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3.1 DNA是主要的遗传物质学案
【预习新知】
（一）对遗传物质的早期推测
种类 项目　　 S型细菌 R型细菌
菌落 表面________ 表面________
菌体
毒性 ________毒性 ________毒性
格里菲思的体内转化实验：
（1）实验过程：
（2）实验结论：
已经加热致死的 细菌，含有某种促使 活细菌转化为 活菌的活性物质—— 。
艾弗里的体内转化实验：
（1）实验过程：
（2）实验结论：
该实验说明了荚膜多糖、蛋白质、RNA、脂质等不是 的遗传物质。
艾弗里的结论可描述为 是转化因子，也可描述为DNA是 ，但不能描述为DNA是 。
（二）肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌的类型(连线)
2．肺炎链球菌转化实验的两个阶段
(1)格里菲思的体内转化实验
(2)艾弗里的体外转化实验
（三）噬菌体侵染细菌的实验
1952年，赫尔希和蔡斯以 为实验材料，利用 的新技术，完成了一个更具说服力的实验。
1. T2噬菌体的结构：T2噬菌体是一种专门寄生在 体内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由 构成，头部内含有 。
T2噬菌体的繁殖方式： 。
2．实验过程及结果：
第一步：标记大肠杆菌。
大肠杆菌+含有35S的培养基→获得含有 标记的大肠杆菌。
大肠杆菌+含有32P的培养基→获得含有 标记的大肠杆菌。
第二步：标记T2噬菌体。
噬菌体+含35S的大肠杆菌→获得蛋白质含有 标记的噬菌体。
噬菌体+含32P的大肠杆菌→获得DNA含有 标记的噬菌体。
第三步：用已分别标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌。
①35S标记的噬菌体+未被标记的大肠杆菌→放射性同位素35S主要分布在 _________中。说明35S __________________________________。
②32P标记的噬菌体+未被标记的大肠杆菌→放射性同位素32P主要分布在 中。说明32P____________________________________。
3．结果分析
①噬菌体侵染细菌时， 进入到细菌的细胞中， 留在外面。
②子代噬菌体的各种形状是通过亲代的 遗传的。
实验结论： 才是真正的遗传物质。
4.后来的研究证明，遗传物质除DNA外，还有 。
【巩固训练】
1.在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，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
2.下列有关遗传物质的叙述，正确的是( )
A.人体细胞核内的遗传物质是DNA，而细胞质内的遗传物质是RNA
B.真核细胞内的DNA是遗传物质，原核细胞内的RNA是遗传物质
C.生物细胞中DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质
D.病毒的遗传物质是DNA或RNA
3.下列关于探究遗传物质的几个经典实验的叙述中，正确的是( )
A.格里菲思肺炎链球菌体内转化实验证明了 DNA是肺炎链球菌的“转化因子”
B.艾弗里体外转化实验中利用了加法原理对自变量进行控制
C.用被32P、35S同时标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，证明了 DNA是遗传物质
D.噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，不能使用14C标记噬菌体
4.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心，检测到上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是( )
A.离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌
B.搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
C.噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中
