第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质-【名师导航】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（人教版）

该高中生物学课件聚焦“DNA是主要的遗传物质”，系统梳理肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验及RNA病毒遗传物质证据，以早期遗传物质推测为起点，通过经典实验递进分析搭建知识脉络，提供实验对比、原理辨析等学习支架。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，如艾弗里实验用“减法原理”控制变量，噬菌体实验设计放射性标记辨析，结合实验分析题培养学生逻辑推理能力。丰富的实验对比表格和问题链助力学生理解科学方法，教师可直接用于实验教学，提升教学效率。

第1节　DNA是主要的遗传物质 概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。 知识点1　肺炎链球菌的转化实验 1．对遗传物质的早期推测 2．肺炎链球菌的类型 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 有多糖类的荚膜 没有多糖类的荚膜 有无致病性 有 无 1．(P43相关信息)荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质，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。 3．格里菲思的肺炎链球菌转化实验 (1)实验①②对比说明R型细菌无毒，S型细菌有毒。 (2)实验②③对比说明加热致死的S型细菌无毒。 (3)实验②③④对比说明加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌。 (4)综合以上实验得出的结论是已经加热致死的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。 4．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 (1)实验过程及结果 (2)实验结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 2．(P46科学方法)自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” (1)“加法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素。 (2)“减法原理”：与常态比较，人为去除某种影响因素。 1．艾弗里的实验设计利用了自变量控制中的什么原理？ 提示：减法原理。 2．请简要分析艾弗里的实验设计思路。 提示：利用酶的专一性特点，分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶处理S型细菌的细胞提取物，然后分别与R型活细菌混合培养，观察它们的产物。 1．格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。 (　　) 2．艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡。 (　　) 3．艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌绝大多数是S型细菌。 (　　) 提示：1．×　格里菲思没有证明DNA是遗传物质，只证明了加热致死的S型细菌中含有某种转化因子。 2．×　艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌。 3．×　艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌大多数仍为R型细菌。 肺炎链球菌的转化实验分析 资料一：将加热致死的S型肺炎链球菌与R型肺炎链球菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示： 资料二：DNA的复性指变性DNA 在适当条件下，两条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性。 1．加热致死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型细菌。 2．根据资料二，分析加热后的S型细菌中蛋白质和DNA会发生什么变化？温度降低以后DNA和蛋白质又会发生什么变化？ 提示：(1)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，失去其相应功能，S型细菌死亡。温度降低后，蛋白质的空间结构不会恢复。 (2)加热时，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低后，DNA的结构会恢复，进而DNA活性也会恢复。 3．实验后期，小鼠体内S型细菌数量较多，S型细菌都是直接来自R型细菌的转化吗？ 提示：不是。R型细菌转化为S型细菌的效率较低。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。 4．将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，一段时间后，测得R型细菌含量先下降后上升，试分析原因。 提示：R型细菌下降的原因是小鼠自身的免疫能力将外来病菌杀死；数量上升的原因是加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后，使部分R型活细菌转化为S型活细菌，有毒的S型活细菌在小鼠体内增殖，破坏了小鼠自身的免疫能力，R型细菌开始大量增殖。 [深化归纳] 肺炎链球菌两个转化实验的比较 项目 体内转化实验 体外转化实验 培养细菌 在小鼠体内 体外培养基 实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照 巧妙构思 用加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 用“酶解法”将细胞提取物中的某一物质分解、去掉，直接、单独地观察该种物质在实验中是否起作用 实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质 联系 ①所用材料相同 ②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸 ③两个实验都遵循对照原则、单一变量原则 1．下列关于“肺炎链球菌的转化实验”的叙述，正确的是(　　) A．格里菲思的实验，R型细菌未全部转化成S型细菌 B．格里菲思的实验，S型细菌的荚膜物质使R型细菌转化 C．艾弗里的实验，利用了自变量控制的“加法原理” D．艾弗里的实验，各组均是实验组，属于对比实验 A　[格里菲思的实验，R型细菌只有部分转化成S型细菌，A正确；格里菲思的实验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；艾弗里的实验，利用了自变量控制的“减法原理”，C错误；艾弗里的实验不属于对比实验，D错误。] 2．(链接P44图3-3)某生物学兴趣小组为了探究S型肺炎链球菌的蛋白质、酯、RNA或DNA能否使R型细菌转化为S型细菌，进行了相关实验，实验流程及实验现象①～⑤，如图所示。不考虑基因突变和相关基因丢失，下列相关叙述或推测正确的是(　　) A．该实验在控制自变量时，运用了“加法原理” B．R型细菌没有控制多糖荚膜合成的基因，其菌落光滑 C．实验现象①～④均有2种菌落，⑤只有1种菌落 D．该实验不能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA C　[该实验中向细胞提取物中加入不同的水解酶，其目的是去除细胞提取物中的相关物质，因此在控制自变量时，运用了“减法原理”，A错误；R型细菌没有多糖荚膜，其形成的菌落表面粗糙，B错误；①～④组S型细菌的DNA正常，可以转化出S型细菌，均有2种菌落，⑤中加入DNA酶会破坏S型细菌的DNA，不会转化出S型细菌，只有R型细菌一种菌落，C正确；该实验可以证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，D错误。] 一般情况下，肺炎链球菌的转化率很低，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。 知识点2　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．T2噬菌体的结构及生活方式 　(P45相关信息)T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。分析表明，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。 4．实验过程 (1)标记噬菌体 (2)侵染细菌 5．实验结果分析 (1)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)子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。 6．结论：DNA才是噬菌体的遗传物质。 在T2噬菌体侵染细菌的实验过程中，搅拌和离心的目的分别是什么？ 提示：搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的：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。 1．细菌和病毒作为实验材料，具有个体小、结构简单、繁殖快的优点。 (　　) 2．T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。 (　　) 3．为获得放射性标记的T2噬菌体，可分别用含35S和32P的人工培养基培养噬菌体。 (　　) 4．用含35S的噬菌体侵染细菌，离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质。 (　　) 提示：1．√ 2．×　T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内。 3．×　噬菌体营细胞内寄生生活，不能直接用人工培养基培养，应该用含有其宿主细胞的培养基培养。 4．×　用含35S的噬菌体侵染细菌，离心后，沉淀物中的放射性很低。 噬菌体侵染细菌的实验分析 1．噬菌体侵染细菌的实验采用的是放射性同位素标记技术，32P和35S应分别标记在下图中的①、④(填序号)。 2．不能(填“能”或“不能”)用32P和35S同时标记噬菌体，原因是用32P和35S同时标记噬菌体，则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。 3．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。 4．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：(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．用一个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？