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第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
【学习目标】
1.阐述格里菲思、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程。
2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。
3.理解DNA是主要遗传物质的结论。
4.说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。
5.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。
【学习重点】
1.阐述格里菲思、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程。
2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。
【学习难点】
1.阐述格里菲思、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程。
2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。
学习任务一 肺炎链球菌的转化实验
【自主梳理】
一、对遗传物质的早期推测
1.20世纪20年代，当时大多科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。
2.20世纪30年代，人们意识到DNA的重要性，但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
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 光滑 粗糙
菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜
致病性 有，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 无
2.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
(1)实验过程及结果
(2)实验结论:加热致死的S型细菌中含有一种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌。
3.艾弗里的肺炎链球菌转化实验
(1)实验过程及结果
(2)实验结论：细胞提取物中含有转化因子，其很可能是DNA。
(3)后续研究：艾弗里等人分析了细胞提取物的理化性质，发现这些特性都与DNA极为相似，于是艾弗里提出：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
4.实验方法：“加法原理”和“减法原理”
(1)与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。
(2)与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
【合作探究】
1.你认为遗传物质应具备哪些条件？
【答案】(1)能够储存大量的遗传信息。(2)可以准确地复制，可以传递给下一代。
(3)可以控制生物的性状。(4)结构比较稳定。
2．阅读教材P43，分析格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
(1)该实验的自变量是什么
【答案】注入的肺炎链球菌的类型和死活
(2)该实验的实验组和对照组是哪组
【答案】第一至三组为对照组。第四组为实验组
(3)对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
【答案】R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌可使小鼠死亡。
(4)对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
【答案】加热致死的S型细菌不能使小鼠死亡。
(5)第四组小鼠为什么会死亡？
【答案】体内有活的S型细菌的作用
(6)体内分离出的S型细菌来自哪里？
【答案】部分活的R型细菌转变成了活的S型细菌
(7)什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？
【答案】加热杀死的S型细菌中，含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”，使活的R型细菌发生了转化。
(8)这种转化产生的S型活细菌的后代也是有致病性的S型细菌，这说明什么？
【答案】说明转化的性状可以遗传。
3．阅读教材P44，分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
(1)概述该实验的设计思路。
【答案】用酶解法分别去除细胞提取物中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。
(2)第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
【答案】说明S型细菌的细胞提取物中含有转化因子。
(3)实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
【答案】分别除去S型细菌细胞提取物中的蛋白质、RNA和酯类物质，以明确这些物质是不是转化因子。
(4)第一至第四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
【答案】S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
(5)第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
【答案】DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构稳定，使其丧失转化功能。
(6)据此分析艾弗里的体外转化实验的结论是什么？
【答案】DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(7)艾弗里的体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？
【答案】实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。转化实质为基因重组。
(8)转化实质是什么？培养基中(或小鼠体内)的S型细菌都是由R型细菌转化而来吗？
【答案】转化实质：肺炎链球菌转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组，从而使R型细菌转化为S型细菌。
一般情况下，转化率很低，只有极少数R型细菌被S型细菌的DNA侵入并发生转化，培养基中(或小鼠体内)的大量S型细菌大多是由转化后的S型细菌繁殖而来的。
(9)格里菲思的体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？请说明理由。
【答案】加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。加热时，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 ℃左右时，DNA的结构会恢复，进而恢复活性。
