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第22讲 DNA是主要的遗传物质
遗传物质具备的性质：
1.结构相对稳定（能产生可遗传变异）
2.保持上下代的连续性
3.控制蛋白质的合成
(2020·浙江高考)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述，正确的是(　　)
A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
注：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
一　肺炎链球菌转化实验
1．体内转化实验——格里菲思
(1)实验材料：S型和R型肺炎链球菌、小鼠。
光滑
粗糙
有多糖类
无多糖类
有
无
(2)实验过程及结果
死亡
不死亡
死亡
S型活细菌
第一组 第二组 第三组 第四组
实验 处理 注射活的 R型菌 注射活的S型菌 注射加热杀 死的S型菌 注射活的R型菌与加热杀死的S型菌
实验 结果 小鼠 不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离到S型活细菌 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离到S型活细菌
下列关于此实验的分析正确的是(　　)
A.实验的关键现象是第四组小鼠死亡并只分离出S型活细菌
B.对第四组实验的分析必须是以第一～三组的实验为参照
C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化，该转化是基因突变
D.再给第三组注射S型活菌后，小鼠仍可能存活
E.该实验的无关变量只有两种菌液的浓度及注射量
B、D
题后归纳：
①肺炎双球菌体内转化实验中“加热”导致蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。
②转化的实质：基因重组。即S型细菌的质粒DNA进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌。
③转化的效率：≠100%！且只有很少R型转化，故第四组实验中从死亡小鼠体内应分离出R型和S型两种活菌。
④该实验为相互对照：每一组既是实验组，又与其他组形成参照。
补充科学史资料1∶
根据构成荚膜多糖存在的差异，肺炎双球菌有很多类型。S菌有S-Ⅰ、S-Ⅱ、S-Ⅲ，R菌有R-Ⅰ、R-Ⅱ、R-Ⅲ。格里菲思了解到在自然状态下会有 S菌突变为同型 R 菌，如S-Ⅱ可突变为R-Ⅱ，但不会突变为R-Ⅲ。转化实验中用到的肺炎双球菌类型是 R-Ⅱ与S-Ⅲ，且第四组实验小鼠体内提取出来的活S菌为S-Ⅲ。
问题∶实验结果说明了什么
转化的实质不是基因突变，而是S型细菌的DNA整合到R型细菌的DNA中，即基因重组。
在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是
P156
①ab段R型细菌数量减少的原因是：
②bc段R型细菌数量增多的原因是：
③后期出现的大量S型细菌是由：
B
绝大部分糖类、蛋
白质和脂质
②实验过程及结果
出现了S型活细菌
只长R型细菌
控制自变量采取的是“减法原理”
问题：1.各种酶的作用是什么 设置这几组的实验目的是什么
2.对比第一组和第五组说明什么？
结论：证明 DNA 是转化因子，蛋白质等物质不是转化因子。
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→注射到小鼠体内
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射到小鼠体内
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射到小鼠体内
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射到小鼠体内
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
D
3．(2021·河南郑州一模)格里菲思在进行肺炎链球菌转化实验时，只有在小鼠体内才能转化成功，他将高温杀死的S型细菌与R型活菌混合物在培养基中体外培养时，很难得到转化现象。而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株的抗体，在体外就比较容易观察到转化现象。下列相关解释不合理的是(　　)
A．未加抗R型菌株抗体的混合物培养基中，S型细菌的DNA不易进入R型细菌，很难发生转化
B．S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力可能更强，因此在小鼠体内容易大量繁殖
C．在培养基中R型细菌的种间竞争力可能更强，因此很难观察到转化现象
D．加入的抗R型菌株的抗体抑制了R型菌株的增殖，从而在体外容易观察到转化现象
有没有比细菌更佳的实验材料？
赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌实验
①原理：T2噬菌体以 的DNA为模板，利用 细胞 内的物质合成DNA和蛋白质，然后组装，而实现增殖。
自己
宿主
假说：噬菌体侵染繁殖的过程就说明了DNA是遗传物质
②方法： 法，用 标记一部分噬菌体的蛋白质， 标记另一部分噬菌体的DNA。
放射性同位素示踪
35S
32P
提醒：只能检测放射性的有无，而不能检测放射性由哪种元素发出的
1．实验原理
3．实验思路
设法将DNA和蛋白质分开，单独研究它们各自的功能。
4．实验过程及结果
(1)标记噬菌体
含35S的
大肠杆菌
含32P的
大肠杆菌
35S
32P
高
低
低
高
沉淀物有放射性说明了噬菌体的一部分蛋白质入侵到了细菌内。
错
（3）结论：DNA进入细菌并遗传至下一代，DNA是遗传物质
5．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析
(1)35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
(1)32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌
1．图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的两个实验，不正确的是(　　)
A．甲处的T2噬菌体一定含 有放射性
B．乙处的T2噬菌体不一定 含放射性
