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高中三年级生物

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    关于微生物的叙述,错误的是
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    A.T2噬菌体由蛋白质和RNA组成
    B.蓝藻无叶绿体,但能进行光合作用
    C.通过诱变育种可获得青霉素高产菌株
    D.赤霉菌分泌的赤霉素可促进植物生长
    本题信息:2011年海南省高考真题生物单选题难度一般 来源:姚瑶
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本试题 “关于微生物的叙述,错误的是[ ]A.T2噬菌体由蛋白质和RNA组成B.蓝藻无叶绿体,但能进行光合作用C.通过诱变育种可获得青霉素高产菌株D.赤霉菌分泌的赤霉素...” 主要考查您对

遗传物质

微生物的实验室培养

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  • 遗传物质
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遗传物质发现的实验及其内容:

1、遗传物质:
①概念:能单独传递遗传信息的物质。
②遗传物质的主要载体是染色体。
③作为遗传物质应具备的特点是:
a、分子结构具有相对稳定性;
b、能自我复制,保持上下代连续性;
c、能指导蛋白质合成;
d、能产生可遗传变异。
2、实验:包括肺炎双球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎双球菌体外转化实验)、T2噬菌体侵染细菌的实验(用分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培养基培养大肠杆菌。)、烟草花叶病毒的感染和重建实验。
实验证明DNA是主要的遗传物质,少部分生物的遗传物质是RNA。
(1)肺炎双球菌转化实验:
①肺炎双球菌
S型细菌 R型细菌
菌落 光滑 粗糙
菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜
毒性 有毒性,使小鼠患败血症死亡 无毒性
②肺炎双球菌体内转化实验
a、研究者:1928年,英国科学家格里菲思。
b、实验材料:S型和R型肺炎双球菌、小鼠。
c、实验原理:S型肺炎双球菌使小鼠患败血病死亡;R型肺炎双球菌是无毒性的。
d、实验过程:


e、结论:加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”,促使R型细菌转化为S型细菌。
(2)艾弗里证明DNA是遗传物质的实验(肺炎双球菌体外转化实验):
a、研究者:1944年,美国科学家艾弗里等人。
b、实验材料:S型和R型肺炎双球菌、细菌培养基等。
c、实验设计思路:把DNA与其他物质分开,单独直接研究各自的遗传功能。
d、实验过程及分析

e、实验分析:①只有S型细菌的DNA能使R型细菌发生转化。 ②DNA被水解后不能使R型细菌发生转化。
d、实验结论:①S型细菌的DNA是“转化因子”,即DNA是遗传物质。 ②同时还直接证明蛋白质等其他物质不是遗传物质。
(3)T2噬菌体侵染细菌的实验:
a、研究着:1952年,赫尔希和蔡斯。
b、实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。
c、实验方法:放射性同位素标记法。
d、实验思路: S是蛋白质的特有元素,DNA分子中含有P,蛋白质中几乎不含有,用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质,直接单独去观察它们的作用。
e、实验过程:标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。


科学家首先用放射性同位素35S标记了一部分噬菌体的蛋白质,并用放射性同位素32P标记了另一部分噬菌体的DNA,然后,用被标记的T2噬菌体分别去侵染细菌(上图),当噬菌体在细菌体内大量增殖时,生物学家对被标记物质进行测试。
f、测试的结果表明,噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,而是留在细菌的外部,噬菌体的DNA却进入了细菌体内,可见,噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。即结论:在噬菌体中,亲代和子代间具有连续性的物质是DNA,即子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA传给后代的,DNA才是真正的遗传物质。



体内转化实验与体外转化实验的比较:

体内转化实验 体外转化实验
实验者 格里菲思 艾弗里及同事
培养细菌 用小鼠(体内) 用培养基(体外)
实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌各成分作用的相互对照
实验结果 加热杀死的S型细菌能使R型细细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA使R型菌转化为S型细菌
实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传 物质
两实验联系:

(1)所用材料相同,都是肺炎双球菌R型和S型
(2)体内转化实验是基础,仅说明S型细菌体内有“转化因子”,体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA
(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则

肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较:

1.实验设计思路比较

 艾弗里实验 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、直接研究它们各自不同的遗传功能
处理方式有区别 直接分离:分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型细菌混合培养 同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)

 2.两个实验遵循相同的实验设计原则——对照原则
3.实验结论比较
(1)肺炎双球菌转化实验的结论:证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
(2)噬菌体侵染细菌实验的结论:证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质,因为蛋白质没有进入细菌体内。

知识点拨:

1、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析:
①用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中有少量放射性的原因:
a.保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射陡。
b.保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性含量升高。
②用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中也有少量放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。
2、关于噬菌体侵染细菌实验中放射性元素的去向问题
①若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记,相当于间接地将核酸和蛋白质分开,只在子代病毒的核酸中有32p标记。
②若用32p和35S标记宿主细胞而病毒未被标记,则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。
③若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记,则只在子代病毒的核酸中有标记元素。
④若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记,则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。
3、标记噬菌体时应先标记细菌,用噬菌体侵染被标记的细菌,这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒,只能在宿主细胞中繁殖后代,所以在培养基中它是不能繁殖后代的。
4、噬菌体侵染细菌实验只能证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质不是遗传物质,因蛋白质没有进入细菌体内。除此之外,还能证明DNA能进行自我复制,DNA控制蛋白质的合成。
5、两个实验都不能证明DNA是主要的遗传物质。
6、细胞生物(包括原核和真核生物)含有两种核酸(DNA和RNA),遗传物质是DNA;病毒没有细胞结构,只有一种核酸(DNA病毒、RNA病毒)。
7、DNA有四种碱基(AGCT),四种脱氧核苷酸。RNA有四种碱基(AGCU),四种核糖核苷酸。
知识拓展:

1、实验设计的基本思路是设法把 DNA和蛋白质分开,单独观察它们的作用。
2、加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活; DNA在加热过程中,双螺旋解开,氢键被打断,但缓慢冷却时,其结构可恢复。
3、转化因子的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。
4、T2噬菌体
(1)结构:

(2)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的,头部内含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。
 5、侵染特点及过程
①进入细菌体内的是噬菌体的DNA,噬菌体的蛋白质外壳留在外面不起作用。
②噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成 →组装→释放五个过程。
6、增殖特点:在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分,进行增殖。
微生物的实验室培养:

1.培养基的概念、种类及营养构成
(1)概念:人们按照微生物对营养物质的不同需求,配制出的供其生长繁殖的营养基质。

(3)营养构成:各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐,此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。
2.无菌技术
(1)关键:防止外来杂菌的入侵。
(2)具体操作
①对实验操作的空间、操作者的衣着和手进行清洁和消毒。
②将用于微生物培养的器皿、接种用具和培养基等进行灭菌。
③为避免周围环境中微生物的污染,实验操作应在酒精灯火焰附近进行。
④实验操作时应避免已经灭菌处理的材料用具与周围的物品接触。
(3)消毒和灭菌
消毒 灭菌
概念 使用较为温和的物理或化学方法杀死物体表面或内部的部分微生物(不包芽孢和孢子) 使用强烈的理化因素杀死物体内外所用的微生物(包括芽孢和孢子)
常用方法 煮沸消毒法、巴氏消毒法、化学药剂消毒法、紫外线消毒法 灼烧灭菌、干热灭菌、高压蒸汽灭菌
适用对象 操作空间、某些液体、双手等 接种环、接种针、玻璃器皿、培养基等
3、制备牛肉膏蛋白胨固体培养基的方法:计算、称量、溶化、灭菌、倒平板。
4、接种方法:平板划线法和稀释涂布法。
(1)平板划线操作:
①挑取他含菌样品:选用平整、圆滑的接种环,按无菌操作法挑取少量菌种。
②划A区:将平板倒置于煤气(酒精)灯旁,左手拿出皿底并尽量使平板垂直于桌面,有培养基一面向着煤气灯(这时皿盖朝上,仍留在煤气灯旁),右手拿接种环先在A区划3—4条连续的平行线(线条多少应依挑菌量的多少面定)。划完A区后应立即烧掉环上的残菌,以免因菌过多而影响后面各区的分离效果。在烧接种环时,左手持皿底并将其覆盖在皿盖上方(不要放入皿盖内),以防止杂菌的污染。
③划其他区:将烧去残菌后的接种环在平板培养基边缘冷却一下,并使B区转到上方,接种环通过A区(菌源区)将菌带到B区,随即划数条致密的平行线。再从B区作C区的划线。最后经C区作D区的划线,D区的线条应与A区平行,但划D区时切勿重新接触A、B区,以免极该两区中浓密的菌液带到D区,影响单菌落的形成。随即将皿底放入皿盖中。烧去接种环上的残菌。
④等平板凝固后,将平板倒置。
(2)稀释涂布法:是将菌液进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,在适宜条件下培养。在稀释度足够高的菌液里,聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞,从而能在培养基表面形成单个的菌落。能够测定样品中活菌数的方法是:稀释涂布平板法。

