人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》第3章基因的本質(zhì)第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)優(yōu)質(zhì)導(dǎo)學(xué)案及答案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.闡述格里菲思、艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程。2.闡述噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的方法和過程。3.理解DNA是主要遺傳物質(zhì)的結(jié)論。
一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．對遺傳物質(zhì)的早期推測
(1)主導(dǎo)觀點(diǎn)
①觀點(diǎn)：蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。
②理由：氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)含著遺傳信息。
(2)對DNA的認(rèn)識
①DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸的化學(xué)組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖。
②組成DNA的脫氧核苷酸有4種，每一種有一個(gè)特定的堿基。
③對DNA的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解。
2．肺炎鏈球菌的類型
3.格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
4.艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果
(2)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)。
(3)“加法原理”和“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：“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)。
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：艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。
判斷正誤
(1)將加熱致死的S型細(xì)菌和R型活細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠尸體中提取到的肺炎鏈球菌全部是S型活細(xì)菌( )
(2)艾弗里的實(shí)驗(yàn)證明S型肺炎鏈球菌的DNA可以使小鼠死亡( )
(3)格里菲思和艾弗里分別用不同的方法證明DNA是遺傳物質(zhì)( )
答案 (1)× (2)× (3)×
解析 (1)此實(shí)驗(yàn)中，從小鼠尸體中提取到的肺炎鏈球菌包括R型活細(xì)菌和S型活細(xì)菌。
(2)艾弗里的實(shí)驗(yàn)證明S型肺炎鏈球菌的DNA可以使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。
(3)格里菲思未證明DNA是遺傳物質(zhì)。
任務(wù)一：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(1)對比第一、第二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明了什么？
提示 R型活細(xì)菌不會使小鼠死亡，而S型活細(xì)菌可使小鼠死亡。
(2)對比第二、第三組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明了什么？
提示加熱致死的S型細(xì)菌不能使小鼠死亡。
(3)第四組小鼠為什么會死亡？體內(nèi)分離出的S型細(xì)菌來自哪里？
提示加熱致死的S型細(xì)菌含有轉(zhuǎn)化因子，促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌，使小鼠死亡。體內(nèi)分離出的S型細(xì)菌由R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化而來。
(4)這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的S型活細(xì)菌的后代也是有致病性的S型細(xì)菌，這說明什么？
提示說明轉(zhuǎn)化的性狀可以遺傳。
2．艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(1)概述該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。
提示用酶解法分別去除細(xì)胞提取物中各種成分后，觀察能否將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化。
(2)第一組將加熱致死的S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是培養(yǎng)皿中長出了S型活細(xì)菌。這說明什么？
提示說明S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物中含有轉(zhuǎn)化因子。
(3)實(shí)驗(yàn)中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
提示分別除去S型細(xì)菌細(xì)胞提取物中的蛋白質(zhì)、RNA和酯類物質(zhì)，以明確這些物質(zhì)是不是轉(zhuǎn)化因子。
(4)第一至第四組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為什么既有R型細(xì)菌，又有S型細(xì)菌？
提示 S型細(xì)菌中的轉(zhuǎn)化因子只能使部分R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。
(5)第五組用DNA酶處理S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物之后再與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，為什么培養(yǎng)皿中只有R型細(xì)菌？
提示 DNA酶能水解DNA，從而破壞了DNA分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使其喪失轉(zhuǎn)化功能。
(6)據(jù)此分析艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？
提示 DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
1．易錯(cuò)歸納
(1)轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組，從而使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。
(2)一般情況下，轉(zhuǎn)化率很低，只有極少數(shù)R型細(xì)菌被S型細(xì)菌的DNA侵入并發(fā)生轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)基中(或小鼠體內(nèi))的大量S型細(xì)菌大多是由轉(zhuǎn)化后的S型細(xì)菌繁殖而來的。
2．加熱的作用原理
(1)加熱會使蛋白質(zhì)變性失活，這種失活是不可逆的。由于蛋白質(zhì)失活，酶等生命體系失去其相應(yīng)功能，細(xì)菌死亡。
(2)加熱時(shí)，DNA的結(jié)構(gòu)也會被破壞，但當(dāng)溫度降低到55 ℃左右時(shí)，DNA的結(jié)構(gòu)會恢復(fù)，進(jìn)而恢復(fù)活性。
1．格里菲思在小鼠身上進(jìn)行了著名的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，錯(cuò)誤的是 ( )
A．說明肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA
B．說明R型活細(xì)菌在一定條件下能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
C．說明R型活細(xì)菌是無毒性的
D．說明加熱致死的S型細(xì)菌是無致病性的
答案 A
解析格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明加熱致死的S型細(xì)菌內(nèi)存在某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，不能證明DNA是遺傳物質(zhì)，A錯(cuò)誤。
2．(2023·北京豐臺區(qū)高一期中)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，能夠使小鼠死亡的是( )
A．S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)＋蛋白酶＋R型細(xì)菌
B．S型細(xì)菌的DNA＋R型細(xì)菌
C．S型細(xì)菌的RNA＋RNA酶＋R型細(xì)菌
D．S型細(xì)菌的DNA＋DNA酶＋R型細(xì)菌
答案 B
解析 S型肺炎鏈球菌有致病性，能夠使小鼠死亡。S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)(或RNA)不是轉(zhuǎn)化因子，故加入蛋白酶(或RNA酶)以后也不會產(chǎn)生影響，故不能將R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌，小鼠不死亡；S型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子，能使R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌，小鼠死亡；S型細(xì)菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后被水解，不能將R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌，小鼠不死亡。
二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
1．實(shí)驗(yàn)者：赫爾希和蔡斯。
2．實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記技術(shù)。
3．實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體和大腸桿菌。
(1)T2噬菌體的模式圖
(2)生活方式：專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)。
(3)增殖特點(diǎn)：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，進(jìn)行大量增殖。當(dāng)噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。
4．實(shí)驗(yàn)過程
(1)用標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，需要短時(shí)間保溫，然后攪拌、離心。
(2)攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。
(3)離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。
5．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
(1)放射性同位素在試管中的分布情況表明：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在細(xì)胞外。
(2)子代噬菌體的標(biāo)記情況表明：子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。
6．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。
判斷正誤
(1)T2噬菌體可感染肺炎鏈球菌導(dǎo)致其裂解( )
(2)為獲得放射性標(biāo)記的T2噬菌體，可分別用含35S和32P的人工培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體( )
(3)細(xì)菌和病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，具有個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡單、繁殖快的優(yōu)點(diǎn)( )
答案 (1)× (2)× (3)√
解析 (1)T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)。
(2)病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立代謝，必須用活細(xì)胞培養(yǎng)，不能用人工培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體。
任務(wù)二：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
1．本實(shí)驗(yàn)采用的是放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，為什么用32P和35S進(jìn)行標(biāo)記？
提示 P是噬菌體DNA特有的元素，S是噬菌體蛋白質(zhì)特有的元素，用32P和35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，可以單獨(dú)地觀察它們各自的作用。
2．能否用14C和3H標(biāo)記噬菌體？能否用32P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體？并說明理由。
提示 (1)不能用14C和3H標(biāo)記噬菌體；因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)都含C和H，因此無法確認(rèn)被標(biāo)記的是何種物質(zhì)。(2)不能用32P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體；因?yàn)槿粲?2P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體，離心后上清液和沉淀物中均會具有放射性，無法判斷噬菌體遺傳物質(zhì)的成分。
3．用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？
提示攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。
4．用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，發(fā)現(xiàn)上清液中放射性也較高，可能是什么原因造成的？
提示 (1)保溫時(shí)間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中。(2)保溫時(shí)間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代，經(jīng)離心后分布于上清液中。
1．T2噬菌體的增殖
(1)合成T2噬菌體DNA的模板：進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)的T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。
(2)合成T2噬菌體DNA的原料：大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸。
(3)合成T2噬菌體蛋白質(zhì)的原料：大腸桿菌提供的氨基酸。場所：大腸桿菌的核糖體。
2．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)——“保溫”與“攪拌”
(1)保溫時(shí)間要合適——若保溫時(shí)間過短或過長會使32P組的上清液中放射性偏高，原因是部分噬菌體未侵染細(xì)菌或子代噬菌體被釋放出來。
(2)“攪拌”要充分——如果攪拌不充分，35S組部分噬菌體與大腸桿菌沒有分離，噬菌體與細(xì)菌共存于沉淀物中，這樣會造成沉淀物中放射性偏高。
3．某校生物研究性學(xué)習(xí)小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，過程如圖所示。下列有關(guān)分析正確的是( )
A．理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性
B．實(shí)驗(yàn)中b含少量放射性與過程①中培養(yǎng)時(shí)間過長或過短有關(guān)
C．實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與過程④中攪拌不充分有關(guān)
D．該實(shí)驗(yàn)證明了RNA是遺傳物質(zhì)
答案 A
解析 35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA。離心后，理論上b和c中不應(yīng)具有放射性，A正確；35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，蛋白質(zhì)外殼留在外面，經(jīng)攪拌后與細(xì)菌分開，所以若b中含有放射性，則說明是攪拌不充分，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與過程③中培養(yǎng)時(shí)間過長或過短有關(guān)，C錯(cuò)誤。
4．用不同標(biāo)記的噬菌體侵染不同標(biāo)記的細(xì)菌，經(jīng)短時(shí)間的保溫培養(yǎng)、充分?jǐn)嚢韬碗x心處理后，下列預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，錯(cuò)誤的是( )
A．用含3H標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的細(xì)菌，上清液和沉淀物中均有放射性
B．用未標(biāo)記的噬菌體侵染14C標(biāo)記的細(xì)菌，上清液和沉淀物中均有放射性
C．用含32P標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌，上清液和沉淀物中可能均有放射性
D．用含35S標(biāo)記的噬菌體侵染32P標(biāo)記的細(xì)菌，上清液和沉淀物中均有放射性
答案 B
解析用未標(biāo)記的噬菌體侵染14C標(biāo)記的細(xì)菌，實(shí)驗(yàn)過程中要求短時(shí)間保溫，子代噬菌體并未裂解釋放，所以上清液中不含放射性，B錯(cuò)誤。
題后歸納使用不同元素標(biāo)記后子代放射性有無的判斷
三、生物的遺傳物質(zhì)
1．RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)
(1)實(shí)驗(yàn)材料：煙草花葉病毒(只含有蛋白質(zhì)和RNA)、煙草。
(2)實(shí)驗(yàn)過程
(3)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。
2．DNA是主要的遺傳物質(zhì)：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA。因此，DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
判斷正誤
(1)真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA( )
(2)原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA( )
(3)細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)是RNA( )
(4)DNA是酵母菌的主要遺傳物質(zhì)( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
1．DNA是主要的遺傳物質(zhì)的理解
(1)細(xì)胞內(nèi)既有DNA，又有RNA，其遺傳物質(zhì)是DNA。
(2)病毒只含有一種核酸：DNA或RNA，含有哪種核酸，該核酸就是該病毒的遺傳物質(zhì)。
(3)DNA是主要的遺傳物質(zhì)是對所有生物來說的，而某種生物的遺傳物質(zhì)是唯一的。
(4)并不是所有的核酸都能作為遺傳物質(zhì)，如細(xì)胞生物中的RNA。
2．遺傳物質(zhì)的探索思路
5．下列關(guān)于生物的遺傳物質(zhì)的說法，正確的是( )
A．同時(shí)含有DNA和RNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNA
B．DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指一種生物的遺傳物質(zhì)主要是DNA
C．真核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA
D．艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)
答案 A
解析 DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，B錯(cuò)誤；真核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，C錯(cuò)誤；艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但沒有證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。
6．煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙葉，但二者引起的病斑不同，如圖甲。將TMV的遺傳物質(zhì)和蛋白質(zhì)分離，并分別感染健康煙葉，結(jié)果如圖乙?？茖W(xué)家將不同病毒的遺傳物質(zhì)與蛋白質(zhì)重新組合形成“雜種病毒”，然后感染健康煙葉，如圖丙。依據(jù)實(shí)驗(yàn)，下列推論正確的是( )
A．圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明病毒的蛋白質(zhì)外殼能感染煙葉
B．圖乙實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明TMV的蛋白質(zhì)外殼能感染煙葉
C．圖丙實(shí)驗(yàn)結(jié)果是煙葉被感染，并且出現(xiàn)b病斑
D．雜種病毒產(chǎn)生的子代具有TMV的蛋白質(zhì)外殼
答案 C
解析圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說明病毒的蛋白質(zhì)外殼能感染煙葉，A錯(cuò)誤；圖乙過程中用TMV的蛋白質(zhì)外殼感染煙葉，煙葉沒有出現(xiàn)病斑，說明TMV的蛋白質(zhì)外殼不能感染煙葉，B錯(cuò)誤；雜種病毒中含有HRV的遺傳物質(zhì)，故其產(chǎn)生的子代為HRV，具有HRV的蛋白質(zhì)外殼，D錯(cuò)誤。

題組一肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．(2023·河北唐山高一期末)關(guān)于格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列敘述不正確的是( )
A．S型肺炎鏈球菌的菌落是光滑的，R型肺炎鏈球菌的菌落是粗糙的
B．加熱致死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合注入小鼠體內(nèi)，小鼠會患敗血癥死亡
C．該實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌的DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
D．從病死小鼠中能分離得到S型細(xì)菌和R型細(xì)菌
答案 C
解析加熱致死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合注入小鼠體內(nèi)，某種“轉(zhuǎn)化因子”能使少部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，小鼠患敗血癥死亡，從病死小鼠中能分離得到S型細(xì)菌和R型細(xì)菌，B、D正確；該實(shí)驗(yàn)證明S型細(xì)菌體內(nèi)存在某種“轉(zhuǎn)化因子”能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，但沒有證明S型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子，C錯(cuò)誤。
2．(2023·浙江溫州高一期中)為探究使肺炎鏈球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是什么，某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，其基本過程如圖所示。下列敘述正確的是( )
A．該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是使肺炎鏈球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是DNA
B．甲組實(shí)驗(yàn)作對照，培養(yǎng)基上會出現(xiàn)兩種菌落
C．若乙組培養(yǎng)基上有一種菌落，丙組培養(yǎng)基上有兩種菌落，則轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA
D．該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明使肺炎鏈球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)不是蛋白質(zhì)、多糖和脂質(zhì)
答案 B
解析根據(jù)題中的操作圖解分析可知，乙組和丙組分別加入了蛋白酶和DNA酶，分別水解提取物中的蛋白質(zhì)和DNA，并與甲組形成對照實(shí)驗(yàn)，由此可推測，該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是使肺炎鏈球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是蛋白質(zhì)或DNA，A錯(cuò)誤；根據(jù)題圖的操作過程可知，甲組為對照組，根據(jù)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)基上應(yīng)當(dāng)有R型細(xì)菌和部分轉(zhuǎn)化的S型細(xì)菌，B正確；乙組加入的為蛋白酶，去除了提取物中的蛋白質(zhì)，所以若乙組培養(yǎng)基上有一種菌落，丙組培養(yǎng)基上有兩種菌落，則說明使肺炎鏈球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是蛋白質(zhì)，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的自變量為提取物中DNA和蛋白質(zhì)的有無，并未反映出多糖和脂質(zhì)的作用效果，因此該實(shí)驗(yàn)不能證明使肺炎鏈球菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)不是多糖和脂質(zhì)，D錯(cuò)誤。
3．下列有關(guān)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是( )
A．格里菲思認(rèn)為已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子
B．格里菲思的實(shí)驗(yàn)表明S型細(xì)菌的DNA可以使小鼠死亡
C．艾弗里的實(shí)驗(yàn)是格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)
D．艾弗里的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了“加法原理”
答案 A
解析格里菲思通過4組實(shí)驗(yàn)對照得出已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子，A正確；格里菲思的實(shí)驗(yàn)表明S型細(xì)菌的某種轉(zhuǎn)化因子可以使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，S型細(xì)菌可使小鼠死亡，B錯(cuò)誤；格里菲思實(shí)驗(yàn)是艾弗里實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，C錯(cuò)誤；艾弗里的實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了“減法原理”，D錯(cuò)誤。
題組二噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
4．如圖為“以32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌”的實(shí)驗(yàn)示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A．錐形瓶內(nèi)的培養(yǎng)液中有含32P的物質(zhì)，以便用32P標(biāo)記噬菌體
B．離心前攪拌的目的是使噬菌體的外殼與大腸桿菌分離
C．若只有c中含有大量放射性，可直接證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA
D．實(shí)驗(yàn)中b對應(yīng)部分有少量放射性，可能原因是攪拌不充分
答案 B
解析本實(shí)驗(yàn)是以32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌，因此圖中親代噬菌體已用32P標(biāo)記，會侵入大腸桿菌體內(nèi)進(jìn)行增殖，培養(yǎng)大腸桿菌的培養(yǎng)液中不能再含32P的物質(zhì)，A錯(cuò)誤；若只有沉淀物c中含大量放射性，可證明噬菌體的DNA侵入了大腸桿菌，但若證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，必須還要再設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相互對照，C錯(cuò)誤；若實(shí)驗(yàn)中b(上清液)中出現(xiàn)放射性，可能是培養(yǎng)時(shí)間過短，部分噬菌體還未吸附、侵入大腸桿菌細(xì)胞，或培養(yǎng)時(shí)間過長，造成部分大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體，D錯(cuò)誤。
5．如圖是某研究小組模擬赫爾希和蔡斯進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌的部分實(shí)驗(yàn)過程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．第一步使用的是35S標(biāo)記的T2噬菌體
B．第二步是將被標(biāo)記的噬菌體與未標(biāo)記的細(xì)菌混合
C．上清液中較高的放射性來自新形成的子代噬菌體
D．沉淀物中含放射性的高低，與攪拌是否充分有關(guān)
答案 C
解析題圖中放射性主要分布于上清液中，而沉淀物的放射性很低，放射性來源于親代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，說明使用的是35S標(biāo)記的T2噬菌體，A正確，C錯(cuò)誤；第一步是標(biāo)記噬菌體，噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，需要用細(xì)菌來培養(yǎng)噬菌體，第二步是將被標(biāo)記的噬菌體與未標(biāo)記的細(xì)菌混合，B正確；攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體和細(xì)菌分開，若該過程攪拌不充分，則會導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌上，并隨細(xì)菌離心到沉淀物中，使沉淀物中含較高的放射性，D正確。
6．(2023·福建泉州高一檢測)下列關(guān)于“T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是( )
A．用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌后，大腸桿菌中只有核酸含32P
B．要獲得32P標(biāo)記的噬菌體，可用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體
C．大腸桿菌細(xì)胞能為噬菌體的繁殖提供遺傳物質(zhì)、原料和能量等
D．若培養(yǎng)的時(shí)間太短，則兩組實(shí)驗(yàn)的沉淀物中都幾乎沒有放射性
答案 D
解析大腸桿菌中含有P的化合物有核酸、ATP、磷脂等，因此用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌后，大腸桿菌中不只有核酸含32P，A錯(cuò)誤；由于噬菌體是病毒，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，必須依賴活細(xì)胞才能生存，故不能用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體，B錯(cuò)誤；噬菌體增殖時(shí)，遺傳物質(zhì)來源于親代噬菌體，能量和原料來源于大腸桿菌，C錯(cuò)誤；若培養(yǎng)的時(shí)間太短，噬菌體可能沒來得及吸附在大腸桿菌上，或DNA還沒有來得及進(jìn)入大腸桿菌，兩組實(shí)驗(yàn)的沉淀物中都幾乎沒有放射性，D正確。
題組三生物的遺傳物質(zhì)
7．下列有關(guān)核酸與遺傳物質(zhì)關(guān)系的敘述，不正確的是( )
A．DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)
B．某些生物的遺傳物質(zhì)是RNA
C．在真核生物中，DNA是主要的遺傳物質(zhì)
D．HIV、SARS病毒的遺傳物質(zhì)均為RNA
答案 C
解析除RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA外，其他生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，A、B正確；真核生物的遺傳物質(zhì)只能是DNA，C錯(cuò)誤；HIV、SARS病毒都是RNA病毒，其遺傳物質(zhì)均為RNA，D正確。
8．(2023·貴州安順高一質(zhì)檢)如圖表示科研人員探究“煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)過程。據(jù)圖推斷，下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．本實(shí)驗(yàn)中水和苯酚的作用是使病毒的蛋白質(zhì)和RNA分離
B．該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)完全相同
C．該實(shí)驗(yàn)證明TMV的遺傳物質(zhì)是RNA
D．本實(shí)驗(yàn)中接種RNA組和接種蛋白質(zhì)組互為對照
答案 B
解析該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是將RNA和蛋白質(zhì)分離，再分別驗(yàn)證其作用；肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是設(shè)法去除大部分糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)，制成細(xì)胞提取物，分別加入蛋白酶、RNA酶或酯酶、DNA酶對細(xì)胞提取物進(jìn)行處理，再進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，探究細(xì)胞提取物內(nèi)某種成分的轉(zhuǎn)化活性，B錯(cuò)誤。
9．(2023·河北秦皇島高一期中)將S型肺炎鏈球菌的DNA與R型肺炎鏈球菌混合，注射到小鼠體內(nèi)，兩種細(xì)菌的含量變化過程如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．圖中開始R型肺炎鏈球菌數(shù)量下降是因?yàn)镽型細(xì)菌正在轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌
B．S型肺炎鏈球菌的出現(xiàn)說明了DNA是“轉(zhuǎn)化因子”
C．由R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化而來的S型細(xì)菌的后代仍是R型細(xì)菌
D．圖中后期出現(xiàn)的大量S型細(xì)菌是由R型細(xì)菌直接轉(zhuǎn)化而來的
答案 B
解析圖中開始R型細(xì)菌數(shù)量下降主要是因?yàn)樾∈蟮拿庖呦到y(tǒng)正在清除R型細(xì)菌，A錯(cuò)誤；由R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化而來的S型細(xì)菌的后代為S型細(xì)菌，C錯(cuò)誤；圖中后期出現(xiàn)的大量S型細(xì)菌，是由R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的S型細(xì)菌進(jìn)行繁殖后得到的，D錯(cuò)誤。
10．在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，T2噬菌體侵染細(xì)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．煙草花葉病毒與T2噬菌體的核酸類型相同
答案 C
解析 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)不能合成蛋白質(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；煙草花葉病毒為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。
11．用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，侵染一段時(shí)間后攪拌、離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中放射性32P約占初始標(biāo)記噬菌體放射性的30%。在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，被侵染細(xì)菌的存活率接近100%。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A．離心后大腸桿菌主要分布在沉淀物中
B．沉淀物的放射性主要來自噬菌體的DNA
C．上清液具有放射性的原因是保溫時(shí)間過長
D．噬菌體遺傳特性的傳遞過程中起作用的是DNA
答案 C
解析由題干“在實(shí)驗(yàn)時(shí)間內(nèi)，被侵染細(xì)菌的存活率接近100%”可知，被侵染的大腸桿菌還沒有裂解，故離心后大腸桿菌主要分布在沉淀物中，A正確；32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，故沉淀物的放射性主要來自噬菌體的DNA，B正確；該實(shí)驗(yàn)中上清液具有放射性的原因是保溫時(shí)間過短，有部分標(biāo)記的噬菌體還未來得及侵染大腸桿菌，C錯(cuò)誤。
12．(2023·河北邯鄲高一質(zhì)檢)關(guān)于艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，一些科學(xué)家認(rèn)為“DNA可能只是在細(xì)胞表面起化學(xué)作用，形成莢膜，而不是起遺傳作用”。同時(shí)代的生物學(xué)家哈赤基斯從S型肺炎鏈球菌中分離出一種抗青霉素的突變型(抗—S，產(chǎn)生分解青霉素的酶)，提取它的DNA，將DNA與對青霉素敏感的R型細(xì)菌(非抗—R)共同培養(yǎng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，某些非抗—R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化為抗—S型細(xì)菌并能穩(wěn)定遺傳，從而否定了一些科學(xué)家的錯(cuò)誤認(rèn)識。下列關(guān)于哈赤基斯實(shí)驗(yàn)的敘述，錯(cuò)誤的是( )
A．該實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持艾弗里的結(jié)論
B．證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)
C．實(shí)驗(yàn)巧妙地選用了抗青霉素這一性狀作為觀察指標(biāo)
D．證明細(xì)菌中一些與莢膜形成無關(guān)的性狀也能發(fā)生轉(zhuǎn)化
答案 B
解析將DNA與對青霉素敏感的R型細(xì)菌(非抗—R)共同培養(yǎng)，非抗—R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化為抗—S 型細(xì)菌并能穩(wěn)定遺傳，說明DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)，能支持艾弗里的結(jié)論，A正確；該實(shí)驗(yàn)與艾弗里實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)，但不是證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，B錯(cuò)誤；根據(jù)題干信息，實(shí)驗(yàn)選用了抗青霉素這一性狀作為觀察指標(biāo)，從而可以判斷非抗—R型細(xì)菌是否發(fā)生了轉(zhuǎn)化，C正確；青霉素抗性與莢膜形成無關(guān)，證明細(xì)菌中一些與莢膜形成無關(guān)的性狀也能發(fā)生轉(zhuǎn)化，D正確。
13．結(jié)合遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：
(1)艾弗里及其同事進(jìn)行肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)成功的最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是_______________________________________________________________________________。
(2)上述實(shí)驗(yàn)證明了_______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)后來，赫爾希和蔡斯用____________________________________________________技術(shù)，
進(jìn)一步表明________才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)步驟：①噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)；②35S和32P分別標(biāo)記噬菌體；③放射性檢測；④離心分離。該實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是______________(填序號)。
(4)用被32P標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)主要分布在__________(填“上清液”或“沉淀物”)中。
(5)在上述實(shí)驗(yàn)中，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，________(填“會”或“不會”)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差，簡述理由：________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)運(yùn)用“減法原理”，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)后，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化 (2)DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) (3)放射性同位素標(biāo)記 DNA ②①④③ (4)沉淀物 (5)會沒有侵染到大腸桿菌內(nèi)的噬菌體，離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)較強(qiáng)的放射性
14．(2023·廣東韶關(guān)高一期中)朊病毒是一種不含核酸而僅由蛋白質(zhì)構(gòu)成的、可自我復(fù)制并具感染性的因子，某科研小組進(jìn)行如圖所示實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了朊病毒的蛋白質(zhì)是侵染因子，實(shí)驗(yàn)中所用牛腦組織細(xì)胞為無任何標(biāo)記的活體細(xì)胞。請據(jù)圖回答下列問題：
(1)本實(shí)驗(yàn)采用的方法是________________________________________________________。
(2)按照圖示1→2→3→4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從理論上講，離心后上清液中幾乎不能檢測到32P，沉淀物中也幾乎不能檢測到32P，出現(xiàn)上述結(jié)果的原因是朊病毒不含____________和____________，蛋白質(zhì)中________含量極低，故離心后上清液和沉淀物中都幾乎不含32P。
(3)如果添加試管5、6，從試管2中提取朊病毒后先加入試管5，連續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間后，再提取朊病毒并加入試管3，培養(yǎng)適宜時(shí)間后攪拌、離心，檢測到放射性主要位于____________中，原因是_________________________________________________________________
隨朊病毒侵入牛腦組織細(xì)胞中，離心后位于該部位；少量位于____________中，原因是少量的____________不能成功侵入牛腦組織細(xì)胞，離心后位于該部位。
(4)T2噬菌體與朊病毒之間最主要的區(qū)別是T2噬菌體侵入細(xì)胞是向宿主細(xì)胞注入____________(填物質(zhì))，利用宿主細(xì)胞的____________(填物質(zhì))和____________(填物質(zhì))進(jìn)行自身核酸的復(fù)制和蛋白質(zhì)的合成，而朊病毒可能是向宿主細(xì)胞注入蛋白質(zhì)。
答案 (1)放射性同位素標(biāo)記技術(shù) (2)DNA RNA P (3)沉淀物 35S 上清液朊病毒
(4)DNA 脫氧核苷酸氨基酸
解析 (2)由于朊病毒不含DNA和RNA，只含蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)中P含量極低，故試管2中提取的朊病毒幾乎不含32P，因此，從理論上講，離心后試管4上清液中幾乎不能檢測到32P，沉淀物中也幾乎不能檢測到32P。(3)從試管2中提取朊病毒后先加入試管5，連續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間后，朊病毒的蛋白質(zhì)中含有35S，再提取朊病毒并加入試管3，培養(yǎng)適宜時(shí)間后離心，由于朊病毒的蛋白質(zhì)是侵染因子，35S隨朊病毒侵入牛腦組織細(xì)胞中，離心后放射性主要位于牛腦組織細(xì)胞中，即沉淀物中；少量的朊病毒不能成功侵入牛腦組織細(xì)胞，離心后位于上清液中。
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
有無致病性
有
無
組別
實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果
結(jié)論
第一組
R型活細(xì)菌eq \(――→,\s\up7(注射))小鼠不死亡
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
第二組
S型活細(xì)菌eq \(――→,\s\up7(注射))小鼠死亡eq \(――→,\s\up7(分離出))S型活細(xì)菌
第三組
加熱致死的S型細(xì)菌eq \(――→,\s\up7(注射))小鼠不死亡
第四組
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(R型活細(xì)菌,與加熱致死,的S型細(xì)菌))eq \(――→,\s\up7(混合后),\s\d5(注射))小鼠死亡eq \(――→,\s\up7(分離出))S型活細(xì)菌

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