C．两个实验结合起来能证 明DNA是T2噬菌体的遗传物质
D．如果培养2代以上，乙处 含放射性的T2噬菌体并不增多
2．(不定项)某研究性学习小组做了两组实验：甲组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌；乙组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌。下列有关分析正确的是(　　)
A．短时间保温、搅拌、离心后，甲组上清液放射性很强而沉淀物几乎无放射性
B．短时间保温、搅拌、离心后，乙组上清液与沉淀物放射性都很强
C．甲组子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H
D．乙组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H
3．(2022·湖北武昌调研改编)如图是用32P标记T2噬菌体并用被标记的T2噬菌体侵染细菌的过程，下列有关叙述正确的是(　　)
A．过程①中32P标记的是噬菌体外壳中的磷脂分子和内部的DNA分子
B．若过程②中保温时间过长，离心后上清液放射性增强
C．过程③中离心的目的是让上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的细菌
D．该实验能说明噬菌体的遗传物质是DNA
4．为研究搅拌时间对实验结果的影响，科研人员用35S和32P分别标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心，得到上清液和沉淀物并检测放射性，实验结果如表所示。下列叙述正确的是(　　)
A．通过搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离
B．进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间不能短于3 min
C．搅拌5 min时，上清液含32P的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体
D．32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体都含32P
搅拌时间(min) 1 2 3 4 5
上清液35S百分比(%) 50 70 75 80 80
上清液32P百分比(%) 21 25 28 30 30
被侵染细菌成活率(%) 100 100 100 100 100
DNA是所有生物的遗传物质吗？
考点3　　烟草花叶病毒侵染实验及遗传物质判断
1．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，由此可以判断(　　)
A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质能感染烟草细胞
C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D．RNA是TMV的主要遗传物质
三　烟草花叶病毒侵染实验
1．过程及结果
蛋白质
RNA
RNA
2．(2021·福建厦门三模)烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均属于RNA病毒，都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，也能使烟草患病，从患病烟叶提取的子代病毒可检测到(　　)
A．TMV的RNA和蛋白质
B．HRV的RNA和蛋白质
C．TMV的RNA和HRV的蛋白质
D．HRV的RNA和TMV的蛋白质
3．研究发现，一种病毒只含一种核酸(DNA或RNA)，病毒的核酸可能是单链结构也可能是双链结构。以下是探究新病毒的核酸种类和结构类型的实验方法。
(1)酶解法：通过分离提纯技术，提取新病毒的核酸，加入__________ _______________酶混合培养一段时间，再侵染其宿主细胞，若在宿主细胞内检测不到子代病毒，则病毒为DNA病毒。
(2)侵染法：将______________________培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中繁殖数代，之后接种___________，培养一段时间后收集子代病毒并检测其放射性。若检测到子代病毒有放射性，则说明该病毒为________病毒。
DNA（水解)
该病毒的宿主细胞
该病毒
RNA
(3)碱基测定法：为确定新病毒的核酸是单链结构还是双链结构，可对此新病毒核酸的碱基组成和A、U、T碱基比例进行测定分析。
若含T，且__________________，则说明是单链DNA；
若含T，且__________________，则最可能是双链DNA；
若含U，且__________________，则说明是单链RNA；
若含U，且A的比例＝U的比例，则最可能是双链RNA。
A的比例≠U的比例
A的比例≠T的比例
A的比例＝T的比例
6．(2022·海南海口高三调研改编)肺炎链球菌转化实验中，S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上，使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌，下列叙述正确的是(　　)
A．R型菌转化为S型菌后DNA中嘌呤碱基总比例发生改变
B．整合到R型菌内DNA分子片段能直接表达合成荚膜多糖
C．R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传
D．肺炎链球菌离体转化实验与烟草花叶病毒感染烟草叶片实验两者实验设计思路一致
8．(2021·福建厦门一模改编)枯草杆菌有 噬菌体M敏感型菌株(S型)和噬菌体M不敏感型 (R型)两种类型，噬菌体M能特异性地侵染S型 菌。实验小组用三组培养基分别培养S型菌株、 R型菌株和S型＋R型混合菌株一段时间后，向 三组培养基中接入噬菌体M，枯草杆菌的数量 变化如图所示。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．S型菌能为噬菌体M的增殖提供模板、原料和相关的酶
B．混合培养后，R型菌能使S型菌转化为R型菌
C．混合培养过程中，S型菌诱导R型菌发生了定向突变
D．S型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M识别的受体

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