如果用一个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：第一种情况是子代噬菌体中少数被32P标记，全部被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。 [深化归纳] 1．噬菌体的复制式增殖过程 (1)模板：进入细菌体内的噬菌体DNA。 (2)合成噬菌体DNA的原料：细菌提供的四种脱氧核苷酸。 (3)合成噬菌体的蛋白质 (4)噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌细胞内，蛋白质外壳没有进入。 2．噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“离心、搅拌” (1)保温时间要合适——若保温时间过短或过长，会使32P组的上清液的放射性偏高，原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。 (2)“离心、搅拌”要充分——如果离心、搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物的放射性偏高。 3．使用不同元素标记后子代放射性有无的判断 1．(链接P45图3-6)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验大致步骤如下图所示，下列有关叙述错误的是(　　) A．不能用含32P的培养基直接培养并标记噬菌体 B．噬菌体入侵后利用大肠杆菌中的物质合成自身的DNA和蛋白质 C．②过程中搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与其DNA分离 D．沉淀物中检测到较强的放射性表明噬菌体的DNA已注入大肠杆菌 C　[噬菌体是病毒，只能寄生在活细胞中，所以要用含32P的大肠杆菌培养基培养并标记噬菌体，A正确；噬菌体增殖除自身注入模板DNA分子外，其余所需原料、ATP、酶、场所等均是由细菌提供的，B正确；②过程的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与被侵染的大肠杆菌分离，C错误；32P标记噬菌体的DNA分子，噬菌体的DNA已侵入大肠杆菌，会随大肠杆菌沉淀到沉淀物中，使沉淀物有放射性，D正确。] 2．某研究性学习小组做了两组实验：甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌；乙组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌。经短时间保温、搅拌、离心后，分析放射性情况。若该过程中大肠杆菌未裂解，下列有关说法正确的是(　　) A．甲组上清液与沉淀物放射性都很强 B．乙组子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、35S C．乙组上清液放射性很强而沉淀物几乎无放射性 D．甲组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H D　[甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌，由于上清液中是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中是被侵染的大肠杆菌，因此甲组沉淀物放射性很强，上清液应该不含放射性，A错误；乙组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌，DNA的组成元素不含S，因此子代噬菌体的DNA分子中检测不到35S，B错误；乙组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌，其中3H标记的是噬菌体的蛋白质外壳和DNA，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌，经过搅拌、离心后，含有噬菌体蛋白质外壳的上清液和含有被侵染的大肠杆菌的沉淀物中的放射性都很强，C错误；甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌，由于合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，且噬菌体的蛋白质外壳和DNA都含有H，因此甲组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H，D正确。] 噬菌体侵染细菌实验中的标记误区 (1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。 (2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为在进行放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，而不能确定是何种元素的放射性。 知识点3　DNA是主要的遗传物质 1．RNA是遗传物质的实验证据 (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RNA。 2．DNA是主要的遗传物质 (1)生物类型与遗传物质的种类(连线) (2)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。 烟草花叶病毒的遗传物质彻底水解可以得到6种小分子物质，分别是碱基A、G、C、U，核糖，磷酸。烟草叶肉细胞的核酸彻底水解，可以得到8种小分子物质，分别是碱基A、G、C、T、U，核糖、脱氧核糖，磷酸。 [提醒]　“DNA是主要的遗传物质”的理解 (1)细胞内既有DNA又有RNA的生物和体内只有DNA的生物，遗传物质都是DNA。凡是由细胞构成的生物的遗传物质必定都是DNA。 (2)只有在RNA病毒中RNA才作为遗传物质。 (3)由于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。 (4)某种具体的生物遗传物质只有一种，单个实验不能得出DNA是主要的遗传物质的结论。 1．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。 (　　) 2．烟草花叶病毒感染和重建实验中，单用烟草花叶病毒的RNA就可以使烟草出现感染病毒的症状。 (　　) 3．DNA不是一切生物的遗传物质，但一切细胞生物的遗传物质都是DNA。 (　　) 提示：1．×　烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，有些病毒的遗传物质是DNA。 2．√　3．√ 探究遗传物质的实验设计 根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组) 1．简要写出实验思路。 提示：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并监测其放射性；乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并监测其放射性。 2．预期实验结果及结论。 提示：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。 [深化归纳] 探究遗传物质的思路与方法 (1)探究思路 ①若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。 ②若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素示踪法。 (2)探究方法 ①分离提纯法：如离体细菌转化实验。缺点是物质纯度不能保证100%。 ②同位素示踪法：如噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。 ③病毒重组法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒，用杂种病毒去感染宿主细胞。 ④酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”，其遗传物质不是DNA，若“否”，其遗传物质可能是DNA。 1．(链接P46图3-7)下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．RNA是 TMV的主要遗传物质 B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中 C．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA D．侵入烟草细胞的RNA与烟草的蛋白质组装成新的病毒 C　[该实验可证明RNA是TMV的遗传物质，但无法证明RNA是TMV的“主要”遗传物质，A错误；从图中不能得出TMV的蛋白质是否能进入烟草细胞中，B错误；由图可知TMV放在水和苯酚中振荡后，分别得到了RNA和蛋白质，可见水和苯酚具有分离病毒蛋白质和RNA的作用，C正确；图中只显示出病毒的RNA和蛋白质分别接种到正常烟草后的现象，不能体现侵入烟草细胞的RNA与烟草的蛋白质组装成新的病毒，D错误。] 2．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是(　　) A．豌豆的遗传物质主要是DNA B．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D．酵母菌的遗传物质主要分布在细胞核中 D　[豌豆的遗传物质是DNA，A错误；HIV的遗传物质是RNA，水解产生4种核糖核苷酸，B错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA，DNA不含硫元素，C错误；酵母菌的遗传物质是DNA，主要分布在细胞核中，D正确。] 1．S型肺炎链球菌有荚膜，有毒；R型肺炎链球菌无荚膜，无毒。 2．在肺炎链球菌的转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型活细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。 3．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S仅存在于蛋白质分子中，P几乎都存在于DNA分子中。 4．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。 5．烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。 6．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。 1．下列对遗传物质探究过程的分析，正确的是(　　) A．噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA才是大肠杆菌的遗传物质 B．格里菲思的实验中加热致死的S型细菌不能使R型细菌发生转化 C．在噬菌体侵染细菌的实验中，离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 D．艾弗里的实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，利用了“减法原理” D　[噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，A错误；格里菲思的实验中加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌，B错误；噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，C错误；在控制自变量方面，艾弗里利用了添加某种酶，破坏或去除某种物质的“减法原理”，D正确。] 