【自查自纠】
正误判断
1.S型细菌的DNA可使小鼠死亡。( )
2.艾弗里实验中自变量的控制采取了减法原理。( )
3.格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质。( )
4.艾弗里的实验证明转化因子是DNA。( )
【答案】　(1)×　(2)√　(3)√ (4)√
典例分析
[典例1]肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述正确的是(　　)
A.肺炎链球菌是导致人患败血症的病原体
B.肺炎链球菌的体内转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
C.肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
D.粗糙型(R)菌株是唯一能够引起败血症或肺炎的菌株
【答案】　C
【解析】　肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体，A错误；肺炎链球菌的体内转化实验证明S型细菌中含有某种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，B错误；肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，C正确；光滑型(S)菌株是引起败血症或肺炎的菌株，D错误。
学习任务二 噬菌体侵染细菌的实验
【自主梳理】
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者：赫尔希和蔡斯。
2.实验方法：放射性同位素标记技术。
3.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
(1)T2噬菌体的模式图
(2)生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内。
(3)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。
4．实验过程
5.子代噬菌体的标记情况
亲代噬菌体 寄主细胞内有无放射性 子代噬菌体有无放射性
32P标记DNA 有 有
35S标记蛋白质 无 无
6.实验结果分析
(1)放射性同位素在试管中的分布情况表明：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)子代噬菌体的标记情况表明：子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。
7．实验结论：DNA才是噬菌体的遗传物质。
【合作探究】
4.阅读教材P45，分析噬菌体侵染细菌的实验
(1)选取T2噬菌体作为实验材料，有何优点？
【答案】T2噬菌体只含有DNA和蛋白质，且DNA和蛋白质能自然完全分离，实验结果更可靠。
(2)哪一种物质进入了大肠杆菌体内，DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办
【答案】采用的是放射性同位素标记技术判断哪种物质物质进入了大肠杆菌体内。
(3)本实验为什么用32P和35S进行标记？
【答案】P是噬菌体DNA特有的元素，S是噬菌体蛋白质特有的元素，用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。
(4)能否用14C和3H标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？并说明理由。
【答案】不能用14C和3H标记噬菌体；因为DNA和蛋白质都含C和H，因此无法确认被标记的是何种物质。
不能用32P和35S同时标记噬菌体；因为若用32P和35S同时标记噬菌体，离心后上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。
(5)怎样才能让T2噬菌体的蛋白质和DNA被相应的同位素标记？
【答案】先用含放射性同位素的培养基培养大肠杆菌，得到带有标记的大肠杆菌；再用带有标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，分别使其蛋白质和DNA带上标记。
(6)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要短时间保温，然后搅拌、离心。搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？
【答案】搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
(7)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？
【答案】搅拌不充分，有少量含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。
(8)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
【答案】(1)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。(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
5.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材科具有哪些优点
【答案】(1)个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。
(2)繁殖快,细菌20~30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
6.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么 在实际操作过程中最大的困难是什么
【答案】从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一-种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
7.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计 这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示
【答案】艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。科学成果的取得必须有技术手段作保证,技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
【自查自纠】
正误判断
5.噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌转化实验更具有说服力。（ ）
6.T2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。（ ）
7.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。（ ）
8.离心管的沉淀物中主要是被侵染的大肠杆菌。（ ）
【答案】　(1)√　(2)√　(3)× (4)√
典例分析