5. T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程如图所示，下列叙述错误的是( )
A. ①②③过程遵循碱基互补配对原则
B. 图中两处“蛋白质”相同
C. ①②③过程发生在大肠杆菌内
D. 部分子代噬菌体的DNA两条链来自亲代
6.在探索DNA是遗传物质的过程中，美国微生物学家艾弗里将加热杀死的肺炎链球菌（S型细菌）的细胞破碎后，依次除去各种杂质，单独观察某种物质对R型细菌的作用。下列相关叙述正确的是( )
A.艾弗里的体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质
B.从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C.实验中利用了酶的专一性，DNA酶的作用是催化水解S型细菌的DNA
D.该实验设置了对照组，对自变量控制运用了“加法原理”
7.在T2噬菌体侵染细菌实验中，将32P标记的脱氧核苷酸添加到培养有大肠杆菌的培养基，再用未被标记的T2噬菌体侵染这些大肠杆菌，最终在T2噬菌体的DNA中能检测到放射性。下列叙述正确的是( )
A.T2噬菌体直接从培养基中获取被标记的脱氧核苷酸用于合成DNA
B.若用35S标记的氨基酸添加到培养有大肠杆菌的培养基中，在T2噬菌体的蛋白质外壳中也能检测到35S
C.将32P标记的脱氧核苷酸添加到培养有肺炎链球菌的培养基中，也能在T2噬菌体的DNA中检测到放射性
D.若用32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合保温，经搅拌离心后上清液放射性强度随保温时间的延长先升后降
8.下列关于探索DNA是主要的遗传物质的实验相关叙述中，正确的是( )
A.有荚膜的S型肺炎链球菌有毒，无荚膜的R型肺炎链球菌无毒，所以荚膜有毒
B.艾弗里的实验证明DNA才是“转化因子”，采用了“减法原理”
C.T2噬菌体侵染细菌实验中，搅拌的目的是使亲代的DNA和蛋白质分离
D.烟草花叶病毒感染烟草的实验，证明了烟草花叶病毒的主要遗传物质是RNA
9.下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是( )
A.格里菲思的实验证明了DNA是遗传物质
B.艾弗里的实验证明DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，采用了“减法原理”
C.在噬菌体侵染细菌的实验“P标记噬菌体组中，搅拌时间长短会对实验结果造成影响
D.在噬菌体侵染细菌的实验”S标记噬菌体组中，发现沉淀物中也有少量放射性，原因是保温时间过长
10.某科研小组在格里菲思实验的基础上利用相同实验材料增加了相关实验，实验过程如图所示，下列叙述正确的是( )
A.活菌甲是S型细菌，活菌乙是R型细菌
B.加热杀死细菌的过程中，其蛋白质与DNA都永久失活
C.从鼠2血液中分离出来的活菌有活菌乙与活菌甲
D.鼠5为存活状态
参考答案
1.答案：D
解析：本题考查肺炎双球菌的转化实验的相关知识。
选项 正误 原因
A √ R型肺炎双球菌无荚膜多糖，无毒，S型肺炎双球菌有荚膜多糖，有毒，故S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B √ 被加热杀死的S型菌的DNA进入R型菌，指导合成自身的DNA和蛋白质
C √ 被加热杀死的S型菌中DNA正常，蛋白质变性失活，功能丧失，其能够进入R型菌中，指导R型菌的生命活动
D × DNA酶催化DNA水解，故将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，得不到S型菌
2.答案：D
解析：A、人体细胞核内和细胞质内的遗传物质都是DNA，A错误;B、真核细胞和原核细胞细胞的遗传物质都是DNA，B错误;C、绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质，C错误;D、病毒只有一种核酸，因此病毒的遗传物质是DNA或RNA，D正确。故选:D。
3.答案：D
解析：A、格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌，但没有具体证明哪一种物质是遗传物质，A错误；
B、艾弗里体外转化实验中利用了减法原理对自变量进行控制，B错误；
