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- 2021-05-21 发布
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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第 11 课时 核酸是遗传物质的证据
知识内容
考试属性及要求
考情解读
必考 加试
噬菌体侵染细菌的实
验
b b
1.通过“活动:资料分析——噬菌体侵染
细菌的实验”,概述噬菌体侵染细菌的过
程,体会实验方法与技术的多样性。
2.概述肺炎双球菌的转化实验,感悟实验
的严密性和逻辑的严谨性。
3.简述烟草花叶病毒的感染和重建实验,
认同模型是进行科学研究的重要方法。
肺炎双球菌转化实验 b b
烟草花叶病毒的感染
和重建实验
a a
考点一 噬菌体侵染细菌的实验(b/b)
1.T2 噬菌体
(1)结构:T2 噬菌体(如图)是一种专门寄生在细菌体内的病毒(无细胞结构),头部和尾
部的外壳都是由蛋白质构成的,头部内含有 DNA。
(2)代谢特点:只能寄生在细菌体内,不能独立地进行新陈代谢。
(3)遗传特点:T2 噬菌体侵染细菌后,在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质
合成自身的组成成分,进行大量增殖。
2.实验方法
(1)实验方法:放射性同位素标记法。用 35S 和 32P 分别标记噬菌体的蛋白质和 DNA。
(2)标记程序:
3.实验过程及现象
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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4.实验结果
(1)噬菌体侵染细菌时,DNA 进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳留在外面。
(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代的 DNA 来遗传的。
(3)结论:DNA 是遗传物质。
1.(2015·10 月浙江选考改编)下列关于用 32P 标记的 T2 噬菌体侵染 35S 标记的大肠杆菌
实验的叙述,错误的是( )
A.子代噬菌体的 DNA 控制子代噬菌体的蛋白质合成
B.合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌,子代噬菌体外壳都含 35S
C.合成子代噬菌体 DNA 的原料来自大肠杆菌,子代噬菌体 DNA 都不含 32P
D.子代噬菌体中可检测到 32P
解析 噬菌体侵染细菌后,在自身 DNA 控制下合成子代噬菌体的蛋白质外壳,原料来自
大肠杆菌,因此子代噬菌体外壳都含 35S,A、B 正确;合成子代噬菌体 DNA 的原料来自大肠
杆菌,还有来自亲代噬菌体的 DNA,所以子代噬菌体中可含有 32P,C 错误,D 正确。
答案 C
2.(2017·温州选考模拟)在噬菌体侵染细菌的实验中,用不同放射性同位素标记的 T2
噬菌体分别侵染大肠杆菌,适当时间后对标记物质进行检测,放射性主要存在于沉淀物中的
是( )
A.3H 标记 B.32P 标记
C.35S 标记 D.32P 和 35S 标记
解析 用 32P 标记噬菌体,实际上标记的是噬菌体的 DNA,噬菌体侵染细菌时将 DNA 注
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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入细菌,经离心后随细菌一起形成沉淀物,B 正确。
答案 B
大肠杆菌
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考点二 肺炎双球菌转化实验(b/b)
1.肺炎双球菌的两种类型
S 型菌 菌落光滑、有荚膜、有毒性
R 型菌 菌落粗糙、无荚膜、无毒性
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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2.活体细菌转化实验
(1)实验过程
(2)结论:加热杀死的 S 型菌中存在某种“转化因子”,能促使 R 型菌转化为 S 型菌。
3.离体细菌转化实验
(1)实验思路:从活的 S 型菌中抽提 DNA、蛋白质和荚膜物质,分别与活的 R 型菌混合,
单独观察它们各自的作用。
(2)实验过程
(3)特点:DNA 纯度越高,转化效率就越高。
(4)实验结论:DNA 是遗传物质,DNA 赋予了生物的遗传特性。
3.(2016·10 月浙江选考)用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验,其过程和结果如图所示。
据图分析可知( )
A.RNA 是转化因子 B.荚膜多糖具有生物活性
C.DNA 是转化因子 D.DNA 是主要的遗传物质
解析 本实验属于肺炎双球菌转化实验的离体细菌转化实验,图中只有加入 DNA 的一组
才发生转化,与其他组形成对照,说明 DNA 是转化因子。
