13. [2015·浙江五校联考]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在侵染细菌过程中的功能,请回答下列有关问题:
(1)实验材料对实验成功具有重要的作用,选择T2噬菌体作为理想的实验材料,是因为它的结构简单,只含有蛋白质和DNA,且_____________________________________。
(2)获得分别被32P、35S标记的噬菌体的具体方法是____________________________。
(3)侵染一段时间后,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。实验结果表明当搅拌时间在2~5 min时,上清液中的35S、32P分别占初始标记噬菌体放射性的90%和20%,由此可以推断出____________________。
图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%,本组数据的意义是作为对照组,以证明__________________________。
(4)通过噬菌体侵染细菌实验发现,细菌裂解后释放出来的噬菌体大小、形状等都与原来噬菌体一致,实验证明_____________________________________。
解析:(1)T2噬菌体结构简单,只含有蛋白质和DNA,且在侵染细菌的过程中蛋白质与DNA(核酸)会自然分离,是理想的实验材料。(2)噬菌体是病毒,营寄生生活,如果想得到分别被32P、35S标记的噬菌体,需先对其宿主细菌用含32P和35S的培养基分别进行培养。(3)35S、32P分别存在于噬菌体的蛋白质和DNA中,实验结果说明DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌。(4)细菌裂解后释放出来的噬菌体大小、形状等都与原来噬菌体一致,说明噬菌体通过DNA将遗传性状传递给子代,DNA是噬菌体的遗传物质。
答案:(1)侵染细菌过程中蛋白质与DNA(核酸)会自然分离
(2)分别用含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
(3)DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解,子代噬菌体没有被释放出来
(4)DNA是噬菌体的遗传物质(噬菌体的遗传物质是DNA或噬菌体的各种性状是通过DNA传递给后代的)
14. [2014·北京西城测试]肺炎双球菌有光滑型(S型)和粗糙型(R型)两种类型。其中S型细菌外面有多糖类的荚膜,有致病性,其菌落是光滑的;R型细菌外面没有荚膜,无致病性,其菌落是粗糙的。请分析下列实验并回答问题。
(1)S型肺炎双球菌有不同的亚型,其主要区别在于构成荚膜的多糖存在差异。格里菲思将S-Ⅱ型菌在特殊条件下进行体外培养,从中分离出R-Ⅱ型菌。由此判断,R-Ⅱ型菌的出现是________的结果。
(2)格里菲思又利用S型和R型菌做了如下实验:―→
―→
―→
―→
对上述现象的正确解释是,R-Ⅱ型菌从________中获得了________,导致细菌转化,从而恢复了形成荚膜的能力。
(3)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(如下图所示)。在艾弗里设计的实验中,最关键的思路是,首先从______________________________,然后__________________________,观察______________________。
(4)艾弗里所做的实验中,设置1~5组实验的目的是________,实验结果说明____________________________。5、6组实验结果说明________________________________。
(5)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________;但当温度恢复至适宜温度后,DNA分子又会________,保持其遗传特性。
(6)S型肺炎双球菌的致病物质之一是细菌分泌的毒素,此毒素进入人体内环境后作为________,诱发人体免疫系统产生相应的________与毒素结合,以减弱或消除毒素的毒性,此过程属于人体特异性免疫的________免疫。
解析:(1)致病性是遗传物质决定的,S-Ⅱ型菌在特殊条件下进行体外培养,从中分离出R-Ⅱ型菌,说明S-Ⅱ型菌发生了基因突变。(2)S-Ⅲ型菌虽灭活,但只是蛋白质变性,其DNA并未失活,R-Ⅱ型菌从S-Ⅲ型菌中获得了转化因子,导致细菌转化,从而恢复了形成荚膜的能力。(3)艾弗里设计的实验中,最关键的思路是,将肺炎双球菌各种成分分开,单独观察其作用,看哪一成分是转化因子。(4)设置1~5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。5、6组对照,第6组的DNA被水解,水解后的DNA不能起转化作用。(5)DNA具有稳定性,60~65 ℃下DNA变性,解成单链,冷却后又会盘旋成双螺旋结构,恢复活性。(6)细菌分泌的毒素进入人体内环境后作为抗原,体液免疫产生的抗体与毒素结合,消除毒性。
答案:(1)基因突变
(2)S-Ⅲ型菌 某种物质(转化因子)
(3)S-Ⅲ型细菌中提取、分离(和鉴定)出各种成分
分别与R-Ⅱ型细菌混合培养 其后代是否有S-Ⅲ型细菌(菌落)出现
(4)相互对照 S-Ⅲ型菌的DNA是使R-Ⅱ型细菌发生转化的物质 DNA结构必须保持完整才能行使遗传功能(或DNA结构被破坏失去遗传功能)
(5)解旋(或变性) 复性(恢复双螺旋结构)
(6)抗原 抗体 体液
1. 下列关于肺炎双球菌的转化实验以及噬菌体侵染细菌实验的叙述,错误的是( )
A. 格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是转化因子
B. 噬菌体侵染细菌实验证明噬菌体的遗传物质是DNA
C. 标记噬菌体时需分别用被35S和32P标记的大肠杆菌培养
D. 噬菌体侵染细菌实验的设计思路是设法将DNA与蛋白质分开,然后研究各自的效应
解析:格里菲斯的肺炎双球菌转化实验为体内转化实验,只能证明S型细菌含有能让R型细菌转化的转化因子。
答案:A
2. 下列关于遗传物质探索历程的叙述中,正确的是( )
A. 格里菲斯的肺炎双球菌转化实验验证DNA是转化因子
B. 艾弗里的肺炎双球菌转化实验可以完全证明DNA是遗传物质
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. 为确定蛋白质外壳是否注入细菌体内,可用32P标记细菌
解析:格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌,但没有证明DNA是转化因子;艾弗里实验中提取出的DNA,纯度最高时仍然含有0.02%的蛋白质,因此该实验不足以完全证明DNA是遗传物质;为确定蛋白质外壳是否注入细菌体内,可用35S标记噬菌体。
答案:C