA结构必须保持完整才能行使遗传功能)
(4)氢 解旋
解析
解:(1)根据题意和图示分析可知:有致病性的是S型细菌,其菌落是光滑的.
(2)在格里菲思所做实验基础上,艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验(如图所示).在艾弗里设计的实验中,最关键的思路是,首先将提取、分离(和鉴定)出的S-Ⅲ型细菌各种成分分别与R-Ⅱ型细菌混合培养,然后观察其后代是否有S-Ⅲ型细菌(菌落)出现.
(3)设置1~4组实验是相互对照,S-Ⅲ型菌的DNA与R-Ⅱ型菌培养,出现了S-Ⅲ型细菌.6组实验结果说明DNA是遗传物质,其水解产物不是遗传物质.
(4)在格里菲思所做的实验中,灭活S-Ⅲ型菌的加热温度是60~65℃之间.在此温度条件下,DNA失活是因为DNA分子发生氢键断裂.解旋酶的作用结果也可以使它断裂.
故答案为:
(1)S 光滑
(2)S-Ⅲ型细菌各种成分 其后代是否有S-Ⅲ型细菌(菌落)出现
(3)相互对照 DNA是遗传物质,其水解产物不是遗传物质 (或DNA结构被破坏失去遗传功能;DNA结构必须保持完整才能行使遗传功能)
(4)氢 解旋
如图1为某细菌结构的示意图,请据图回答:
(1)该菌对青霉素高度敏感,说明其属______(真/古)细菌.与噬菌体比较,其最显著的特点是______.图中“6”含有的化合物是______.
(2)该菌含有的细胞器是______.通常作为基因工程中目的基因运载体的是结构[______]______.
表4是该菌培养基的配方,其中蛋白胨用35S标记.
(3)从同化作用类型看,该细菌属于______.在酵母膏中可能含有的生长因子有______(多选).
A.某些维生素 B.某些氨基酸 C.酶 D.微量元素
(4)将经上述培养基培养的该细菌与噬菌体(亲代)充分混合.子一代噬菌体体内能检测到放射性,解释其原因______.
图2示经紫外线照射后,诱导产生对T2噬菌体有抗性菌种的过程.
(5)若要将抗T2噬菌体的细菌菌落从混合菌落中筛选出来,操作方法是:______.
正确答案
解:(1)真细菌对青霉素敏感,古细菌对青霉素不敏感,所以该菌对青霉素高度敏感,说明其属于真细菌;噬菌体属于病毒,无细胞结构,观察图1知该菌具有细胞结构,所以该细菌与噬菌体比较,其最显著的特点是具有细胞结构.图中“6”为拟核,含有的化合物是DNA.
(2)观察图1,知该菌属于原核生物,只有一种细胞器是核糖体,为导入目的基因,常用限制性内切酶处理该菌的5质粒.
(3)分析表格中培养基的配方,能提供氮源的是蛋白胨,蛋白胨、酵母膏都可以提供有机碳,所以从同化作用类型看,该细菌属于异养细菌,在酵母膏中可能含有的生长因子有某些氨基酸和维生素等微量有机物.
(4)噬菌体是寄生病毒,合成自身的蛋白质和核酸时,要在细菌体内以细菌的物质为原料合成,所以将经上述培养基培养的该细菌与噬菌体(亲代)充分混合.子一代噬菌体体内能检测到放射性.
(5)抗T2噬菌体该细菌菌落从混合菌株中筛选出来的过程是用T2噬菌体侵染混合菌株,在适宜的条件下培养一段时间,能形成菌落的就是抗T2噬菌体的菌株.
故答案应为:
(1)真 具有细胞结构 脱氧核糖核酸
(2)核糖体 5 质粒
(3)异养细菌 AB
(4)噬菌体的蛋白质合成需以细菌的蛋白质为原料
(5)用T2噬菌体侵染混合菌种,在适宜的条件下培养一段时间,能形成菌落的就是抗T2噬菌体的菌株
解析
解:(1)真细菌对青霉素敏感,古细菌对青霉素不敏感,所以该菌对青霉素高度敏感,说明其属于真细菌;噬菌体属于病毒,无细胞结构,观察图1知该菌具有细胞结构,所以该细菌与噬菌体比较,其最显著的特点是具有细胞结构.图中“6”为拟核,含有的化合物是DNA.