2．下列关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验的叙述，错误的是(　　) A．本实验中不加酶的一组是对照组 B．本实验中加入不同酶的组别之间相互对照 C．只有不加酶的一组和加入DNA酶的一组能够发生转化 D．加入不同酶的目的是利用减法原理来控制自变量 C　[本实验存在空白对照和相互对照，如不加酶的一组是空白对照组，加入不同酶的组别之间相互对照，A、B正确；加入DNA酶的一组由于DNA被水解而不能发生转化，C错误；加入不同酶的目的是分别排除各种物质的作用，是利用减法原理来控制自变量，D正确。] 3．在“噬菌体侵染细菌的实验”中，可通过某操作实现下图所示变化。该操作是(　　) A．用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNA B．将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混合 C．将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌 D．离心并检测上清液和沉淀物中的放射性 C　[题干图中所示噬菌体外壳与细菌分离，这是通过搅拌实现的。] 4．(不定项)下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，正确的是(　　) A．同时含有DNA和RNA的生物体，其遗传物质主要是DNA，其次是RNA B．细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质也是DNA C．具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质 D．在生物界中，只有部分病毒的遗传物质是RNA BCD　[同时含有DNA和RNA的生物体，其遗传物质是DNA，A错误；细胞生物的遗传物质是DNA，主要存在于细胞核中，少量存在于细胞质的线粒体和叶绿体中，B正确；具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质，C正确；DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是少数病毒的遗传物质，D正确。] 5．对于遗传物质的探索，人类经历了一个漫长而复杂的过程，其中三个先后进行的经典实验，运用不同的实验思路和方法，共同证明了“DNA是遗传物质”这一科学认识。请回答下列问题： (1)格里菲思提出“转化因子”的推断。支撑这一推断的重要证据之一是：其中一组实验成功将R型活细菌转化为S型活细菌，并导致小鼠死亡。该组实验的处理方法是向小鼠体内注射________________________________。 (2)艾弗里等人证明DNA是“转化因子”。该实验运用“________原理”控制自变量，发现只有用________处理S型细菌的细胞提取物后，提取物才会失去转化活性，不能将R型细菌转化为S型细菌。 (3)赫尔希和蔡斯进一步证明DNA是遗传物质。该实验包括4个关键步骤：①T2噬菌体侵染细菌；②用35S和32P分别标记T2噬菌体；③放射性检测；④搅拌、离心，正确的步骤顺序是________(填序号)。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，需利用________的遗传信息，并以________为原料合成子代T2噬菌体的蛋白质外壳。 [解析]　(1)格里菲思利用肺炎链球菌与小鼠进行实验，发现将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合注射时，小鼠死亡，单独注射S型活细菌时，小鼠死亡，由此提出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。(2)依据自变量控制中的“减法原理”，在每个实验组S型细菌的细胞提取物中特异性地除掉一种物质。发现只有用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物后，提取物才会失去转化活性，不能将R型细菌转化为S型细菌。(3)噬菌体侵染细菌实验包括4个步骤：第一步首先用35S和32P分别标记T2噬菌体，然后将T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，保温一段时间后搅拌、离心，最后进行放射性检测，即②①④③；T2噬菌体侵染大肠杆菌后，需T2噬菌体提供遗传信息，以大肠杆菌内的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳。 [答案]　(1)加热致死的S型细菌和R型活细菌　(2)减法　DNA酶　(3)②①④③　T2噬菌体　氨基酸 课时分层作业(10)　DNA是主要的遗传物质 题组一　肺炎链球菌的转化实验 1．关于格里菲思的肺炎链球菌转化实验，下列叙述不正确的是(　　) A．S型肺炎链球菌的菌落是光滑的，R型肺炎链球菌的菌落是粗糙的 B．加热致死的S型细菌与R型细菌混合注入小鼠体内，小鼠会患败血症死亡 C．该实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌 D．从病死小鼠中能分离得到S型细菌和R型细菌 C　[该实验证明S型细菌体内存在某种“转化因子”能使R型细菌转化为S型细菌，但没有证明S型细菌的DNA是转化因子，C错误。] 2．下图表示研究S型肺炎链球菌“转化因子”化学本质的部分实验流程图。下列相关分析错误的是(　　) A．①⑥的处理体现了实验设计的减法原理 B．经①②③④⑤得到的菌落类型为光滑型 C．经⑥⑦⑧⑨⑤得到的细菌不会使小鼠死亡 D．