[典例2]以含(NH4)SO4、KHPO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种32P标记的T2噬菌体(S元素为32S)，一段时间后，检测子代噬菌体的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测，最可能发生的是(　　)
选项 放射性 S元素 P元素
A 全部无 全部32S 全部31P
B 全部有 全部35S 多数32P，少数31P
C 少数有 全部32S 少数32P，多数32P
D 全部有 全部35S 少数32P，多数31P
【答案】　D
【解析】　大肠杆菌中含有35S标记的氨基酸和含31P的脱氧核苷酸，噬菌体的DNA被32P标记，侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，只有DNA进入，并以噬菌体DNA为模板，利用大肠杆菌提供的脱氧核苷酸，进行复制，合成子代噬菌体的DNA，子代噬菌体少数含32P，多数含31P；同时利用大肠杆菌提供的氨基酸，合成噬菌体的蛋白质外壳，子代噬菌体全部含有35S。
学习任务三 生物的遗传物质
【自主梳理】
四、生物的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有蛋白质和RNA)、烟草。
(2)实验过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
2．DNA是主要的遗传物质
真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。
【合作探究】
8.请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？
【答案】从烟草花叶病毒中提取蛋白质和RNA，分别侵染烟草。蛋白质不能使烟草感染病毒，RNA能使烟草感染病毒。说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
9.某科研小组在某动物体内发现一种新型病毒，为了确定该病毒的分类，科研工作者们进行了不同研究，得出不同结论。根据实际情况，分析结论是否正确，并说明理由。
(1)甲方法是检测病毒增殖时产生酶的种类，若有DNA聚合酶，则为DNA病毒。
【答案】错误；增殖过程中产生了DNA聚合酶，只能说明该病毒在增殖过程中，进行了DNA复制过程，并不能判定其遗传物质为DNA。
(2)乙方法是检测病毒核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量，若嘌呤数≠嘧啶数，则一定为RNA病毒。
【答案】　错误；病毒的遗传物质是DNA或RNA，而DNA通常为双链，RNA通常为单链，但在少数病毒体内也发现了单链DNA和双链RNA，根据嘌呤数≠嘧啶数，不能判定该病毒的遗传物质为RNA。
(3)丁方法是分析该病毒的变异频率，若病毒的变异频率较低，则该病毒为DNA病毒。
【答案】错误；双链DNA或RNA的变异频率低于单链DNA或RNA的变异频率，因此，变异频率只能作为判定核酸是双链或单链的证据之一，不足以确定核酸的类型。
(4)若该科研小组计划利用放射性同位素标记技术探究该新型病毒的遗传物质是DNA还是RNA，请简述该实验的设计思路。
【答案】用含同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸为原料分别培养活细胞，再用上述标记的两种细胞培养该病毒，一段时间后分别检测子代病毒中是否出现放射性。
【自查自纠】
正误判断
9.DNA是所有生物的遗传物质( )
10.酵母菌的遗传物质主要是DNA( )
11.病毒的遗传物质是DNA或RNA( )
12.艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA( )
【答案】　(1)×　(2)×　(3)√ (4)×
典例分析
[典例3]下列关于遗传物质的说法，错误的是(　　)
①真核生物的遗传物质是DNA　②原核生物的遗传物质是RNA　③细胞核中的遗传物质是DNA　④细胞质中的遗传物质是RNA　⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A.①②③ B.②③④
C.②④⑤ D.③④⑤
【答案】C
【解析】细胞生物无论是真核生物还是原核生物，遗传物质都是DNA，①正确、②错误；凡是有细胞结构的生物，无论是细胞核中还是细胞质中，遗传物质都是DNA，③正确、④错误；甲型H1N1流感病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA，⑤错误。
【习题巩固】
1．赫尔希和蔡斯完成的噬菌体侵染细菌的实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体(　　)
A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA可用15N同位素标记
D．蛋白质可用32P放射性同位素标记
【答案】B
【解析】噬菌体侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞，但这并不是实验成功的原因，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独地研究二者的功能，B正确；DNA和蛋白质外壳都含有N元素，因此不能用15N标记DNA，C错误；蛋白质外壳不含P元素，不能用32P标记蛋白质外壳，D错误。
2.将S型肺炎链球菌的DNA与R型肺炎链球菌混合，注射到小鼠体内，两种细菌的含量变化过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中开始R型肺炎链球菌数量下降是因为R型细菌正在转化成S型细菌
B．S型肺炎链球菌的出现说明了DNA是“转化因子”
C．由R型细菌转化而来的S型细菌的后代仍是R型细菌
D．图中后期出现的大量S型细菌是由R型细菌直接转化而来的
【答案】B
【解析】图中开始R型细菌数量下降主要是因为小鼠的免疫系统正在清除R型细菌，A错误；由R型细菌转化而来的S型细菌的后代为S型细菌，C错误；图中后期出现的大量S型细菌，是由R型细菌转化产生的S型细菌进行繁殖后得到的，D错误。
3.下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是(　　)
A．红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C．加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌
D．用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性
【答案】B　
【解析】将病毒甲的RNA(核糖核酸)与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，说明病毒甲性状的遗传是由RNA控制的，可判断RNA是遗传物质；其他选项中的遗传现象不能确认是否与RNA有关，故不能作为判断核糖核酸是遗传物质的直接证据。
4．下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C　
【解析】实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
5．格里菲思的肺炎链球菌转化实验过程和结果如下所示。下列说法正确的是(　　)
实验1：R型细菌＋小鼠→不死亡
