1 第1节 DNA是主要的遗传物质-【金版新学案】2024-2025学年高中生物必修2 遗传与进化同步课堂高效讲义配套课件（人教版2019 不定项）

第1节　DNA是主要的遗传物质 　 第3章　基因的本质 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。 知识点一　肺炎链球菌的转化实验 1 知识点二　噬菌体侵染细菌的实验 2 知识点三　DNA是主要的遗传物质 3 课时测评 6 学习小结 4 内容索引 随堂达标演练 5 肺炎链球菌的转化实验 知识点一 返回 新知导学 1．对遗传物质的早期推测 蛋白质 DNA 蛋白质 2．肺炎链球菌的转化实验 (1)肺炎链球菌的类型　[连线] (2)格里菲思的体内转化实验 ①过程与现象 ②实验推论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——__________。 提醒：发生转化的只是少部分R型细菌。 死亡 S型活细菌 不死亡 死亡 S型活细菌　 R型活细菌 转化因子 (3)艾弗里的体外转化实验 S型细菌 蛋白 R型 DNA DNA 提醒：区分认清格里菲思实验和艾弗里实验的结论不同：①格里菲思实验是利用小鼠进行的体内转化实验，提出了“转化因子”的假设；②艾弗里则通过体外转化实验，最终证明DNA就是转化因子。 精通教材 1．(教材P43“相关信息”)荚膜是某些细菌的__________外面包围的一层胶状物质。有荚膜的S型活细菌有毒性的原因是_______________________ ____________________________________________。 2．(教材P44正文)艾弗里的体外转化实验中，设置“S型细菌的细胞提取物中加DNA酶”实验组的作用是______________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________。 细胞壁 有荚膜的细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 起对照作用，用DNA酶分解从S型活细菌中提取的细胞提取物，不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化，DNA才是使R型细菌转化的物质 合作探究 任务一　分析肺炎链球菌转化实验过程 1．结合教材，分析格里菲思的体内转化 实验，回答下列问题： (1)实验①②对比说明__________________ _________________。 (2)实验②③对比说明__________________ _________。 (3)实验②③④对比说明加热致死的S型 细菌能使部分________________________ ___。 (4)综合以上实验得出的结论是______________________________________ _______________________________。 R型细菌无致病性， S型细菌有致病性 加热致死的S型细菌 无致病性 R型活细菌转化为S型活细 菌 加热致死的S型细菌中含有一种转化因子，能使R型活细菌转化为S型活细菌 2．某同学根据肺炎链球菌转化实验过程，设计如下四组实验，判断下列各组实验中小鼠的存活情况： ①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠； ②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠； ③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠； ④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠。 小鼠存活的是__________，小鼠死亡的是__________(均填序号)。 ①③④ ② 任务二　分析肺炎链球菌转化实验结果 3.研究表明，在肺炎链球菌转化实验中，小鼠体内的两 种细菌含量变化如图所示： (1)S型活细菌是怎样产生的？ 提示：加热致死的S型细菌的DNA将R型活细菌转化为S 型活细菌。 (2)S型细菌是有致病性的，据此推测曲线BC段上升的原因是什么？ 提示：有致病性的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。 (3)后期出现的大量S型活细菌是怎样产生的？ 提示：由R型活细菌转化成的S型活细菌繁殖而来的。 核心归纳 S型细菌和R型细菌转化的实质性分析 1．肺炎链球菌转化实验的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，进而在R型细菌中指导合成了S型细菌的一些物质，使R型活细菌转化成了S型活细菌。 2．一般情况下，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型活细菌繁殖而来的。 3．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，酶等生物大分子失去其相应功能，细菌死亡。 4．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。 应用1.(2023·河南开封高一期末)如图是以肺炎链球菌为实验材料探究生物遗传物质的实验。下列分析错误的是 A．该实验单独探究了S型细菌的DNA和蛋白质的作用 B．甲组培养皿中有S型细菌出现，加热没有破坏转化因子的活性 C．乙组培养皿与丙组培养皿中的肺炎链球菌种类都不相同 D．若设丁组不加入DNA酶，与丙组对比则说明丁组提取物含DNA √ 该实验中甲组是对照，乙组去除了蛋白质，丙组去除了DNA，设计思路是单独探究S型细菌的DNA和蛋白质等成分的作用，A正确；甲组中出现S型细菌，由此可推测加热不会破坏转化因子的活性，B正确；乙组蛋白酶不能水解DNA，故乙组培养皿中会出现S型细菌和R型细菌，丙组培养皿中加入了DNA酶，S型细菌DNA被水解后不会导致R型细菌的转化，丙组培养皿中只出现R型细菌，两组都含有R型细菌，C错误；DNA酶能水解DNA，丙组加入DNA酶，若设丁组不加入DNA酶，与丙组对比则说明丁组提取物含DNA，D正确。 应用2.(2023·广东东莞高一检测)某同学对格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验进行了分析比较，下列叙述正确的是 A．实验结论相同：DNA是遗传物质 B．两个实验在控制自变量时应用了“加法原理” C．先进行了体外转化实验，后进行了体内转化实验 D．实验设计思路不同，但都遵循了对照原则 √ 两个实验的结论不相同：格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子，艾弗里的体外转化实验证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，A错误；艾弗里的体外转化实验用到了“减法原理”，B错误；先进行了格里菲思的体内转化实验，后进行了艾弗里的体外转化实验，C错误；格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验设计思路不同，但都遵循了对照原则，D正确。 返回 噬菌体侵染细菌的实验 知识点二 返回 新知导学 1．实验材料：T2噬菌体。 (1)结构　[填图] (2)生活方式：寄生在__________体内。 2．实验方法：放射性同位素标记法。 DNA 蛋白质 大肠杆菌 3．实验过程和现象 (1)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要_________保温，然后搅拌、离心。 (2)搅拌的目的是____________________________________。 (3)离心的目的是_________________________________________________________ _____________________。 35S 32P 35S 32P 高 低 低 高 短时间 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 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 4．实验结果及分析 (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____________遗传的。 5．实验结论：__________才是噬菌体的遗传物质。 DNA 蛋白质外壳 亲代的DNA DNA 精通教材 1．(教材P45“相关信息”)本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用35S和32P进行标记？ 提示：S是噬菌体蛋白质特有的元素，P几乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素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。 2．(教材P46“思考·讨论”)艾弗里与赫尔希等人以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？ 提示：①个体小；②结构简单；③繁殖快。 合作探究 任务一　分析噬菌体侵染细菌过程 1．结合教材P45“图3-5　噬菌体侵染细菌的电镜照片”，根据T2噬菌体侵染细菌的过程，回答下列问题。 (1)T2噬菌体__________(填“能”或“不能”)在肺炎链球菌体内增殖，请分析原因____________________________________________。 不能 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒 (2)T2噬菌体侵染细菌时，注入的是__________。 (3)子代噬菌体物质合成所需要的原料来源于哪种生物？合成的子代噬菌体与亲代噬菌体几乎相同的原因是什么？ 提示：大肠杆菌。原因是指导子代噬菌体合成的遗传物质来自亲代噬菌体注入的DNA。 DNA 任务二　分析同位素标记过程 2．如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，根据图示并结合教材内容回答下列问题。 (1)为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？ 提示：因为噬菌体营寄生生活，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。 (2)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？ 提示：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。 (3)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？ 提示：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。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。 (4)用32P标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，子代噬菌体被标记的情况是什么？如果用35S标记的噬菌体侵染32P标记的细菌，子代噬菌体被标记的情况是什么？ 提示：第一种情况子代噬菌体有部分噬菌体被32P标记，全部噬菌体被35S标记；第二种情况是子代噬菌体全部被32P标记，没有被35S标记。 核心归纳 1．噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌” (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 核心归纳 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 核心归纳 2．大肠杆菌的三次应用 应用3.如图是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤，下列有关叙述正确的是(不定项) A．实验中离心的目的是让上清液中析出较轻的噬菌体颗粒 B．为了获得被35S标记的噬菌体，可用含35S的培养基直接培养噬菌体 C．用35S标记亲代噬菌体，则上清液的放射性较高 D．用32P标记亲代噬菌体，若上清液的放射性较高一定是由于培养时间过长 √ √ 实验中搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的细菌分开，离心的目的是使上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，A正确；噬菌体属于病毒，无细胞结构，必须寄生在活细胞内才能增殖，不能直接用培养基培养，B错误；35S标记的是亲代噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，搅拌离心后分布在上清液中，因此用35S标记亲代噬菌体，则上清液的放射性较高，C正确；用32P标记亲代噬菌体，若上清液的放射性较高可能是由于培养时间过长(部分细菌裂解，子代噬菌体释放)或培养时间过短(部分亲代噬菌体还未侵染大肠杆菌)，D错误。 应用4.(2023·菏泽高一检测)噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是 A．外壳中有35S和32S，DNA内只含有32P B．外壳中只有32S，DNA内只含有32P C．外壳中有35S和32S，DNA内含有32P和31P D．外壳中只有32S，DNA内都含有31P √ 由于噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳不进入细菌，所以子代噬菌体内没有35S，只有32S；DNA进入细菌，利用31P标记的脱氧核苷酸合成子代DNA，新的DNA内有的既含有32P又含有31P，有的只含有31P，因此子代噬菌体都含有31P，D正确。 规律方法 “二看法”判断子代噬菌体标记情况 返回 DNA是主要的遗传物质 知识点三 返回 新知导学 1．烟草花叶病毒侵染烟草的实验 (1)烟草花叶病毒的组成 (2)侵染实验 (3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是__________。 2．DNA是主要的遗传物质：因为绝大多数生物的遗传物质是______，所以说DNA是______的遗传物质。 RNA 蛋白质 未被感染 被感染 RNA DNA 主要 判断正误 1．DNA是所有生物的遗传物质。 ( ) 2．真核生物细胞内含有的核酸有DNA和RNA，它们都是遗传物质。( ) 3．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是RNA。 ( ) 4．病毒的遗传物质是DNA或RNA。 ( ) × × × √ 合作探究 任务　分析烟草花叶病毒和车前草病毒重建实验 烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如图甲。将TMV的遗传物质和蛋白质分离，并分别单独感染健康烟叶，结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如图丙。回答下列相关问题： (1)图甲__________(填“能”或“不能”)说明病毒的RNA能感染烟叶，理由是____________________________________________________。 (2)图乙实验结果说明了____________________________________________ _____。 不能 因为是用完整的病毒感染烟叶，蛋白质和RNA并没有分离 TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，而RNA能感染烟叶 (3)推测图丙实验结果是什么？从烟叶中分离出来的子代病毒是哪种类型？ 提示：图丙表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的遗传物质组合成的“杂种病毒”感染烟叶，结果是烟叶被感染，出现b病斑。杂种病毒中含有HRV的遗传物质，故其产生的子代为HRV，从烟叶中分离出来的子代病毒为车前草病毒。 应用5.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．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白质和RNA B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中 C．接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同 D．RNA是TMV的主要遗传物质 √ 水和苯酚的作用是将TMV中的RNA与蛋白质分离开，A错误；该实验能证明RNA能进入烟草细胞，无法确定蛋白质能否进入烟草细胞中，B错误；TMV的遗传物质就是RNA，因此接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同，C正确；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不是表明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。 应用6.下列关于生物遗传物质的说法，不正确的是(不定项) A．同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA B．DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNA C．真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNA　 D．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质 √ 同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA，A正确；DNA是主要的遗传物质是指绝大多数生物的遗传物质是DNA，B错误；真核生物的遗传物质都是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA，而DNA病毒的遗传物质是DNA，C错误；肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但没有证明DNA是主要的遗传物质，D错误。 返回 √ √ 学　习　小　结 返回 思维导图 要语必背 1.S型肺炎链球菌有荚膜，有致病性；R型肺炎链球菌无荚膜，无致病性。 2.在肺炎链球菌转化实验中，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 3.肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明了DNA是遗传物质。 4.烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。 5.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。 返回 随　堂　达　标　演　练 返回 1．(2023·河南洛阳高一期末)下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是 A．体内转化实验中，R型活细菌转化成的 S型活细菌不能稳定遗传 B．体内转化实验中，S型细菌控制合成的荚膜物质使 R型细菌转化为S型细菌 C．体外转化实验中加入蛋白酶的实验组培养基上全为S型细菌 D．体外转化实验中经DNA酶处理的S型细菌提取物失去转化活性 √ 体内转化实验中，小鼠体内有大量S型活细菌，说明R型活细菌转化成的S型活细菌能稳定遗传，A错误；体内转化实验中，无法说明是哪种物质使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌，B错误；体外转化实验中加入蛋白酶的实验组培养基，一部分R型细菌转化为S型细菌，故有S型细菌和R型细菌，C错误；体外转化实验中，DNA酶处理会破坏S型细菌的DNA，不能使R型细菌转化为S型细菌，D正确。 2．(2023·河南平顶山高一期末)科学家通过实验证明了生物的遗传物质是DNA或RNA，下列分析正确的是 A．格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了S型肺炎链球菌的遗传物质是DNA B．用18O替代35S或32P标记T2噬菌体也可以证明噬菌体的遗传物质是DNA C．烟草花叶病毒实验证明了病毒的遗传物质是RNA，细胞的遗传物质是DNA D．艾弗里运用“减法原理”控制自变量，证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA √ 格里菲思的肺炎链球菌转化实验只证明了S型细菌含有转化因子，而该转化因子的化学本质在该实验中没有得出结论，A错误；由于T2噬菌体的蛋白质和DNA中均含有氧元素，所以不能用18O标记T2噬菌体来证明DNA是遗传物质，且18O不具有放射性，B错误；烟草花叶病毒实验只证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而并非证明了各种病毒的遗传物质是RNA，也没有证明细胞的遗传物质是DNA，C错误；艾弗里的肺炎链球菌转化实验运用“减法原理”控制自变量，即通过酶解法水解了S型细菌的相应物质，证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA，D正确。 3．(2023·安徽芜湖高一期末)若用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则对于子代噬菌体的叙述，正确的是 A．外壳可能含有3H B．DNA可能含有3H C．外壳和DNA都可能含有3H D．外壳和DNA都不可能含有3H √ 子代噬菌体的蛋白质外壳是利用大肠杆菌的氨基酸合成的，而大肠杆菌本身未被标记，因此外壳不可能含有3H，A错误；噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA注入大肠杆菌，然后以大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料，以自身的DNA为模板，进行增殖，形成的子代DNA中有少部分含有亲代DNA链，因此含3H，大部分DNA不含有亲代DNA链，因此不含3H，所以说子代噬菌体的DNA可能含有3H，B正确；由A分析可知，子代噬菌体的蛋白质外壳不可能含有3H，C错误；由B分析可知，子代噬菌体的DNA可能含有3H，D错误。 4．(2023·广东河源高一期末)赫尔希和蔡斯精妙的实验设计使得T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验更具有说服力。下列相关叙述正确的是 A．该实验和艾弗里的细菌转化实验的设计思路不同 B．因为DNA和蛋白质都含有O元素，所以也可以用18O替代35S或32P C．若保温时间太久，则用35S标记的一组实验沉淀物中的放射性更强 D．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 √ 两个实验的思路都是设法将蛋白质和DNA分开，单独观察它们的作用，A错误；如果用18O替代35S或32P标记噬菌体，则无法单独研究蛋白质和DNA的作用，B错误；35S标记的是蛋白质，保温时间太久，沉淀物中的放射性也不会增强，C错误；离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，使噬菌体的蛋白质外壳分布在上清液中，D正确。 5．S型细菌有荚膜、菌落光滑，R型细 菌无荚膜、菌落粗糙，二者都对青霉素 敏感，SⅠ型细菌是S型肺炎链球菌的一 种。科学家进行了如图所示的转化实验， 下列有关实验结果的分析，正确的是(不 定项) A．甲培养基上既有SⅠ型细菌菌落，又 有R型细菌菌落 B．乙培养基上无SⅠ型细菌菌落，但有 R型细菌菌落 C．丙培养基上既有SⅠ型细菌菌落，又有R型细菌菌落 D．丁培养基上既无SⅠ型细菌菌落，也无R型细菌菌落 √ √ √ 加热杀死的SⅠ型细菌含有转化因子 DNA，可使部分R型细菌转化，甲 培养基上既有SⅠ型细菌菌落，又有 R型细菌菌落，A正确；SⅠ型细菌的 蛋白质不能使R型细菌转化，乙培养 基上无SⅠ型细菌菌落，但有R型细菌 菌落，B正确；SⅠ型细菌和R型细菌 均对青霉素敏感，丙、丁培养基上 没有SⅠ型细菌菌落和R型细菌菌落， C错误，D正确。 返回 课　时　测　评 返回 知识点一　肺炎链球菌的转化实验 1．肺炎链球菌的转化实验是证实DNA可作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述错误的是 A．S型肺炎链球菌可导致小鼠患肺炎，使小鼠并发败血症死亡 B．无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繁殖 C．肺炎链球菌的体内转化实验只能证明加热致死的S型细菌中存在转化因子 D．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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 S型肺炎链球菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡，A正确；无荚膜的肺炎链球菌感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭，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，B错误；肺炎链球菌的体内转化实验证明已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子，C正确；肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2．下列关于艾弗里肺炎链球菌的转化实验的叙述，错误的是 A．该实验是在格里菲思实验的基础上进行的 B．该实验过程中需要进行细菌的培养 C．该实验运用了酶解法和同位素标记技术 D．实验过程中，可通过观察菌落的特征来判断是否发生了转化 √ 艾弗里肺炎链球菌的转化实验是在格里菲思实验的基础上进行的，A正确；艾弗里肺炎链球菌的转化实验中需要培养肺炎链球菌，B正确；艾弗里肺炎链球菌的转化实验运用了酶解法，但没有运用同位素标记技术，C错误；R型细菌在培养基上形成的菌落表面粗糙，S型细菌在培养基上形成的菌落表面光滑，二者的菌落特征不同，故实验过程中可通过观察菌落的特征来判断是否发生了转化，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 3．艾弗里和他的同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如下表，从表可知 A．①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子 B．②说明S型细菌的荚膜多糖有转化活性 C．①～④说明DNA是主要的遗传物质 D．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子 实验组 接种菌型 加入S型细菌的物质 培养基长菌情况 ① R型 蛋白质 R型 ② R型 荚膜多糖 R型 ③ R型 DNA R型、S型 ④ R型 DNA(经DNA酶处理) R型 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 在含有R型细菌的培养基中加入S型细菌的蛋白质，R型细菌没有转化成S型细菌，说明S型细菌的蛋白质不是转化因子，A错误；实验②的结果只有R型细菌，说明S型细菌的荚膜多糖不能使R型细菌发生转化，B错误；①～④说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；③和④形成对照，说明S型细菌的DNA是转化因子，D正确。 实验组 接种菌型 加入S型细菌的物质 培养基长菌情况 ① R型 蛋白质 R型 ② R型 荚膜多糖 R型 ③ R型 DNA R型、S型 ④ R型 DNA(经DNA酶处理) R型 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 4．(2023·河南郑州高一期中)艾弗里 和他的同事将加热致死的S型细菌破 碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白 质和脂质，制成细胞提取物。将细胞 提取物加入有R型活细菌的培养基中， 结果出现了S型活细菌。然后他们又 做了如图四组实验。下列相关分析错 误的是 A．实验的思路是分别研究DNA和蛋白质等物质各自的作用 B．实验中对自变量的控制作用运用了“加法原理” C．混合培养的4组培养基上均有表面粗糙的菌落 D．混合培养后出现的S型细菌内有R型细菌的遗传物质 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 实验的思路是将S型细菌的提取物分 别加入蛋白酶、酯酶、RNA酶和DNA 酶，以除去相应的分子，分别研究 DNA和蛋白质等物质各自的作用，A 正确；实验中通过添加不同的酶催化 物质的水解，说明该实验采用“减法 原理”控制实验的自变量，B错误； 实验第一、二、三组中培养皿上长出 的菌落是S型细菌菌落和R型细菌菌落，第四组只长R型细菌菌落，所以混合培养的4组培养基上均有表面粗糙的R型细菌菌落，C正确；混合培养后出现的S型细菌是由R型细菌吸收S型细菌DNA转化而来，混合培养后出现的S型细菌内有R型细菌的遗传物质，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 知识点二　噬菌体侵染细菌的实验和DNA是主要遗传物质 5．下列关于科学家“探究DNA是遗传物质”实验的叙述，正确的是 A．分别给小鼠注射R型活细菌和加热致死的S型细菌，小鼠均不死亡 B．用含35S标记的噬菌体侵染细菌，子代噬菌体中也有35S标记 C．用烟草花叶病毒核心部分感染烟草，可证明DNA是遗传物质 D．用含32P标记的噬菌体侵染细菌，离心后上清液中具有较强的放射性 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 R型细菌无致病性，加热致死的S型细菌失去侵染能力，因此分别给小鼠注射R型活细菌和加热致死的S型细菌，小鼠均不死亡，A正确；合成子代噬菌体的原料是由细菌提供的，因此用含35S标记的噬菌体侵染细菌，子代噬菌体中不含35S，B错误；用烟草花叶病毒核心部分感染烟草，可证明RNA是遗传物质，C错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，因此用含32P标记的噬菌体侵染细菌，离心后沉淀物中具有较强的放射性，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 6．(2023·河南南阳高一期末)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，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 √ 根据题意分析可知，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，离心后上清液含有少量放射性，原因是保温时间过长，噬菌体大量增殖，大肠杆菌细胞裂解释放出子代噬菌体，经离心后分布于上清液中，C正确，A、B、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 7．(2023·安徽合肥高一期中)赫尔希和蔡斯所做的“噬菌体侵染细菌”实验中，三次使用大肠杆菌，两次用到噬菌体。下列说法错误的是 A．第一次和第三次使用的是没有标记的大肠杆菌 B．使用大肠杆菌培养噬菌体时合成蛋白质的场所均为核糖体 C．该实验中搅拌的目的是将噬菌体外壳与噬菌体DNA分开 D．第二次使用的噬菌体，其DNA分子可能同时具有32P和31P √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 第一次使用的大肠杆菌没有放射性，置于含放射性35S或32P的培养基上培养，第三次使用的是没有标记的大肠杆菌目的是为了让带上放射性的噬菌体侵染，便于区分，A正确；大肠杆菌为原核生物，噬菌体侵染大肠杆菌后利用大肠杆菌的核糖体合成自身蛋白质，B正确；搅拌的目的是将噬菌体外壳与大肠杆菌分开，C错误；第一次使用的是未带标记的噬菌体，侵染带上35S或32P标记的大肠杆菌，使噬菌体带上标记。第二次使用的噬菌体，其DNA分子可能同时具有32P(来自标记的大肠杆菌的原料)和31P(原自身模板)，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 8．赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术进行了相关实验，为生物遗传物质的探索提供了有力的证据。下图示为实验的部分过程，下列相关叙述正确的是 A．培养获得含32P的大肠杆菌是标记T2噬菌体DNA的前提 B．过程①时间越长，T2噬菌体侵染大肠杆菌越充分，结果更可靠 C．过程②中搅拌的目的是使T2噬菌体的蛋白质进入上清液 D．过程③沉淀物中放射性高，证明DNA是遗传物质 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 T2噬菌体没有细胞结构，只有寄生在宿主细胞中才能繁殖，因此培养获得含32P的大肠杆菌是标记T2噬菌体DNA的前提，A正确；过程①时间过长会导致大肠杆菌裂解，子代T2噬菌体释放，使上清液的放射性增强，导致实验结果不可靠，B错误；过程②中搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体的蛋白质与被侵染的大肠杆菌彼此分离，C错误；过程③沉淀物中放射性高，证明T2噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌，但不能仅凭此证明DNA是遗传物质，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 9．(2023·河南周口高一期中)qβ噬菌体是一种以大肠杆菌为宿主的RNA病毒，其侵染大肠杆菌的过程与T2噬菌体类似。若用qβ噬菌体替代T2噬菌体模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验。下列有关叙述错误的是 A．首先分别用含32P、35S的培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养qβ噬菌体 B．用32P标记的qβ噬菌体侵染未标记的大肠杆菌时，保温时间过长会明显影响实验结果 C．用32P标记的qβ噬菌体侵染未标记的大肠杆菌时，搅拌不充分对实验结果无明显影响 D．该实验通过研究qβ噬菌体中32P、35S的去向，证明了RNA是qβ噬菌体的遗传物质 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 若要获得35S和32P标记的qβ噬菌体，首先需要用分别含32P、35S的培养基培养大肠杆菌，以便获得分别用32P、35S标记的大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养qβ噬菌体，A正确；用32P标记的是qβ噬菌体的RNA，用32P标记的qβ噬菌体侵染未标记的大肠杆菌时，若保温时间过长，则qβ噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，导致上清液中放射性较高，明显影响实验结果，B正确；用32P标记的是qβ噬菌体的RNA，用32P标记的qβ噬菌体侵染未标记的大肠杆菌时，若搅拌不充分，有少量qβ噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中，对实验结果无明显影响，C正确；实验采用同位素标记法，将qβ噬菌体中的RNA和蛋白质分开，单独观察RNA和蛋白质的作用，证明了RNA是qβ噬菌体的遗传物质，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 10．某种感染动物细胞的病毒M 主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M 的遗传物质是 DNA 还是RNA，设计实验如下表所示。下列叙述正确的是 A．该实验采用了“加法原理”控制自变量，对照组是①组 B．合成子代病毒蛋白质需要病毒的核糖体及宿主细胞的氨基酸 C．③组的处理方式是病毒M ＋RNA 水解酶处理后注入活鸡胚培养 D．若病毒M 是DNA病毒，②组的预期结果是分离得到大量的病毒M √ 组别 处理方式 实验结果 ① 病毒M注入活鸡胚培养 分离得到大量的病毒M ② 病毒M＋DNA 水解酶处理后注入活鸡胚培养   ③     2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 “减法原理”是指实验控制中，与常态比较，人为去除某种影响因素，该实验用DNA水解酶或者RNA水解酶去除DNA或者RNA，涉及“减法原理”，对照组是①组，A错误；病毒无细胞结构，营寄生生活，合成子代病毒蛋白质需要宿主的核糖体及宿主细胞的氨基酸，B错误；根据题意可知，本实验自变量为加入水解酶的种类，②加入DNA 水解酶，去除了DNA，那么③组的处理方式是病毒M＋RNA 水解酶处理后注入活鸡胚培养，去除RNA，C正确；若病毒M是DNA 病毒，③组去除RNA，保留了DNA，因此预期结果是③组分离得到大量的病毒M，不是②组，D错误。 组别 处理方式 实验结果 ① 病毒M注入活鸡胚培养 分离得到大量的病毒M ② 病毒M＋DNA 水解酶处理后注入活鸡胚培养   ③     2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 11．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。新病毒出现后，科研人员首先要确定该病毒的核酸种类和结构类型。以下探究相关说法不正确的是(不定项) A．酶解法：分别用DNA酶和RNA酶处理两组新病毒的核酸，然后将处理过的核酸注入宿主细胞，观察能否产生子代病毒确定核酸类型 B．同位素标记法：分别用含放射性同位素标记的T和U的完全培养基培养病毒，一段时间后收集子代病毒并检测其放射性确定核酸类型 C．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比例进行测定分析 D．最终测定该病毒为单链RNA病毒，研制此病毒的疫苗很困难，原因是单链RNA分子结构不稳定，更容易产生变异 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 分别用DNA酶和RNA酶处理两组新病毒的核酸，然后将处理过的核酸注入宿主细胞，若用DNA 酶处理的无子代，用RNA酶处理的有子代则是DNA病毒，反之，则为RNA病毒，此法能确定核酸类型，A正确；应分别用含放射性同位素标记的T和U培养宿主细胞，再接种病毒，一段时间后收集子代病毒并检测其放射性确定核酸类型，B错误；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比例进行测定分析，双链中的嘌呤数与嘧啶数相等，C正确；最终测定该病毒为单链RNA病毒，研制此病毒的疫苗很困难，原因是单链RNA分子结构不稳定，更容易产生变异，即使研制出疫苗，可能病毒已经发生变异，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 12．将充分稀释的T2噬菌体稀释液接种到长满大肠杆菌(黑色)的固体培养基上，一个T2噬菌体侵染并裂解大肠杆菌后，可形成一个不长细菌的透明区域——噬菌斑，由噬菌斑数量即可检测出噬菌体数量。利用相关实验材料进行如表所示实验，下列有关叙述不正确的是(不定项) 组别 大肠杆菌材料 T2噬菌体材料 检测结果 甲 未被标记的大肠杆菌 35S标记的T2噬菌体 恒温培养一段时间，统计噬菌斑数量，检测子代T2噬菌体的放射性 乙 未被标记的大肠杆菌 32P标记的T2噬菌体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 A．甲组培养基上的噬菌斑数量会随恒温培养时间的延长而不断增加 B．因一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染，故测得的噬菌体数比实际值偏小 C．恒温培养一段时间后，甲组部分子代噬菌体中能检测出放射性 D．乙组子代噬菌体均能检测出放射性，表明DNA是噬菌体的遗传物质 组别 大肠杆菌材料 T2噬菌体材料 检测结果 甲 未被标记的大肠杆菌 35S标记的T2噬菌体 恒温培养一段时间，统计噬菌斑数量，检测子代T2噬菌体的放射性 乙 未被标记的大肠杆菌 32P标记的T2噬菌体 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 分析题意可知，在固体培养基上长满黑色大肠杆菌，噬菌体可侵染大肠杆菌进行增殖，裂解大肠杆菌后可形成噬菌斑，由于大肠杆菌的数量有限，故甲组培养基上的噬菌斑数量不会一直增加，A错误；据题意可知，噬菌体数量是通过噬菌斑数量进行检测，而噬菌斑是由大肠杆菌裂解后形成的，由于一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染，即多个噬菌体侵染一个细菌后仍只形成一个噬菌斑，故测得的噬菌体数比实际值偏小，B正确； 组别 大肠杆菌材料 T2噬菌体材料 检测结果 甲 未被标记的大肠杆菌 35S标记的T2噬菌体 恒温培养一段时间，统计噬菌斑数量，检测子代T2噬菌体的放射性 乙 未被标记的大肠杆菌 32P标记的T2噬菌体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 甲组是用35S标记的T2噬菌体的蛋白质，而进入细菌体内的是噬菌体的DNA，故甲组子代噬菌体没有放射性，C错误；乙组是32P标记的T2噬菌体(标记的是噬菌体的DNA)侵染未被标记的大肠杆菌，由于噬菌体进行增殖的原料由大肠杆菌提供，故乙组子代噬菌体只有部分含有放射性，D错误。 组别 大肠杆菌材料 T2噬菌体材料 检测结果 甲 未被标记的大肠杆菌 35S标记的T2噬菌体 恒温培养一段时间，统计噬菌斑数量，检测子代T2噬菌体的放射性 乙 未被标记的大肠杆菌 32P标记的T2噬菌体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 13．右图甲是加热致死的S型细菌 与R型活细菌混合后注射到小鼠体 内后两种细菌的含量变化；图乙是 噬菌体侵染细菌实验的部分操作步 骤。下列有关叙述错误的是(不定项) A．图甲中，后期出现的大量S型细菌主要是由R型细菌转化形成的S型细菌增殖而来的 B．图甲中，AB对应时间段内，小鼠体内还没有形成大量抗R型细菌的抗体 C．图乙经离心的试管中，沉淀物中新形成的子代噬菌体具有放射性 D．图乙若用32P标记亲代噬菌体，则子代噬菌体都具有放射性 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 由于是将加热致死的S型细菌与 R型活细菌混合注射到小鼠体内， 所以图甲中最初的S型细菌是由R 型细菌转化来的，但后期出现的 S型细菌大部分是由转化形成的S 型细菌增殖而来的，A正确；小鼠产生抗体需要一定的时间，所以图甲中AB时间段内，小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体，导致R型细菌数目增多，B正确；图乙中噬菌体被标记的成分是蛋白质，蛋白质不能进入细菌，所以新形成的子代噬菌体完全没有放射性，C错误；由于噬菌体增殖所需的原料由未标记的大肠杆菌提供，所以用32P标记亲代噬菌体，则子代噬菌体中只有少部分具有放射性，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质，因为蛋白质是生命活动的主要承担者，且结构上具有稳定性和多样性，因此，到了20世纪30年代认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。 14．(13分)20世纪中叶，科学家发现染色体主要是蛋白质和DNA组成的，在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质曾引起生物学界的激烈争论。请回答下列问题。 (1)20世纪20年代，大多数科学家认为__________是生物体的遗传物质，到了20世纪30年代认为__________是遗传物质的观点仍占主导地位。 蛋白质 蛋白质 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 ①R型细菌的DNA＋DNA酶后R型细菌的DNA被分解，再加入S型细菌后由于DNA酶不能进入S型细菌，S型细菌保持正常的活性，把S型细菌注入小鼠体内，小鼠会死亡；②R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却，R型细菌被杀死、DNA酶失活，然后把S型细菌的DNA注射入小鼠，小鼠正常生活。 (2)某研究人员模拟格里菲思的肺炎链球菌转化实验，进行了以下2个实验： ①R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠 ②R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠 以上2个实验中小鼠的情况依次是____________。 死亡、存活 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)如果用未被标记的T2噬菌体侵染用14C、32P、35S共同标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的蛋白质外壳中能找到放射性元素__________，在子代噬菌体的DNA中能找到放射性元素__________。若仅使子代噬菌体的蛋白质外壳均具有放射性，应该用同位素__________(填“14C”、“32P”或“35S”)对__________(填“T2噬菌体”或“大肠杆菌”)进行标记，具体的操作过程是____________________________________________________ ___________________。 14C和35S 14C和32P 35S 大肠杆菌 在含有放射性同位素35S的培养基中培养大肠杆菌，得到被35S标记的大肠杆菌 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 由于子代噬菌体的蛋白质外壳是以大肠杆菌中的氨基酸为原料合成的，氨基酸中含有元素C、H、O、N、S，故在子代噬菌体的蛋白质外壳中能找到放射性元素14C和35S；而子代噬菌体的DNA是以大肠杆菌中的脱氧核苷酸为原料合成的，脱氧核苷酸中含有元素C、H、O、N、P，故在子代噬菌体的DNA中能找到放射性元素14C和32P。若仅使子代噬菌体的蛋白质外壳均具有放射性，应该选的同位素是蛋白质中有而DNA中没有的元素，故选择35S标记蛋白质的合成原料氨基酸，由于噬菌体合成蛋白质的原料氨基酸都是大肠杆菌提供的，故应该标记大肠杆菌。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 15．(15分)(2023·广东湛江高一期中)20世纪中叶开始，科学家不断通过实验探究遗传物质的本质，使生物学研究进入分子生物学领域。请回答下列问题。 (1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验。 ①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的方法是____________ ____________，他们没有用14C和18O来分别标记蛋白质和DNA，原因是_______________________________________________________。 ②用35S标记的组和用32P标记的组中，放射性分别主要分布于试管的________________，这表明噬菌体侵染细菌时，__________进入到细菌细胞中，而__________仍留在外面。 放射性同位 素标记技术 由于DNA和蛋白质的元素组成都含有C和O，标记后无法区分 上清液、沉淀物 DNA 蛋白质 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 ①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的方法是放射性同位素标记技术。由于DNA和蛋白质的元素组成均含有C、H、O、N，标记后两者无法区分，故实验中，没有用14C和18O来分别标记蛋白质和DNA。②35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是噬菌体的DNA，用35S标记的一组侵染实验中，放射性同位素主要分布于上清液中；而用32P标记的一组侵染实验，放射性同位素主要分布于试管的沉淀物中。这表明噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，蛋白质外壳仍留在外面。因此，DNA才是噬菌体的遗传物质。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (2)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。 Ⅰ.实验步骤 ①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号为A、B、C、D。 ②将下表补充完整，并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。 ③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。 组别 A B C D 注射溶液 该病毒核酸提取物和RNA酶 ______________________________________ 该病毒核酸提取物 生理盐水 该病毒核酸提取物和 DNA酶 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 ②根据酶的专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。DNA酶可以催化DNA水解，最终产物中没有DNA；RNA酶可以催化RNA的水解，最终产物中没有RNA。因此表中B组加入的是该病毒核酸提取物和DNA酶。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 ①若DNA是该病毒的遗传物质，则B组DNA被水解，而A、C组DNA完好，因此A、C组发病，B、D组未发病。②若RNA是该病毒的遗传物质，则A组RNA被水解，而B、C组RNA完好，因此B、C组发病，A、D组未发病。 返回 Ⅱ.结果预测及结论 ①若______________________________，则DNA是该病毒的遗传物质； ②若______________________________，则RNA是该病毒的遗传物质。 A、C组发病，B、D组正常生长 B、C组发病，A、D组正常生长 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 谢 谢 观 看 ！ 第 3 章 　 基 因 的 本 质 $$