4.探究病毒遗传物质是DNA、RNA还是蛋白质的实验方法思路
某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如下实验:
实验原理:略。
实验目的:探究禽流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。
材料用具:显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA酶、RNA酶等。
实验步骤:
第一步:取等量活鸡胚二组,用显微注射技术,分别向二组活鸡胚细胞中注射有关物质。
第二步:在适宜条件下培养。
第三步:分别从培养后的鸡胚中抽取样品,检测是否产生禽流感病毒。请将与实验相关的内容填入下表:
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注射的 物质 |
实验现象预测(有无禽流感病毒产生) |
相关判断 (禽流感病毒的遗传物质) |
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第一组 |
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如果
, 如果 , |
则
是遗传物质 则 是遗传物质 |
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第二组 |
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如果
, 如果 , |
则
是遗传物质 则 是遗传物质 |
2.以含(NH4)235SO4、KH231PO4的培养基培养大肠杆菌,再向大肠杆菌培养液中接种以32P标记的T2噬菌体(S元素为32S),一段时间后,检测子代噬菌体中的S、P元素,下表中对结果的预测,可能发生的是 ( )
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选项 |
S元素 |
P元素 |
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A |
全部32S |
全部31P |
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B |
全部35S |
多数32P、少数31P |
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C |
全部32S |
多数32P、少数31P |
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D |
全部35S |
多数32P、少数31P |
答案 D
(一)DNA是遗传物质
1. 肺炎双球菌的转化实验
(1)肺炎双球菌
(2)体内转化实验:格里菲思
实验过程:多媒体重温格里菲思实验,提出问题,学生讨论,观察并用语言描述实验过程,最后得出结论:
① S型球菌和R型球菌哪种有毒?②R+加热杀死的S型球菌混合培养后,注射到小鼠体内,在死亡的小鼠体内能找到哪几种球菌?③为什么加热杀死的S型球菌还能使R型球菌转化为S型球菌?④S型球菌能转化成R型球菌吗?⑤转化的本质是什么?⑥这是属于变异吗?属于哪一种?⑦整个实验设计遵循什么原则?⑧通过实验得到什么结论?⑨如果你做转化实验,你应如何设计实验?
(3)体外转化实验:艾弗里
实验过程:多媒体展示实验过程,提出问题,学生讨论,观察并用语言描述实验过程,最后得出结论:
① 艾弗里等人实验成功的关键是什么?③艾弗里等人实验的不足之处是什么?(作铺垫:以此引出噬菌体侵染细菌的实验)④通过此实验得到什么结论?
比较两个实验的异同,让学生进一步认识到人类对科学的认识是不断深化和完善的过程。
总结:通过以上两个实验得到什么结论?
例题分析:
例1.(2008江苏高考)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下4个实验:
①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是
A.存活、存活、存活、死亡 B.存活、死亡、存活、死亡
C.死亡、死亡、存活、存活 D.存活、死亡、存活、存活
答案D
2. 噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料:略
(2)用什么方法:同位素标记法
(3)实验过程:
讲述思路:如何培养噬菌体→如何标记细菌→如何标记噬菌体→噬菌体侵染细菌的过程(重点复习)
放射性标记在学生中是很糊涂的概念,为此结合教学内容设计了以下问题,以利于学生很好地理解实验过程,很好地分析实验现象:
① 选用细菌和噬菌体作实验材料的优点是什么?②怎么知道噬菌体注入细菌内部的物质是DNA而没有蛋白质呢?②经过短时间的保温后,用搅拌器搅拌、离心的目的分别是什么?③噬菌体的DNA进入细菌体内复制自身的DNA时需要的模板、原料分别是什么?合成自己的蛋白质外壳时需要哪些材料?所需酶、能量、原料、场所由谁提供?④以35S标记噬菌体侵染细菌时,沉淀物具有很低放射性的原因是什么?⑤以32P标记噬菌体侵染细菌时,上清液具有很低放射性的原因?
(4)结果分析:略
(5)通过实验得到什么结论?
例题分析:
例2.某科学家做“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结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。
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噬菌体 |
细菌 |
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DNA或脱氧核糖核苷酸 |
32P标记 |
31P标记 |
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蛋白质或氨基酸 |
32S标记 |
35S标记 |
(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的 和 元素,各占 个和 个。
(2)子代噬菌体中,只含32P的有 个;只含31P的有 个;同时含有32P、31P的有 个。
(3)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有 元素,由此说明 ;子代噬菌体蛋白质都含有 元素,这是因为
。
答案(1)31P 32P n 2(或32P 31P 2 n)
(2)0 n-2 2 (3)32S 噬菌体侵染细菌时,蛋白质没有进入细菌内 35S 子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内35S标记的氨基酸为原料合成的