(2)观察图1,知该菌属于原核生物,只有一种细胞器是核糖体,为导入目的基因,常用限制性内切酶处理该菌的5质粒.
(3)分析表格中培养基的配方,能提供氮源的是蛋白胨,蛋白胨、酵母膏都可以提供有机碳,所以从同化作用类型看,该细菌属于异养细菌,在酵母膏中可能含有的生长因子有某些氨基酸和维生素等微量有机物.
(4)噬菌体是寄生病毒,合成自身的蛋白质和核酸时,要在细菌体内以细菌的物质为原料合成,所以将经上述培养基培养的该细菌与噬菌体(亲代)充分混合.子一代噬菌体体内能检测到放射性.
(5)抗T2噬菌体该细菌菌落从混合菌株中筛选出来的过程是用T2噬菌体侵染混合菌株,在适宜的条件下培养一段时间,能形成菌落的就是抗T2噬菌体的菌株.
故答案应为:
(1)真 具有细胞结构 脱氧核糖核酸
(2)核糖体 5 质粒
(3)异养细菌 AB
(4)噬菌体的蛋白质合成需以细菌的蛋白质为原料
(5)用T2噬菌体侵染混合菌种,在适宜的条件下培养一段时间,能形成菌落的就是抗T2噬菌体的菌株
做噬菌体侵染细菌实验时,用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关物质如下表.产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样.试回答:
(1)子代噬菌体中,只含有32P的有______个,只含有31P的有______个,同时含有32P 和31P的有______个.
(2)子代噬菌体的蛋白质分子中,都没有______元素,由此说明______;子代噬菌体的蛋白质分子都含有______元素,这是因为______;子代噬菌体的蛋白质合成的场所是______.
(3)实验中用放射性同位素标记噬菌体时,选取35S和32P,这两种同位素分别标记蛋白质和DNA,能否用14C和18O标记?说明理由:______.
正确答案
解:(1)子代噬菌体中,只含有32P的有0个,只含有31P的有98个,同时含有32P 和31P的有2个.
(2)子代噬菌体的蛋白质分子中,都没有32S元素,由此说明噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入;子代噬菌体的蛋白质分子都含有35S 元素,这是因为子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用35S标记的氨基酸为原料合成的;子代噬菌体的蛋白质合成的场所是细菌的核糖体.
(3)实验中用放射性同位素标记噬菌体时,选取35S和32P,这两种同位素分别标记蛋白质和DNA,不能用14C和18O标记,因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素,侵染细菌后无法确认放射性物质的来源.
故答案为:
(1)0 98 2
(2)32S 噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入
35S 子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用35S标记的氨基酸为原料合成的 细菌的核糖体
(3)不能 因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素,侵染细菌后无法确认放射性物质的来源
解析
解:(1)子代噬菌体中,只含有32P的有0个,只含有31P的有98个,同时含有32P 和31P的有2个.
(2)子代噬菌体的蛋白质分子中,都没有32S元素,由此说明噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入;子代噬菌体的蛋白质分子都含有35S 元素,这是因为子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用35S标记的氨基酸为原料合成的;子代噬菌体的蛋白质合成的场所是细菌的核糖体.
(3)实验中用放射性同位素标记噬菌体时,选取35S和32P,这两种同位素分别标记蛋白质和DNA,不能用14C和18O标记,因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素,侵染细菌后无法确认放射性物质的来源.
故答案为:
(1)0 98 2
(2)32S 噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳没有进入
35S 子代噬菌体的蛋白质外壳是在细菌体内用35S标记的氨基酸为原料合成的 细菌的核糖体
(3)不能 因为噬菌体的蛋白质和DNA都含有这两种元素,侵染细菌后无法确认放射性物质的来源
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______.
