6.1.2噬菌体侵染细菌的实验和烟草花叶病毒感染实验

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(3)实验过程及结果 ①标记噬菌体:T2 噬菌体属于病毒,专门寄生在大肠杆菌体内,不能直 接用培养基培养。若要标记 T2 噬菌体,需先标记大肠杆菌。
②噬菌体侵染细菌:对比实验(相互对照) (4)结论: DNA 是遗传物质。但不能证明蛋白质是不是遗传物质。
[深化拓展提能] 1.噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌” (1)用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(3)32P、35S 标记的噬菌体侵染细菌的实验说明 DNA 是遗传物质,蛋白质
不是遗传物质。
(×)
(4)噬菌体侵染细菌实验获得成功的原因之一是噬菌体只将 DNA 注入大
肠杆菌细胞中。
(√ )
(5)噬菌体侵染细菌的实验能够证明 DNA 控制蛋白质的合成。 (√)
2.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。
解析:噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此要标 记噬菌体的 DNA,应该用含 32P 的大肠杆菌培养 T2 噬菌体,A 正确;离心的 目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离,若 b 点时离心速度减慢会使分离 不彻底,可能会导致沉淀物的放射性强度降低,B 正确;由图可知,保温时间 过长、过短都会导致沉淀物中放射性减弱,即导致上清液中放射性增强,C 正确;35S 标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有 进入细菌体内,离心后分布在上清液中,培养时间长短不会影响实验结果, 因此与本实验结果不同,D 错误。 答案:D
解析: a 组和 b 组分别由 TMV 和 HRV 直接侵染烟草叶片,属于空白对照 组,A 错误;将 TMV 的蛋白质外壳和 HRV 的 RNA 进行重组,获得重组病 毒,其后代是 HRV,B 正确;该实验只设计用 HRV 的 RNA 和 TMV 的蛋白 质外壳重组获得的病毒侵染烟草叶片的实验,因此,该实验只能证明 HRV 的 遗传物质是 RNA,C 正确;病毒的蛋白质外壳和 RNA 均含有 N,故无法用 15N 将蛋白质外壳和 RNA 区分开,因此,不能选择 15N 标记,D 正确。 答案:A
4.最近某科研小组在某动物体内发现一种新型病毒,为了确定该病毒的分类,
[答案] C
[规律方法] “两看法”判断子代噬菌体标记情况
[对点训练]
1.(2021·商丘模拟)在“噬菌体侵染细菌”和“肺炎双球菌转化”实验中,科
学家运用科学的思维和方法对遗传物质究竟是什么进行了成功的探索。下
列相关叙述正确的是
()
A.两个实验都能证明 DNA 是主要的遗传物质
B.“噬菌体侵染细菌”的实验中,为了将 DNA 和蛋白质区别开,分别用
32P 和 35S 进行标记
C.“噬菌体侵染细菌”的实验中,对噬菌体作 35S 标记时,向培养噬菌
体的培养基中加入 35S 即可
D.“肺炎双球菌转化”实验中,R 型活细菌和 S 型菌的 DNA 混合,R
型活细菌都转化成了 S 型活细菌
解析:两个实验都能证明 DNA 是遗传物质,但都不能证明 DNA 是主要的遗 传物质,A 错误;S 是蛋白质的特征元素,P 是 DNA 的特征元素,所以在“噬 菌体侵染细菌”的实验中,为了将 DNA 和蛋白质区别开,分别用 32P 和 35S 进行标记,B 正确;噬菌体是病毒,不能在普通培养基上独立生存,因此不 能用含 32P 的普通培养基直接标记噬菌体,应该先用含 32P 的培养基培养大肠 杆菌,再用被 32P 标记的大肠杆菌培养噬菌体,C 错误;“肺炎双球菌转化” 实验中,R 型活细菌和 S 型菌的 DNA 混合,有部分 R 型活细菌转化成了 S 型活细菌,D 错误。 答案:B
(1)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。
(×)
(2)细胞生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。
(×)
(3)所有生物的遗传物质都是 DNA。
(×)
(4)细胞核内的遗传物质是 DNA,细胞质内的遗传物质是 RNA。 (×)
[题点全训过关]
题点(一) 考查噬菌体侵染细菌实验
[典例 1] (2020·浙江 1 月选考)某研究小组用放射性同位素 32P、35S 分别
C.乙组的悬浮液含极少量 35S 标记的噬菌体蛋白质,也可产生含 35S 的 子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含 35S 标记的噬菌体蛋白质,也不产生含 35S 的子代噬菌体
[解析] 甲组用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于 P 存在于 DNA 中, 悬浮液含极少量 32P 标记的噬菌体 DNA,说明这一部分 DNA 没有和蛋白质外 壳组装在一起,不会产生含 32P 的子代噬菌体,A 正确;甲组用 32P 标记的噬 菌体侵染大肠杆菌,由于 P 存在于 DNA 中,在侵染过程中,DNA 进入大肠 杆菌体内,由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌,且 DNA 复制 方式为半保留复制,所以可产生含 32P 的子代噬菌体和不含 32P 的子代噬菌体, B 正确;由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌体内,所以乙组的悬浮 液含较多 35S 标记的噬菌体蛋白质,不会产生含 35S 的子代噬菌体,C 错误; 由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌体内,乙组被感染的细菌内不含 35S 标记的噬菌体蛋白质,也不产生含 35S 的子代噬菌体,D 正确。
2.科研人员用 32P 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌,探究 保温时间与沉淀物中放射性强度的关系,结果如图。有
关叙述错误的是
()
A.用含 32P 的大肠杆菌培养 T2 噬菌体,标记噬菌体
DNA B.b 点时离心速度减慢会导致沉淀物放射性强度降低
C.保温时间过长、过短都会导致上清液中放射性增强
D.若用 35S 标记的 T2 噬菌体进行实验,结果将相似
沉淀物 (放射性低)
2.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验 (1)实验过程及现象
(2)实验结论:RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质, 蛋白质 不是烟草花 叶病毒的遗传物质。
[题点全训过关] 题点 围绕肺炎双球菌转化实验,考查科学探究能力
[典例] (2020·浙江 7 月选考)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述, 正确的是( )

