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(共78张PPT)
第3章 基因的本质
第1节　DNA是主要的遗传物质
课标内容要求
核心素养对接
必备知识·自主预习储备
01
光滑
粗糙
有
无
转化因子
细胞提取物仍然具有转化活性
细胞提取物就失去了
转化活性
DNA
大肠杆菌
遗传物质
四种脱氧
核苷酸
核糖体
DNA
蛋白质外壳
亲代的DNA
DNA
DNA
绝大多数生物的遗传物质是DNA
关键能力·重难探究达成
02
核心点一
核心点二
应用创新·问题情境探究
03
学习效果·随堂评估自测
04
点击右图进入…
课
时
分
层
作
业
谢谢观看 THANK YOU!
W
头部
尾部
含35S的细
菌培养基
培养含的
大肠杆菌
十
培养
标记的噬菌体
大肠杆菌
十
噬菌体
培养标记的噬菌体
十
培养
含32P的细
含的
菌培养基
大肠杆菌
浅仰芹
35S标记的噬菌体
混合培养
结果
上清液的放射性
十
搅拌、离心
沉淀物的放射性
未标记的细菌
混合培养
上清液的放射性
十
结果
搅拌、离心
沉淀物的放射性
32P标记的噬菌体
我仰
h
团结守纪勤学春
肺炎链球
已经加热致死的
结论
菌的体内
S型细菌含有转
转化实验
化因子
肺炎链球
DNA是使R型细
DNA
证据
结论
茵的体外
菌产生稳定遗传
绝大多
转化实验
变化的物质
数生物
遗传
噬菌体侵染
结论
DNA是噬菌体
物质
细菌的实验
的遗传物质
少数病毒
RNA是烟草
证据
烟草花叶病毒侵
结论
RNA
花叶病毒的
染烟草的实验
遗传物质
肺炎链球菌的转化实验
D
有毒性S型细菌
提取
无毒性R型细菌
多糖
蛋白质
DNA
2
3
分别与R型活细菌混合培养
后代
④
D
20世纪20年代
20世纪30年代
①DNA是由许多
①氨基酸多种多样的排列
聚合而成的生物大分
顺序，可能蕴含着遗传信
子，并且
有四
息；
种，每一种有一个特定的
②没有发现可能蕴含遗传
信息的其他生物大分子
②对DNA的结构没有清晰
的了解
是生物体的遗传
意识到
的重要性
物质
但蛋白质是遗传物质的
观点仍占主导地位
00
注射
86
对
加热
8
将R型
活细
活细菌
与加热
致死的
菌
菌
S型细
菌混合
后注射
小鼠
,从
小鼠体内分离
小鼠
小鼠
，从小鼠体
出S型活细菌
第三组
内分离出S型活细菌
第一组
第二组
第四组第1节　DNA是主要的遗传物质
概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。 1．生命观念：认同DNA是主要的遗传物质。2．科学思维：通过分析与综合，理解转化实验和侵染实验的实验方法和实验原理。3．科学探究：尝试设计实验，探索生物的遗传物质。
一、对遗传物质的早期推测
二、肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌的类型
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌体 有多糖类的荚膜 没有多糖类的荚膜
有无致病性 有 无
2．格里菲思的实验
(1)过程及现象
　
　
(2)结论
已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
3．艾弗里的实验
(1)过程及现象
　
(2)实验结果分析
①第二至四组结果表明：分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后，细胞提取物仍然具有转化活性。
②第五组结果表明：用DNA酶处理后，细胞提取物就失去了转化活性。
(3)进一步实验
分析细胞提取物的理化特性，发现其与DNA极为相似。
(4)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
问题：(P46思考·讨论)尝试分析艾弗里实验的基本思路。
提示：在每个实验中特异性地去除一种物质，然后去观察没有这种物质的情况下，实验结果有什么变化。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1．T2噬菌体的结构与代谢
(1)结构
(2)代谢
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
2．T2噬菌体的增殖
(1)合成T2噬菌体的DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的遗传物质。
(2)合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
(3)合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌的氨基酸，场所：大肠杆菌的核糖体。
3．实验过程
(1)标记噬菌体
(2)侵染细菌
4．实验结果分析
(1)噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。
5．结论：DNA才是噬菌体的遗传物质。
四、DNA是主要的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)烟草花叶病毒的组成
(2)侵染实验
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
2．DNA是主要的遗传物质
(1)生物类型与遗传物质的种类(连线)
(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。
　(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。 (　　)
2．格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。 (　　)
3．艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌绝大多数是S型细菌。 (　　)
4．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，P存在于DNA中，S几乎全部存在于蛋白质中。 (　　)
5．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是RNA。 (　　)
6．艾弗里的实验过程中利用了“减法原理”。 (　　)
