[學(xué)生用書P40]
一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．肺炎鏈球菌的特點(diǎn)
2．體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——格里菲思的實(shí)驗(yàn)
(1)原理：S型細(xì)菌可使小鼠患病死亡。
(2)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象
(3)結(jié)論：已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。
3．體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)——艾弗里的實(shí)驗(yàn)
(1)原理：在S型細(xì)菌提取物中，只有加入DNA酶時(shí)與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，最終只有R型細(xì)菌。
(2)實(shí)驗(yàn)過程
(3)結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
1．T2噬菌體的結(jié)構(gòu)
2．T2噬菌體的代謝與增殖
(1)代謝：能寄生在大腸桿菌體內(nèi)，不能獨(dú)立地進(jìn)行新陳代謝。
(2)增殖：在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分。
3．實(shí)驗(yàn)過程
4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論
三、DNA是主要的遺傳物質(zhì)
1．不同生物的遺傳物質(zhì)
2．因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
(1)格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)直接證明了DNA是“轉(zhuǎn)化因子”。(×)
(2)在艾弗里的實(shí)驗(yàn)中，DNA酶將S型細(xì)菌的DNA分解為脫氧核苷酸，因此不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。(√)
(3)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化成功的關(guān)鍵是R型活細(xì)菌＋S型細(xì)菌的DNA。(√)
(4)噬菌體能利用宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸。(×)
(5)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中。(√)
(6)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是細(xì)菌的遺傳物質(zhì)。(×)
知識(shí)點(diǎn)一 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)[學(xué)生用書P41]
1．對“轉(zhuǎn)化”的理解
(1)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使R型細(xì)菌細(xì)胞獲得了新的遺傳物質(zhì)。
(2)發(fā)生轉(zhuǎn)化的只是少部分R型細(xì)菌。由于受到DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、R型細(xì)菌的狀態(tài)等因素的影響，并不是所有的R型細(xì)菌都轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，只是少部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。
2．肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的對照設(shè)計(jì)
(1)在格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，用S型活細(xì)菌注射小鼠與用R型活細(xì)菌注射小鼠形成對照；加熱致死的S型細(xì)菌單獨(dú)注射小鼠與加熱致死的S型細(xì)菌和R型活細(xì)菌混合后注射小鼠形成對照。
(2)艾弗里利用酶的專一性特點(diǎn)，利用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶分別處理S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物，特異性地去除其中的蛋白質(zhì)、RNA、酯類和DNA，然后分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，形成對照。
3．格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)一)與艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)二)的三個(gè)“不同”
4．自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”
在對照實(shí)驗(yàn)中，控制自變量可以采用“加法原理”或“減法原理”。
(1)與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。例如，在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”的實(shí)驗(yàn)中，與對照組相比，實(shí)驗(yàn)組分別作加溫、滴加FeCl3溶液、滴加肝臟研磨液的處理，就利用了“加法原理”。
(2)與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。例如，在艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，就利用了“減法原理”。
發(fā)展素養(yǎng)
1．如果把S型細(xì)菌的DNA提取出來后，直接注射到小鼠體內(nèi)，能否從小鼠體內(nèi)分離得到S型細(xì)菌？(科學(xué)思維)
提示：不能，因?yàn)镾型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的前提是S型細(xì)菌的DNA能與R型細(xì)菌的DNA發(fā)生重組，直接將S型細(xì)菌的DNA注入小鼠體內(nèi)，DNA分子會(huì)被小鼠體內(nèi)的DNA酶分解而失去作用，如果小鼠體內(nèi)沒有R型細(xì)菌，也無法轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。
2．請分析艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。(科學(xué)探究)
提示：利用酶的專一性特點(diǎn)，特異性地去除其中的蛋白質(zhì)、RNA、酯類和DNA，然后分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，觀察它們的作用。
1．下圖是格里菲思實(shí)驗(yàn)部分示意圖，下列有關(guān)說法正確的是( )
A．兩組實(shí)驗(yàn)對照，證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
B．第一組小鼠不死亡，是因?yàn)榉窝祖溓蚓腄NA和蛋白質(zhì)均已變性
C．第二組小鼠死亡，說明有R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌，進(jìn)一步說明S型細(xì)菌中存在轉(zhuǎn)化因子
D．從第二組死亡小鼠體內(nèi)分離出的肺炎鏈球菌在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，都會(huì)產(chǎn)生光滑菌落
解析：選C。兩組實(shí)驗(yàn)無法證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，A錯(cuò)誤；S型細(xì)菌有致病性，第一組實(shí)驗(yàn)中，將加熱致死的S型細(xì)菌注入小鼠，小鼠不死亡，說明加熱后S型細(xì)菌失去活性，不能說明肺炎鏈球菌的DNA和蛋白質(zhì)均已變性，B錯(cuò)誤；只有S型細(xì)菌有致病性，會(huì)導(dǎo)致小鼠死亡，第二組小鼠死亡，說明有R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌，進(jìn)一步說明S型細(xì)菌中存在轉(zhuǎn)化因子，C正確；從第二組死亡小鼠體內(nèi)分離出的肺炎鏈球菌在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，會(huì)產(chǎn)生R型細(xì)菌和S型細(xì)菌兩種細(xì)菌，故產(chǎn)生的菌落不一定都是光滑菌落，D錯(cuò)誤。
2．艾弗里及其同事用R型和S型肺炎鏈球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如下表所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.①～④均會(huì)出現(xiàn)S型活細(xì)菌
B．②③④⑤利用了酶的專一性
C．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循了單一變量原則
D．通過本實(shí)驗(yàn)說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
解析：選D。①～④的S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物中均含有DNA，與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)后會(huì)出現(xiàn)S型活細(xì)菌，A正確；本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用了自變量控制中的“減法原理”，利用了酶的專一性，特異性地去除了S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物中的蛋白質(zhì)、RNA、酯類、DNA等成分，嚴(yán)格遵循了單一變量原則，B、C正確；本實(shí)驗(yàn)只能說明DNA是遺傳物質(zhì)，而不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。
知識(shí)點(diǎn)二 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)[學(xué)生用書P42]
1．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中上清液和沉淀物中的放射性分析
(1)含32P的噬菌體侵染大腸桿菌
(2)含35S的噬菌體侵染大腸桿菌
2．肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較
(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的比較
(2)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)遵循相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則：單一變量原則、對照原則。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論(或目的)的比較
①肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
②噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。
發(fā)展素養(yǎng)
1．在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程中，攪拌、離心的目的是什么？上清液和沉淀物中分別含有什么成分？(生命觀念)
提示：攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌表面上的噬菌體與細(xì)菌分離；離心的目的是使被感染的大腸桿菌與大腸桿菌外的噬菌體顆粒分開。由于噬菌體顆粒較輕，離心后進(jìn)入上清液，被感染的大腸桿菌進(jìn)入沉淀物。
2．在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，攪拌時(shí)間足夠長，細(xì)胞外的32P含量也有約為30%，原因可能是什么？(科學(xué)思維)
提示：有部分標(biāo)記的噬菌體還沒有侵染大腸桿菌。
1．(2020·湖南張家界高一期中)赫爾希通過T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)包括5個(gè)步驟：
①T2噬菌體侵染有35S、32P標(biāo)記的大腸桿菌
②含35S、32P標(biāo)記的T2噬菌體分別侵染未標(biāo)記的大腸桿菌
③培養(yǎng)具有35S、32P標(biāo)記的大腸桿菌
④攪拌后離心
⑤放射性檢測
實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序應(yīng)該是( )
A．①②③④⑤ B．②①④③⑤
C．③①②④⑤ D．④②①⑤③
解析：選C。T2噬菌體是病毒，不能獨(dú)立代謝，只能寄生在宿主細(xì)胞中，因此標(biāo)記T2噬菌體時(shí)應(yīng)先標(biāo)記大腸桿菌。T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟：培養(yǎng)具有35S、32P標(biāo)記的大腸桿菌→T2噬菌體侵染有35S、32P標(biāo)記的大腸桿菌→用含35S、32P標(biāo)記的T2噬菌體分別侵染未標(biāo)記的大腸桿菌→攪拌后離心→檢測上清液和沉淀物中的放射性。所以實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序?yàn)棰邰佗冖堍荨?br>2．某研究人員模仿赫爾希和蔡斯進(jìn)行“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)過程如下：①用X標(biāo)記T2噬菌體→②侵染大腸桿菌→③操作Y→④檢測到沉淀物中有很高的放射性。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )
A．①中的X代表32P，標(biāo)記T2噬菌體前需先標(biāo)記大腸桿菌
B．③中的Y代表攪拌、離心，目的是使吸附在大腸桿菌上的T2噬菌體與大腸桿菌分離
C．②步驟需經(jīng)過長時(shí)間保溫，④的檢測結(jié)果才真實(shí)可靠
D．將大腸桿菌換成肺炎鏈球菌不會(huì)得到④的檢測結(jié)果
解析：選C。在沉淀物中有很高的放射性，說明①中標(biāo)記的是DNA，噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記DNA，由于T2噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)，所以需先標(biāo)記大腸桿菌，A正確；為了使吸附在大腸桿菌上的T2噬菌體與大腸桿菌分離，需要進(jìn)行攪拌、離心，B正確；②步驟中長時(shí)間保溫會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞裂解，釋放出子代T2噬菌體，造成④的檢測結(jié)果不可靠，C錯(cuò)誤；T2噬菌體是專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，不侵染肺炎鏈球菌，故將大腸桿菌換成肺炎鏈球菌不會(huì)得到④的檢測結(jié)果，D正確。
[隨堂檢測][學(xué)生用書P43]
1．肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子是( )
A．莢膜多糖
B．蛋白質(zhì)
C．R型細(xì)菌的DNA
D．S型細(xì)菌的DNA
解析：選D。肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌的DNA。
2．下圖表示肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)說法正確的是( )
注：“”表示S型活細(xì)菌；“”表示R型活細(xì)菌；“”表示加熱處理，使S型活細(xì)菌死亡。
A．該實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是艾弗里實(shí)驗(yàn)
B．從d中死亡小鼠中提取的S型細(xì)菌可能是R型細(xì)菌自身變化而來
C．從d中死亡小鼠中提取的S型細(xì)菌可能是死亡的S型細(xì)菌“死而復(fù)生”
D．該實(shí)驗(yàn)證明加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
解析：選D。該實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是格里菲思實(shí)驗(yàn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；b實(shí)驗(yàn)否定了從死亡小鼠中提取的S型細(xì)菌是R型細(xì)菌自身變化而來的可能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；c實(shí)驗(yàn)否定了從死亡小鼠中提取的S型細(xì)菌是死亡的S型細(xì)菌“死而復(fù)生”的可能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)證明加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，D項(xiàng)正確。
3．(2020·北京延慶高一期末)下圖表示肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．DNA酶的作用是水解S型細(xì)菌的DNA
B．結(jié)果1中S型肺炎鏈球菌占絕大多數(shù)
C．該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)
D．結(jié)果2中全部為R型肺炎鏈球菌
解析：選B。DNA酶可以水解DNA，A正確；結(jié)果1中少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，S型肺炎鏈球菌占少數(shù)，B錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，C正確；結(jié)果2中全部為R型肺炎鏈球菌，D正確。
4．(2020·山東濟(jì)寧高一檢測)在探索遺傳物質(zhì)的過程中，赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A．用32P、35S標(biāo)記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)
B．該實(shí)驗(yàn)的步驟是標(biāo)記、培養(yǎng)、離心、攪拌、檢測
C．用含有充足有機(jī)物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體
D．該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)
解析：選D。應(yīng)該用32P、35S分別標(biāo)記兩組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，然后分別做侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的步驟中，應(yīng)該是攪拌后再離心，B項(xiàng)錯(cuò)誤；病毒必須依賴活細(xì)胞生存，T2噬菌體的培養(yǎng)需要用活的大腸桿菌，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論為DNA是遺傳物質(zhì)，D項(xiàng)正確。
5．某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯做了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)分析正確的是( )
A．35S標(biāo)記的是DNA
B．圖示實(shí)驗(yàn)過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)
C．上清液a中放射性很低，沉淀物b中放射性很高
D．沉淀物b中含放射性的高低，與②過程中的攪拌程度無關(guān)
解析：選B。35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，A錯(cuò)誤；由于蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入大腸桿菌，沒有標(biāo)記DNA，所以不能證明DNA是遺傳物質(zhì)，B正確；35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，T2噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，蛋白質(zhì)外殼留在大腸桿菌外面，經(jīng)攪拌后與大腸桿菌分開，所以上清液a中放射性很高，沉淀物b中放射性很低，C錯(cuò)誤；②過程中攪拌的目的是將蛋白質(zhì)外殼和大腸桿菌分開，若攪拌不充分，則會(huì)導(dǎo)致部分吸附在大腸桿菌上的蛋白質(zhì)外殼隨大腸桿菌離心到沉淀物中，使沉淀物中放射性偏高，D錯(cuò)誤。
6．(2020·濟(jì)南高一檢測)下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說法，正確的是( )
A．真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA
B．原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA
C．細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)是RNA
D．甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA
解析：選A。細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，無論是真核生物還是原核生物，A正確，B錯(cuò)誤；凡是有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，無論是細(xì)胞核中還是細(xì)胞質(zhì)中，遺傳物質(zhì)都是DNA，C錯(cuò)誤；流感病毒是RNA病毒，遺傳物質(zhì)是RNA，D錯(cuò)誤。
7．請寫出下列與探索遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分別對應(yīng)的結(jié)論。
答案：轉(zhuǎn)化因子 穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) DNA是遺傳物質(zhì) RNA是遺傳物質(zhì) DNA是遺傳物質(zhì) 主要的遺傳物質(zhì)
[課時(shí)作業(yè)][學(xué)生用書P119(單獨(dú)成冊)]
【A級 合格性考試】
1．(2020·菏澤高一檢測)在肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將R型活細(xì)菌與加熱致死的S型細(xì)菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，下列能在死亡小鼠體內(nèi)出現(xiàn)的細(xì)菌類型有( )
①有致病性的R型活細(xì)菌
②無致病性的R型活細(xì)菌
③有致病性的S型活細(xì)菌
④無致病性的S型活細(xì)菌
A．①④ B．②③
C．③ D．①③
答案：B
2．某研究人員模擬肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：
①S型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射到小鼠體內(nèi)
②R型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入S型細(xì)菌→注射到小鼠體內(nèi)
③R型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細(xì)菌的DNA→注射到小鼠體內(nèi)
④S型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細(xì)菌的DNA→注射到小鼠體內(nèi)
以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠存活的情況依次是( )
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
解析：選D。對4個(gè)實(shí)驗(yàn)的分析如下：①中DNA酶能將S型細(xì)菌的DNA水解為脫氧核苷酸，脫氧核苷酸不能引起R型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化，無S型細(xì)菌的形成，小鼠存活；②中DNA酶能水解R型細(xì)菌的DNA，但小鼠體內(nèi)注入了有致病性的S型細(xì)菌，小鼠死亡；③中高溫處理之后，R型細(xì)菌已經(jīng)死亡，且DNA酶已經(jīng)失活，注入小鼠體內(nèi)的S型細(xì)菌的DNA不能引起轉(zhuǎn)化，小鼠體內(nèi)沒有活的S型細(xì)菌，小鼠存活；④中最終注入小鼠體內(nèi)的是死亡的S型細(xì)菌和R型細(xì)菌的DNA，小鼠存活。
3．下列關(guān)于肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的說法，錯(cuò)誤的是( )
A．二者所用的材料相同，都是R型和S型兩種肺炎鏈球菌
B．兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則
C．二者均把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)處理并觀察它們各自的作用
D．體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的
解析：選C。二者所用的材料相同，都是R型和S型兩種肺炎鏈球菌，A正確；兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則，B正確；肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)沒有把DNA和蛋白質(zhì)分開，C錯(cuò)誤；體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，D正確。
4．在對照實(shí)驗(yàn)中，控制自變量可以采用“加法原理”或“減法原理”。下列實(shí)驗(yàn)中，采用“加法原理”的是( )
A．驗(yàn)證過氧化氫酶可加快過氧化氫分解
B．驗(yàn)證Mg是植物的必需元素
C．驗(yàn)證光是光合作用的條件
D．艾弗里的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
答案：A
5．在“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”中，可通過某操作實(shí)現(xiàn)下圖所示變化。該操作是( )
A．用放射性同位素標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)或DNA
B．將放射性同位素標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合
C．將噬菌體與細(xì)菌混合液置于攪拌器中攪拌
D．離心并檢測上清液和沉淀物中的放射性
解析：選C。圖中所示噬菌體外殼與細(xì)菌分離，這應(yīng)該是通過攪拌實(shí)現(xiàn)的。
6．(2020·合肥高一檢測)噬菌體體內(nèi)的S用35S標(biāo)記，P用32P標(biāo)記，細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)含32S，DNA含31P，用該噬菌體去侵染細(xì)菌后，產(chǎn)生了許多子代噬菌體，那么在子代噬菌體中S和P的分布規(guī)律是( )
A．外殼中有35S和32S，DNA內(nèi)只含有32P
B．外殼中只有32S，DNA內(nèi)只含有32P
C．外殼中有35S和32S，DNA內(nèi)含有32P和31P
D．外殼中只有32S，DNA內(nèi)都含有31P
解析：選D。由于噬菌體侵染細(xì)菌過程中，蛋白質(zhì)外殼不進(jìn)入細(xì)菌，所以子代噬菌體外殼沒有35S，只有32S，A、C不符合題意；DNA進(jìn)入細(xì)菌，利用31P標(biāo)記的脫氧核苷酸合成子代DNA，新的DNA內(nèi)有的既含有32P又含有31P，有的只含有31P，因此子代噬菌體DNA內(nèi)都含有31P，B不符合題意，D符合題意。
7．赫爾希和蔡斯于1952年所做的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì)。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因之一是噬菌體( )
A．侵染大腸桿菌后會(huì)裂解寄主細(xì)胞
B．只將其DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中
C．DNA可用15N放射性同位素標(biāo)記
D．蛋白質(zhì)可用32P放射性同位素標(biāo)記
解析：選B。噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)把DNA注入大腸桿菌中，而蛋白質(zhì)外殼留在外面，這一特性將蛋白質(zhì)和DNA分離開，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更科學(xué)、更準(zhǔn)確，B符合題意。
8．下圖是某種高等植物的病原體的遺傳過程實(shí)驗(yàn)，下列對這種病原體的敘述，正確的是( )
A．寄生于細(xì)胞內(nèi)，通過RNA遺傳
B．可單獨(dú)生存，通過蛋白質(zhì)遺傳
C．寄生于細(xì)胞內(nèi)，通過蛋白質(zhì)遺傳
D．可單獨(dú)生存，通過RNA遺傳
解析：選A。據(jù)題圖可知，這種病原體由RNA和蛋白質(zhì)組成，分別用其RNA和蛋白質(zhì)給植物接種，發(fā)現(xiàn)只有接種病原體的RNA的植物得病，說明該病原體的遺傳物質(zhì)為RNA，該病原體為RNA病毒；病毒必須寄生在活細(xì)胞內(nèi)，不能單獨(dú)生存。
9．DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指( )
A．遺傳物質(zhì)的主要載體是染色體
B．絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA
C．DNA大部分在染色體上
D．染色體在遺傳上起主要作用
解析：選B。一切有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，體內(nèi)既含有DNA又含有RNA，但遺傳物質(zhì)是DNA。DNA病毒也以DNA作為遺傳物質(zhì)，只含RNA的病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)。絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)，B符合題意。
10．肺炎鏈球菌能引起人和小鼠患肺炎，小鼠并患敗血癥死亡。已知其有許多不同菌株，但只有光滑型(S)菌株能引起疾病。這些有致病性的菌株的細(xì)胞外面有多糖類的膠狀莢膜保護(hù)，使它們不被宿主的正常防御機(jī)構(gòu)破壞。下列是1928年格里菲思所做的實(shí)驗(yàn)，據(jù)圖回答下列問題：
(1)從D組實(shí)驗(yàn)中的小鼠體內(nèi)可分離出______________________________。
(2)為了解釋上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，科學(xué)家從S型細(xì)菌中提取DNA、蛋白質(zhì)和多糖等成分，分別與R型細(xì)菌一起培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
①S型細(xì)菌的DNA與R型細(xì)菌混合，將混合物注入小鼠體內(nèi)，可使小鼠致死，這說明________________________________________________________。
②S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)或多糖與R型活菌混合并注入小鼠體內(nèi)，小鼠________，小鼠體內(nèi)只能分離出________。
(3)如果將DNA酶注入活的S型細(xì)菌中，再將這樣的S型細(xì)菌與R型活菌混合，混合物不使小鼠致死，原因是__________________________________。
(4)上述轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)直接證明了___________________________________。
解析：(1)D組實(shí)驗(yàn)小鼠患病死亡，體內(nèi)一部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，而另一部分R型細(xì)菌沒有被轉(zhuǎn)化，仍大量增殖。(2)①S型細(xì)菌的DNA與R型活細(xì)菌混合，會(huì)使后者轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌；②蛋白質(zhì)、多糖等其他成分不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。(3)DNA酶會(huì)將S型細(xì)菌的DNA水解，水解的產(chǎn)物不會(huì)引起R型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化。(4)因?yàn)橹挥蠨NA會(huì)引起R型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化，所以可以證明DNA是遺傳物質(zhì)。
答案：(1)活的S型細(xì)菌和R型細(xì)菌
(2)①S型細(xì)菌的DNA可使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
②不致死 R型細(xì)菌
(3)DNA被DNA酶分解
(4)DNA是遺傳物質(zhì)
【B級 等級性考試】
11．下列有關(guān)遺傳物質(zhì)發(fā)現(xiàn)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)未能說明遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)
B．格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中對DNA和蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)行了分離
C．赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)的巧妙之處是以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料并運(yùn)用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)
D．艾弗里等人的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)
解析：選B。格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌中有一種轉(zhuǎn)化因子能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，未能說明遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是DNA，A正確；格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中沒有對DNA和蛋白質(zhì)等物質(zhì)進(jìn)行分離，B錯(cuò)誤；T2噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)只有DNA進(jìn)入大腸桿菌，這樣可以將DNA和蛋白質(zhì)徹底分開，而用放射性同位素分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特征元素，便于放射性分布的檢測，因此赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)的巧妙之處在于使用T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料并運(yùn)用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，C正確；艾弗里等人的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，D正確。
12．在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述，正確的是( )
A．T2噬菌體也可以在肺炎鏈球菌中復(fù)制和增殖
B．T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成蛋白質(zhì)
C．培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中
D．人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型相同
解析：選C。T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，不能侵染肺炎鏈球菌，A錯(cuò)誤；病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立生活，T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)不可以合成蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；T2噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，其DNA進(jìn)入大腸桿菌，以大腸桿菌的核苷酸為原料，合成子代噬菌體的DNA，而核苷酸中含有P，則培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人體免疫缺陷病毒為RNA病毒，T2噬菌體為DNA病毒，二者所含核酸類型不同，D錯(cuò)誤。
13．下圖為科研工作者所做的“肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的步驟，下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．該實(shí)驗(yàn)證明起轉(zhuǎn)化作用的物質(zhì)是DNA
B．1、2、3組為該實(shí)驗(yàn)的對照組
C．第4組中加熱致死的S型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了R型細(xì)菌
D．該實(shí)驗(yàn)證明滅活的S型細(xì)菌可以復(fù)活
解析：選B。加熱致死的S型細(xì)菌的各種成分都存在，故不能確定是哪種成分或結(jié)構(gòu)使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)中，4組為實(shí)驗(yàn)組，1、2、3組為對照組，B項(xiàng)正確；加熱致死的S型細(xì)菌能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，C項(xiàng)錯(cuò)誤；比較3、4兩組，可看出S型細(xì)菌并非復(fù)活，而是S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子，能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
14．繼發(fā)現(xiàn)DNA是生物體的遺傳物質(zhì)之后，科學(xué)家們又將目光轉(zhuǎn)向部分不含DNA的RNA病毒，煙草花葉病毒(TMV)就是其中的一種，它能使煙草葉片出現(xiàn)花葉病斑。下圖所示為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)過程，據(jù)圖分析并回答下列問題：
(1)圖中X溶液通常用水和苯酚配制而成，其目的是__________________________。
(2)據(jù)所學(xué)知識(shí)推斷，物質(zhì)甲和乙分別是__________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，可從圖中所示的________組中分離出完整的TMV病毒。
解析：(1)利用水和苯酚配制而成的X溶液的目的是將TMV的RNA和蛋白質(zhì)分離，獲得TMV的RNA和蛋白質(zhì)。(2)能感染正常煙草使之出現(xiàn)相應(yīng)的病斑的是TMV的RNA，所以題圖中甲為TMV的RNA，乙為TMV的蛋白質(zhì)。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，能分離得到完整的TMV的有甲、丙兩組，因?yàn)橹挥羞@兩組感染了病斑。
答案：(1)將病毒的RNA和蛋白質(zhì)分離 (2)病毒的RNA、蛋白質(zhì) (3)甲和丙
15．1952年，赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過程中的功能，請回答下列有關(guān)問題：
(1)通過_________________________________________________________的方法分別獲得被32P和35S標(biāo)記的噬菌體，用標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，從而追蹤在侵染過程中____________的變化。
(2)侵染一段時(shí)間后，用攪拌器攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中的放射性，得到如下圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。攪拌的目的是______________________________，所以攪拌時(shí)間少于1 min時(shí)，上清液中的放射性________。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)攪拌時(shí)間足夠長時(shí)，上清液中的35S和32P 分別占初始標(biāo)記噬菌體放射性的80%和30%，證明_________________________。圖中“被侵染的細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明________________________，否則細(xì)胞外____________的放射性會(huì)增高。
(3)本實(shí)驗(yàn)證明在噬菌體傳遞和復(fù)制遺傳特性時(shí)____________起著重要作用。
解析：(1)噬菌體是病毒，病毒離開活細(xì)胞不能繁殖，所以要標(biāo)記噬菌體首先應(yīng)用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再讓噬菌體分別侵染標(biāo)記32P和35S的大腸桿菌，即可達(dá)到標(biāo)記噬菌體的目的，進(jìn)而追蹤在其侵染過程中DNA和蛋白質(zhì)的位置的變化。(2)噬菌體侵染大腸桿菌的時(shí)間要適宜，時(shí)間過長，子代噬菌體從大腸桿菌體內(nèi)釋放出來，會(huì)使細(xì)胞外32P的含量增高。題圖中被侵染的細(xì)菌的存活率始終保持在100%，說明細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來。細(xì)胞外的35S的含量只有80%，原因是在攪拌時(shí)侵染細(xì)菌的噬菌體外殼沒有全部分離；細(xì)胞外的32P的含量是30%，原因是有部分標(biāo)記的噬菌體還沒有侵染細(xì)菌。(3)該實(shí)驗(yàn)證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。
答案：(1)用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標(biāo)記的大腸桿菌 DNA和蛋白質(zhì)的位置 (2)使噬菌體和細(xì)菌分離 較低 DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌 細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來 32P (3)DNA課標(biāo)要求
核心素養(yǎng)
概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。
1.生命觀念：認(rèn)同DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
2.科學(xué)思維：通過分析與綜合，理解轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)與侵染實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)原理。
3.科學(xué)探究：嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探索生物的遺傳物質(zhì)。
種類
項(xiàng)目
S型細(xì)菌
R型細(xì)菌
菌落
表面光滑
表面粗糙
菌體
致病性
有
無
親代噬菌體
寄主細(xì)胞內(nèi)
子代噬菌體
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
32P標(biāo)記的DNA
有
有
DNA是
遺傳物質(zhì)
35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)
無
無
項(xiàng)目
細(xì)胞生物
非細(xì)胞生物
真核生物
原核生物
多數(shù)病毒
少數(shù)病毒
核酸種類
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
遺傳物質(zhì)
DNA
DNA
DNA
RNA
實(shí)驗(yàn)組號(hào)
接種菌型
加入物質(zhì)
①
R型
S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物
－
②
R型
蛋白酶
③
R型
RNA酶
④
R型
酯酶
⑤
R型
DNA酶
項(xiàng)目
肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
思路相同
設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，或特異性地去除某一物質(zhì)，單獨(dú)地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能
處理方式
的區(qū)別
利用“減法原理”：每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)
放射性同位素標(biāo)記技術(shù)：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素(32P和35S)
核心知識(shí)小結(jié)
[要點(diǎn)回眸]
[規(guī)范答題]
1.S型肺炎鏈球菌有莢膜，有致病性；R型肺炎鏈球菌無莢膜，無致病性。
2.在肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，只有S型細(xì)菌的DNA才能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，即轉(zhuǎn)化因子是DNA。
3. T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成，S存在于蛋白質(zhì)中，P幾乎全部存在于DNA中。
4.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。
5. 煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。
6.因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

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第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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