实验2：S型细菌＋小鼠→死亡
实验3：S型细菌＋加热＋小鼠→不死亡
实验4：S型细菌＋加热＋R型细菌＋小鼠→死亡
A．实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组
B．能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌
C．该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质
D．对比实验2、3的结果，说明加热能使有致病性的S型活细菌失去致病性
【答案】D　
【解析】实验1不是空白对照组，A错误；实验2中只给小鼠注射了S型细菌，故在死亡的小鼠体内只能分离出S型细菌，B错误；格里菲思的实验得出的结论是被加热杀死的S型细菌中存在转化因子，这种转化因子能将R型活细菌转化为S型活细菌，并没有证明S型细菌的DNA能在R型活细菌中表达出相应的蛋白质，C错误；实验2中给小鼠注射S型活细菌，小鼠死亡，而实验3中给小鼠注射加热致死的S型细菌，小鼠不死亡，说明加热能使S型活细菌失去致病性，D正确。第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
【学习目标】
1.阐述格里菲思、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程。
2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。
3.理解DNA是主要遗传物质的结论。
4.说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。
5.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。
【学习重点】
1.阐述格里菲思、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程。
2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。
【学习难点】
1.阐述格里菲思、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程。
2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。
学习任务一 肺炎链球菌的转化实验
【自主梳理】
一、对遗传物质的早期推测
1.20世纪20年代，当时大多科学家认为， 是生物体的遗传物质。
2.20世纪30年代，人们意识到DNA的重要性，但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。
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
菌体 荚膜 荚膜
致病性 ，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
2.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
(1)实验过程及结果
(2)实验结论: 。
3.艾弗里的肺炎链球菌转化实验
(1)实验过程及结果
(2)实验结论： 。
(3)后续研究：艾弗里等人分析了 ，发现这些特性都与 极为相似，于是艾弗里提出： 。
4.实验方法：“加法原理”和“减法原理”
(1)与常态比较，人为 某种影响因素的称为“加法原理”。例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。
(2)与常态比较，人为 某种影响因素的称为“减法原理”。例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
【合作探究】
1.你认为遗传物质应具备哪些条件？
2．阅读教材P43，分析格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
(1)该实验的自变量是什么
(2)该实验的实验组和对照组是哪组
(3)对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
(4)对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
(5)第四组小鼠为什么会死亡？
(6)体内分离出的S型细菌来自哪里？
(7)什么使活R型细菌转变成活的S型细菌？
(8)这种转化产生的S型活细菌的后代也是有致病性的S型细菌，这说明什么？
3．阅读教材P44，分析艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
(1)概述该实验的设计思路。
(2)第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
(3)实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
(4)第一至第四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
(5)第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
(6)据此分析艾弗里的体外转化实验的结论是什么？
(7)艾弗里的体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？
(8)转化实质是什么？培养基中(或小鼠体内)的S型细菌都是由R型细菌转化而来吗？
(9)格里菲思的体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？请说明理由。
【自查自纠】
正误判断
1.S型细菌的DNA可使小鼠死亡。( )
2.艾弗里实验中自变量的控制采取了减法原理。( )
3.格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质。( )
4.艾弗里的实验证明转化因子是DNA。( )
典例分析
[典例1]肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述正确的是(　　)
A.肺炎链球菌是导致人患败血症的病原体
B.肺炎链球菌的体内转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
C.肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
D.粗糙型(R)菌株是唯一能够引起败血症或肺炎的菌株
学习任务二 噬菌体侵染细菌的实验
【自主梳理】
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者： 。
2.实验方法： 技术。
3.实验材料： 和大肠杆菌。
(1)T2噬菌体的模式图
(2)生活方式：专门寄生在 体内。
(3)增殖特点：在 的作用下，利用 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。
4．实验过程
5.子代噬菌体的标记情况
亲代噬菌体 寄主细胞内有无放射性 子代噬菌体有无放射性
32P标记DNA
35S标记蛋白质
6.实验结果分析
(1)放射性同位素在试管中的分布情况表明：噬菌体侵染细菌时， 进入细菌的细胞中，而 仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的标记情况表明：子代噬菌体的各种性状，是通过 A遗传的。
