第二章 第一节 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（苏教版）

本讲义聚焦“DNA是主要的遗传物质”核心知识点，系统梳理肺炎链球菌转化实验（格里菲斯发现转化因子、艾弗里证明DNA为转化因子）、噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯验证DNA功能）及RNA病毒遗传物质的探究过程，通过实验对比表、习题辨析等学习支架构建知识体系。 以科学思维为引领，通过对比肺炎链球菌体内外转化实验设计思路、分析噬菌体侵染实验中放射性标记的关键操作，培养学生实验分析与逻辑推理能力。课中借助实验流程图辅助教师直观授课，课后通过判断题解析及分层作业帮助学生纠正认知误区，强化知识应用。

第一节　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。 1．生命观念——认同DNA是主要的遗传物质。 2．科学思维——通过分析与综合，理解转化实验和侵染实验的实验方法和实验原理。 3．科学探究——尝试设计实验，探索生物的遗传物质。 一、DNA是多数生物的遗传物质 1．肺炎链球菌 (1)肺炎链球菌(又称为肺炎双球菌)是一种细菌，它结构简单、繁殖速度快，是生物学研究常用的实验材料。 (2)肺炎链球菌多数不致病，部分有致病力的菌株在菌体外一般具有由多糖构成的荚膜。致病菌株可引起人患肺炎，鼠患败血症。 (3)肺炎链球菌的类型 项目 S型活细菌 R型活细菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 有无致病性 有 无 2．格里菲斯的肺炎链球菌实验 实验过程 结果分析 推论 R型活细菌小鼠正常存活 R型活细菌无致病性 被加热杀死的S型细菌中可能含有某种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，而且这种转化是可以遗传的 S型活细菌小鼠患败血症死亡 S型活细菌有致病性 加热后的S型死细菌小鼠存活 不是荚膜而是S型活细菌导致了小鼠死亡 R型活细菌与加热后的S型死细菌小鼠患败血症死亡 有部分R型活细菌转化为S型活细菌，而且转化后的S型活细菌的后代也有致病性 3．艾弗里的肺炎链球菌转化实验 (1)方法：化学分析法。 (2)实验过程及现象 (3)实验分析 艾弗里的实验表明，RNA和蛋白质降解后与降解前，R型细菌转化为S型细菌的能力没有发生变化，而DNA降解后与降解前，R型细菌转化为S型细菌的能力发生了变化。 (4)实验结论 在构成S型活细菌的DNA、RNA和蛋白质中，只有DNA能使R型细菌转化为S型细菌。 (5)实验质疑 有人提出质疑，认为艾弗里等人提纯的DNA中含有极少量的蛋白质，因此实验不能说明DNA一定就是遗传物质。 4．噬菌体侵染细菌的实验 (1)科学家：赫尔希和蔡斯。 (2)噬菌体 ①生物类型：噬菌体是一类细菌病毒，它们专门攻击细菌。 ②T2噬菌体的结构 ③T2噬菌体的繁殖 T2噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳留在大肠杆菌体外，注入大肠杆菌体内的是DNA，在噬菌体DNA的作用下，大肠杆菌体内的物质被利用起来合成噬菌体的DNA和蛋白质等，接着已合成的DNA和蛋白质分子以一定方式结合，组装成完整的子代噬菌体。当子代噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体。 (3)T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 ①用放射性同位素35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA。 ②再用分别标记的噬菌体侵染大肠杆菌 ③结果分析 在噬菌体DNA的指导下，新组装并释放出来的子代噬菌体与侵染大肠杆菌的噬菌体完全相同。 ④实验结论：DNA才是真正的遗传物质。 二、RNA是某些病毒的遗传物质 1．烟草花叶病毒(简称TMV) (1)组成：由一个圆筒状的蛋白质外壳和RNA分子组成。 (2)TMV感染烟草的实验 (3)TMV(烟草花叶病毒)与HRV(车前草病毒)的病毒重建实验过程 (4)实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。 2．其他RNA病毒 流感病毒、脊髓灰质炎病毒、脑炎病毒、新城鸡瘟病毒等都只含有RNA，RNA是它们的遗传物质。 3．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)由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。 (正确的打“√”，错误的打“×”) 1．高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。 (　　) 2．格里菲斯和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。 (　　) 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。 (　　) 4．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，P存在于DNA中，S几乎全部存在于蛋白质中。 (　　) 5．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。 (　　) 提示：1．×　蛋白质高温变性的原因是空间结构遭到破坏，肽键依然存在，而双缩脲试剂与蛋白质发生紫色反应的实质是与肽键反应。 2．×　格里菲斯没有证明DNA是遗传物质，只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子。 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，最后生存的细菌不都是S型细菌，大多数仍为R型细菌。 4．√ 5．×　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。 　肺炎链球菌的转化实验 1．