本实验不能充分证明肺炎链球菌的“转化因子”是DNA B　[该实验自变量的控制使用蛋白酶和DNA酶分别将蛋白质和DNA水解，采用了减法原理，A正确；经步骤①②③④⑤，S型细菌的DNA还存在，可将R型细菌转变为S型细菌，因此能得到S型细菌和R型细菌的菌落，即能得到光滑型和粗糙型菌落，B错误；由于S型细菌的DNA被降解，无法将R型细菌转变为S型细菌，因此给小鼠注射经步骤⑥⑦⑧⑨⑤得到的活菌(R型细菌)，小鼠存活，C正确；本实验还需要补充加入RNA酶、酯酶的实验，所以不能充分证明转化因子是DNA，D正确。] 题组二　噬菌体侵染细菌的实验 3．利用含有32P标记的T2噬菌体侵染某种细菌，经过培养和搅拌以及离心后，发现离心管的沉淀物中含有较高放射性，而上清液中放射性很低。下列相关叙述错误的是(　　) A．若该实验不经过搅拌，对实验结果没有明显影响 B．若上清液放射性偏高，则可能是培养时间过短所致 C．该实验结果不能证明噬菌体的遗传物质是DNA D．通过用含有32P标记的肺炎链球菌培养T2噬菌体来标记噬菌体 D　[32P标记的DNA侵入细菌细胞内，放射性主要出现在沉淀物中，不经过搅拌对实验结果没有明显影响，A正确；32P标记T2噬菌体的DNA，32P标记的DNA侵入细菌细胞内，操作后放射性主要集中在沉淀物中，若上清液放射性偏高，则可能是培养时间过短，32P标记的DNA没有注入大肠杆菌细胞中所致，B正确；该实验缺乏对照实验，不能充分证明噬菌体的遗传物质是DNA，C正确；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立进行各项生命活动，需在活细胞中进行增殖，T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌中的，故需要通过含有32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体来标记噬菌体，D错误。] 4．某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(　　) 材料及标记 实验组 T2噬菌体 大肠杆菌 ① 未标记 15N标记 ② 32P标记 35S标记 ③ 3H标记 未标记 ④ 35S标记 未标记 A．①和④ B．②和③ C．②和④ D．④和③ C　[15N为稳定同位素，不具有放射性，①组中检测不到放射性；T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌细胞内，蛋白质外壳仍留在细胞外，沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌，故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中；③组的上清液和沉淀物中均有放射性物质；④组的放射性物质主要分布在上清液中。故题干中描述的第一、二组实验分别是表中②组和④组，A、B、D错误，C正确。] 题组三　DNA是主要的遗传物质 5．20世纪20年代，科学家就开始利用多种方法，如酶解法、同位素标记法和病毒重组法等，对生物的遗传物质进行了探索。下列有关遗传物质的叙述，正确的是(　　) A．以RNA为遗传物质的生物不一定是没有细胞结构的病毒 B．大部分原核生物的遗传物质是DNA，少部分是RNA C．肺炎链球菌中既有DNA又有RNA，其主要遗传物质是DNA D．烟草花叶病毒的RNA能使烟草感染病毒，说明RNA是其遗传物质 D　[具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，不具细胞结构的病毒的遗传物质是DNA或RNA，以RNA为遗传物质的生物一定是病毒，A错误；原核生物的遗传物质是DNA，B错误；肺炎链球菌的细胞内既有DNA又有RNA，但DNA是遗传物质，C错误。] 6．现有新发现的一种病毒，科研人员设计了如表所示两种方法来探究该病毒的遗传物质。下列叙述错误的是(　　) Ⅰ 将该病毒核酸提取物分为两组，一组用适量DNA酶处理(a组)，另一组用等量RNA酶处理(b组)，然后分别侵染宿主细胞 检测是否有子代病毒产生 Ⅱ 将被侵染的宿主细胞分别培养在含有放射性标记的尿嘧啶核苷酸(c组)和胸腺嘧啶核苷酸(d组)的培养基上，之后接种该病毒 检测子代病毒是否具有放射性 A．Ⅰ中采用的是“减法原理” B．Ⅱ中不能都用3H标记尿嘧啶和胸腺嘧啶 C．a组可作出“该病毒的遗传物质是RNA”的假设 D．b组有病毒产生、d组病毒有放射性，说明其遗传物质是DNA B　[Ⅰ中采用的方法是酶解法，向a、b两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了“减法原理”，A正确。尿嘧啶和胸腺嘧啶分别是RNA和DNA特有的碱基，且都含有H，因此可以用3H标记尿嘧啶和胸腺嘧啶，B错误。由于该病毒的遗传物质可能是DNA，也可能是RNA，因此a组可作出“该病毒的遗传物质是RNA”的假设，再进一步通过实验来验证该假设的正确性，C正确。b组用RNA酶(RNA被分解)来处理，结果b组有病毒产生，酶具有专一性，说明该病毒的遗传物质是DNA；d组加有胸腺嘧啶核苷酸(合成DNA的原料)，结果子代病毒有放射性，说明该病毒可以利用胸腺嘧啶核苷酸，则该病毒的遗传物质是DNA，D正确。] 7．(不定项)噬藻体是一种寄生在蓝细菌中的DNA病毒，其增殖过程与T2噬菌体类似。某兴趣小组做了噬藻体侵染蓝细菌的实验，操作如下：①检测放射性；②搅拌、离心；③用32P标记噬藻体；④标记的噬藻体与未被标记的蓝细菌混合培养。下列有关叙述不正确的是(　　) A．步骤③的具体做法是先在含32P的培养基中培养蓝细菌，再用该蓝细菌培养噬藻体 B．实验中用到了噬藻体培养技术、同位素标记技术等 C．步骤②中搅拌的目的是使噬藻体与蓝细菌分离，此次离心的结果是上清液中的放射性较高 D．