提示：1．×　蛋白质高温变性的原因是空间结构遭到破坏，肽键依然存在，而双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应的实质是与肽键反应。
2．×　格里菲思没有证明DNA是遗传物质，只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子。
3．×　艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌不都是S型细菌，大多数仍为R型细菌。
4．√
5．×　烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，有些病毒的遗传物质是DNA。
6．√
　肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌两个转化实验的比较
项目 体内转化实验 体外转化实验
培养细菌 在小鼠体内 体外培养基
实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照
巧妙构思 用加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 用“酶解法”将细胞提取物中的某一物质分解、去掉，直接、单独地观察该种物质在实验中是否起作用
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
联系 (1)所用材料相同； (2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；(3)两个实验都遵循对照原则、单一变量原则
2．自变量控制的方法
(1)“加法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
(2)“减法原理”：与常态比较，人为去除某种影响因素。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。
1．格里菲思用于转化实验的肺炎链球菌中，S型细菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型细菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型细菌混合培养，出现了S型细菌，有人认为S型细菌出现是由于R型细菌突变产生，否定了这种说法的依据是什么？
提示：该实验中出现的S型细菌全为SⅢ，与“S型细菌出现是由于R型细菌突变产生”相矛盾。
2．某同学依据艾弗里的实验设计了一个实验，实验方案及结果如下：
Ⅰ：S型细菌＋DNA酶→R型细菌→R、S型细菌
Ⅱ：S型细菌＋蛋白酶→R型细菌→R、S型细菌
Ⅲ：S型细菌＋酯酶→R型细菌→R、S型细菌
请你帮忙分析该实验出现错误的原因是什么。
提示：S型细菌没有破碎，酶无法进入细菌，因此无法发挥作用，这就相当于培养基中接种了R型和S型两种肺炎链球菌。
1．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S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，由此说明死菌乙在小鼠体内的繁殖不足以致死
C　[将活菌甲注入鼠1，结果小鼠存活，说明甲为无荚膜的R型细菌；将活菌乙注入鼠4，结果小鼠死亡，说明乙为有荚膜的S型细菌，A错误；由注射②和④的结果可知，活的S型细菌能使小鼠死亡，由注射③的结果可知，死的S型细菌不能使小鼠死亡，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；死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明死的S型细菌不能导致小鼠死亡，D错误。]
2．利用两种类型的肺炎链球菌进行相关转化实验。各组肺炎链球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是(　　)
A　　B　 C　　 D　　　E　　F
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌
C．此实验可以证明DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
D　[从图示实验过程可以看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，F组加入了S型细菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌，说明DNA是遗传物质；A组经煮沸、D组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，能导致小鼠死亡的是B、C、F组，D错误。]
　厘清格里菲思实验和艾弗里实验
(1)格里菲思实验利用小鼠进行的体内转化实验，通过观察小鼠是否存活，提出了“转化因子”的假设。
(2)艾弗里则通过体外转化实验，通过观察培养基中群落类型推出转化因子很可能是DNA，并且最终证明DNA就是转化因子。
　噬菌体侵染细菌的实验
1．实验思路
S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素 32P和 35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，直接地、单独地观察它们各自的作用。
2．实验分析
35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。
3．实验结论
(1)直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质。
(2)间接证明：①DNA能够自我复制，使生物体前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性。②DNA能控制蛋白质的生物合成，从而控制生物体的新陈代谢和性状。
(3)不能证明：①DNA是主要的遗传物质。②蛋白质不是遗传物质。
4．噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“离心搅拌”
