1. 1952年,科学家赫尔希和蔡斯利用大肠杆菌、T2噬菌体为材料进行科学研究.他们首先在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌,然后用上述大肠杆菌来培养T2噬菌体,再用得到的T2噬菌体分别去感染未标记的大肠杆菌(如图一),并经过保温、搅拌器搅拌、离心等步骤进一步开展实验(如图二).

其实验包括4个步骤:①噬菌体与大肠杆菌混合培养 ②32P和35S分别标记噬菌体 ③放射性检测 ④离心分离.请据图回答:

(1) 噬菌体的成分简单,只含有,是证实哪一种物质是遗传物质的很好的实验材料.
(2) 该实验步骤的正确顺序是(用实验步骤中的序号表示)
(3) 实验中,搅拌的目的是
(4) 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经过离心,在离心管中放射性较高的部位应分布在试管的
(5) 某个亲代噬菌体用32P标记后侵染只含31P细菌,产生子代噬菌体16个,其中还带有32P的噬菌体占子代噬菌体的比例为,带有31P的噬菌体占子代噬菌体的比例为
(6) 噬菌体侵染细菌实验证明了
【考点】
噬菌体侵染细菌实验;
【答案】

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1. 肠道微生物对宿主健康具有重要影响,但目前缺乏对特定菌株进行基因编辑的有效手段。科研人员尝试使用M13噬菌体作为载体,对大肠杆菌进行基因编辑。
(1) M13噬菌体与T2噬菌体相似、能够侵染大肠杆菌,其蛋白质外壳留在菌体外,头部的注入菌体内,指导子代噬菌体的复制增殖。与T2噬菌体不同,被M13噬菌体侵染的大肠杆菌不发生裂解。
(2) 科研人员将绿色荧光蛋白基因特异性序列(sgfp)、Cas酶基因与利用特定方法得到的M13噬菌体的环状DNA进行重组,构建重组基因编辑质粒(pCG)、如图1。

①构建PCG需要用到的工具酶有

②以PCG的绿色荧光蛋白基因特异性序列(sgfp)经过程形成的RNA,会靶向结合绿色荧光蛋白基因,从而使Cas酶能够切割绿色荧光蛋白基因。

(3) 科研人员将绿色荧光蛋白基因和红色荧光蛋白基因导入大肠杆菌,获得GS菌株。先用添加GS菌株的饲料喂养小鼠,一段时间后,将小鼠分为实验组和对照组。其中,实验组小鼠用添加含的M13噬菌体和 的饲料喂养,以筛选获得肠道微生物被基因编辑的小鼠。本实验对照组使用的质粒应当包括图1中的

a、Cm+       b、sgfp        c、Ori        d、Cas

(4) 为确认M13噬菌体作为载体对大肠杆菌进行基因编辑的可行性和特异性,科研人员检测肠道微生物的变化,结果如图2。

①图2中,标号为a、c的区域分代表含有红色荧光的微生物和无荧光的微生物,b区域代表含有荧光的微生物。

②图3-1为实验组第0天小鼠肠道微生物的荧光情况。请在答题纸的图3-2中标注该组小鼠第14天时肠道微生物的荧光区域编号。

③图2表明,实验中M13噬菌体能

综合题 困难
2.

回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题:

I.1952年,赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验,下面是实验的部分步骤:

(1)实验的第一步用35S标记噬菌体的蛋白质外壳;第二步把35S标记的噬菌体与细菌混合。如上图所示,第三步采用搅拌和离心等手段,其中搅拌的目的是________。
(2)第四步离心后的实验结果说明________。

Ⅱ.另一组实验用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上,上清液不含放射性,沉淀物具有很高的放射性;而实际结果显示:离心后上清液中也具有一定的放射性,沉淀物放射性比理论值略低。

(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)该实验证明了“T2噬菌体的遗传物质是DNA”,支持该结论的重要实验现象是____________。
(5)Ⅲ.噬菌斑(图甲)是在长满细菌的培养基上,由一个噬菌体侵染细菌后,细菌不断裂解产生的一个不长细菌的透明小圆区,它是检出噬菌体数量的重要方法之一。现利用连续取样、在培养基中培养的方法测得T2噬菌体在感染大肠杆菌后数量变化曲线(图乙),下列叙述正确的是___________。

   


A、曲线a~b段细菌细胞中正旺盛地进行细菌DNA的复制和有关蛋白质的合成
B、曲线a~b段噬菌斑数量不变,说明此阶段噬菌体还没有开始侵染细菌
C、由b到c对应时间内噬菌体共繁殖了10代
D、限制d~c段噬菌斑数量增加的因素最可能是细菌已经绝大部分被裂解
综合题 普通