C、噬菌体侵染细菌实验中，分别用35S与32P标记噬菌体进行实验，而不是用35S和32P标记同一噬菌体，C错误；
D、噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，由于DNA和蛋白质的组成元素都含有C，不能使用14C标记噬菌体，D正确。
故选D。
4.答案：C
解析：32P标记的是噬菌体的DNA，在侵染过程中DNA进入大肠杆菌，所以理论上放射性应该全部在沉淀物中。但噬菌体的侵染过程并非都是同步的。有的噬菌体在大肠杆菌中增殖后使得细菌裂解，从而将其中带有放射性的噬菌体释放出来；或有的噬菌体还没有侵入大肠杆菌，经过搅拌和离心之后出现在上清液中。故选C。
5.答案：D
解析：
6.答案：C
解析：艾弗里的“肺炎链球菌体外转化实验”证明了DNA是遗传物质，A错误；艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌，S型细菌导致小鼠死亡，B错误；酶具有专一性，用DNA酶处理的目的是催化水解S型细菌的DNA，C正确；实验依次除去各种杂质，运用了“减法原理”，可得出“肺炎链球菌转化因子的化学本质是DNA”的结论，D错误。
7.答案：B
解析：将⊙标记的脱氧核苷酸添加到大肠杆菌的培养基后，被标记的脱氧核苷酸首先被大肠杆菌吸收，可用于合成大肠杆菌的DNA，T2噬菌体侵染大肠杆菌后，用大肠杆菌细胞内的脱氧核苷酸作为原料合成噬菌体的DNA，噬菌体不能直接从培养基中获取被标记的脱氧核苷酸，A错误；若用35S标记的氨基酸添加到培养基中，这些氨基酸会被大肠杆菌吸收入细胞内，并被侵染的T2噬菌体利用其作为原料合成噬菌体的蛋白质外壳，因此在T2噬菌体的蛋白质外壳中能检测到35S，B正确；T2噬菌体专一性寄生于大肠杆菌，不能寄生于肺炎链球菌，故若用将32P标记的脱氧核苷酸添加到培养肺炎链球菌的培养基中，在T2噬菌体的DNA中检测不到放射性，C错误；如果32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合保温，经搅拌离心后，测定上清液放射性强度，噬菌体未进入细菌之前，上清液的放射性较高，随着保温时间的延长，带有放射性标记的噬菌体侵染细菌完成，则上清液中的放射性强度逐渐下降，而后随着保温时间的继续延长，子代噬菌体释放出来上清液的放射性强度再度上升，因此该过程中上清液的放射性强度随保温时间发生的变化是先降后升，D错误。
8.答案：B
解析：A、有荚膜的S型肺炎链球菌侵染生物体后，荚膜起到保护作用，使S菌不易被生物体的免疫细胞识别和清除，荚膜本身无毒，A错误;B、艾弗里的实验证明DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，其通过逐渐加入不同的酶排除各种物质的作用，采用了“减法原理”，B正确;C、T噬菌体感侵染细菌后，搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的大肠杆菌分开，C错误;D、烟草花叶病毒感染烟草实验说明烟草花叶病的遗传物质是RNA，不能说明烟草花叶病毒的主要遗传物质是RNA，D错误。故选B。
9.答案：B
解析：格里菲思的实验证明了S型细菌中含有转化因子，可以使R型活菌转化成S型活菌，没有证明DNA是遗传物质，故A错误；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，利用了“减法原理”，故B正确；在噬菌体侵染细菌的实验32P标记噬菌体组中，放射性应该存在于沉淀物中，上清液中出现放射性的原因主要是保温时间过短或过长，搅拌时间长短不会对实验结果造成影响，故C错误；在噬菌体侵染细菌的实验35S标记噬菌体组中，发现沉淀物中也有少量放射性，原因是搅拌不充分，未能使大肠杆菌和噬菌体分离，故D错误。
10.答案：C
解析：A、R型菌无毒不会导致小鼠死亡，S型菌有毒会导致小鼠死亡，且S型菌的DNA会使R型菌转化为S型菌。因此图中活菌甲为R型细菌，菌乙为S型细菌,A错误;B、加热杀死细菌的过程中，其蛋白质会永久失活，但DNA不会失活，B错误;C、加热致死乙菌(S型菌)的DNA使少数活菌甲(R型菌)发生转化成为S型菌，大多数R型菌未转化，故从鼠2血液中分离出来的活菌有S型菌和R型菌，C正确;D、乙为S型细菌，与加热杀死的甲菌混合注射到鼠5体内，由于S型菌会繁殖，会使小鼠死亡，因此鼠5会死亡，D错误。故选C。

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