(1)保温时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中放射性偏高，原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。
(2)“离心搅拌”要充分——如果离心搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中放射性偏高。
5．艾弗里的实验与T2噬菌体侵染细菌实验的比较
项目 艾弗里实验 T2噬菌体侵染细菌实验
相同点 实验原则 都遵循了对照原则
实验结论 都能证明DNA是遗传物质
实验思路 均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用
不同点 方法 酶解法：对细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理后，与R型细菌混合培养 同位素标记法：分别用32P和35S对T2噬菌体的DNA和蛋白质进行放射性标记
结果检测 观察菌落类型 检测上清液和沉淀物的放射性
1．为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？
提示：因为噬菌体营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。
2．如果用 15N、32P、35S同时标记噬菌体后让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的放射性元素及其存在的部位分别在哪里？
提示：15N、32P，DNA。
1．某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记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(　　)
甲　　　　　　　乙
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．甲组被侵染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体
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．乙组被侵染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体
C　[甲组离心后，放射性主要在沉淀物中，由于部分噬菌体未来得及侵染大肠杆菌，所以悬浮液中含有少量放射性，由于甲组的悬浮液中不存在大肠杆菌，所以噬菌体无法繁殖产生含32P标记的子代噬菌体，A正确；甲组被侵染的细菌体内含有32P标记的噬菌体DNA，噬菌体侵染细菌后，利用细菌细胞内的物质合成自身的DNA和蛋白质进行增殖，故可产生不含32P的噬菌体，B正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染细菌的时候，蛋白质外壳留在外面，只有DNA进入细菌体内，因此乙组的悬浮液含大量35S标记的噬菌体蛋白质，但不会产生含35S的子代噬菌体，C错误；乙组被侵染的细菌体内不含35S标记的噬菌体蛋白质，由于细菌提供的原料中不含35S，所以也不产生含35S的子代噬菌体，D正确。]
2．在“噬菌体侵染细菌”的实验中，如果不搅拌用35S标记的噬菌体的一组(甲组)，用32P标记的噬菌体的一组(乙组)保温时间过长，其结果是(　　)
A．上清液中，甲组出现较强放射性，乙组也会出现较强放射性
B．甲组沉淀物中出现较强放射性，乙组上清液中出现较强放射性
C．沉淀物中，甲组出现较强放射性，乙组也会出现较强放射性
D．甲组上清液中出现较强放射性，乙组沉淀物中出现较强放射性
B　[若没有对甲组进行搅拌，则吸附在细菌表面的噬菌体外壳和细菌一起经离心进入沉淀物，导致沉淀物中出现较强的放射性。若乙组保温时间过长，则感染了噬菌体的细菌会裂解，释放出其中的子代噬菌体，经搅拌、离心后会导致上清液中出现较强的放射性。]
　噬菌体侵染细菌实验中的标记误区
(1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为在进行放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，而不能确定是何种元素的放射性。
新冠肺炎(COVID 2019)是一种严重呼吸系统症状的高传染性疾病。该病是由新型冠状病毒(nCOV 2019)(RNA病毒)引起的，对人们的健康和生活造成极大的影响。
教材中噬菌体侵染细菌实验的一个关键在于用含特定放射性同位素的培养基培养宿主细胞再接种噬菌体，而新型冠状病毒的遗传物质是RNA，因此建构设计思路时，需用含有放射性标记的尿嘧啶的培养基，另一对照组需用含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以验证其遗传物质。简要写出实验思路。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)(科学探究)
提示：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 要 点 强 化 识 记
1．S型肺炎链球菌有荚膜，有毒；R型肺炎链球菌无荚膜，无毒。2．在肺炎链球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型活细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。3．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。4．肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明了DNA是遗传物质。5．烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。6．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。
1．探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括(　　)
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息