7．实验结论： 才是噬菌体的遗传物质。
【合作探究】
4.阅读教材P45，分析噬菌体侵染细菌的实验
(1)选取T2噬菌体作为实验材料，有何优点？
(2)哪一种物质进入了大肠杆菌体内，DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办
(3)本实验为什么用32P和35S进行标记？
(4)能否用14C和3H标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？并说明理由。
(5)怎样才能让T2噬菌体的蛋白质和DNA被相应的同位素标记？
(6)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要短时间保温，然后搅拌、离心。搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？
(7)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？
(8)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
5.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材科具有哪些优点
6.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么 在实际操作过程中最大的困难是什么
7.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计 这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示
【自查自纠】
正误判断
5.噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌转化实验更具有说服力。（ ）
6.T2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。（ ）
7.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。（ ）
8.离心管的沉淀物中主要是被侵染的大肠杆菌。（ ）
典例分析
[典例2]以含(NH4)SO4、KHPO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种32P标记的T2噬菌体(S元素为32S)，一段时间后，检测子代噬菌体的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测，最可能发生的是(　　)
选项 放射性 S元素 P元素
A 全部无 全部32S 全部31P
B 全部有 全部35S 多数32P，少数31P
C 少数有 全部32S 少数32P，多数32P
D 全部有 全部35S 少数32P，多数31P
学习任务三 生物的遗传物质
【自主梳理】
四、生物的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有蛋白质和 )、烟草。
(2)实验过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。
2．DNA是主要的遗传物质
真核生物与原核生物的遗传物质是 ，病毒的遗传物质是 ，生物界绝大多数生物的遗传物质是 ，只有极少数生物的遗传物质是 ，因而 是 遗传物质。就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。
【合作探究】
8.请设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质？
9.某科研小组在某动物体内发现一种新型病毒，为了确定该病毒的分类，科研工作者们进行了不同研究，得出不同结论。根据实际情况，分析结论是否正确，并说明理由。
(1)甲方法是检测病毒增殖时产生酶的种类，若有DNA聚合酶，则为DNA病毒。
(2)乙方法是检测病毒核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量，若嘌呤数≠嘧啶数，则一定为RNA病毒。
(3)丁方法是分析该病毒的变异频率，若病毒的变异频率较低，则该病毒为DNA病毒。
(4)若该科研小组计划利用放射性同位素标记技术探究该新型病毒的遗传物质是DNA还是RNA，请简述该实验的设计思路。
【自查自纠】
正误判断
9.DNA是所有生物的遗传物质( )
10.酵母菌的遗传物质主要是DNA( )
11.病毒的遗传物质是DNA或RNA( )
12.艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA( )
典例分析
[典例3]下列关于遗传物质的说法，错误的是(　　)
①真核生物的遗传物质是DNA　②原核生物的遗传物质是RNA　③细胞核中的遗传物质是DNA　④细胞质中的遗传物质是RNA　⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A.①②③ B.②③④
C.②④⑤ D.③④⑤
【习题巩固】
1．赫尔希和蔡斯完成的噬菌体侵染细菌的实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体(　　)
A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA可用15N同位素标记
D．蛋白质可用32P放射性同位素标记
2.将S型肺炎链球菌的DNA与R型肺炎链球菌混合，注射到小鼠体内，两种细菌的含量变化过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．图中开始R型肺炎链球菌数量下降是因为R型细菌正在转化成S型细菌
B．S型肺炎链球菌的出现说明了DNA是“转化因子”
C．由R型细菌转化而来的S型细菌的后代仍是R型细菌
D．图中后期出现的大量S型细菌是由R型细菌直接转化而来的
3.下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是(　　)
A．红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C．加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌
D．用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性
4．下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
5．格里菲思的肺炎链球菌转化实验过程和结果如下所示。下列说法正确的是(　　)
实验1：R型细菌＋小鼠→不死亡
实验2：S型细菌＋小鼠→死亡
实验3：S型细菌＋加热＋小鼠→不死亡
实验4：S型细菌＋加热＋R型细菌＋小鼠→死亡
A．实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组
B．能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌
C．该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质
D．对比实验2、3的结果，说明加热能使有致病性的S型活细菌失去致病性

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