答案 C
4.科学家用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验,关于实验的结论错误的是
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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( )
A.说明了肺炎双球菌的遗传物质是 DNA
B.说明了 R 型活菌在一定条件下能够转化为 S 型菌
C.说明了 R 型活菌是无毒性的
D.说明了加热杀死的 S 型细菌是无毒性的
解析 肺炎双球菌转化实验说明了肺炎双球菌存在转化因子,而噬菌体侵染细菌的实验
证明了 DNA 是遗传物质,A 错误;根据加热杀死的 S 型细菌+R 型细菌→小鼠→死亡,说明
了 R 型活菌在一定条件下能够转化为 S 型菌,B 正确;根据 R 型细菌→小鼠→存活,说明了
R 型活菌是无毒性的,C 正确;根据加热杀死的 S 型细菌→小鼠→存活,说明了加热杀死的
S 型细菌是无毒性的,D 正确。
答案 A
【归纳总结】
1.活体与离体细菌转化实验的比较
比较项目 活体细菌转化实验 离体细菌转化实验
培养细菌 用小鼠(体内) 用培养基(体外)
实验对照 R 型菌与 S 型菌的毒性比较 S 型菌的各成分作用的相互对照
实验结论 S 型菌体内有“转化因子”
DNA 是遗传物质,蛋白质等其他物质不是遗传物
质
两实验
的联系
(1)所用材料都是 R 型和 S 型肺炎双球菌
(2)活体细菌转化实验是基础,离体细菌转化实验进一步证明了“转化因子”是
DNA
(3)两实验都遵循了对照原则和单一变量原则
2.离体细菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
离体细菌转化实验
噬菌体侵染
细菌实验
思路相同
设法将 DNA 与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自的遗传功
能
处理方式
有区别
直接分离:分离 S 型菌的 DNA、荚
膜物质、蛋白质等,分别与 R 型菌
混合培养
同位素标记法:分别标记 DNA 和蛋
白质的特征元素(32P 和 35S)
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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考点三 烟草花叶病毒的感染和重建实验(a/a)
1.烟草花叶病毒的感染实验
(1)实验过程及实验现象
TMV 分别
提取 |—蛋白质――→感染 烟草―→不感病
—RNA――→感染 烟草―→感病
—RNA+RNA 酶――→感染 烟草―→不感病
(2)结论:RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是。
2.病毒重建实验及其对烟草细胞的感染
(1)实验过程及现象
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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(2)实验结果分析与结论
重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供 RNA 的株系,而不是提供蛋白质的株系。
3.由于绝大多数生物的遗传物质是 DNA,少数病毒的遗传物质是 RNA,所以说 DNA 是主
要的遗传物质。遗传的基本功能单位——基因,就是一段有功能的核酸,在大多数生物中是
一段 DNA,在 RNA 病毒中是一段 RNA。
5.如图所示,病毒甲、乙为两种不同的植物病毒,经重建后形成“杂种病毒丙”,用
病毒丙侵染植物细胞,病毒丙在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是( )
解析 杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的。其在侵染植物
细胞时注入的是病毒乙的核酸,丙由病毒乙的核酸指导合成的是病毒乙的蛋白质外壳,因而
病毒丙在植物细胞内增殖产生的新一代病毒是病毒乙。
答案 D
6.下列叙述正确的是( )
A.含有 RNA 的生物,其遗传物质一定是 RNA
B.含有 DNA 的生物,其遗传物质一定是 DNA
C.既含有 DNA 又含有 RNA 的生物,其遗传物质主要是 DNA
D.只有细胞生物的遗传物质是 DNA
解析 本题考查各种生物的遗传物质,含有 DNA 的生物,其遗传物质一定是 DNA。
答案 B
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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1.(2017·金华期末)下列关于烟草花叶病毒的感染和重建实验的叙述,正确的是( )
A.烟草花叶病毒由一条 RNA 链和蛋白质外壳组成
B.该实验证明了 RNA 是所有病毒的遗传物质
C.用 RNA 酶处理过的 RNA 仍具有感染效力
D.重建病毒所繁殖的子代病毒类型取决于提供蛋白质的株系
解析 该实验证明了部分病毒的遗传物质是 RNA,不能证明所有病毒的遗传物质是 RNA;
