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3.1 DNA是主要的遗传物质
一、自主总结与梳理（一、二任选一项完成即可）
二、复习导学（根据书上的“本节聚焦”查漏补缺）
三、基础知识复习与填空
（一） 对遗传物质的早期推测
（二） 格里菲斯的肺炎链球菌转化实验(体内实验)
1. 实验材料：小鼠、肺炎链球菌
多糖荚膜 菌落形态 致病性
S型肺炎链球菌
R型肺炎链球菌
2. 实验过程
3. 结论
【思考】
格里菲斯的实验能否说明转化因子的化学本质？实验过程中，能否说明遗传物质的热稳定性好？
【判断正误】
(1)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型活细菌(　　)
(2)格里菲思的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡(　　)
（三） 艾弗里的肺炎链球菌转化实验(体外实验)
1. 实验原理：“减法原理”，每个实验组特异性地去除一种物质(自变量)，从而探究其功能。
2. 实验过程(请写出各组的实验结果)
(1)将加热致死的S型细菌破碎，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，得到细胞提取物。
(2)如图，对S型细菌提取物进行不同处理，再进行转化实验。
3. 实验结论
（四） 噬菌体侵染细菌的实验
1. 实验材料：T2噬菌体，专门寄生于大肠杆菌，外壳由蛋白质构成，头部内含DNA。
2. 实验方法：____________。
【思考】①为什么用32P和35S标记，而不用其他元素？②赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体。能否直接用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基噬菌体？
3. 实验过程
4. 实验结论：______________
5. 反思
(1)搅拌、离心的作用是什么？35S标记的一组，若搅拌、离心的程度太低，则沉淀物的放射性偏______。
(2)若噬菌体侵染大肠杆菌后，会有短暂的保温时间，32P标记的一组，若保温时间太长或太短，则上清液的放射性偏______。
(3)结合噬菌体的生活史，分析：子代噬菌体的大分子是怎样合成的？
（五） 烟草花叶病毒感染烟草的实验
实验结论
（六） DNA是主要的遗传物质
1. 试结合本节内容和已学知识，分析不同生物的遗传物质和核酸类型
生物类型 遗传物质 核酸种类 核苷酸种类
细胞生物 (原核生物、真核生物)
病毒 DNA病毒 (T2噬菌体，乙型肝炎病毒、天花病毒等)
RNA病毒 (流感病毒，非典病毒（SARS），艾滋AIDS病毒（HIV），烟草花叶病毒， 新冠病毒等)
四、DNA是主要的遗传物质 练习习题
1．格里菲思的肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．R型肺炎链球菌无荚膜，因此菌落粗糙，且易被吞噬细胞吞噬，不易导致小鼠患病
B．S型细菌的DNA经加热后失活，不具有转化活性
C．从图中病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌既有S型细菌也有R型细菌
D．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
2. 艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了遗传物质是(　　)
A.蛋白质 B.DNA
C.RNA D.糖类
3．下列关于艾弗里的实验的说法中，错误的是(　　)
A．对照组将S型细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中，结果出现了S型活细菌
B．用蛋白酶处理S型细胞提取物后，再加入有R型活细菌的培养基中，结果出现了S型活细菌，说明蛋白质是遗传物质
C．用DNA酶处理S型细胞提取物后，再加入有R型活细菌的培养基中，结果出现了S型活细菌，说明DNA是遗传物质
D．该实验可能证明，某些细菌能从环境中摄取其他细菌的遗传物质
4．下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思认为已经加热致死的S型细菌中含有转化因子
B．格里菲思的实验表明使小鼠死亡的是S型细菌的DNA
C．艾弗里的实验是格里菲思实验的基础
D．艾弗里的实验运用了“加法原理”
5. 在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，使用32P标记的物质是( )
A. 蛋白质 B. DNA C. 脱氧核糖 D. 氨基酸
6. 噬菌体外壳的主要成分是( )
A. 蛋白质 B. DNA C. RNA D. 核酸
7．赫尔希与蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无标记的大肠杆菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列与此有关的叙述，不正确的是(　　)
A．32P主要集中在沉淀物中，但上清液中也不排除有少量放射性
B．若离心前混合时间过长，会使大肠杆菌裂解，子代噬菌体被释放出来，将导致上清液中放射性偏低
C．本实验的目的是单独研究DNA在遗传中的作用
D．沉淀物中放射性高，子代噬菌体也有部分放射性，说明了DNA在亲子代之间传递具有连续性
8. 新型冠状病毒的遗传物质是( )
A. RNA B. DNA C. 多糖 D. 蛋白质
9. 作为遗传物质的DNA，与蛋白质的根本区别在于( )
A. 有一定的空间结构 B. 能储存与传递遗传信息
C. 相对分子质量大小 D. 分子结构相对稳定
10. 下列生物中，遗传物质为 RNA的是( )
A. 人 B. 水稻 C. T2噬菌体 D. 烟草花叶病毒
11. 下列关于遗传物质的叙述中，错误的是( )
A. 真核生物的遗传物质是DNA B. 原核生物的遗传物质是RNA
C. 有些病毒的遗传物质是RNA
D. 既含有DNA 又含有RNA的生物，遗传物质是DNA
12. 将烟草花叶病毒的RNA与车前草病毒的蛋白质合成一种新病毒，然后用这种新病毒做侵染实验，则子代病毒类型为( )
A. 只有新病毒 B. 不止一种病毒
C. 只有车前草病毒 D. 只有烟草花叶病毒
13．(2022·广东中山高一质检)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。据图推断，下列说法错误的是(　　)
A．本实验中水和苯酚的作用是使病毒的
蛋白质和RNA分离
B．该实验设计思路和艾弗里的肺炎链球
菌的转化实验完全相同
C．该实验证明TMV的遗传物质是RNA
D．本实验中接种RNA组和接种蛋白质组互为对照
题组四　综合练习