纯化大肠杆菌的无菌操作和菌种保存:

1.大肠杆菌
(1)特性:革兰氏阴性、兼性厌氧的肠道杆菌。
(2)用途:是基因工程技术中被广泛采用的工具。
2.制备牛肉膏蛋白胨固体培养基
(1)计算:依据是培养基配方的比例。
(2)称量:牛肉膏比较黏稠,可同称量纸一块称取。牛肉膏和蛋白胨易吸潮,称取时动作要迅速,称后及时盖上瓶盖。
(3)溶化:牛肉膏和称量纸+水加热取出称量纸→加蛋白胨和氯化钠→加琼脂(注意:要不断用玻璃棒搅拌,防止琼脂糊底而导致烧杯破裂)→补加蒸馏水至100mL。

3.纯化大肠杆菌
(1)方法
①平板划线法:通过接种环在琼脂固体培养基表面连续划线的操作,将聚集的菌种逐步稀释分散到培养基表面。
②稀释涂布平板法:将骏业进行一系列的梯度稀释,然后将不同稀释度的菌液分别涂布到琼脂固体培养基的表面,进行培养。
(2)鉴定:将接种后的培养基和一个未接种的培养基(对照组)都放入到37℃恒温箱中,培养12h和24h后,分别观察并记录结果。
(3)菌种保存
临时保存法 甘油管藏法
适用对象 频繁使用的菌种 长期保存的菌种
培养及类型 固体斜面培养基 液体培养基
温度 4℃ -20℃
方法 菌落长成后于冰箱中保存,每3~6个月将菌种从旧的培养基转移到新鲜培养基上 将培养的菌液与等体积灭菌后的甘油混合均匀后于冷冻箱内保存
缺点 菌种易被污染或产生变异


知识点拨:

1、无菌技术操作原则:
(1)操作前准备:
①操作环境应清洁、宽敞、定期消毒;物品布局合理;无菌操作前半小时应停止清扫工作、减少走动、避免尘土飞扬。
②工作人员应做好个人准备,戴好帽子、口罩,修剪指甲并洗手,必要时穿无菌衣、带无菌手套。
(2)操作中保持无菌
①工作人员应面向无菌区,手臂应保持在腰部或操作台台面以上,不可跨越无菌区避免面对无菌区谈笑、咳嗽、打喷嚏。
②用无菌持物镊取用物品;无菌物品一经取出,即使未用,也不可放回无菌容器内;一套无菌物品仅供一位患者使用,避免交叉感染。 ③无菌操作中,无菌物品疑有污染或已被污染,应予更换并重新灭菌。
(3)无菌物品保管:
①无菌物品必须与非无菌物品分开放置。
②无菌物品不可暴露于空气中,应存放于无菌包或无菌容器中,无菌包外须标明物品名称、灭菌日期,并按失效期先后顺序排放。
③定期检查无菌物品的灭菌日期及保存情况。无菌包在未被污染的情况下保存期一般为7天,过期或受潮应重新灭菌。
2、划线分离操作中的有关问题:
(1)在操作的第一步以及每次划线之前都要灼烧接种环,在划线操作结束时,仍然需要灼烧接种环。
第一次灼烧 每次划线之前灼烧 划线结束灼烧
目的 避免接种环上可能存在的微生物污染培养基 杀死上次划线结束后接种环上残留的菌种 杀死接种环上残留的菌种,避免细菌污染或感染操作者
②在灼烧接种环之后,要等其冷却后再进行划线,以免接种环温度太高,杀死菌种。
③在进行第二次以及其后的划线操作时'要从上一次划线的末端开始划线。每次划线后,线条末端细菌的数目比线条起始处要少,每次从上一次划线的末端开始,能使细菌的数目随着划线次数的增加而逐步减少,最终能得到由单个细菌繁殖而来的菌落。
(2)进行恒温培养时,要将培养皿倒置的原因如果正放培养皿,则皿盖上形成的水滴会落入培 养基表面并且扩散开。如果培养皿中已形成菌落,则茵落中的细菌会随水扩散,菌落间相互影响,很难再分成单菌落,达不到分离的目的。因此恒温培养时,培养皿必须倒置。
(3)培养后判断是否有杂菌污染的方法
①从菌落的形态看,是否湿润、透明、黏稠,呈何种颜色等等,是区别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌的关键指标。
②用显微镜镜检观察其形态、大小,看是否有菌丝、孢子、芽孢等,这也是区别细菌、酵母菌、放线菌和霉菌的关键指标。