实验操作的正确顺序是③④②①，该实验可证明噬藻体的遗传物质就是DNA CD　[噬藻体是病毒，只能营寄生生活，所以不能直接标记，实验操作步骤③的具体做法是先在含有32P的培养基中培养蓝细菌，再用该蓝细菌培养噬藻体，A正确；实验中用到了噬藻体培养技术(蓝细菌培养噬藻体)、同位素标记技术(32P标记噬藻体)等，B正确；搅拌的目的是使噬藻体与蓝细菌分离，32P标记的是噬藻体的DNA，DNA会进入蓝细菌体内，分布到沉淀物中，所以离心的结果是沉淀物中的放射性较高，而上清液中的放射性较低，C错误；该实验操作的正确顺序是③④②①，但实验缺少对照组，所以不能证明噬藻体的遗传物质就是DNA，D错误。] 8．(15分)1952年，赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。请回答有关问题。 (1)赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，而不是标记在同一种噬菌体上，这其中蕴涵的设计思路是_______________________ _____________________________________________________________________。 (2)若要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用含 35S 的培养基培养________，再用噬菌体去侵染________________。 (3)请将下图中T2噬菌体侵染细菌过程的标号进行排序__________________→a。 (4)T2噬菌体的遗传物质复制发生在上图中________(用字母和箭头表示)过程之间，子代T2噬菌体的外壳是在细菌的细胞中合成的。 (5)以35S标记组为例，如果____________________，可能造成的结果是上清液和沉淀物的放射性强度差异不显著。 (6)T2噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下，下列关联中最合理的是________(注：甲组为35S标记的T2噬菌体，乙组为32P标记的T2噬菌体)。 A．甲组—上清液—① B．乙组—上清液—② C．甲组—沉淀物—③ D．乙组—沉淀物—④ [解析]　(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法，即用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，其目的是分离DNA和蛋白质，单独观察其作用。(2)由于噬菌体是病毒，无细胞结构，不能在培养基中独立生存，是专一性侵染大肠杆菌的病毒，因此为了获得含35S的噬菌体，应先将大肠杆菌在含35S的培养基上培养，再用噬菌体去侵染该大肠杆菌。(3)图中a为噬菌体或者子代噬菌体，b表示合成，c表示释放，d表示吸附，e表示注入，f表示组装，因此T2噬菌体侵染细菌正确的顺序为(a→)d→e→b→f→c→a。(4) T2噬菌体的遗传物质是DNA，其复制发生在图中e→b过程之间。(5)35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌内，经过搅拌、离心后，蛋白质外壳分布在上清液中。若搅拌不充分，会导致部分蛋白质外壳没有与细菌分开，随着细菌离心到沉淀物中，导致上清液和沉淀物都出现较强的放射性。(6)甲组用35S标记的噬菌体侵染细菌，而35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌内，经过搅拌、离心后，蛋白质外壳分布在上清液中，且放射性强度与保温时间长短没有关系，对应曲线④；乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌，而32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，只有DNA进入细菌内，经过搅拌、离心后，DNA随着细菌分布在沉淀物中。若保温时间过短，部分噬菌体DNA未进入细菌，经离心后分布于上清液中，这会使上清液的放射性含量升高；若保温时间过长，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中，这会使上清液的放射性含量升高，沉淀物中放射性含量降低，对应曲线②，B正确，A、C、D错误。 [答案]　(除标注外，每空2分，共15分)(1)分离DNA和蛋白质，单独观察其作用　(2)大肠杆菌　含35S的大肠杆菌　(3)(a→)d→e→b→f→c(3分)　(4)e→b　(5)搅拌不充分(合理即可)　(6)B (教师用书独具) 1．通过细菌的转化发现DNA和蛋白质的混合物中包含遗传信息，研究者判定是蛋白质还是DNA存储遗传信息实验的理论依据和判断方法(所用酶对检测方法无影响)的相关叙述，错误的是(　　) A．实验要利用DNA酶和蛋白酶的专一性 B．实验中要将DNA和蛋白质直接分开，单独研究各自的作用 C．如果混合物用DNA酶处理后，遗传信息消失，则遗传信息储存在DNA中 D．如果混合物用蛋白酶处理后，遗传信息消失，则遗传信息储存在蛋白质中 B　[实验要利用DNA酶和蛋白酶的专一性，脱氧核糖核酸酶能够分解DNA，蛋白酶能够分解蛋白质，A正确；酶具有专一性，因此不需要将DNA和蛋白质直接分开，B错误；DNA酶能分解DNA，因此如果混合物用DNA酶处理后，遗传信息消失，则遗传信息储存在DNA中，C正确；蛋白酶能分解蛋白质，因此如果混合物用蛋白酶处理后，遗传信息消失，则遗传信息储存在蛋白质中，D正确。] 2．如图表示用同位素标记技术完成的“T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验的部分操作步骤示意图，下列对此实验的有关叙述，错误的是(　　) A．实验使用的被35S标记的T2噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的 B．