C　[不同生物的蛋白质在结构上存在差异，蛋白质的不同结构可能对应不同的遗传信息，A不符合题意；遗传物质要能控制生物的性状，而蛋白质与生物的性状密切相关，B不符合题意；遗传物质要能储存大量的遗传信息，而蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息，D不符合题意。]
2．肺炎链球菌的转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是(　　)
A．荚膜多糖
B．蛋白质
C．R型细菌的DNA
D．S型细菌的DNA
D　[肺炎链球菌的转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是S型细菌的DNA。]
3．在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。下列实验中，采用“加法原理”的是(　　)
A．验证过氧化氢酶可加快过氧化氢分解
B．验证Mg是植物的必需元素
C．验证光是光合作用的条件
D．艾弗里的肺炎链球菌的转化实验
A　[验证过氧化氢酶可加快过氧化氢分解，应进行有无过氧化氢酶的对照实验，采用了“加法原理”。验证Mg是植物的必需元素、光是光合作用的条件，应在常态条件下，除去Mg元素、光照条件，采用了“减法原理”； 艾弗里的肺炎链球菌转化实验，每组实验特异性地去除一种物质，采用了“减法原理”。]
4．用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，让其侵染未被标记的大肠杆菌。大肠杆菌裂解释放出的噬菌体中，放射性同位素的分布情况是(　　)
A．部分噬菌体中含有32P
B．部分噬菌体中含有35S
C．32P和35S同时出现在噬菌体中
D．32P和35S均不出现在噬菌体中
A　[噬菌体侵染细菌时，只是将DNA注入细菌体内，蛋白质外壳留在外面，所以子代噬菌体部分含32P，但不含35S。]
5．下列关于DNA是主要的遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．所有生物的遗传物质都是DNA
B．烟草花叶病毒、T2噬菌体的遗传物质均为RNA
C．动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质都是RNA
D．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA
D　[真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，A错误、D正确；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质为DNA，B错误；动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，细菌和DNA病毒的遗传物质也是DNA，C错误。]
6．下列是关于DNA是遗传物质的相关实验，请回答下列相关问题：
(1)过程①和②表明，将S型细菌的________和________与R型活细菌混合培养，其后代为________型细菌。
(2)过程③表明，将S型细菌的________与R型活细菌混合培养，________型细菌转化成________型细菌。
(3)过程④表明，转化成的________型细菌的后代也是有___________性的________型细菌。
(4)实验最关键的设计思路是_______________________________________
______________________________________________________________。
(5)通过上述实验________(填“能”或“不能”)证明DNA是主要的遗传物质。
[解析]　(1)过程①和②表明，将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养，其后代都为R型细菌，没有发生转化现象。(2)过程③表明，将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，其后代有R型细菌和S型细菌，说明有部分R型细菌转化为S型细菌。(3)过程④表明，由R型细菌转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌。(4)实验最关键的设计思路是把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用。(5)上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，但不能得出DNA是主要的遗传物质。
[答案]　(1)多糖　蛋白质　R　(2)DNA　部分R　S　(3)S　毒　S　(4)把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用　(5)不能
15/15课时分层作业(9)　DNA是主要的遗传物质
题组一　肺炎链球菌的转化实验
1．下列哪一项叙述不能证明DNA是遗传物质(　　)
A．用S型活细菌给小鼠注射，小鼠死亡；用R型活细菌给小鼠注射，小鼠不死亡
B．用S型细菌的DNA与R型活细菌混合注射，小鼠死亡
C．将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡
D．用DNA酶处理S型细菌的DNA后与R型细菌混合注射到小鼠体内，小鼠不死亡
A　[用S型活细菌给小鼠注射，小鼠死亡；用R型活细菌给小鼠注射，小鼠不死亡，只能证明S型细菌具有毒性，并不能证明DNA是遗传物质，A符合题意。]
2．艾弗里和他的同事利用接种有R型肺炎链球菌的培养基及除去绝大部分糖类、蛋白质和脂质的S型细菌的细胞提取物进行了著名的体外转化实验，实验的处理及结果如表所示。下列有关分析错误的是(　　)
实验组号 细胞提取物的处理方法 培养皿中菌落种类
① 不进行处理 ？
② 添加蛋白酶 R型细菌、S型细菌
③ 添加RNA酶 R型细菌、S型细菌
④ 添加酯酶 R型细菌、S型细菌
⑤ 添加DNA酶 ？
A．该实验采用“减法原理”控制实验的自变量
B．实验①和⑤中培养皿上形成的菌落种类不同
C．实验②、③和④说明相应处理后的细胞提取物仍具转化活性
D．本实验很好地说明了S型细菌的细胞提取物中的DNA就是转化因子
D　[艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，4个实验组②③④⑤均特异性地去除了一种物质，从而推测转化因子很可能是DNA，但还不能真正得出这一结论，D错误。]