用 RNA 酶处理过的 RNA 水解成了核糖核苷酸,因此不再具有感染效力;重建病毒所繁殖的子
代病毒类型取决于提供 RNA 的株系。
答案 A
2.下列各项中,通过活体细菌转化实验证实的是( )
A.DNA 是主要的遗传物质
B.染色体是遗传物质的主要载体
C.DNA 是遗传物质
D.没有证实何种物质是遗传物质
解析 活体细菌转化实验只是证实了 S 型细菌内含有转化因子,具体转化因子是什么物
质不清楚。
答案 D
3.(2017·台州期末)关于“噬菌体侵染细菌”的实验,下列叙述错误的是( )
A.用含 35S 的培养基培养噬菌体,可让壳体蛋白被标记
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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B.含 35S 的噬菌体在感染细菌时,放射性蛋白质附着在宿主细胞外面
C.含 32P 的噬菌体在感染细菌时,放射性同位素进入宿主细胞内
D.含 32P 的噬菌体侵染细菌实验中,悬浮液中的放射性会受实验时间影响
解析 病毒没有独立代谢能力,不能用培养基直接培养噬菌体。
答案 A
4.(2017·温州选考模拟)下列哪一个实验与“DNA 是遗传物质的证据”无关( )
A.活体肺炎双球菌转化实验
B.离体肺炎双球菌转化实验
C.T2 噬菌体侵染细菌实验
D.烟草花叶病毒的感染和重建实验
解析 烟草花叶病毒的感染和重建实验证明了 RNA 是遗传物质。
答案 D
5.细菌的遗传物质是( )
A.DNA 和 RNA B.DNA
C.RNA D.主要是 DNA
解析 含有 DNA 的生物遗传物质就是 DNA。
答案 B
(时间:40 分钟)
1.T2 噬菌体的结构组成是( )
A.蛋白质和脂质 B.蛋白质和糖类
C.蛋白质和 DNA D.蛋白质和 RNA
解析 T2 噬菌体是由 DNA 和蛋白质外壳组成的。
答案 C
2.根据现有的科学发现,一切生物的遗传物质都是( )
A.核苷酸 B.核酸
C.DNA D.RNA
解析 细胞生物中,既含有 DNA,又含有 RNA,DNA 为遗传物质,病毒含有 DNA 或 RNA,
遗传物质为 DNA 或 RNA,故绝大多数生物的遗传物质是 DNA,只有少数 RNA 病毒的遗传物质
是 RNA,故根据现有的科学发现,一切生物的遗传物质为核酸。
答案 B
3.在遗传物质发现过程中的几个重要实验中,应用了放射性同位素示踪技术的是( )
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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A.噬菌体侵染细菌的实验
B.肺炎双球菌的活体转化实验
C.烟草花叶病毒的感染和重建实验
D.肺炎双球菌的离体转化实验
解析 噬菌体侵染细菌的实验应用了放射性同位素示踪技术。
答案 A
4.用 32P 标记噬菌体的 DNA,用 35S 标记噬菌体的蛋白质,用这种噬菌体去侵染大肠杆
菌,则新生的噬菌体可含有( )
A.32P B.35S
C.32P 和 35S D.两者皆无
解析 噬菌体侵染细菌时,只有 DNA 进入细菌作为模板控制子代噬菌体的合成,而且合
成子代噬菌体所用的原料均来自细菌。故子代噬菌体的 DNA 含有少量的 32P,而子代噬菌体
的蛋白质外壳均不含有 35S。
答案 A
5.在活体细菌转化实验中,下列实验结果错误的是( )
A.注射 R 型菌后,小鼠不死亡
B.注射 S 型菌后,小鼠死亡,从小鼠体内能分离出活的 S 型菌
C.注射 R 型菌及热处理的 S 型菌后,小鼠死亡,从小鼠体内只能分离出活的 S 型菌
D.注射 S 型菌及热处理的 R 型菌后,小鼠死亡,从小鼠体内能分离出活的 S 型菌
解析 注射 R 型菌及热处理的 S 型菌,S 型菌的 DNA 使部分无毒的 R 型菌转化为有毒的
S 型菌,小鼠死亡,从小鼠体内既能分离出 S 型菌,又能分离出 R 型菌。
答案 C
6.噬菌体侵染细菌的实验中,子代噬菌体的蛋白质外壳是( )
A.在噬菌体 DNA 的指导下,用细菌的物质合成
B.在细菌 DNA 的指导下,用细菌的物质合成
C.在噬菌体 DNA 的指导下,用噬菌体的物质合成
D.在细菌 DNA 的指导下,用噬菌体的物质合成
解析 当噬菌体侵染细菌时,注入到细菌细胞内的只有噬菌体 DNA,子代噬菌体的蛋白
质外壳和 DNA 都是在噬菌体 DNA 的指导下,用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成。
答案 A
7.烟草花叶病毒、噬菌体和烟草的核苷酸种类依次是( )
A.4,4,4 B.4,4,5
C.4,4,8 D.8,8,8
解析 烟草花叶病毒为 RNA 病毒,只含有 RNA,故碱基只有 A、U、C、G 4 种,核苷酸
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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有核糖核苷酸 4 种;噬菌体为 DNA 病毒,只含 DNA,故碱基只有 A、T、C、G 4 种,核苷酸
有脱氧核苷酸 4 种;烟草是植物,所以既有 DNA 也有 RNA,根据碱基不同脱氧核苷酸分 4 种,