肺炎链球菌两个转化实验的比较 (1)区别 体内转化实验 体外转化实验 科学家 格里菲斯 艾弗里及其合作者 细菌培养 小鼠体内 体外培养基 实验构思 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S型细菌的提取物观察能否使R型细菌发生转化，并且用相应的酶去除该物质作为条件对照 观察指标 小鼠是否死亡 培养基中菌落类型 实验结论 加热致死的S型细菌体内可能含有某种转化因子 转化因子很可能是DNA (2)联系 ①体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验则是前者的延伸。 ②实验设计都遵循对照原则和单一变量原则。 2．对S型细菌和R型细菌转化的理解 (1)转化原理：加热致死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 (2)转化实质：S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。 (3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。 3．对肺炎链球菌体内转化实验中细菌数量变化曲线的解读 在肺炎链球菌体内转化实验中，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，小鼠体内S型活细菌、R型活细菌数量的变化情况如图所示。 (1)R型活细菌数量的变化 ①ab段：小鼠体内还没形成大量的抗R型活细菌的抗体，故该时间段内R型活细菌数量增多。 ②bc段：小鼠体内形成大量的抗R型活细菌的抗体，致使R型活细菌数量减少。 ③cd段：c点对应时间点之前，已有少量R型活细菌转化为S型活细菌，S型活细菌能降低小鼠的免疫力，使小鼠对R型活细菌的杀伤力减弱，导致R型活细菌大量繁殖，所以cd段R型活细菌数量增多。 (2)S型活细菌数量的变化 少量R型活细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型活细菌，S型活细菌有多糖类荚膜的保护，能在小鼠体内增殖，且随着小鼠免疫力的降低，小鼠对S型活细菌的杀伤力减弱，S型活细菌增殖加快、数目增加。 1．格里菲斯的肺炎链球菌转化实验部分示意图如下，下列有关说法正确的是(　　) A．两组实验对照，证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 B．第一组小鼠不死亡，是因为肺炎链球菌的DNA和蛋白质均已变性 C．第二组小鼠死亡，说明有R型细菌转化成了S型细菌，进一步说明S型细菌中存在转化因子 D．将从第二组死亡小鼠体内分离出的肺炎链球菌置于培养基上培养，产生的都是表面光滑的菌落 C　[分析题图，第一组实验中，将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠存活；第二组实验中，将R型细菌和加热杀死的S型细菌混合注入小鼠体内，小鼠死亡，两组实验均利用的是完整的菌体直接作为实验材料，因此无法证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，A错误。S型细菌有毒性，第一组实验中，将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡，是因为加热后S型细菌的蛋白质失去活性，但DNA随温度的降低可恢复活性，B错误。两种细菌中只有S型细菌有毒性，会导致小鼠死亡，第二组小鼠死亡，说明有R型细菌转化成了S型细菌，可推断加热杀死的S型细菌中存在转化因子，C正确。从第二组死亡小鼠体内分离出的肺炎链球菌有两种，即R型细菌和S型细菌，故在培养基上培养，产生的既有表面粗糙的菌落又有表面光滑的菌落，D错误。] 2．为研究R型细菌转化为S型细菌的转化物质是DNA还是蛋白质，某小组进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。 甲组　　　　　　　　乙组 丙组 下列叙述正确的是(　　) A．甲组培养皿中只有S型细菌菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性 B．乙组培养皿中有R型及S型细菌菌落，推测转化物质是蛋白质 C．丙组培养皿中只有R型细菌菌落，推测转化物质是DNA D．该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA C　[甲组培养皿中有S型细菌菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性，但也有未转化的R型细菌，A错误；乙组培养皿中有R型及S型细菌菌落，由于加入了蛋白酶，所以可推测转化物质不是蛋白质，B错误；丙组培养皿中只有R型细菌菌落，由于加入了DNA酶，所以可推测转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，而不是主要遗传物质是DNA，D错误。] 　噬菌体侵染细菌的实验 1．实验思路 S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体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，直接地、单独地观察它们各自的作用。 2．实验分析 35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。 3．实验结论 (1)直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质。 (2)间接证明：①DNA能够自我复制，使生物体前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；②DNA能控制蛋白质的生物合成，从而控制生物体的新陈代谢和性状。 (3)不能证明：①DNA是主要的遗传物质；②蛋白质不是遗传物质。 4．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组的上清液中放射性偏高，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，这样造成沉淀物中放射性偏高。 5．T2噬菌体侵染细菌实验和艾弗里的实验的比较 比较项目 T2噬菌体侵染细菌实验 艾弗里的实验 处理方法 放射性同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素 用酶解法专一性地去除S型细菌中的某种物质，与R型细菌混合培养 检测结果的方式 检测放射性位置 观察菌落类型 结论 DNA是噬菌体的遗传物质 转化因子可能是DNA 1．能否直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？ 