3．下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述正确的是(　　)
A．格里菲思的转化实验证实了加热后S型细菌失去毒性的原因是DNA变性失活
B．肺炎链球菌体内转化的实质是S型细菌的DNA可使小鼠死亡
C．艾弗里根据“减法原理”控制自变量设置各实验组
D．格里菲思实验遵循实验设计的对照原则，艾弗里的实验不遵循
C　[格里菲思的转化实验证实加热致死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子，并没有证实加热后S型细菌失去毒性的原因是DNA变性失活，A错误；肺炎链球菌体内转化的实质是S型细菌的DNA进入R型细菌中，使R型细菌转化为S型细菌，从而使小鼠患病死亡，B错误；艾弗里在不同实验组中设置不同酶处理，将S型细菌细胞提取物中的相应物质水解，从而排除该物质的作用，C正确；二者的实验都遵循对照原则，D错误。]
4．艾弗里在格里菲思实验的基础上，将S型细菌去除大部分的蛋白质、脂质、糖类等物质后，制得细胞粗提取物，再进行如下图所示实验，请据图回答：
实验一
实验二
(1)在格里菲思所做的实验中，能使小鼠致死的是__________型细菌。
(2)两组实验中，________(填“多数”或“少数”)R型细菌能转化为S型细菌。
(3)从实验二可得出的结论是________________________________。S型细菌的细胞提取物中，使R型细菌发生转化的“转化因子”最可能是________。
(4)为了进一步探究细胞提取物中使R型细菌发生转化的物质的化学成分，还需要增加更有说服力的实验，请简要写出实验思路：__________________
________________________________________________________________。
(5)在第(4)问中，他们观察到的实验现象是________________________
______________________________________________________________
____________________________________________________________。
[解析]　(1)能使小鼠致死的是S型细菌。
(2)只有少数的R型细菌能够转化为S型细菌。
(3)实验二中在R型细菌的培养基中加入S型细菌的细胞粗提取物和蛋白酶、RNA酶等，后代依然出现S型细菌，说明蛋白质、RNA、酯类等不是转化因子；因此转化因子最可能是DNA。
(4)为了进一步探究细胞提取物中使R型细菌发生转化的物质的化学成分，还需要增加向细胞提取物中加DNA(水解)酶后，再加入R型细菌培养基中，观察其是否转化成S型细菌。
(5)由于DNA被水解酶分解，缺少转化因子，因此没有观察到S型细菌。
[答案]　(1)S　(2)少数　(3)蛋白质、RNA、酯类等不是转化因子(或答遗传物质)　DNA　(4)向细胞提取物中加DNA(水解)酶后，再加入R型细菌培养基中，观察其是否转化成S型细菌　(5)没有观察到S型细菌(或答没有发生转化)
题组二　噬菌体侵染细菌的实验
5．在“噬菌体侵染细菌实验”中，可通过某操作实现下图所示变化。该操作是(　　)
A．用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNA
B．将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混合
C．将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌
D．离心并检测上清液和沉淀物中的放射性
C　[图中所示噬菌体外壳与细菌分离，这应该是通过搅拌实现的。]
6．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的标记元素为(　　)
A．在外壳中找到15N和35S
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N和32P
D．在DNA中找到15N、32P和35S
B　[DNA中含P，蛋白质中含S，而N是DNA和蛋白质共有的元素，因此32P只标记DNA，35S只标记蛋白质，而15N同时标记DNA和蛋白质。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌内，利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，故在子代噬菌体中能找到被15N和32P标记的DNA，不能找到被35S和15N标记的蛋白质。]
7．某研究性学习小组做了两组实验：甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌；乙组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌。经短时间保温、搅拌、离心后，分析放射性情况。若该过程中大肠杆菌未裂解，下列有关说法正确的是(　　)
A．甲组上清液与沉淀物放射性都很强
B．甲组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H
C．乙组上清液放射性很强而沉淀物几乎无放射性
D．乙组子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、35S
B　[甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌，由于噬菌体的蛋白质外壳以及DNA的合成均是利用的大肠杆菌体内的物质为原料，所以新形成的噬菌体的蛋白质外壳含有3H、35S，而DNA含有3H，放射性全部分布在沉淀物中，上清液是亲代噬菌体的蛋白质外壳，不含放射性，A错误；噬菌体的蛋白质和DNA中均含有H，所以甲组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H，B正确；乙组用3H、35S标记T2噬菌体，则噬菌体的蛋白质外壳被3H、35S标记，而噬菌体的DNA只被3H标记，用其去侵染无放射性的大肠杆菌，由于噬菌体的DNA进入大肠杆菌，而蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，所以离心后上清液和沉淀物中都有放射性，C错误；乙组子代噬菌体的DNA中不含35S，D错误。]
