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必修二 第三章 DNA是主要的遗传物质
你从教材上找到的关键性语句：
肺炎双球菌的类型及特点
类型 菌体 菌落 毒性
S型细菌 有多糖类的荚膜 表面光滑 有
R型细菌 没有多糖类的荚膜 表面粗糙 无
格里菲思体内转化实验
①实验过程及现象
第一组： R型活细菌 小鼠体内小鼠不死亡
第二组：S型活细菌小鼠体内小鼠死亡，小鼠体内有分离出S型活细菌
第三组：加热杀死的S型细菌小鼠体内小鼠不死亡
第四组：将R型活细菌与加热杀死的S型细菌小鼠体内小鼠死亡，小鼠体内分离出S型活细菌
②结论：加热杀死的S型细菌中含有某种“ 转化因子 ”，能将R型活细菌转化为S型活细菌。
艾弗里肺炎双球菌体外转化实验：
①实验方法：将S型细菌中的物质分离出来，分别与R培养，独立地观察各自的作用 。
②实验过程及现象
第一组：R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物 培养基含R型细菌和S型细菌。
第二-四组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加蛋白酶或RNA酶或酯酶） 培养基含 R型细菌和S型细菌 。
第五组：有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物（加DNA酶） 培养基只含 R型细菌 。
③实验结论： DNA 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即 DNA 是遗传物质。也证明了 蛋白质 、 多糖 、 DNA水解产物 不是遗传物质。
T2噬菌体是一种专门糖 糖 在大肠杆菌体内的病毒, 它的头部和尾部的外売都是由糖 糖 糖 构成的，头部含有糖 糖 糖 。
T2噬菌体侵染大肠杆菌后，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, 大肠杆菌传物传物，释放出大量的噬菌体。
噬菌体侵染细菌的实验过程：
①标记大肠杆菌
含35S的培养基＋大肠杆菌→含 35S 的大肠杆菌
含32P的培养基＋大肠杆菌→含 32P 的大肠杆菌
②标记噬菌体
含35S的大肠杆菌＋噬菌体→含 35S 的噬菌体
含32P的大肠杆菌＋噬菌体→含 32P 的噬菌体
③用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，保温一段时间后 搅拌、离心
⑴搅拌的目的：使吸附在细菌上的 噬菌体 与 细菌 分离。
⑵离心的目的：让离心管的上清液中析出重量较轻的 T2噬菌体颗粒 ，沉淀物中留下 被感染的大肠杆菌 。
④放射性检测
组别 放射性高低 原因分析
35S标记蛋白质外壳组 上清液
沉淀物
32P标记DNA分子组 上清液 低 原因1：
原因2：
沉淀物
（5）实验结果：细菌裂解释放出的子噬菌体中， 能 检测到32P标记的DNA， 不能 检测到35S标记的蛋白质。
（6）实验结论：实验表明噬菌体侵染细菌时， DNA 进入到细菌体内，而 蛋白质 外壳留在外面。实验证明了 DNA 是噬菌体的遗传物质。
有些病毒不含有DNA,只含有蛋白质和NANANANA,如烟草花叶病毒。
RNA是遗传物质的实验证据——烟草花叶病毒(TMV)感染烟草实验
（1）实验方法及现象：将TMV的组成成分提取出来，分别注入烟草体内。结果发现只有注入 RNA 才能使烟草表现出花叶病。
（2）实验结论： RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质， 蛋白质 不是烟草花叶病毒的遗传物质。
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说白白白白白白白白白白白白白白 。
在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为白白某种影响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为白白白某种影响因素的称为“减法原理”。
判断训练：
烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA(　 　)
噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力(　 　)
分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(　 　)
分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养(　 　)
烟草花叶病毒的成分与染色体相似，而噬菌体的成分与核糖体相似（ ）
艾弗里所做的实验既能证明DNA是遗传物质，也能证明蛋白质不是遗传物质，还可以证明DNA是主要的遗传物质。(　　)
加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠体内提取到的细菌少数是S型活细菌(　　)
肺炎双球菌体外转化实验中，S型细菌的DNA纯度越高，转化效率越高（ ）
艾弗里的转化实验采用了物质提纯和鉴定、细菌体外培养、同位素标记等技术。(　　)
艾弗里实验和噬菌体侵染细菌的设计思路都是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用。(　　)
在噬菌体侵染细菌的实验中，同位素标记是一种基本的技术。在侵染实验前首先要获得同时含有32P与35S标记的噬菌体。（ ）
噬菌体侵染细菌的实验不仅直接证明了DNA是遗传物质，也直接证明了蛋白质不是遗传物质。（ ）
在35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致(　 　)
在噬菌体侵染细菌的实验中，如果用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，结果复制出来的绝大多数噬菌体没有放射性。（ ）
用35S和32P标记的噬菌体去侵染大肠杆菌后，预计在大肠杆菌体内测出的放射性元素是35S和32P( 　)
噬菌体和肺炎双球菌均需要利用寄主细胞的核糖体来合成自身的蛋白质. （ ）
噬菌体侵染细菌过程中，DNA和蛋白质的分离是通过搅拌和离心实现的. ( 　)
噬菌体和肺炎双球菌在结构上的主要区别是前者没有成形的细胞核（ ）
噬菌体侵染大肠杆菌实验能说明DNA能控制蛋白质合成和DNA能自我复制（ ）
噬菌体侵染过程的“合成”阶段，模板、氨基酸、核苷酸、ATP、酶、场所等条件均由细菌细胞提供。(　　)
原核生物和真核生物的核酸包括DNA和RNA，遗传物质均为DNA。(　　)
用完整的烟草花叶病毒感染烟叶或者单独用烟草花叶病毒的RNA注入烟叶细胞，烟草均患病（ ）
RNA不能储存遗传信息（ ）
RNA是非细胞生物的遗传物质（ ）
DNA是一切生物的遗传物质（ ）
豌豆细胞内既有DNA，又有RNA，但是DNA是豌豆的主要遗传物质(　 　)
只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(　 　)
DNA不是一切生物的遗传物质，但一切细胞生物的遗传物质都是DNA(　 　)
人的遗传物质含有4种碱基，细菌的遗传物质可能为DNA或RNA，烟草的遗传物质为RNA。人体内的核酸含有8种核苷酸，TMV含4种核苷酸，噬菌体含4种核苷酸。人体内的遗传物质含4种核苷酸。(　 　)
三、边练边讲
练习1. 肺炎双球菌转化实验
1、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
2、在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（ ）
A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
3、艾弗里完成肺炎链球菌体外转化实验后，持反对观点者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。已知S型肺炎链球菌存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是(　　)
A．R型细菌＋抗青霉素的S型细菌DNA→预期出现抗青霉素的S型细菌
B．R型细菌＋抗青霉素的S型细菌DNA→预期出现不抗青霉素S型细菌
C．R型细菌＋S型细菌DNA→预期出现不抗青霉素S型细菌
D．R型细菌＋S型细菌DNA→预期出现抗青霉素的S型细菌
4、下图为肺炎链球菌不同品系间的转化，在R型细菌转化为S型细菌的过程中，有关叙述错误的是(　　)
A．加热致死的S型细菌中的拟核DNA降解为多个较短的DNA片段
B．转化产生的S型细菌中的capS是由R型细菌中的capR发生基因突变产生
C．S型细菌因有荚膜的保护，所以小鼠的免疫系统不易将其清除
D．若将R型细菌的DNA与S型细菌混合，荚膜的存在不利于S型细菌转化为R型活细菌
讲解1：肺炎双球菌转化实验
1．格里菲思的体内转化实验
2．艾弗里的体外转化实验
(1)实验过程
(2)实验结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。
练习2. 噬菌体侵染细菌的实验
1、噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，若甲组用3H标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，乙组用14C标记的噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌，有关叙述正确的是（　　）
A. 甲组的大肠杆菌由含35S的培养基直接培养获得
B.甲组子代噬菌体的蛋白质外壳均含3H、35S
C. 乙组子代噬菌体的DNA均含14C、32P
D. 由甲乙两组实验可说明DNA是噬菌体的遗传物质
2、关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）
A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养
C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
3、下列四幅图表示了在“肺炎双球菌转化实验”（搅拌强度、时长等都合理）和“噬菌体侵染细菌的实验”中相关含量的变化，相关叙述正确的是
A. 图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
B. 图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
C. 图丙可表示“肺炎双球菌体外转化实验中R型细菌+S型细菌DNA组”，R型细菌与S型细菌的数量变化
D. 图丁表示“肺炎双球菌体外转化实验中R型细菌+S型细菌DNA组”中，R型细菌与S型细菌的数量变化
3、1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题：
(1)他们指出“噬菌体在分子生物学中的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位。”这句话指出了噬菌体作为实验材料具有_____________________________________的特点。
(2)通过___________________________________________ __________________________的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中________变化。
(3)侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是________________，所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性________________。实验结果表明当搅拌时间足够长时，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明________。图中“被侵染的细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明__________________________________，否则细胞外________的含量会增高。