提示：不能。因为噬菌体营寄生生活，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．如果用 15N、32P、35S同时标记噬菌体后让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的同位素及其存在的部位分别在哪里？ 提示：15N、32P，DNA。 3．某研究人员模仿赫尔希和蔡斯进行噬菌体侵染细菌实验，实验过程如下：①用X标记T2噬菌体→②侵染大肠杆菌→③操作Y→④检测到沉淀物中有很高的放射性。下列有关说法错误的是(　　) A．①中的X代表32P，标记T2噬菌体前需先标记大肠杆菌 B．③中的Y代表搅拌、离心，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体及蛋白质外壳与大肠杆菌分离 C．②步骤需经过长时间保温，④的检测结果才真实可靠 D．将大肠杆菌换成肺炎链球菌不会得到④的检测结果 C　[检测到沉淀物中有很高的放射性，说明①中标记的是DNA，噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记DNA，由于T2噬菌体没有细胞结构，专门寄生在大肠杆菌体内，所以需先标记大肠杆菌，A正确；为了使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体及蛋白质外壳与大肠杆菌分离，需要进行搅拌，B正确；②步骤中保温时间过长会导致大肠杆菌裂解，释放出子代T2噬菌体，造成④的检测结果不可靠，C错误；T2噬菌体是专门攻击大肠杆菌的病毒，不侵染肺炎链球菌，故将大肠杆菌换成肺炎链球菌不会得到④的检测结果，D正确。] 4．如图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分实验步骤示意图，下列有关叙述正确的是(　　) A．被标记的T2噬菌体是通过直接接种在含有32P的培养基中获得的 B．与被标记的T2噬菌体混合培养的细菌也要用32P标记 C．32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，培养时间的长短会影响实验结果 D．搅拌和离心等是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测上清液和沉淀物的放射性 C　[T2噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞内生活，不能通过直接接种在含有32P的培养基中获得，A错误；与被标记的T2噬菌体混合培养的细菌不能用放射性同位素标记，B错误；32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，培养时间过短，部分或全部T2噬菌体的DNA没有进入大肠杆菌，培养时间过长，部分或全部子代T2噬菌体释放出来，都会导致上清液中放射性偏高，影响实验结果，C正确；搅拌和离心等是为了把吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分开，再分别检测上清液和沉淀物的放射性，D错误。] 　噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析 (1)用 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因： ①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。 ②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。 (2)用 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，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。 新型冠状病毒感染引起的肺炎是一种严重呼吸系统症状的高传染性疾病，对人们的健康和生活造成极大的影响。 教材中噬菌体侵染细菌实验的一个关键在于用含特定放射性同位素的培养基培养宿主细胞再接种噬菌体，而新型冠状病毒的遗传物质是RNA，因此建构设计思路时，需用含有放射性标记的尿嘧啶的培养基，另一对照组需用含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基。 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，设计实验以验证其遗传物质。简要写出实验思路。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)(科学探究) 提示：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的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检测其放射性。 [课堂小结] 结论语句 (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存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA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)由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。 1．格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验中，注射后能使实验小鼠死亡的是(　　) A．R型肺炎链球菌 B．加热致死的S型肺炎链球菌 C．加热致死的S型肺炎链球菌与R型细菌的DNA混合 D．加热致死的S型肺炎链球菌与R型细菌混合 D　[R型活细菌没有荚膜，没有毒，所以注射后不能使实验小鼠死亡，A错误；将杀死的有毒S型细菌注射到小鼠体内，没有活性的S型细菌不会引起小鼠死亡，B错误；加热致死的S型肺炎链球菌与R型细菌的DNA混合，没有活菌，不能发生转化，小鼠不死亡，C错误；加热致死的S型细菌，其DNA有活性，S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌，因而会引起小鼠死亡，D正确。] 2．肺炎链球菌为遗传物质的探索做出了重要贡献。下列关于肺炎链球菌转化实验的说法，正确的是(　　) A．格里菲斯和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质 B．艾弗里实验中S型细菌提取物＋蛋白酶＋R型细菌一起培养，培养基上生存的细菌都是S型细菌 C．艾弗里等人设法去除绝大部分糖类、蛋白质、脂质，与R型细菌混合培养，出现S型细菌，充分说明DNA是遗传物质 D．已加热致死的S型细菌中，蛋白质已经失去活性而DNA仍具有活性 D　[格里菲斯实验并未证明DNA是遗传物质，A错误；艾弗里实验中，S型细菌提取物＋蛋白酶＋R型细菌，培养基上生存的既有S型细菌也有R型细菌，B错误；设法去除绝大部分糖类、蛋白质、脂质，并不能彻底去除其中的蛋白质、脂质等，不能充分说明DNA是遗传物质，C错误；已加热致死的S型细菌中，高温可使蛋白质失去活性，DNA可以使R型细菌发生转化，说明其仍具有活性，D项正确。] 3．在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　　) A．T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖 B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成蛋白质 C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D．人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型相同 C　[T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎链球菌，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成蛋白质，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌时，其DNA进入大肠杆菌，以大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料，合成子代噬菌体的DNA，而脱氧核苷酸中含有P，则培养基中的32 P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒为RNA病毒，T2噬菌体为DNA病毒，二者所含核酸类型不同，D错误。] 4．下列有关生物遗传物质的叙述，不正确的是(　　) A．病毒的遗传物质是DNA或RNA B．只含有RNA的生物，遗传物质是RNA C．既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA或RNA D．细胞生物的遗传物质都是DNA C　[解答本题的关键是理解细胞生物、病毒的遗传物质。病毒只含有1种核酸，含有DNA的病毒其遗传物质是DNA，含有RNA的病毒其遗传物质是RNA，A项正确；只含有RNA一种核酸的生物，其遗传物质一定是RNA，B项正确；既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA，C项错误；所有细胞生物都含有DNA和RNA，其遗传物质是DNA，D项正确。] 5．下列是关于DNA是遗传物质的相关实验，请回答下列相关问题。 (1)过程①和②表明，将S型细菌的________和__________与R型活细菌混合培养，其后代为______________型细菌。 (2)过程③表明，将S型细菌的________与R型活细菌混合培养，________型细菌转化成________型细菌。 (3)过程④表明，转化成的________型细菌的后代也是有________性的________型细菌。 (4)实验最关键的设计思路是____________________________________________ _____________________________________________________________________。 (5)通过上述实验________(填“能”或“不能”)证明DNA是主要的遗传物质。 [解析]　(1)过程①和②表明，将S型细菌的多糖和蛋白质与R型活细菌混合培养，其后代都为R型细菌，没有发生转化现象。(2)过程③表明，将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，其后代有R型细菌和S型细菌，说明有部分R型细菌转化为S型细菌。(3)过程④表明，由R型细菌转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌。(4)实验最关键的设计思路是把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用。(5)上述实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，但不能得出DNA是主要的遗传物质。 [答案]　(1)多糖　蛋白质　R　(2)DNA　部分R　S　(3)S　毒　S　(4)把具有荚膜的S型细菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用　(5)不能 课时分层作业(9)　DNA是主要的遗传物质 题组一　肺炎链球菌的转化实验 1．如图表示肺炎链球菌的转化实验，下列有关说法正确的是(　　) A．该实验模拟的是艾弗里实验 B．从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是R型细菌自身变化而来 C．从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是死亡的S型细菌“死而复生” D．该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌 D　[该实验模拟的是格里菲斯实验，A项错误；b实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是R型细菌自身变化而来的可能，B项错误；c实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是死亡S型细菌“死而复生”的可能，C项错误；该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，D项正确。] 2．肺炎链球菌离体转化实验的部分过程如图所示。 其中设置乙组对照实验的目的是证明(　　) A．DNA是转化因子 B．脱氧核苷酸不是转化因子 C．DNA酶不是转化因子 D．经DNA酶处理后的R型细菌不能转化 A　[分析两组实验可知，S型细菌的DNA可使R型细菌完成转化，而将DNA经DNA酶水解后，不能再完成转化过程，从而进一步证明DNA是转化因子。综上所述，A正确，B、C、D错误。] 3．艾弗里和同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如下表。由表可知(　　) 实验组号 接种菌型 加入S型细菌物质 培养皿长菌情况 ① R 蛋白质 R型 ② R 荚膜多糖 R型 ③ R DNA R型、S型 ④ R DNA(经DNA酶处理) R型 A．①～④证明DNA是主要的遗传物质 B．②证明S型细菌的荚膜多糖有酶活性 C．③和④证明S型细菌的DNA是转化因子 D．①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子 C　[四组实验仅证明了DNA是遗传转化的因子，并未发现其他物质可以起该作用及其所起作用的大小，所以不能说明DNA是主要的遗传物质，A错误；②实验加入了荚膜多糖，后代培养未出现S型细菌，可以说明荚膜多糖不是转化因子，而不能证明其有酶活性，B错误；③的结果既有R型细菌，又有S型细菌，直接说明DNA可以使R型细菌转化为S型细菌；④的结果仅有R型细菌，从侧面说明DNA水解产物无法使R型细菌转化；③和④证明S型细菌的DNA是转化因子，C正确；①实验加入了S型细菌的蛋白质，后代培养未出现S型细菌，所以直接说明S型细菌的蛋白质不是转化因子，D错误。] 4．(12分)某生物兴趣小组在学习了“肺炎链球菌转化实验”后也重复了相关实验，其目的是验证加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”，可以使R型细菌转化为S型细菌。相关实验为A组接种正常R型细菌，B组接种正常S型细菌，C组接种加热杀死的S型细菌，D组接种加热杀死的S型细菌和正常的R型细菌的混合液。培养结果如下。请据图回答： 注：Ｋ为S型细菌 Ｋ为R型细菌 (1)本实验中设置的对照组是________组。实验中的培养基的成分、培养条件以及培养时间等属于________(填“自变量”“因变量”或“无关变量”)。 (2)观察D组实验结果后，有同学提出D组实验结果的出现可能是实验时对S型细菌加热杀死不彻底造成的？根据________组实验结果即可否定此假设。 (3)根据实验结果可推测出S型细菌中存在着某种________，该物质可将不致病的R型细菌转化为致病的S型细菌。 (4)艾弗里等人研究发现S型细菌中能促使R型细菌转化的物质是________。 (5)兴趣小组又进行了以下4个实验，则小鼠存活的情况依次是________(填字母)。 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 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]　(1)该生物兴趣小组重复“肺炎链球菌转化实验”，其目的是验证加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”，可以使R型细菌转化为S型细菌，由此可知，D组为实验组，A组、B组、C组都是对照组；培养基的成分、培养条件以及培养时间等均属于本实验的无关变量。(2)如果实验时，对S型细菌加热杀死不彻底，则C组实验中也会出现S型细菌，所以根据C组实验结果即可否定此假设。(3)根据实验结果可推测出已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的活性物质——转化因子。(4)艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，由此艾弗里提出了DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。(5)①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠，由于S型细菌的DNA被DNA酶水解，所以R型细菌不会转化成S型细菌，小鼠存活；②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠，S型细菌能使小鼠死亡；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，由于高温加热后R型细菌失去活性，不能繁殖，所以加入S型细菌的DNA后也没有新细菌产生，小鼠存活；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，由于高温加热后S型细菌失去活性，不能繁殖，所以小鼠存活，D正确。 [答案]　(每空2分，共12分)(1)A、B、C　无关变量　(2)C　(3)转化因子　(4)DNA　(5)D 题组二　分析噬菌体侵染细菌的实验 5．在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，如图所示标记元素所在部位依次是 (　　) A．①④　　　B．②④　　　C．①⑤　　　D．③⑤ A　[P是DNA的特征元素，存在于磷酸部位，S是蛋白质的特征元素，存在于氨基酸的R中，所以用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，标记元素所在部位依次是磷酸和R，即①和④部位，A正确。] 6．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的标记元素为(　　) A．在外壳中找到15N和35S B．在DNA中找到15N和32P C．在外壳中找到15N和32P D．在DNA中找到15N、32P和35S B　[DNA中含P，蛋白质中含S，而N是DNA和蛋白质共有的元素，因此32P只标记DNA，35S只标记蛋白质，而15N同时标记DNA和蛋白质。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌内，利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，故在子代噬菌体中能找到被15N和32P标记的DNA，不能找到被35S和15N标记的蛋白质。] 7．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，进行了如下实验： ①用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌； ②用未标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌； ③用3H标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。 一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是(　　) A．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液 B．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 C．沉淀物、上清液、沉淀物 D．上清液、上清液、沉淀物和上清液 B　[在该实验中，沉淀物的主要成分是细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。①用32P只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性主要出现在沉淀物中；②直接标记细菌，放射性主要出现在沉淀物中；③用3H可以标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，在该实验中，噬菌体的蛋白质外壳不会进入细菌体内，而DNA进入细菌体内，故放射性会出现在上清液和沉淀物中。] 8．(14分)下图中图一所示的是噬菌体侵染细菌的过程示意图，图二所示的是1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成的噬菌体侵染细菌实验的部分实验过程。请回答下列问题： 图一 图二 (1)根据图一写出噬菌体侵染细菌的正确顺序：B→________→C。 (2)根据图二实验结果可知，用于标记噬菌体的同位素是________________，标记的是噬菌体的____________________。一个被该放射性同位素标记的噬菌体，在其侵染细菌后，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中含有放射性同位素的子代噬菌体有________个。 (3)如要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养________________。 (4)图二实验结果表明，经离心处理后上清液中具有很低的放射性，请分析该现象出现的可能原因： ___________________________________________________ _____________________________________________________________________ ________(答出一种即可)。 (5)噬菌体侵染细菌的实验得出了____________________是遗传物质的结论。 [解析]　(1)根据图一写出噬菌体侵染细菌的正确顺序：B吸附→D侵入→A增殖→E成熟→C裂解。(2)根据图二实验结果可知，用于标记噬菌体的同位素是32P，标记的是噬菌体的DNA，一个被该放射性同位素标记的噬菌体，在其侵染细菌后，若此细菌破裂后释放出n个噬菌体，则其中含有放射性同位素的子代噬菌体有2个。(3)噬菌体是寄生在细菌中的，如果要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用含35S的细菌培养基培养细菌。(4)图二实验结果表明，经离心处理后上清液中具有很低的放射性，可能原因是：培养时间过短，部分噬菌体未侵入细菌体内；培养时间过长，增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来。(5)噬菌体侵染细菌实验的结论是DNA是遗传物质。 [答案]　(每空2分，共14分)(1)D→A→E　(2)32P　DNA　2　(3)细菌　(4)培养时间过短，部分噬菌体未侵入细菌体内；培养时间过长，增殖的子代噬菌体从细菌体内释放出来(答出一种即可)　(5)DNA 题组三　RNA是某些病毒的遗传物质 9．DNA是主要遗传物质的内涵是(　　) A．细胞中核遗传物质是DNA，而其余部分为RNA B．绝大多数生物遗传物质是DNA，部分生物以RNA作遗传物质 C．所有细胞型生物的遗传物质是DNA D．真核生物遗传物质是DNA，原核生物则是RNA B　[一种生物只有一种遗传物质，A错误；绝大多数生物(细胞型生物和DNA病毒)遗传物质是DNA，RNA病毒以RNA作为遗传物质，因此DNA是主要的遗传物质，B正确；所有细胞型生物的遗传物质是DNA，不能说明DNA是主要遗传物质，C错误；真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA，D错误。] 10．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，据此推断错误的是(　　) A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA B．设计思路和肺炎链球菌的体外转化实验相同 C．接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同 D．烟草细胞的遗传物质是RNA D　[从图示分析，TMV放入水和苯酚中震荡后，RNA和蛋白质分离，A正确；该实验设计思路是将RNA和蛋白质分离，分别验证其作用，肺炎链球菌的体外转化实验的设计思路也是将DNA、蛋白质等物质分离后，分别探究其作用，B正确；本实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，接种TMV的RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同，而烟草的遗传物质是DNA，不是RNA，本实验没有说明烟草的遗传物质，C正确，D错误。] 11．在格里菲斯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，不合理的是(　　) A．与R型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关 B．S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成 C．加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌 D　[R型细菌无荚膜，无毒性，S型细菌有荚膜，有毒性，由此可推测S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A项正确。该实验中转化的实质是S型细菌的DNA进入R型细菌并表达，B项正确。加热可使S型细菌蛋白质功能丧失，而加热杀死的S型细菌可以使R型细菌发生转化，说明加热杀死的S型细菌的DNA功能可能正常，C项正确。S型细菌的DNA被DNA酶水解后，就不能使R型细菌发生转化，D项错误。] 12．图1中的噬菌斑(白色区域)是在长满大肠杆菌(灰色)的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆圈，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现有噬菌体在侵染大肠杆菌后形成噬菌斑数量的变化曲线(图2)，下列叙述不正确的是(　　) 图1　　　　　　　　图2 A．培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现 B．曲线a～b段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成 C．曲线b～c段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代 D．限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解 C　[噬菌体无法独立代谢，需寄生在细菌体内，以其原料进行个体的增殖，因此，培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现，A正确；曲线a～b段，噬菌斑数量无变化，说明细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成，还没释放出噬菌体，B正确；曲线b～c段所对应的时间内噬菌斑数量从100个/mL增加到1 000个/mL，只能说明噬菌体数量的增加，不能说明其繁殖了几代，C错误；限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解，噬菌体失去了增殖的场所，因此数量增长缓慢，D正确。] 13．(多选)1928年，格里菲斯以小鼠为实验材料做了相关实验。下列分析正确的是(　　) 项目 第1组 第2组 第3组 第4组 实验处理 注射活的R型细菌 注射活的S型细菌 注射加热杀死的S型细菌 注射活的R型细菌与加热杀死的S型细菌 实验现象 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌 A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并只分离到S型活细菌 B．对第4组实验的分析必须以第1～3组的实验为参照 C．本实验的结果表明R型细菌在DNA的作用下转化为S型细菌 D．本实验结论为加热杀死的S型细菌中含有转化因子 BD　[实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌，同时也有R型活细菌，A错误；对第4组实验的分析必须以第1～3组的实验为参照，B正确；本实验的结果表明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，但不知道转化因子具体是哪种物质，C错误、D正确。] 14．(多选)下列有关噬菌体侵染细菌实验的说法中，正确的是(　　) A．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 B．该实验证明T2噬菌体的DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质 C．在该实验中T2噬菌体的DNA发生了复制 D．保温、搅拌和离心操作不当都会影响实验结果 ACD　[搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，A项正确；该实验证明T2噬菌体的DNA是遗传物质，但没有证明蛋白质不是遗传物质，B项错误；在该实验中T2噬菌体在宿主细菌细胞中发生了增殖，T2噬菌体的DNA发生了复制，C项正确；保温时间过长，细菌会裂解，不充分搅拌和离心，T2噬菌体和细菌的分离不彻底，都会影响实验结果，D项正确。] 15．(8分)某生物兴趣小组用模型模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的过程如图所示，请据图回答下列问题。 a　　　　b　　　c d　　　　e　　　f (1)与RNA病毒相比，T2噬菌体的遗传物质特有的成分是________________________。T2噬菌体 的遗传物质复制发生在图中______________(用字母和箭头表示)的过程中。 (2)用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，如果在过程c之后搅拌、离心，可能发生的现象是____________。用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，如果__________________，可能的结果是上清液和沉淀物中都出现较高的放射性。 [解析]　(1)RNA病毒的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA，与RNA相比，DNA特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶。由图可知，T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程如下：吸附(d)→侵入(e)→增殖(b)→成熟(f)→裂解(c)，T2噬菌体的DNA复制发生在e到b的过程中。(2)32P标记的是T2噬菌体的DNA，在过程c中，子代T2噬菌体会释放出来，经搅拌、离心后，子代T2噬菌体会进入上清液中，导致上清液具有较高的放射性；35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，正常情况下，经搅拌、离心后，上清液的放射性较高，若沉淀物中也出现较高的放射性，原因可能是搅拌不充分，部分35S标记的T2噬菌体的蛋白质外壳随大肠杆菌进入沉淀物中。 [答案]　(每空2分，共8分)(1)脱氧核糖和胸腺嘧啶　e→b　(2)上清液的放射性较高　搅拌不充分 24 / 24 学科网（北京）股份有限公司 $