14．将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠体内S型细菌和R型细菌数量的变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A．加热杀死的S型细菌，含有使R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子
B．bc段R型细菌减少，可能是由于R型细菌易被小鼠免疫系统清除
C．曲线cd段，随着S型细菌增加，小鼠患病，免疫能力降低，R型细菌也增加
D．从死亡的小鼠体内，分离得到的肺炎链球菌都是S型细菌
15．在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　　)
A．T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成蛋白质
C．若培养基含有32P标记的磷酸分子，经宿主摄取后可能出现在T2噬菌体的核酸中
D．烟草花叶病毒与T2噬菌体的核酸类型相同
16. 下列有关T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验的叙述，正确的是(　　)
A. 该实验直接用含32P或35S的培养基来培养噬菌体
B. 32P标记组的子代噬菌体均含有放射性
C. 离心的目的是使上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒
D. 该实验证明了DNA是T2噬菌体的主要的遗传物质
17. 在探索生物的遗传物质的问题上，一些科学家做了许多经典的实验。
(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验，填出第④组小鼠的存活情况。
①将活的R型细菌注人小鼠体内，结果是小鼠存活。
②将活的S型细菌注人小鼠体内，结果是小鼠死亡。
③将加热杀死的S型细菌注人小鼠体内，结果是小鼠存活。
④将活的R型细菌和加热杀死的S型细菌同时注入小鼠体内，结果是小鼠_________。
(2)艾弗里等科学家将S型细菌提取物与DNA酶混合后，放入培养有R型活细菌的培养基中，适宜条件下培养一段时间后，培养基表面出现的菌落情况是________。
A. 只有R 型细菌 B. 只有S型细菌 C. R型细菌和S型细菌
这说明肺炎链球菌的遗传物质是_________。
(3)赫尔希和蔡斯用放射性同位素35S标记噬菌体的________。在噬菌体侵染细菌的实验中，控制子代噬菌体蛋白质外壳合成及其性状的是________。
A. 噬菌体DNA B. 细菌 DNA
18. 随着遗传学与化学、物理学等学科交叉研究的深入，生物学家认识到遗传的物质基础是由高度复杂的分子构成的，而生物体中又存在蛋白质、核酸等多种复杂的有机分子，到底哪种生物大分子能够携带遗传信息呢 科学家进行了相关研究。回答下列问题:
(1)20世纪20年代，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。作出这一假说的依据是_____________________________________可能蕴含遗传信息。
(2)20世纪40年代，艾弗里和他的同事所进行的肺炎链球菌体外转化实验，主要步骤
如下:
S型细菌破碎后，制成细胞提取物；
将细胞提取物直接加入R型活细菌的培养基中，有S型活细菌出现；
将细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后，细胞提取物仍具有转化活性；
将细胞提取物用DNA酶处理后，细胞提取物无转化活性。
①分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理细胞提取物，利用了酶的____________(特性)。
②用DNA酶处理细胞提取物，目的是____________________________________。
③该实验的设计思路是_________________________________________________。
(3)1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用技术_____________，完成了另一个有说服力的实验。请写出获得35S标记的噬菌体的简单实验步骤:________________
__________________________________________________________________________。
19. 已知禽流感病毒H7N9由蛋白质和RNA组成，极易侵染鸡胚细胞，鸡胚细胞可用动物细胞培养液进行培养。某生物兴趣小组的同学分别用35S和32P标记H7N9，探究其遗传物质是 RNA 还是蛋白质。请回答:
(1)该同学所用的方法是，32P标记的是___________________。
(2)该实验________(填“能”或“不能”)将35S和32P改成14C，原因是___________。
(3)请简要叙述用32P标记H7N9的方法:_______________________________________
_______________________________________________________________________。
(4)在已有分别用32P(甲组)和35S(乙组)标记好的H7N9的基础上，简要写出后续实验思路:
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(5)预测结果和结论:若甲组上清液放射性____、沉淀物放射性____，而乙组上清液放射性____、沉淀物放射性_____，则H7N9的遗传物质是RNA；反之是蛋白质。
参考答案
1-5.BBBAB，6-10ABABD，11-15BDBDC。
16.C[对于确定的生物，遗传物质是DNA或RNA中的一种。对T2噬菌体，DNA是其遗传物质。对所有生物，才能说DNA是主要遗传物质]
17.(1)(患病)死亡　(2)A　DNA　(3)蛋白质　A[控制噬菌体性状的是噬菌体的遗传物质，合成噬菌体蛋白质的原料(氨基酸)和场所(核糖体)等来自大肠杆菌，但其控制信息来自噬菌体DNA]
18.(1)氨基酸的排列顺序　(2)专一性　探究R型细菌转化为S型细菌，是否因为S型细菌的DNA(或利用减法原理，探究DNA是否是转化因子，合理即可)　运用“减法原理”，每个实验组特异性地去除了一种物质后，观察实验结果的变化　(3)(放射性)同位素标记法　在含有35S的培养基中培养大肠杆菌，再用得到的大肠杆菌培养噬菌体
19.(1)RNA　(2)不能　蛋白质和RNA均含有C元素，无法区分　(3)用含有32P的培养基(培养液)培养鸡胚细胞，再用H7N9侵染得到的鸡胚细胞
(4)分别用32P(甲组)和35S(乙组)标记好的H7N9侵染未标记的鸡胚细胞，短暂保温后，搅拌、离心，检测上清液和沉淀物中的放射性。　
(5)　较低　较高　较高　较低

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