正确答案
解:(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记噬菌体侵染细菌,所以采用了同位素标记法(同位素示踪法)的实验方法.
(2)由于32P标记的是噬菌体的DNA,并且DNA是遗传物质,将含32P的DNA全部注入到大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,因此在离心时,含有32P标记的大肠杆菌沉在底部,而蛋白质外壳留在上清液中,因此在理论上,上层液放射性应该为0.
(3)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,产生的子代噬菌体会从大肠杆菌中释放出来,离心出现在上清液中,使上清液的放射性含量升高.
b.在实验中,如果保温时间过短,会有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,因此没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性.
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质.
(5)由于DNA和蛋白质中均有N元素,所以不能用15N来标记噬菌体的DNA.
故答案为:
(1)同位素标记法
(2)噬菌体侵入大肠杆菌内部,离心后应随大肠杆菌在沉淀中
(3)a部分大肠杆菌破裂,使噬菌体从大肠杆菌中释放出来 b是 未侵染细菌的噬菌体离心后位于上清液中
(4)DNA是遗传物质
(5)不能 DNA和蛋白质中均有N元素
解析
解:(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记噬菌体侵染细菌,所以采用了同位素标记法(同位素示踪法)的实验方法.
(2)由于32P标记的是噬菌体的DNA,并且DNA是遗传物质,将含32P的DNA全部注入到大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,因此在离心时,含有32P标记的大肠杆菌沉在底部,而蛋白质外壳留在上清液中,因此在理论上,上层液放射性应该为0.
(3)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,产生的子代噬菌体会从大肠杆菌中释放出来,离心出现在上清液中,使上清液的放射性含量升高.
b.在实验中,如果保温时间过短,会有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,因此没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性.
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质.
(5)由于DNA和蛋白质中均有N元素,所以不能用15N来标记噬菌体的DNA.
故答案为:
(1)同位素标记法
(2)噬菌体侵入大肠杆菌内部,离心后应随大肠杆菌在沉淀中
(3)a部分大肠杆菌破裂,使噬菌体从大肠杆菌中释放出来 b是 未侵染细菌的噬菌体离心后位于上清液中
(4)DNA是遗传物质
(5)不能 DNA和蛋白质中均有N元素
1952年,科学家赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌和T2噬菌体为实验材料,证明了T2噬菌体的遗传物质为DNA.他们首先用分别含有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(如图A),并经过保温、搅拌器搅拌、离心等步骤进一步开展实验(如图B).请据图回答:
(1)噬菌体作为实验材料具有______的特点.
(2)通过______,再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体,然后用标记的噬菌体侵染______的大肠杆菌.
(3)与格里菲思肺炎双球菌转化实验相比,本实验更具有说服力.原因是______.
(4)含32P的噬菌体侵染实验中,在理论上,上清液的放射性应该为0,但实验的最终结果显示,经过离心,上清液放射性很高,这说明______.
正确答案
解:(1)噬菌体没有细胞结构,且成分简单,只含有DNA和蛋白质,所以是证实哪一种物质是遗传物质的很好的实验材料.
(2)噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此通过分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体,然后用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌.
(3)与格里菲思肺炎双球菌转化实验相比,本实验更具有说服力.原因是本实验把DNA与蛋白质分开,直接、单独地去观察DNA和蛋白质的作用.
(4)含32P的噬菌体侵染实验中,在理论上,上清液的放射性应该为0,但实验的最终结果显示,经过离心,沉淀物放射性很高,这说明离心时间过短,部分噬菌体未侵染大肠杆菌;或者,离心时间过长,部分噬菌体已经从大肠杆菌中释放出来.