核糖核苷酸也分 4 种,故烟草碱基有 A、G、C、T、U5 种;核苷酸共有 8 种。
答案 C
8.下列有关生物体遗传物质的叙述,错误的是( )
A.豌豆的遗传物质主要是 DNA
B.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
C.T2 噬菌体的遗传物质含有磷元素
D.HIV 的遗传物质水解可以产生 4 种核糖核苷酸
解析 豌豆的遗传物质是 DNA,并非“主要是”。
答案 A
9.关于赫尔希和蔡斯的“T2 噬菌体侵染大肠杆菌”的实验,以下分析正确的是( )
A.35S 标记组:培养时间过长,沉淀物放射性增高
B.32P 标记组:搅拌不够充分,上清液放射性增高
C.35S 标记组:培养时间越长,含 35S 的子代噬菌体比例越高
D.32P 标记组:培养时间越长,含 32P 的子代噬菌体比例越低
解析 合成子代噬菌体 DNA 的原料均由细菌提供,且培养时间越长,子代噬菌体数目越
多,含 32P 的子代噬菌体比例越低。
答案 D
10.肺炎双球菌的转化实验中,使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子是( )
A.荚膜 B.蛋白质
C.R 型细菌的 DNA D.S 型细菌的 DNA
解析 S 型菌的 DNA 分子能将 R 型细菌转化为 S 型细菌。
答案 D
11.如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,由此可以判
断( )
A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和 RNA
B.TMV 的蛋白质不能进入烟草细胞中
C.侵入烟草细胞的 RNA 进行了逆转录过程
D.RNA 是 TMV 的主要遗传物质
解析 通过接种的方式,TMV 的蛋白质可以进入烟草细胞中,B 错误;此实验不能看出
TMV 的 RNA 在烟草细胞中进行了逆转录过程,C 错误;此实验说明 TMV 的遗传物质是 RNA,
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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而不是蛋白质,同种生物的遗传物质没有主次之分,D 错误。
答案 A
12.如果用 3H、15N、35S、32P 标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组
成成分中,能够找到的放射性元素为( )
A.可在外壳中找到 15N 和 35S 和 3H
B.可在 DNA 中找到 3H、15N、32P
C.可在外壳中找到 15N 和 35S
D.可在 DNA 中找到 15N、35S、32P
解析 DNA 中含有 3H、15N 和 32P,噬菌体在增殖过程中,把 DNA 注入细菌,所以在子代
噬菌体的 DNA 中能检测到 3H、15N、32P。另外,噬菌体在增殖过程中,是把外壳留在细菌外,
所以在子代噬菌体的外壳中检测不到 3H、15N、35S、32P。
答案 B
13.在探索遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯做了 T2 噬菌体侵染细菌的实验,下列有
关叙述正确的是( )
A.用 32P 标记 T2 噬菌体的蛋白质,用 35S 标记 T2 噬菌体的 DNA
B.分别用含有 32P 的 T2 噬菌体和含有 35S 的 T2 噬菌体进行侵染实验
C.用含有充足有机物的完全培养基培养 T2 噬菌体
D.该实验证明了 DNA 是主要的遗传物质
解析 由于噬菌体的 S 元素仅存在于蛋白质中,而 P 元素几乎都存在于 DNA 分子中,因
此实验中分别用 32P 和 35S 标记噬菌体进行实验,实验证明了 DNA 是遗传物质,而没有证明
DNA 是主要的遗传物质。
答案 B
14.在“噬菌体侵染细菌”的实验中,若放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中,
则获得侵染细菌的噬菌体的方法是( )
A.用含 35S 的培养基直接培养噬菌体
B.用含 32P 的培养基直接培养噬菌体
C.先用含 35S 的培养基培养细菌,再用该细菌培养噬菌体
D.先用含 32P 的培养基培养细菌,再用该细菌培养噬菌体
解析 S 元素仅存在于蛋白质分子中,99%的 P 元素存在于 DNA 分子中;在“噬菌体侵
染细菌”的实验中,离心管的沉淀物主要是被感染的细菌,所以应用的是含 32P 标记的噬菌
体。由于病毒是活细胞寄生生物,所以应先用含 32P 的培养基培养细菌,再用该细菌培养噬
菌体以获得含 32P 标记的噬菌体。
答案 D
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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15.下图中,烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如 A、B,侵染作物叶片的
症状如 C、D。回答:
(1)用 E 去侵染叶片 F 时,在叶片 F 上所患病的症状与________相同。