⑷本实验证明在病毒复制和遗传过程中________起着作用。
4、图1中的噬菌斑(白色区域)，是在长满大肠杆菌(黑色)的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现有噬菌体在侵染大肠杆菌后形成噬菌斑数量的变化曲线(图2)，下列叙述不正确的是(　　)
A.培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现
B.曲线ab段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成
C.曲线bc段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代
D.限制de段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解
讲解2：噬菌体侵染细菌的实验
一、 噬菌体侵染细菌的实验
1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
(1)T2噬菌体的模式图
(2)噬菌体的增殖
增殖需要的条件 内容
模板 噬菌体的DNA
合成T2噬菌体DNA原料 大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸
合成T2噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸
场所 大肠杆菌的核糖体
2、赫尔希和蔡斯选用噬菌体为实验材料的原因
⑴结构简单，只由DNA和蛋白质构成。
⑵侵染过程中，DNA进入细菌体内，蛋白质外壳留在胞外。
⑶繁殖快。
3.实验方法
同位素标记法，用35S、32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，再用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。
4．结论：
⑴DNA是遗传物质。能证明蛋白质不是遗传物质吗？能证明DNA是主要的遗传物质吗？
⑵DNA能复制。
⑶DNA能控制蛋白质合成。
⑷DNA能控制生物的性状。
二、实验重点注意：
1．噬菌体侵染细菌实验中“保温”与“搅拌”对放射性检测结果的影响
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(3)3次涉及大肠杆菌
(4)“两看法”解答噬菌体侵染细菌标记问题
2．比较艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验
项目 艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验
设计思路 设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能
处理方法 直接分离：分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养 同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA
检测方式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置
结论 证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质
练习3. 烟草花叶病毒感染实验
1．某同学分离纯化了烟草花叶病毒(甲)、车前草病毒(乙)的蛋白质和RNA，重新组合为“杂合”病毒，然后分别感染相应的植物叶片，并对子代病毒的表型作出预测，见表。其中预测正确的是(　　)
“杂合”病毒的组成 实验预期结果
预期结果序号 子代表型
甲的RNA＋乙的蛋白质 1 与甲种一致
2 与乙种一致
乙的RNA＋甲的蛋白质 3 与甲种一致
4 与乙种一致
A.1、3 B．2、3 C．1、4 D．2、4
2、对烟草花叶病发病机理的研究导致了病毒这一种新的生物类型的发现。细菌滤器是一种孔径小于细菌的过滤装置，细菌及比细菌大的细胞都不能通过。下面是科学家所做的一系列相关实验。
实验一：将患病叶片研磨液注入正常烟草叶脉中，正常烟草患病。
实验二：将患病叶片研磨液高温处理后，则不能使正常烟草患病。
实验三：将患病叶片研磨液经过细菌滤器后得到滤液，能使正常烟草患病(这种滤液被称为感染性滤液)。
实验四：在感染性滤液中加入蒸馏水大量稀释，也能使正常烟草患病。
实验五：将正常叶片研磨液经过细菌滤器得到无感染性滤液；在感染性滤液中加入与实验四所加蒸馏水同体积的无感染性滤液，能使正常烟草患病，且患病程度与实验四相同。
下列分析正确的是(　　)
A．实验一、二的结果说明烟草花叶病可能由非生物因素引起
B．根据实验三的结果不能排除由细菌本身引起烟草花叶病的可能性
C．实验四的结果说明烟草花叶病很可能由细菌产生的毒素分子所引起
D．实验五的结果说明烟草花叶病的病原体在无细胞的滤液中不能增殖
3、根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
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，设计实验以确定一种新病毒的类型。
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)
预期实验结果及结论即可。
讲解3：烟草花叶病毒感染实验
1．病毒重建及其对烟草叶细胞的感染
(1)实验过程及结果
(2)结果分析与结论：重组病毒产生的子代病毒类型取决于提供______的病毒类型，RNA是遗传物质。
2．探索结论
由于____________生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA，因此______ 是主要的遗传物质。
3．比较不同生物的遗传物质
遗传物质 生物类别 举例
DNA 细胞生物(原核、真核) 动物、蓝细菌
DNA病毒 T2噬菌体
RNA RNA病毒 HIV
4.探索某种生物遗传物质的方法

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