组合病毒(b型TMV的蛋白质+a 型TMV的RNA)→感染植物
实验结果
病斑类型
病斑中分离出的病 毒类型
a型
a型
b型
b型
b型
a型
a型
a型
A.实验① C.实验③
B.实验② D.实验④
[解析] 因为烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA,所以决定病毒类型和病 斑类型的是 RNA,而不是蛋白质。③中的 RNA 是 b 型 TMV 的,从病斑中 分离出的病毒类型就应该是 b 型。
红色:被32P标记
搅 拌
上清液


沉淀物 (放射性)
理想结果
落单 (保温时间过短)
现实结果
增殖 (保温时间过长)
搅拌
离心
上清液 (放射性低)
沉淀物 (放射性高)
(2)用 35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌
红色:被35S标记
搅 拌
上清液
(放射性)


沉淀物
现实结果
理想结果
搅拌但不充分 离心
上清液 (放射性高)
标记 T2 噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图 所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射
性。下列分析错误的是
()
上清液 (放射性高)
沉淀物 (放射性高)
A.甲组的悬浮液含极少量 32P 标记的噬菌体 DNA,但不产生含 32P 的子 代噬菌体
B.甲组被感染的细菌内含有 32P 标记的噬菌体 DNA,也可产生不含 32P 的子代噬菌体
解析:肺炎双球菌的 R 型细菌没有荚膜、无毒性,S 型细菌有荚膜、有毒性。 实验结果显示:将活菌甲注射到鼠 1 体内,鼠 1 不死亡,而将活菌乙注射到 鼠 4 体内,鼠 4 死亡,说明活菌甲是无荚膜的 R 型细菌,而活菌乙是有荚膜 的 S 型细菌,A 错误;注射②是将活菌甲与死菌乙混合后注射到鼠 2 体内, 结果是从死亡的鼠 2 体内分离出活菌乙,注射④是将分离出的活菌乙注射到 鼠 4 体内,结果是鼠 4 死亡,说明死菌乙的体内有“转化因子”,促进活菌 甲转化为活菌乙,进而导致实验鼠死亡,B 错误;在死鼠 2 的血液中应有活 菌甲和活菌乙,后者最初由活菌甲转化而来,C 正确;死菌乙对于实验鼠而 言属于抗原,进入实验鼠体内会引起特异性免疫,D 错误。 答案:C
[解析] R 型菌转化为 S 型菌属于基因重组,是可遗传变异,能够稳定遗 传,A 错误。能使 R 型菌转化为 S 型菌的转化因子是 S 型菌的 DNA,而不是 荚膜物质,B 错误。转化因子是 DNA 而不是蛋白质,所以蛋白质不会使 R 型菌转化为 S 型菌,C 错误。S 型菌提取物中的 DNA 经过 DNA 酶处理后会 被降解,从而不能使 R 型菌转化为 S 型菌,D 正确。
题点(二) 考查探究遗传物质的思路与方法
[典例 2] (2021·东北育才中学模拟)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离
出 a、b 两个不同品系,它们感染植物产生的病斑形态不同。下列 4 组实验中,
不可能出现的结果是
()
实验 编号
实验过程