8．结合遗传物质的相关实验，回答下列问题：
(1)艾弗里及其同事进行肺炎链球菌转化实验中，实验成功的最关键的设计思路是______________________________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)上述实验证明了____________________________________________。
(3)赫尔希和蔡斯实验包括4个步骤：
①噬菌体与大肠杆菌混合培养；②35S和32P分别标记噬菌体；③放射性检测；④离心分离。
该实验步骤的正确顺序是____________(用数字表示)。
(4)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质存在于________(填“上清液”或“沉淀物”)中。
(5)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，是否会导致实验出现误差？____________________________________________________
___________________________________________________________________。
简述理由：______________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析]　(1)艾弗里及其同事进行肺炎链球菌转化实验最关键的设计思路是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。
(2)实验证明了肺炎链球菌的“转化因子”是DNA。
(3)赫尔希和蔡斯实验包括4个步骤，该实验步骤的正确顺序：②35S和32P分别标记噬菌体→①噬菌体与大肠杆菌混合培养→④离心分离→③放射性检测。
(4)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，由于标记的是DNA，DNA进入细菌内，所以离心后，发现放射性物质存在于沉淀物中。
(5)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，那么没有侵染到大肠杆菌细胞内的噬菌体，离心后分布于上清液中，使上清液中出现放射性，导致实验出现误差。
[答案]　(1)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质　(2)肺炎链球菌的“转化因子”是DNA　(3)②①④③　(4)沉淀物　(5)是　没有侵染到大肠杆菌内的噬菌体，离心后分布于上清液中，使上清液中出现放射性
题组三　DNA是主要的遗传物质
9．烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒，它侵染烟草植株后，会引起叶片上出现花叶病斑。下图是利用TMV所进行的实验过程，下列相关叙述错误的是(　　)
A．该实验的因变量是烟草叶片是否出现病斑
B．该实验结果可说明RNA是TMV的遗传物质
C．可从实验①②③的烟草叶片中分离得到TMV
D．实验②③对照进一步证明RNA是TMV的遗传物质
C　[烟草叶片是否出现病斑是该实验的因变量，A正确；根据题意分析已知，该实验的结果说明烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质是RNA，B正确；只有实验②的烟草叶片中能分离得到TMV，C错误；实验①②对照说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质，实验②③对照进一步证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，D正确。]
10．下列关于遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．大肠杆菌的遗传物质主要是DNA
B．乳酸菌的遗传物质主要在细胞核中
C．噬菌体的遗传物质的基本结构单位是脱氧核苷酸
D．烟草花叶病毒的遗传物质可在病毒体内进行复制
C　[大肠杆菌属于原核生物，其遗传物质是DNA，A项错误；乳酸菌是原核生物，遗传物质主要在拟核中，B项错误；噬菌体的遗传物质是DNA，其基本结构单位是脱氧核苷酸，C项正确；病毒营寄生生活，烟草花叶病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA，在宿主细胞内进行复制，D项错误。]
11．在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图如下，下列关系中最合理的是哪一组？(注：35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组)(　　)
a　　　　b　　 c　　　d　　　　e
A．甲组—上清液—b　　 B．乙组—上清液—b
C．甲组—沉淀物—c D．乙组—沉淀物—c
B　[32P标记的是噬菌体的DNA，保温时间过短、过长均会导致上清液中放射性增高。]
12．将肺炎链球菌中控制荚膜形成的相关基因记作“A”，无此相关基因记作“a”，下列对甲、乙两组转化实验的相关分析，正确的是(　　)
实验甲：将加热致死的S型肺炎链球菌和R型活菌的菌液混合培养
实验乙：将加热致死的R型肺炎链球菌和S型活菌的菌液混合培养
A．实验前的S型、R型菌的基因组成分别为AA、aa
B．甲实验中可检出R型、S型活菌，S型菌由R型菌转化而来
C．乙实验中只检出S型活菌，因为R型菌的a基因在S型菌体内不能表达
D．实验甲与实验乙中检测出的S型菌的遗传物质相同
B　[转化前的S型、R型菌的基因组成分别为A、a，A错误；甲实验中加热致死的S型细菌可使部分R型菌转化为S型活菌，B正确；R型菌的a基因没有控制荚膜形成的相关基因，故谈不上a基因的表达，C错误；转化后形成的S型菌的遗传物质中含有了R型菌的遗传物质，故转化前的S型菌和转化后形成的S型菌的拟核基因不同，D错误。]
13．噬藻体是感染蓝细菌的DNA病毒，其增殖过程与噬菌体类似。某兴趣小组进行下面的实验：①用32P标记噬藻体→②噬藻体与蓝细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述正确的是(　　)
A．此实验能证明DNA是噬藻体的遗传物质