若改用32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌，如果保温时间太长则会使上清液放射性偏高 C．若改用32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌，如果侵染的时间太短会使上清液放射性偏高 D．以上实验中T2噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌，则上清液中的放射性强度下降 A　[T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基中独立生活、增殖，实验使用的被35S标记的T2噬菌体是利用侵染被35S标记的大肠杆菌培养获得的，A错误；若改用32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌，如果保温时间太长，T2噬菌体从大肠杆菌中释放出来，则会使上清液放射性偏高，B正确；若改用32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌，如果侵染的时间太短，DNA还未注入大肠杆菌，会使上清液放射性偏高，C正确；以上实验中T2噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌，没能将噬菌体和大肠杆菌分离，则上清液中的放射性强度下降，D正确。] 3．下列四幅图表示了在“肺炎链球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”(搅拌强度、搅拌时长等都合理)中相关含量的变化，下列相关叙述错误的是(　　) A．图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，上清液放射性含量的变化 B．图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，上清液放射性含量的变化 C．图丙中曲线①表示“肺炎链球菌的转化实验”中小鼠体内R型细菌的数量变化 D．图丁表示“肺炎链球菌的转化实验”中部分R型细菌转化为S型细菌 C　[图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，上清液放射性含量的变化，A正确；由于S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，侵染时蛋白质外壳不会进入细菌内部，所以图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，上清液放射性含量的变化，B正确；曲线①不能表示“肺炎链球菌的转化实验”中小鼠体内R型细菌的数量变化，因为小鼠免疫系统的作用，其变化趋势应先下降而后再上升，C错误；在“肺炎链球菌的体内转化实验”中，R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，所以曲线在开始段有所下降，后随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加，所以曲线上升。而加热致死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，并通过繁殖使数量增多，曲线上升，故图丁两条曲线依次表示“肺炎链球菌体内转化实验中R型细菌＋S型细菌DNA组”中，R型细菌与S型细菌的数量变化，D正确。] 4．烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒，具有S和HR等多种株系。科学家分别提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白质，进行了以下重组实验： 重组实验过程 子代病毒的类型 第一组：S-RNA＋HR-蛋白质→感染烟草 S株系 第二组：HR-RNA＋S-蛋白质→感染烟草 HR株系 下列相关叙述中，合理的是(　　) A．可以通过培养基上不同的菌落特征鉴别TMV的不同株系 B．将TMV的遗传物质与二苯胺水浴加热，溶液会变成蓝色 C．根据实验结果可推测，TMV的RNA控制其蛋白质的合成 D．在该实验中，第一组实验是对照组，第二组实验是实验组 C　[病毒专营活细胞寄生，不能用培养基培养，A不合理；DNA与二苯胺水浴加热，溶液才会变成蓝色，B不合理；根据实验结果可推测，TMV的遗传物质是RNA，能控制其蛋白质的合成，C合理；该实验为相互对照实验，第一组和第二组互为对照组与实验组，D不合理。] 5．(不定项)转化是细胞从周围介质中吸收来自另一基因组成细胞的DNA，而使其自身基因组成和性状发生变化的现象。下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是(　　) A．格里菲思的实验证明了S型细菌和R型细菌的DNA均可使对方转化 B．艾弗里的实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌的基因组成发生改变并使其具有荚膜 C．给小鼠注入R型细菌与加热致死的S型细菌的混合物后，R型细菌会被转化并导致小鼠死亡 D．在R型细菌的培养基中只加S型细菌的DNA比加入等量DNA和蛋白质混合物的转化效率要高 BCD　[格里菲思的实验仅证明了S型细菌内存在促成转化的转化因子，艾弗里的实验证明了S型细菌的DNA可将R型细菌转化为S型细菌，两个实验均没有证明R型细菌的DNA可使S型细菌发生转化，A错误；艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌的基因组成发生改变并使其具有荚膜，B正确；给小鼠注入R型细菌与加热致死的S型细菌的混合物后，R型细菌被转化为S型细菌并导致小鼠死亡，C正确；DNA纯度越高，转化效率越高，D正确。] 1/1 学科网（北京）股份有限公司 $