a型TMV感染植物

b型TMV感染植物

组合病毒(a型TMV的蛋白质+b 型TMV的RNA)→感染植物
知识点二 噬菌体侵染细菌实验和烟草花叶病毒感染实验 [系统主干知识]
1.噬菌体侵染细菌实验 (1)实验材料: T2 噬菌体和大肠杆菌 。 ①噬菌体的结构及生活方式
②噬菌体的增殖
(2)实验方法: 同位素标记 法。该实验中用 35S、32P 分别标记 蛋白质和 DNA (不能用 3H、14C 和 18O)。
[答案] C
[对点训练]
3.已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片,且两者
都由蛋白质和 RNA 组成。如图是探索 HRV 的遗传物质是蛋白质还是 RNA
的操作流程图。请据图分析,下列说法错误的是
()
A.本实验运用了对照原则,无空白对照组 B.实验过程中重组病毒的后代是 HRV C.该实验只能说明 HRV 的遗传物质是 RNA D.若运用同位素标记法,不能选择 15N 标记
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,蛋白质也能使部分 R 型菌转化成 S 型菌且可实现 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
[答案] D
[对点训练] 1.(2019·浙江 4 月选考)为研究 R 型肺炎双球菌转化为 S 型肺炎双球菌的转化
物质是 DNA 还是蛋白质,进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如 图所示:
下列叙述正确的是
()
A.甲组培养皿中只有 S 型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性
B.乙组培养皿中有 R 型及 S 型菌落,推测转化物质是蛋白质
2.某科研人员为了验证格里菲思的肺炎双球菌转化实验,对实验鼠进行了 4
次注射实验,如图所示。下列,而活菌乙是有荚膜的 R 型细菌 B.由注射②和④的结果可知,活的或死的 S 型细菌都能使小鼠死亡 C.在死鼠 2 的血液中应有活菌甲和活菌乙,后者最初由活菌甲转化而来 D.死菌乙未导致鼠 3 死亡,由此说明小鼠体内未发生特异性免疫
C.丙组培养皿中只有 R 型菌落,推测转化物质是 DNA
D.该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是 DNA
解析: DNA 能够耐受较高的温度,加热冷却后 DNA 的活性能够恢复,甲组 培养皿中应该有 R 型和 S 型两种菌落,A 错误;乙组中 S 型菌提取物中的蛋 白质被蛋白酶催化水解了,所以转化物质不是蛋白质,B 错误;丙组培养皿 中只有 R 型菌落,更能进一步确定转化物质是 DNA,C 正确;该实验能证明 肺炎双球菌的遗传物质是 DNA,D 错误。 答案:C
[聚焦关键微点]
一、澄清概念——所用教材的关键语句要理解透
1.噬菌体侵染细菌时,其 DNA 进入细菌细胞中,而蛋白质外壳留在外面。 子代噬菌体的各种性状是通过 亲代 DNA 遗传的。
(1)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。
(×)
(2)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖,使该细菌裂解。 (×)
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