故答案为:
(1)结构简单、只含DNA和蛋白质两种物质
(2)分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌 未标记
(3)本实验把DNA与蛋白质分开,直接、单独地去观察DNA和蛋白质的作用
(4)离心时间过短,部分噬菌体未侵染大肠杆菌;或者,离心时间过长,部分噬菌体已经从大肠杆菌中释放出来
解析
解:(1)噬菌体没有细胞结构,且成分简单,只含有DNA和蛋白质,所以是证实哪一种物质是遗传物质的很好的实验材料.
(2)噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此通过分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌,再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体,然后用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌.
(3)与格里菲思肺炎双球菌转化实验相比,本实验更具有说服力.原因是本实验把DNA与蛋白质分开,直接、单独地去观察DNA和蛋白质的作用.
(4)含32P的噬菌体侵染实验中,在理论上,上清液的放射性应该为0,但实验的最终结果显示,经过离心,沉淀物放射性很高,这说明离心时间过短,部分噬菌体未侵染大肠杆菌;或者,离心时间过长,部分噬菌体已经从大肠杆菌中释放出来.
故答案为:
(1)结构简单、只含DNA和蛋白质两种物质
(2)分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌 未标记
(3)本实验把DNA与蛋白质分开,直接、单独地去观察DNA和蛋白质的作用
(4)离心时间过短,部分噬菌体未侵染大肠杆菌;或者,离心时间过长,部分噬菌体已经从大肠杆菌中释放出来
1952年,赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验,有力地证明了DNA是遗传物质,该实验包括4个步骤:①噬菌体侵染细菌②35S和32P分别标记T2噬菌体③放射性检测④离心分离
(1)该实验步骤的正确顺序是______
A.①②④③B.④②①③C.②①④③D.②①③④
(2)该实验分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质,在图甲中标记元素所在部位依次是______.
(3)若测定放射性同位素主要分布在图乙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
(4)图乙中锥形瓶内的营养成分是用来培养______.若用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,则适宜时间离心后试管中的放射性主要存在于______中;若用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌,则适宜时间离心后,试管中的放射性主要存在于______中.
正确答案
解:(1)T2噬菌体侵染细菌的实验步骤的正确顺序是②35S和32P分别标记T2噬菌体,①噬菌体侵染细菌,④离心分离,③放射性检测.
(2)用32P标记DNA的①,用35S标记蛋白质的④.
(3)若要测定的上清液放射性高,则应是做35S标记的噬菌体组.由于噬菌体是病毒,不能在培养基上独立生存,所以该噬菌体获得的方法是:用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体,从而得到35S标记的噬菌体.
(4)图乙中锥形瓶内的营养成分是用来培养大肠杆菌,若用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,则适宜时间离心后试管中的放射性主要存在于沉淀物中;若用15N标记的噬菌体既标记蛋白质,也标记DNA侵染未标记的细菌,蛋质外壳在上清液,而DNA注入到细菌细胞中进入沉淀物,则适宜时间离心后,试管中的放射性主要存在于上清液和沉淀物中.
故答案为:
(1)C
(2)①④
(3)C
(4)大肠杆菌 沉淀物 上清液和沉淀物
解析
解:(1)T2噬菌体侵染细菌的实验步骤的正确顺序是②35S和32P分别标记T2噬菌体,①噬菌体侵染细菌,④离心分离,③放射性检测.
(2)用32P标记DNA的①,用35S标记蛋白质的④.
(3)若要测定的上清液放射性高,则应是做35S标记的噬菌体组.由于噬菌体是病毒,不能在培养基上独立生存,所以该噬菌体获得的方法是:用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体,从而得到35S标记的噬菌体.
(4)图乙中锥形瓶内的营养成分是用来培养大肠杆菌,若用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,则适宜时间离心后试管中的放射性主要存在于沉淀物中;若用15N标记的噬菌体既标记蛋白质,也标记DNA侵染未标记的细菌,蛋质外壳在上清液,而DNA注入到细菌细胞中进入沉淀物,则适宜时间离心后,试管中的放射性主要存在于上清液和沉淀物中.
故答案为:
(1)C
(2)①④
(3)C
(4)大肠杆菌 沉淀物 上清液和沉淀物
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