(2)F 上 的 病 毒 , 所 需 的 氨 基 酸 、 酶 和 ATP 均 来 自 ________ 。 蛋 白 质 外 壳 是 在
______________合成的。
(3)F 上的病毒的各项特性都是由____________________决定的。
(4)本实验证明了_______________________________________________。
答案 (1)D (2)F 的细胞 F 细胞的核糖体上 (3)E 的 RNA(或 B 的 RNA、或 HRV 的 RNA)
(4)RNA 是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
16.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,上层液体中放射性应该为 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升高,其原因是:噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代,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________。
答案 (1)同位素标记法(同位素示踪法)
(2)蛋白质外壳
(3)分布在上清液中 是 出现放射性
17.下面介绍的是 DNA 研究的科学实验:
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,如
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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图是实验的部分过程:
(1)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。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第二步:用被 35S 标记的噬菌体去侵染没有被放射性标记的________。
第三步:一定时间后,在搅拌器中搅拌,后进行离心。
(2)以上实验结果不能说明遗传物质是 DNA,为什么?
________________________________________________________________________。
(3)噬菌体侵染细菌之后,合成新的噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳原料来自( )
A.细菌的脱氧核苷酸及其氨基酸
B.噬菌体的脱氧核苷酸及其氨基酸
C.噬菌体的脱氧核苷酸和细菌的氨基酸
D.细菌的脱氧核苷酸及其噬菌体的氨基酸
(4)用 35S 标记噬菌体侵染细菌,理论上离心之后沉淀中不含放射性,实际上沉淀中会含
有少量的放射性,产生一定的误差,产生此结果可能的原因是____________________
__________________________________________。
答案 (1)先用含 35S 的培养基培养细菌,获得含 35S 标记的细菌,再用此细菌培养噬菌
体 细菌
(2)此实验中没有 32P 标记的噬菌体侵染细菌的实验(缺少对照组)
(3)A
(4)搅拌不充分
18.下图为用含 32P 的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌(T2 噬菌体专门寄生在大肠杆菌细胞内)的
实验,据图回答下面的问题。
真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。
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(1)根据上述实验对下列问题进行分析:
①图中锥形瓶中的培养液是用来培养________的,其内的营养成分中是否含有 32P?
________(填“含有”或“不含有”)。
②图中的 A 表示________________的过程,此过程中进入大肠杆菌的是________。
(2)对下列可能出现的实验误差进行分析:
①实验测定,发现在搅拌后的上清液中含有 0.8%的放射性,其最可能的原因是
_______________________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
②当接种噬菌体后培养时间过长,发现在搅拌后的上清液中有放射性,其最可能的原因
是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析 噬菌体侵染细菌时只是核酸部分进入,蛋白质外壳仍留在细菌体外,被标记的 P
元素位于核酸中,因此主要在细菌内出现放射性。
答案 (1)①大肠杆菌 不含有 ②噬菌体侵染大肠杆菌 噬菌体的 DNA
(2)①部分噬菌体没有侵入大肠杆菌,仍存在于培养液中
②培养时间过长,复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌内释放出来
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