B．④的结果是只能在沉淀物中检测到放射性
C．③的作用是加速蓝细菌的解体，促进噬藻体从蓝细菌体内释放出来
D．②过程的培养时间过长会导致上清液中的放射性强度偏高
D　[此实验缺少对照组，不能证明DNA是噬藻体的遗传物质，A项错误；④的结果是在沉淀物和上清液中都能检测到放射性，只是沉淀物中的放射性较强，B项错误；③搅拌、离心的作用是让吸附的噬藻体和蓝细菌分开，C项错误；②过程的培养时间过长会导致部分噬藻体释放，使上清液中的放射性强度偏高，D项正确。]
14．细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎链球菌转化实验。S型肺炎链球菌有荚膜，菌落表面光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型细菌中分离出了两种突变型：R型，无荚膜，菌落表面粗糙，不致病；抗青霉素的S型(记为Penr S型)。现用Penr S型细菌和R型细菌进行下列实验，对其结果的分析合理的是(　　)
A．甲组中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B．乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C．丙组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是Penr S型细菌
D．丁组培养基中无菌落生长
D　[抗青霉素的S型(Penr S型)细菌的DNA是转化因子。在甲组中，将加热致死的Penr S型细菌与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为Penr S型细菌，部分小鼠会患败血症，注射青霉素治疗后，体内有抗青霉素的Penr S型细菌存在的小鼠不能康复，A错误；在乙组中，Penr S型细菌的DNA与活的R型活细菌混合培养，可观察到R型细菌和Penr S型细菌两种菌落，加青霉素后R型细菌生长受到抑制，只有Penr S型细菌菌落继续生长，B错误；丙组培养基中含有青霉素，活的R型细菌不能生长，也不能发生转化，因此无菌落出现，C错误；丁组中因为Penr S型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化因子，且活的R型细菌不抗青霉素，因此培养基中无菌落生长，D正确。]
15．阅读以下材料，回答有关问题。
从2009年3月底开始，墨西哥、美国等国接连爆发大规模甲型H1N1流感疫情，并迅速蔓延至北美地区以外的国家，全球拉响防疫警报。
某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现，常见的流感病毒都是RNA病毒，同时提出疑问：甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。下面是该兴趣小组为探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。
(1)实验目的：__________________________________________________
_____________________________________________________________。
(2)材料用具：显微注射器，甲型H1N1流感病毒的核酸提取液，胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)实验步骤：
第一步：把甲型H1N1流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，
_____________________________________________________________
____________________________________________________________
___________________________________________________________。
第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取液注射到三组猪胚胎干细胞中。
第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有甲型H1N1流感病毒产生。
(4)请预测结果及结论：
①____________________________________________________________
_____________________________________________________________；
②___________________________________________________________
_____________________________________________________________；
③若A、B、C三组均出现甲型H1N1流感病毒，则甲型H1N1流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
[解析]　病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的，核酸是遗传物质，包括DNA和RNA两类。根据题目要求探究的问题及给予的材料、试剂分析可知，实验中分别利用DNA水解酶、RNA水解酶处理该病毒核酸提取液，然后再分别注射到猪胚胎干细胞中培养，由于酶具有专一性，可根据培养后是否检测到甲型H1N1病毒来判断其核酸类型。
[答案]　(1)探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA　(3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组核酸提取液，C组不做处理　(4)①若A、C两组出现甲型H1N1流感病毒，B组没有出现，则甲型H1N1流感病毒的遗传物质是RNA　②若B、C两组出现甲型H1N1流感病毒，A组没有出现，则甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA
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