知识拓展:

1、对异养微生物来说,含C、N的化合物既是碳源,也是氮源,即有些化合物作为营养要素成分时并不是起单一方面的作用。
2、并不是所有微生物都需添加特殊营养物质,有些微生物需添加,原因是它们自身缺乏合成这些物质所需要的酶或合成能力有限。
3、含抗生素的牛奶不能发酵为酸奶的原因:牛奶发酵成酸奶是利用乳酸菌来完成的,乳酸菌属于细菌,
4、化学药剂的消毒方法,其作用原理是使细菌体内蛋白质变性,但是化学物质很难透过孢子或芽孢的坚硬外层进入细胞内,因此化学方法难以消灭孢子和芽孢。
5、体积分数为70%的乙醇杀菌效果最强,浓度过低,杀菌力弱,浓度过高,使菌体表面蛋白质凝固形,成一层保护膜,乙醇分子不能渗入其内,因此杀菌效果受影响。
6、倒平板的方法:右手持盛培养基的试管或三角瓶置火焰旁边,用左手将试管塞或瓶塞轻轻地拨出,试管或瓶口保持对着火焰;然后用右手手掌边缘或小指与无名指夹住管(瓶)塞(也可将试管塞或瓶塞放在左手边缘或小指与无名指之间夹住。如果试管内或三角瓶内的培养基一次用完,管塞或瓶塞则不必夹在手中)。左手拿培养皿并将皿盖在火焰附近打开一缝,迅速例入培养基约15mL,加盖后轻轻摇动培养皿,使培养基均匀分布在培养皿底部,然后平置于桌面上,待凝后即为平板。
7、在斜面培养基上接种时,其正确的操作顺序:
①用左手大拇指、食指和无名指夹住菌种试管和待接种的斜面试管,管口并齐,使斜面向上成水平状态
②右手拧松棉塞,但不取下
③右手拿接种环,在火焰上灼烧灭菌
④在火焰边用右手无名指和小指夹两个棉塞,将它们取下,同时左腕转动,灼烧管口一周
⑤将接种环伸入管内,让环先接触培养基上未长菌的部位,使环冷却,然后轻轻挑取少量菌体
⑥在火焰旁边迅速将沾有菌体的接种环伸到培养基的底部,由里向外轻轻画蛇形细线
⑦抽出接种环,再用火焰灼烧管口,并在火焰上方将棉塞塞上
8、自养型微生物与异养型微生物的培养基的主要差别在于碳源。
9、平菇培养的操作程序:配制棉籽壳培养基,高压蒸汽灭菌,接种,培养。
10、菌种的保存:对于频繁使用的菌种,可以采用临时保藏的方法;临时保藏的菌种一般是接种到试管的固体斜面培养基上;临时保藏的菌种容易被污染或产生变异;在临时保藏过程中,每3~6个月都要重新将菌种从旧的培养基上转移到新鲜的培养基上;


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与“关于微生物的叙述,错误的是[ ]A.T2噬菌体由蛋白质和RNA组成...”考查相似的试题有: