資源簡介

【備考2024】一輪新人教版生物學學案
第六單元　遺傳的分子基礎
第1講　DNA是主要的遺傳物質
考點1　肺炎鏈球菌的轉化實驗
一、對遺傳物質的早期推測
1．20世紀20年代，大多數科學家認為，蛋白質是生物體的遺傳物質。
2．20世紀30年代，人們認識到DNA的重要性，但是，由于對DNA的結構沒有清晰的了解，認為蛋白質是遺傳物質的觀點仍占主導地位。
二、兩種肺炎鏈球菌的比較
項目 種類
S型細菌 R型細菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌體
毒性 有毒性 無毒性
三、格里菲思的體內轉化實驗
1．實驗a、b對比說明R型細菌無致病性，S型細菌有致病性。
2．實驗b、c對比說明加熱致死的S型細菌無致病性。
3．實驗b、c、d對比說明R型細菌轉化為S型細菌。
4．綜合以上實驗得出的結論是已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質——轉化因子。
四、艾弗里的體外轉化實驗
1．為什么無莢膜的R型肺炎鏈球菌無毒性，有莢膜的S型肺炎鏈球菌有毒性？(必修2　P43“相關信息”)
提示：無莢膜的R型肺炎鏈球菌，感染人體或動物體后，容易被吞噬細胞吞噬并殺滅；有莢膜的S型肺炎鏈球菌可以抵抗吞噬細胞的吞噬，而在宿主體內存活并繁殖。
2．格里菲思的體內轉化實驗中，“加熱”是否已導致DNA和蛋白質變性？請說明理由。(必修2　P43“圖3－2”)
提示：加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷裂，緩慢冷卻時，其結構可恢復。
3．肺炎鏈球菌轉化的實質是什么？(必修2　P44“圖3－3”)
提示：轉化的實質是基因重組。S型細菌的DNA進入R型細菌中，整合到R型細菌的DNA中，即發生了基因重組。
4．從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？(必修2　P46“思考·討論”)
提示：從控制自變量的角度，艾弗里在每個實驗組中特異性地去除了一種物質，然后觀察在沒有這種物質的情況下，實驗結果會有什么變化。最大的困難是如何徹底去除細胞中含有的某種物質(如糖類、脂質、蛋白質等)。
1．格里菲思認為加熱殺死的S型細菌的DNA是轉化因子。 (×)
提示：格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗只是證明了S型細菌中存在“轉化因子”，使無毒的R型細菌轉化為有毒的S型細菌。
2．艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質。 (×)
提示：艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗證明DNA是遺傳物質，不能證明DNA是主要的遺傳物質。
3．從格里菲思的第四組死亡小鼠身上分離得到的S型活細菌是由S型死細菌轉化而來的。 (×)
提示：S型活細菌是由R型細菌轉化而來的。
4．艾弗里的實驗中加蛋白酶的作用是使蛋白質失去活性，但其他物質如RNA、DNA等仍具有生物活性。 (√)
5．肺炎鏈球菌屬于寄生細菌，其蛋白質在寄主細胞的核糖體上合成。 (×)
提示：肺炎鏈球菌是原核生物，其蛋白質在自身核糖體上合成。
格里菲思第四組實驗中，小鼠體內S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示。
1．ab段R型細菌數量減少的原因是___________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：小鼠體內形成大量的抗R型細菌的抗體，致使R型細菌數量減少
2．bc段R型細菌數量增多的原因是____________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：b之前，已有少量R型細菌轉化為S型細菌，S型細菌的繁殖降低了小鼠的免疫力，造成R型細菌大量繁殖
肺炎鏈球菌體內和體外轉化實驗的比較
比較項目 體內轉化實驗 體外轉化實驗
科學家 格里菲思 艾弗里及其同事
細菌培養場所 小鼠體內 培養基(體外)
實驗構思 將加熱致死的S型細菌注射到小鼠體內作為對照實驗來說明確實發生了轉化 利用不同的酶，每一實驗組特異性地去除一種物質，從而觀察這種物質對轉化的影響
結果觀察 小鼠是否死亡 培養基中菌落類型
實驗結論 S型細菌體內有轉化因子 S型細菌的DNA是遺傳物質，蛋白質等不是遺傳物質
聯系 ①所用的材料相同：都巧妙選用R型和S型兩種肺炎鏈球菌。②體內轉化實驗是體外轉化實驗的基礎，僅說明S型細菌體內有“轉化因子”；體外轉化實驗則是前者的延伸，進一步證明了“轉化因子”是DNA。③實驗設計都遵循對照原則和單一變量原則
如圖是艾弗里體外轉化實驗的一個操作步驟，下列四組實驗是對該實驗的延伸實驗，請判斷下列四組實驗中小鼠的存活情況。
①S型細菌的DNA＋DNA酶→加入R型細菌→注射入小鼠；
②R型細菌的DNA＋DNA酶→加入S型細菌→注射入小鼠；
③R型細菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細菌的DNA→注射入小鼠；
④S型細菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細菌的DNA→注射入小鼠。
(1)小鼠存活的是________，小鼠死亡的是________。(均填序號)
(2)請解釋各組小鼠存活與死亡的原因。
提示：(1)①③④?、?br/>(2)DNA酶能將DNA水解，因此不能使R型細菌轉化為S型細菌，①中小鼠存活。②加入的是S型細菌，小鼠死亡。③中高溫能使R型細菌死亡，使酶失去活性，高溫后加入S型細菌的DNA，不能實現轉化；④中S型細菌＋DNA酶會使S型細菌的DNA分解，失去作用，高溫冷卻后加入R型細菌的DNA，也不會再發生轉化，因此③④中小鼠都存活。
考查肺炎鏈球菌轉化實驗
1．為研究使肺炎鏈球菌發生轉化的物質，某學習小組進行了肺炎鏈球菌體外轉化實驗，其基本過程如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．該實驗的假設是“使肺炎鏈球菌發生轉化的物質是蛋白質或DNA”
B．甲組實驗作對照，培養皿中應當有兩種菌落
C．該實驗控制自變量用到了“加法原理”
D．若乙組培養皿中有兩種菌落，丙組培養皿中有一種菌落，則說明使肺炎鏈球菌發生轉化的物質是DNA
C　[由乙、丙兩組實驗中分別加入了蛋白酶和DNA酶可知，該實驗的假設是“使肺炎鏈球菌發生轉化的物質是蛋白質或DNA”，A正確；甲組實驗只加了S型細菌的提取物，未加蛋白酶或DNA酶，因此甲組作對照，培養皿中應當有R型和S型兩種菌落，B正確；該實驗控制自變量的方法用到了“減法原理”，C錯誤；乙組加入了蛋白酶，水解了S型細菌的蛋白質，排除了蛋白質的干擾，丙組加入了DNA酶，S型細菌的DNA被水解，若乙組培養皿中有兩種菌落，丙組培養皿中有一種菌落，則說明乙組肺炎鏈球菌發生了轉化，而丙組未發生轉化，從而說明使肺炎鏈球菌發生轉化的物質是DNA，D正確。]
肺炎鏈球菌轉化實驗的拓展分析
2．(2022·山東濰坊臨朐一中檢測)艾弗里將 S型肺炎鏈球菌的含DNA的提取物與R型肺炎鏈球菌混合培養后，S型細菌的部分DNA片段進入R型細菌內并整合到其DNA分子上，使R型細菌轉化為能合成多糖莢膜的S型細菌，從而培養基上出現兩種菌落。下列有關敘述正確的是(　　)
A．分離轉化得到的S型細菌單獨培養，可得到S型和R型兩種細菌
B．若將S型細菌的蛋白質與R型活細菌混合培養，也能得到兩種菌落
C．S型細菌轉錄產生的mRNA上，可由多個核糖體共同合成一條肽鏈
D．進入R型細菌的DNA片段上，可能有多個RNA聚合酶結合位點
D　[R型細菌轉化為S型細菌是穩定性轉化的過程，挑取轉化得到的S型細菌單獨培養，只可得到S型細菌，A錯誤；若將S型細菌的蛋白質與R型活菌混合培養，不能發生轉化，只能得到R型細菌，即一種菌落，B錯誤；轉錄產生的mRNA可結合多個核糖體，合成多條相同肽鏈，C錯誤；基因是有遺傳效應的DNA片段，即一個DNA分子中有多個基因，每個基因都具有RNA聚合酶的結合位點，因此進入R型細菌的DNA片段上，可能有多個RNA聚合酶結合位點，D正確。]
3．(2022·湖南常德模擬)肺炎鏈球菌S型與R型菌株，都對青霉素敏感(青霉素能抑制細菌細胞壁的形成，從而抑制其增殖)。在多代培養的S型細菌中分離出一種抗青霉素的S型，記為PenrS型?，F用PenrS型細菌和R型細菌進行下圖所示的實驗。下列分析錯誤的是(　　)
A．組1甲中部分小鼠患敗血癥，通過注射青霉素治療后可康復
B．組2培養基中可能會出現R型和S型兩種菌落
C．組3培養基中出現菌落是因為PenrS型細菌的DNA轉移到了R型細菌中
D．組4培養基中觀察不到R型菌落和S型菌落
A　[抗青霉素的S型(PenrS型)細菌的DNA是轉化因子。在組1中，將加熱殺死的PenrS型細菌與活的R型活細菌混合注射到小鼠體內，部分活的R型細菌會轉化為PenrS型細菌，PenrS型細菌會使小鼠患敗血癥，注射青霉素治療后，體內有抗青霉素的S型細菌存在的小鼠不能康復，A錯誤；在組2中，將PenrS型細菌的DNA與活的R型活細菌混合注射到小鼠體內，部分活的R型細菌會轉化為PenrS型細菌，在普通培養基上，PenrS型細菌和R型細菌均可以生長，因此組2培養基中可能會出現R型和S型兩種菌落，B正確；PenrS型細菌的DNA與活的R型活細菌混合注射到小鼠體內，部分活的R型細菌會轉化為PenrS型細菌，在組3含青霉素的培養基上R型細菌不能存活，只有PenrS型細菌能存活，C正確；組4中因為PenrS型細菌的DNA被DNA酶催化水解而無轉化功能，且活的R型細菌不抗青霉素，因此培養基中無菌落生長，D正確。]
考點2　噬菌體侵染細菌的實驗
一、實驗材料：T2噬菌體和大腸桿菌
1．T2噬菌體的結構
2．T2噬菌體的復制式增殖
增殖需要的條件 內容
模板 T2噬菌體的DNA
合成T2噬菌體DNA的原料 大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸
合成T2噬菌體蛋白質 原料 大腸桿菌的氨基酸
場所 大腸桿菌的核糖體
3．實驗方法
放射性同位素標記技術，用35S、32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和DNA，再用標記的噬菌體侵染大腸桿菌。
二、實驗過程
1．標記T2噬菌體
2．侵染大腸桿菌
3．實驗結果及結論
親代噬菌體 寄主細胞內 子代噬菌體 實驗結論
32P標記DNA 有 有 DNA是遺傳物質
35S標記蛋白質 無 無
三、煙草花葉病毒對煙草葉細胞的感染實驗
1．實驗過程及現象
2．實驗結論
RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質，蛋白質不是煙草花葉病毒的遺傳物質。
3．探索結論
DNA是主要的遺傳物質，因為實驗證明絕大多數生物的遺傳物質是DNA，只有少部分生物的遺傳物質是RNA。
1．用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上沉淀物中不含放射性，但實際上含有少量放射性的原因是什么？(必修2　P45“圖3－6”) ___________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：可能由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體外殼仍吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現了少量的放射性
2．在生物實驗設計中，實驗材料是實驗成功的關鍵。在證明哪類物質是遺傳物質的實驗中，艾弗里和赫爾希選用細菌或病毒作實驗材料的優點是___________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(必修2　P46“思考·討論”)
提示：(1)個體很小，結構簡單，細菌是單細胞生物，病毒無細胞結構，只有核酸和蛋白質外殼，易于觀察因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。(2)繁殖快，細菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖
1．赫爾希和蔡斯分別用35S和32P標記T2噬菌體的蛋白質和DNA，下列被標記的部位組合為①②。 (√)
2．噬菌體侵染細菌的實驗獲得成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細胞中。 (√)
3．用1個含35S標記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌，裂解釋放的子代噬菌體中只有2個含35S。 (×)
提示：子代噬菌體都不含35S。
4．只有細胞內的核酸才是攜帶遺傳信息的物質。 (×)
提示：病毒的核酸也是攜帶遺傳信息的物質。
5．細胞核內的遺傳物質是DNA，細胞質內的遺傳物質是RNA。 (×)
提示：細胞生物的遺傳物質是DNA。
1．獲得32P標記的T2噬菌體的步驟是___________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：用含32P的培養基培養大腸桿菌，獲得被32P標記的大腸桿菌，再用被標記的大腸桿菌培養T2噬菌體，得到DNA中含有32P標記的噬菌體
2．把有煙草花葉病毒感染病斑的煙葉榨汁，用細菌過濾器過濾后的汁液去感染正常煙葉，煙葉會得病的原因是________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：煙草花葉病毒很小，能通過細菌過濾器
1．噬菌體侵染細菌實驗結果分析
組別 現象 分析原因
35S標記T2噬菌體→細菌 上清液放射性高 蛋白質外殼沒有進入大腸桿菌，離心后存在于上清液中
沉淀物放射性比正常實驗偏高 攪拌不充分，有少量含35S的T2噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中
32P標記T2噬菌體→細菌 沉淀物放射性高 DNA進入大腸桿菌，離心后存在于沉淀物中
上清液放射性比正常實驗偏高 ①保溫時間過短，有一部分T2噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內；②保溫時間過長，T2噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放出子代T2噬菌體
2．探究生物遺傳物質的三種方法
根據遺傳物質的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常，一種新病毒出現后需要確定該病毒的類型。
假設在宿主細胞內不發生堿基之間的相互轉換。請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養的宿主細胞等為材料，設計實驗以確定一種新病毒的類型。簡要寫出(1)實驗思路。(2)預期實驗結果及結論即可(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)。
提示：(1)實驗思路：甲組，將宿主細胞培養在含有放射性標記尿嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性；乙組，將宿主細胞培養在含有放射性標記的胸腺嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。　(2)預期實驗結果及結論：若甲組收集的病毒有放射性，而乙組無，則該新病毒為RNA病毒；反之，則為DNA病毒。
考查噬菌體侵染細菌實驗
1．(2023·廣東廣州月考)如圖是噬菌體侵染細菌實驗的部分操作步驟，有關敘述正確的是(　　)
A．實驗中離心的目的是讓上清液中析出較輕的噬菌體顆粒
B．該實驗證明了DNA是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質
C．用35S標記親代噬菌體，則上清液的放射性較低
D．用32P標記親代噬菌體，若上清液的放射性較高一定是由于培養時間過長
A　[實驗中攪拌的目的是讓噬菌體的蛋白質外殼與大腸桿菌分開，離心的目的是讓上清液中析出較輕的噬菌體顆粒，A正確；該實驗證明了DNA是遺傳物質，但并未證明蛋白質不是遺傳物質，B錯誤；35S標記的噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體侵染細菌時蛋白質外殼沒有進入細菌，攪拌離心后分布在上清液中，因此用35S標記親代噬菌體，則上清液的放射性較高，C錯誤；用32P標記親代噬菌體，若上清液的放射性較高可能是培養時間過長(部分細菌裂解，子代噬菌體釋放)或培養時間過短(部分親代噬菌體還未侵染大腸桿菌)，D錯誤。]
2．(2023·廣東惠州聯考)如圖表示赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗過程，下列有關分析錯誤的是(　　)
實驗1
實驗2
A．實驗1中檢測子代噬菌體會出現一定量放射性
B．若實驗1攪拌不充分，沉淀物的放射性會增強
C．若實驗2保溫時間太長，上清液的放射性會增強
D．結合實驗1和實驗2的結果，說明DNA能指導蛋白質的合成
A　[據圖可知，實驗1用35S標記的是噬菌體的蛋白質，噬菌體侵染大腸桿菌時蛋白質未進入大腸桿菌，故子代噬菌體不含放射性，A錯誤；攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與大腸桿菌分離，若實驗1攪拌不充分，部分含35S的蛋白質外殼會黏附在大腸桿菌上，沉淀物的放射性會增強，B正確；若實驗2保溫時間太長，大腸桿菌會裂解，釋放出含32P的子代噬菌體，使上清液的放射性增強，C正確；實驗1和實驗2分別標記的是噬菌體的蛋白質和DNA，實驗過程中噬菌體的DNA注入大腸桿菌中，在大腸桿菌中繁殖出子代噬菌體，故實驗1和實驗2能說明DNA能指導蛋白質合成，D正確。]
　“二看法”判斷子代噬菌體標記情況
噬菌體侵染實驗的拓展考查
3．(2022·廣東六校聯考)T2噬菌體展示技術是將編碼蛋白質的基因導入T2噬菌體的基因中，使外源蛋白和T2噬菌體蛋白融合表達，融合蛋白隨子代T2噬菌體的重新組裝而展示在T2噬菌體表面的一項技術，具體過程如圖所示。下列相關敘述正確的是(　　)
A．該實驗中將大腸桿菌換成乳酸菌，實驗結果無明顯變化
B．外源蛋白和T2噬菌體蛋白融合，依賴宿主細胞高爾基體的加工
C．若用32P標記外源蛋白基因，在任一子代噬菌體中均能檢測到放射性
D．若用35S標記大腸桿菌，則可在子代噬菌體表面融合蛋白上檢測到35S
D　[T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒，該實驗中將大腸桿菌換成乳酸菌，不能完成實驗，A項錯誤；大腸桿菌沒有高爾基體，B項錯誤；32P 標記外源蛋白基因，應在部分子代噬菌體中能檢測到放射性，C項錯誤；噬菌體利用大腸桿菌的氨基酸合成噬菌體的蛋白質，因此若用35S 標記大腸桿菌，則可在子代噬菌體表面融合蛋白上檢測到35 S，D項正確。]
4．如圖為T4噬菌體感染大腸桿菌后，大腸桿菌體內放射性RNA與T4噬菌體DNA及大腸桿菌DNA的雜交結果。下列敘述錯誤的是(　　)
A．可在培養基中加入3H 尿嘧啶用以標記RNA
B．參與分子雜交的放射性RNA為相應DNA的轉錄產物
C．第0 min時，與DNA雜交的RNA來自T4噬菌體及大腸桿菌的轉錄
D．隨著感染時間增加，噬菌體DNA的轉錄增加，細菌基因活動受到抑制
C　[尿嘧啶是RNA特有的堿基，可以用3H 尿嘧啶標記RNA，A正確；能與DNA雜交的RNA為相應DNA的轉錄產物，B正確；在第0 min時，大腸桿菌還沒有被T4噬菌體感染，所以在大腸桿菌體內不存在T4噬菌體的DNA，C錯誤；從圖中可以看出，隨著感染時間增加，和T4噬菌體DNA雜交的放射性RNA所占百分比越來越高，說明噬菌體DNA的轉錄增加，而和大腸桿菌DNA雜交的放射性RNA所占百分比越來越低，說明細菌基因活動受到抑制，D正確。]
考查煙草花葉病毒侵染煙草葉實驗
5．(2022·廣東佛山質檢)對煙草花葉病發病機理的研究導致了病毒這一種新的生物類型的發現。細菌過濾器是一種孔徑小于細菌的過濾裝置，細菌及比細菌大的細胞都不能通過。下面是科學家所做的一系列相關實驗。
實驗一：將患病葉片研磨液注入正常煙草葉脈中，正常煙草患病。
實驗二：將患病葉片研磨液高溫處理后，則不能使正常煙草患病。
實驗三：將患病葉片研磨液經過細菌過濾器后得到濾液，能使正常煙草患病(這種濾液被稱為感染性濾液)。
實驗四：在感染性濾液中加入蒸餾水大量稀釋，也能使正常煙草患病。
實驗五：將正常葉片研磨液經過細菌過濾器得到無感染性濾液；在感染性濾液中加入與實驗四所加蒸餾水同體積的無感染性濾液，能使正常煙草患病，且患病程度與實驗四相同。
下列分析正確的是(　　)
A．實驗一、二的結果說明煙草花葉病可能由非生物因素引起
B．根據實驗三的結果不能排除由細菌本身引起煙草花葉病的可能性
C．實驗四的結果說明煙草花葉病很可能由細菌產生的毒素分子所引起
D．實驗五的結果說明煙草花葉病的病原體在無細胞的濾液中不能增殖
D　[若為非生物因素引起的，則高溫處理患病葉片研磨液后，應該仍能使正常煙草患病，A錯誤。細菌過濾器是一種孔徑小于細菌的過濾裝置，細菌及比細菌大的細胞都不能通過，所以將患病葉片研磨液經過細菌過濾器后得到的濾液中不含細菌，故實驗三正常煙草患病不可能由細菌直接引起，B錯誤。將患病葉片研磨液經過細菌過濾器后得到的濾液中不含細胞和細菌，但仍能使煙草患病，若為細菌產生的毒素引起的，則加入蒸餾水大量稀釋感染性濾液后可能不會引起煙草患病，但在感染性濾液中加入蒸餾水大量稀釋，也能使正常煙草患病，所以可能是比細菌小的病毒引起的煙草患病，C錯誤。將正常葉片研磨液經過細菌過濾器得到無感染性濾液；在感染性濾液中加入與實驗四所加蒸餾水同體積的無感染性濾液，能使正常煙草患病，且患病程度與實驗四相同，說明煙草花葉病的病原體在無細胞的濾液中不能增殖，D正確。]
　
1．核心概念
(必修2 P46)“加法原理”和“減法原理”：與常態比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。
2．結論語句
(1)(必修2 P43)已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質——轉化因子。
(2)(必修2 P44)DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質。
(3)(必修2 P46)因為絕大多數生物的遺傳物質是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質。
1．(2022·海南等級考)某團隊從下表①～④實驗組中選擇兩組，模擬T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗，驗證DNA是遺傳物質。結果顯示：第一組實驗檢測到放射性物質主要分布在沉淀物中，第二組實驗檢測到放射性物質主要分布在上清液中。該團隊選擇的第一、二組實驗分別是(　　)
　　　　材料及標記 實驗組　　　　　 T2噬菌體 大腸桿菌
① 未標記 15N標記
② 32P標記 35S標記
③ 3H標記 未標記
④ 35S標記 af未標記
A．①和④　　　　　　　 B．②和③
C．②和④ D．④和③
C　[噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌，蛋白質外殼沒有進入，為了區分DNA和蛋白質，可用32P標記噬菌體的DNA，用35S標記噬菌體的蛋白質外殼，根據第一組實驗檢測到放射性物質主要分布在沉淀物中，說明親代噬菌體的DNA被32P標記，根據第二組實驗檢測到放射性物質主要分布在上清液中，說明第二組噬菌體的蛋白質被35S標記，C正確，A、B、D錯誤。]
2．(2022·湖南選擇性考試)T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，下列哪一項不會發生(　　)
A．新的噬菌體DNA合成
B．新的噬菌體蛋白質外殼合成
C．噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉錄出RNA
D．合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結合
C　[T2噬菌體侵染大腸桿菌后，其DNA會在大腸桿菌體內復制，合成新的噬菌體DNA，A正確；T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，只有DNA進入大腸桿菌，T2噬菌體會用自身的DNA和大腸桿菌的氨基酸等來合成新的噬菌體蛋白質外殼，B正確；噬菌體在大腸桿菌RNA聚合酶作用下轉錄出RNA，C錯誤；合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結合，合成蛋白質，D正確。]
3．(2021·全國乙卷)在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉化實驗中，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內，從小鼠體內分離出了有毒性的S型活細菌。某同學根據上述實驗，結合現有生物學知識所做的下列推測中，不合理的是(　　)
A．與R型細菌相比，S型細菌的毒性可能與莢膜多糖有關
B．S型細菌的DNA能夠進入R型細菌細胞指導蛋白質的合成
C．加熱殺死S型細菌使其蛋白質功能喪失而DNA功能可能不受影響
D．將S型細菌的DNA經DNA酶處理后與R型細菌混合，可以得到S型細菌
D　[在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉化實驗中，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內，從小鼠體內分離出了有毒性的S型活細菌，S型細菌與R型細菌最主要的區別是前者具有多糖類的莢膜，后者不具有多糖類的莢膜，故S型細菌的毒性可能與莢膜多糖有關，A推測合理；加熱殺死的S型細菌其蛋白質已經被破壞，而分離出的S型細菌有毒性，即具備活性蛋白，可推出S型細菌的DNA能夠進入R型細菌細胞指導蛋白質的合成，B推測合理；加熱可使蛋白質變性，由實驗結果R型活細菌轉化為有毒性的S型活細菌可知，S型細菌的遺傳物質未受影響，即加熱殺死S型細菌使其蛋白質功能喪失而其DNA功能可能不受影響，C推測合理；S型細菌的DNA經DNA酶處理后，無法完成DNA的復制、轉錄及翻譯等過程，故與R型細菌混合后，無法得到S型細菌，D推測不合理。]
課時分層作業(十七)　DNA是主要的遺傳物質
1．格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗過程和結果如圖所示。下列說法正確的是(　　)
實驗1：R型細菌＋小鼠→存活
實驗2：S型細菌＋小鼠→死亡
實驗3：S型細菌＋加熱＋小鼠→存活
實驗4：S型細菌＋加熱＋R型細菌＋小鼠→死亡
A．實驗1為空白對照組，實驗2、3和4均為實驗組
B．能從實驗2和實驗4中死亡的小鼠體內分離出S型活細菌和R型活細菌
C．該實驗證明了S型細菌的DNA可在R型活細菌內表達出相應的蛋白質
D．對比實驗2、3的結果，說明加熱能使有毒性的S型活細菌失去毒性
D　[四組實驗相互對照，均為實驗組，A項錯誤；實驗2中小鼠體內只存在S型細菌，B項錯誤；該實驗只能證明“轉化因子”的存在，但不能證明其化學成分，C項錯誤。]
2．(2022·河北衡水中學檢測)為探究格里菲思提出的“轉化因子”的化學本質，艾弗里做了以下相關實驗：
①先用苯酚氯仿法去除S型細菌中的絕大部分蛋白質，發現其仍然可以發生轉化； ②用催化多糖分解的酶處理S型細菌后，其仍然具有轉化活性；③不斷去除各種成分，最終得到純化的轉化因子，將其與DNA的化學性質進行比較，發現兩者幾乎一致，據此推斷轉化因子就是DNA；④用DNA酶處理后，轉化因子的轉化能力喪失，確認了轉化因子就是DNA。下列分析不合理的是(　　)
A．①的實驗結果說明蛋白質不是轉化因子
B．②的實驗結果說明多糖不是轉化因子
C．③中去除的各種成分中包括脂質、RNA等
D．④的實驗結果是對③中實驗推斷的證明
A　[①的實驗用苯酚氯仿法去除掉的是S型細菌中的絕大部分蛋白質，不是所有蛋白質，因此并不能說明蛋白質不是轉化因子，只能說明去除掉的蛋白質不是轉化因子。]
3．在對照實驗中，控制自變量可以采用“加法原理”或“減法原理”。與常態相比，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”；與常態相比，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。下列相關說法錯誤的是(　　)
A．驗證Mg是植物必需元素的實驗，利用了“加法原理”
B．“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，利用了“加法原理”
C．驗證“光是光合作用的條件”利用了“減法原理”
D．沃泰默切除通向狗小腸的神經，用稀鹽酸刺激小腸探究胰液分泌的實驗，利用了“減法原理”
A　[驗證Mg是植物必需元素的實驗應讓缺Mg的營養液與完全營養液進行對照實驗，因此，驗證Mg是植物必需元素的實驗，應利用了“減法原理”。]
4．(2022·江蘇南通調研)赫爾希和蔡斯于1952年所做的噬菌體侵染細菌的著名實驗進一步證實了DNA是遺傳物質。這項實驗獲得成功的原因之一是噬菌體(　　)
A．侵染大腸桿菌后會裂解宿主細胞
B．只將其DNA注入大腸桿菌細胞中
C．DNA可用15N同位素標記
D．蛋白質可用32P放射性同位素標記
B　[噬菌體侵染大腸桿菌后確實會裂解宿主細胞，但這并不是實驗成功的原因，A錯誤；噬菌體侵染細菌的過程中實現了DNA和蛋白質的完全分離，這樣可以單獨的研究二者的功能，B正確；DNA和蛋白質外殼都含有N元素，因此不能用15N標記DNA，C錯誤；蛋白質外殼不含P元素，不能用32P標記蛋白質外殼，D錯誤。]
5．(2022·江蘇南通檢測)如圖是用32P標記噬菌體并侵染細菌的過程，有關敘述正確的是(　　)
①用32P標記噬菌體―→―→③攪拌、離心―→
A．過程①32P標記的是噬菌體外殼的磷脂分子和內部的DNA分子
B．過程②應短時保溫，有利于吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離
C．過程③離心的目的是析出噬菌體外殼，使被感染的大腸桿菌沉淀
D．過程④沉淀物的放射性很高，說明噬菌體的DNA是遺傳物質
C　[過程①32P標記的是噬菌體內部的DNA分子，A項錯誤；過程②應短時保溫的目的是讓噬菌體侵入細菌細胞，B項錯誤；過程③離心的目的是析出噬菌體外殼，使被感染的大腸桿菌沉淀，C項正確；過程④沉淀物的放射性很高，說明噬菌體的DNA進入了細菌細胞中，但缺少35S標記噬菌體蛋白質外殼的對照組，因此不能說明噬菌體的DNA是遺傳物質，D項錯誤。]
6．如圖表示“T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗”中保溫時間與物質放射性強度的變化，下列敘述正確的是(　　)
甲　　　　　　　　　　乙
A．甲表示在“32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化
B．甲表示在“35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化
C．乙表示在“32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，上清液放射性含量的變化
D．乙表示在“35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，上清液放射性含量的變化
D　[在“32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，沉淀物放射性含量隨保溫時間的變化應該是先增加再降低，不能用甲表示，A錯誤；在“35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，沉淀物放射性含量較低，且與保溫時間沒有關系，不能用甲表示，B錯誤；在“32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，上清液放射性含量的變化應該用甲表示，C錯誤；在“35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，上清液放射性含量較高，且與保溫時間沒有關系，可用乙表示，D正確。]
7．(2022·江蘇南通聯考)在探索遺傳物質的道路上，格里菲思、艾弗里、赫爾希和蔡斯等人做出了巨大貢獻。相關敘述不正確的是(　　)
A．格里菲思通過觀察小鼠存活情況判斷S型細菌的DNA是否導致R型細菌的遺傳物質發生改變
B．艾弗里體外轉化實驗中通過觀察菌落的特征判斷R型細菌是否向S型細菌轉化
C．赫爾希和蔡斯通過檢測離心后試管中上清液和沉淀物的放射性差異推測侵入細菌的物質
D．格里菲思、艾弗里、赫爾希和蔡斯等人通過一系列的實驗最終證明了 DNA是遺傳物質
A　[格里菲思通過觀察小鼠存活情況判斷加熱殺死的S型細菌中存在“轉化因子”，能將R型細菌轉化成S型細菌，A錯誤；艾弗里體外轉化實驗中，分別將S型細菌的DNA、蛋白質和多糖等與R型細菌混合培養，觀察菌落的特征判斷R型細菌是否轉化為S型細菌，從而確定誰是遺傳物質，B正確；赫爾希和蔡斯通過同位素標記技術，以離心后試管中上清液和沉淀物的放射性差異推測侵入細菌的物質，從而確定遺傳物質，C正確；格里菲思、艾弗里、赫爾希和蔡斯等人通過一系列的實驗，一步步排除實驗中可能存在的干擾，最終證明了DNA是遺傳物質，D正確。]
8．如圖為肺炎鏈球菌轉化實驗的部分圖解，請據圖回答：
(1)該實驗是__________________所做的肺炎鏈球菌轉化實驗的部分圖解。
(2)該實驗是在________實驗的基礎上進行的。
(3)S型細菌的細胞提取物中，使R型細菌發生轉化的物質最可能是________。
(4)為進一步探究細胞提取物中使R型細菌發生轉化的化學物質成分，他們又設計了下面的實驗。
實驗中加入DNA酶的目的是__________________________，當細胞提取物中加入DNA酶時，他們觀察到的實驗現象是__________________。
(5)該實驗能夠說明__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案]　(1)艾弗里及其同事(艾弗里)　(2)格里菲思　(3)核酸　(4)催化細胞提取物中的DNA水解　培養基中只出現R型細菌　(5)蛋白質、RNA和脂質不是遺傳物質，DNA是遺傳物質
9．如圖為用32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專性寄生在大腸桿菌細胞內)的實驗，據圖回答下列問題：
(1)錐形瓶中的培養液是用來培養________的，其營養成分中是否含32P？________。
(2)對下列可能出現的實驗誤差進行分析：
①測定發現在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培養時間較短，有部分噬菌體___________，仍存在于__________________________。
②當接種噬菌體后培養時間過長，發現在攪拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是增殖后的噬菌體____________。
(3)請你設計一個給T2噬菌體標記32P的實驗：
①配制適合培養大腸桿菌的培養基，在培養基中加入______________，作為合成DNA的原料，將________培養在該培養基中；
②________________________；
③培養一段時間后獲得所需要的T2噬菌體，其體內的________被標記上32P。
[答案]　(1)大腸桿菌　不含有　(2)①沒有侵入大腸桿菌　培養液中(上清液中)?、趶拇竽c桿菌體內釋放出來　(3)①32P標記的脫氧核苷酸　大腸桿菌?、谟蒙鲜龃竽c桿菌培養噬菌體?、跠NA
10．(2022·廣東肇慶一中高三月考)探究噬菌體的遺傳物質過程中，研究人員提出了三種假說：①僅蛋白質是遺傳物質；②僅DNA是遺傳物質；③蛋白質和DNA都是遺傳物質，并據此推斷噬菌體侵染大腸桿菌的過程如圖甲所示。若用32P標記噬菌體，使其侵染未標記的大腸桿菌，經攪拌、離心后結果如圖乙所示，下列分析不正確的是(　　)
　
圖甲　　　　　　　　　 圖乙
A．若假說①成立，則放射性主要集中在上清液中
B．若假說②成立，則放射性主要集中在沉淀物中
C．利用該實驗無法區分開假說②③
D．若用32P和35S同時標記噬菌體，則通過該實驗可以確定假說②是否正確
D　[若假說①成立，蛋白質進入大腸桿菌，DNA未進入，則放射性集中在上清液中，A正確；若假說②成立，DNA進入大腸桿菌，蛋白質未進入，則放射性集中在沉淀物中，B正確；假說③的DNA和蛋白質都進入大腸桿菌，因此利用該實驗無法區分開假說②③，C正確；若用32P和35S同時標記噬菌體，則假說②的上清液和沉淀物都有放射性，無法確定假說②是否正確，D錯誤。故選D。]
11．(2022·廣東珠海高三模擬)用等體積的緩沖液、感染復數依次為0.1、1.0、10.0的噬菌體與等量的肺炎克雷伯氏菌懸液混合培養(感染復數指侵染時噬菌體與細菌個數之比，感染復數越高，細菌裂解越快)，定時測定各組的細菌數量，結果如下圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
A．該研究所用裂解性噬菌體不可能是T2噬菌體
B．a組是緩沖液組，b組是感染復數為0.1的噬菌體組
C．用感染復數相對較高的噬菌體治療小鼠肺炎會更有效
D．b組噬菌體與細菌混合約4 h后，被感染細菌開始裂解
D　[T2噬菌體專一性侵染大腸桿菌，不侵染肺炎克雷伯氏菌，A正確；a組細菌數量不下降，對應緩沖液組，b組細菌數量減少最晚，對應感染復數為0.1的噬菌體組，B正確；用感染復數相對較高的噬菌體治療小鼠肺炎，可使細菌數量快速下降，效果會更好，C正確；b組噬菌體與細菌混合約4 h時，細菌數量達到最大值，此時細菌增殖速率等于裂解速率，在此之前被感染細菌即開始裂解，D錯誤。]
12．(2021·湖南懷化聯考)肺炎鏈球菌轉化時，加熱殺死的S型細菌的DNA進入R型細菌的前提是R型細菌處于感受態(細胞的通透性變大，便于外源基因進入的狀態)。感受態的R型細菌會分泌細胞壁自溶素溶解自身細胞壁，暴露出細胞膜上的DNA結合蛋白等，最終得到轉化菌和原型菌(R型細菌)。轉化過程如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．可通過肉眼觀察或顯微鏡觀察區分S型細菌和R型細菌
B．加熱殺死的S型細菌的其中一條DNA單鏈是被自身的DNA酶降解
C．肺炎鏈球菌轉化實驗的實質是基因重組
D．轉化菌的性狀與S型細菌不完全相同
B　[S型細菌有多糖莢膜，菌落光滑，R型細菌沒有多糖莢膜，菌落粗糙，因此可肉眼觀察或顯微鏡觀察細菌區分兩種細菌，A正確；加熱殺死的S型細菌中，DNA酶會變性失活，因此加熱后DNA酶不能發揮催化作用，所以其中一條DNA單鏈不是自身的DNA酶降解的，B錯誤；由R型細菌轉化成S型細菌，實質上是S型細菌的DNA片段進入了R型細菌的細胞內進行表達，肺炎鏈球菌轉化實驗的實質是基因重組，C正確；轉化后的S型細菌中含有R型細菌的基因，因此轉化菌與S型細菌性狀不完全相同，D正確。]
13．科研工作者做噬菌體侵染細菌的實驗時，分別用同位素32P、35S、18O和14C對噬菌體以及大腸桿菌成分作了如下標記。請回答下列問題：
第一組 第二組 第三組
噬菌體成分 用35S標記 未標記 用14C標記
大腸桿菌成分 用32P標記 用18O標記 未標記
(1)第二組實驗中，子代噬菌體蛋白質外殼中存在的氧元素是________。一般來說，第三組實驗中，子代噬菌體的DNA中________(填“一定含有”“一定不含有”或“不一定含有”)14C。
(2)假設在第一組實驗中，噬菌體DNA在細菌體內復制了三次，那么從細菌體內釋放出的子代噬菌體中含有32P的噬菌體和35S的噬菌體分別占子代噬菌體總數的________。
(3)第二組與第三組實驗經過一段時間培養后離心，檢測到放射性的主要部位分別是__________、________________。
(4)若第一組和第三組的噬菌體標簽脫落，無法辨別，請設計實驗進行鑒別，寫出實驗設計思路：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析]　(1)第二組實驗中，子代噬菌體的原料來自大腸桿菌，所以蛋白質外殼中存在的氧元素是18O。一般來說，第三組實驗中，子代噬菌體的DNA中不一定含有14C，只有少量子代噬菌體含有原噬菌體DNA的一條鏈。(2)假設在第一組實驗中，噬菌體DNA在細菌體內復制了三次，由于大腸桿菌用32P標記，而用35S標記的噬菌體蛋白質外殼沒有進入大腸桿菌，所以從細菌體內釋放出的子代噬菌體中含有32P的噬菌體和35S的噬菌體分別占子代噬菌體總數的100%、0。(3)第二組與第三組實驗經過一段時間培養后離心，檢測到放射性的主要部位分別是沉淀物、沉淀物和上清液。(4)若第一組和第三組的噬菌體標簽脫落，無法辨別，可設計如下實驗進行鑒別：讓兩組的噬菌體分別侵染未標記的大腸桿菌，保溫、離心，比較沉淀物中放射性強度大小，放射性強度很低的是第一組噬菌體，放射性強度較高的是第三組噬菌體。
[答案]　(1)18O　不一定含有　(2)100%、0
(3)沉淀物　沉淀物和上清液　(4)讓兩組的噬菌體分別侵染未標記的大腸桿菌，保溫、離心，比較沉淀物中放射性強度大小，放射性強度很低的是第一組噬菌體，放射性強度較高的是第三組噬菌體
(教師用書獨具)
煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說法中不正確的是 (　　)
A．a過程表示用TMV的蛋白質外殼感染煙葉，結果說明TMV的蛋白質外殼沒有侵染作用
B．b過程表示用HRV的RNA單獨接種煙葉，結果說明其有侵染作用
C．c、d過程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結果說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中分離出車前草病毒
D．該實驗證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質，蛋白質外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質
D　[a過程表示用TMV的蛋白質外殼感染煙葉，煙葉沒有出現病斑，說明TMV的蛋白質外殼沒有侵染作用，A正確；b過程中煙葉出現病斑，表示用HRV的RNA單獨接種煙葉，其有侵染作用，B正確；c、d過程表示用TMV外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結果出現病斑，并能從中分離出車前草病毒，說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現病癥為感染車前草病毒癥狀，C正確；該實驗證明了車前草病毒的RNA是遺傳物質，蛋白質外殼不是遺傳物質，但未證明煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質，D錯誤。]
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