資源簡介

3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)學(xué)案
【預(yù)習(xí)新知】
（一）對遺傳物質(zhì)的早期推測
種類 項目　　 S型細(xì)菌 R型細(xì)菌
菌落 表面________ 表面________
菌體
毒性 ________毒性 ________毒性
格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗：
（1）實驗過程：
（2）實驗結(jié)論：
已經(jīng)加熱致死的 細(xì)菌，含有某種促使 活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為 活菌的活性物質(zhì)—— 。
艾弗里的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗：
（1）實驗過程：
（2）實驗結(jié)論：
該實驗說明了莢膜多糖、蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)等不是 的遺傳物質(zhì)。
艾弗里的結(jié)論可描述為 是轉(zhuǎn)化因子，也可描述為DNA是 ，但不能描述為DNA是 。
（二）肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗
1．肺炎鏈球菌的類型(連線)
2．肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的兩個階段
(1)格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
(2)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗
（三）噬菌體侵染細(xì)菌的實驗
1952年，赫爾希和蔡斯以 為實驗材料，利用 的新技術(shù)，完成了一個更具說服力的實驗。
1. T2噬菌體的結(jié)構(gòu)：T2噬菌體是一種專門寄生在 體內(nèi)的病毒，它的頭部和尾部的外殼是由 構(gòu)成，頭部內(nèi)含有 。
T2噬菌體的繁殖方式： 。
2．實驗過程及結(jié)果：
第一步：標(biāo)記大腸桿菌。
大腸桿菌+含有35S的培養(yǎng)基→獲得含有 標(biāo)記的大腸桿菌。
大腸桿菌+含有32P的培養(yǎng)基→獲得含有 標(biāo)記的大腸桿菌。
第二步：標(biāo)記T2噬菌體。
噬菌體+含35S的大腸桿菌→獲得蛋白質(zhì)含有 標(biāo)記的噬菌體。
噬菌體+含32P的大腸桿菌→獲得DNA含有 標(biāo)記的噬菌體。
第三步：用已分別標(biāo)記的噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌。
①35S標(biāo)記的噬菌體+未被標(biāo)記的大腸桿菌→放射性同位素35S主要分布在 _________中。說明35S __________________________________。
②32P標(biāo)記的噬菌體+未被標(biāo)記的大腸桿菌→放射性同位素32P主要分布在 中。說明32P____________________________________。
3．結(jié)果分析
①噬菌體侵染細(xì)菌時， 進入到細(xì)菌的細(xì)胞中， 留在外面。
②子代噬菌體的各種形狀是通過親代的 遺傳的。
實驗結(jié)論： 才是真正的遺傳物質(zhì)。
4.后來的研究證明，遺傳物質(zhì)除DNA外，還有 。
【鞏固訓(xùn)練】
1.在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實驗，結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識所做的下列推測中，不合理的是( )
A.與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)
B.S型菌的DNA能夠進入R型菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
C.加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響
D.將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌
2.下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是( )
A.人體細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，而細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)是RNA
B.真核細(xì)胞內(nèi)的DNA是遺傳物質(zhì)，原核細(xì)胞內(nèi)的RNA是遺傳物質(zhì)
C.生物細(xì)胞中DNA較多，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)
D.病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA
3.下列關(guān)于探究遺傳物質(zhì)的幾個經(jīng)典實驗的敘述中，正確的是( )
A.格里菲思肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明了 DNA是肺炎鏈球菌的“轉(zhuǎn)化因子”
B.艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗中利用了加法原理對自變量進行控制
C.用被32P、35S同時標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，證明了 DNA是遺傳物質(zhì)
D.噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，不能使用14C標(biāo)記噬菌體
4.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、離心，檢測到上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液帶有放射性的原因可能是( )
A.離心時間過長，上清液中析出較重的大腸桿菌
B.攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細(xì)菌分離
C.噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體
D.32P標(biāo)記了噬菌體蛋白質(zhì)外殼，離心后存在于上清液中
5. T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程如圖所示，下列敘述錯誤的是( )
A. ①②③過程遵循堿基互補配對原則
B. 圖中兩處“蛋白質(zhì)”相同
C. ①②③過程發(fā)生在大腸桿菌內(nèi)
D. 部分子代噬菌體的DNA兩條鏈來自親代
6.在探索DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，美國微生物學(xué)家艾弗里將加熱殺死的肺炎鏈球菌（S型細(xì)菌）的細(xì)胞破碎后，依次除去各種雜質(zhì)，單獨觀察某種物質(zhì)對R型細(xì)菌的作用。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)
B.從S型肺炎鏈球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C.實驗中利用了酶的專一性，DNA酶的作用是催化水解S型細(xì)菌的DNA
D.該實驗設(shè)置了對照組，對自變量控制運用了“加法原理”
7.在T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗中，將32P標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到培養(yǎng)有大腸桿菌的培養(yǎng)基，再用未被標(biāo)記的T2噬菌體侵染這些大腸桿菌，最終在T2噬菌體的DNA中能檢測到放射性。下列敘述正確的是( )
A.T2噬菌體直接從培養(yǎng)基中獲取被標(biāo)記的脫氧核苷酸用于合成DNA
B.若用35S標(biāo)記的氨基酸添加到培養(yǎng)有大腸桿菌的培養(yǎng)基中，在T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中也能檢測到35S
C.將32P標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到培養(yǎng)有肺炎鏈球菌的培養(yǎng)基中，也能在T2噬菌體的DNA中檢測到放射性
D.若用32P標(biāo)記的T2噬菌體與大腸桿菌混合保溫，經(jīng)攪拌離心后上清液放射性強度隨保溫時間的延長先升后降
8.下列關(guān)于探索DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實驗相關(guān)敘述中，正確的是( )
A.有莢膜的S型肺炎鏈球菌有毒，無莢膜的R型肺炎鏈球菌無毒，所以莢膜有毒
B.艾弗里的實驗證明DNA才是“轉(zhuǎn)化因子”，采用了“減法原理”
C.T2噬菌體侵染細(xì)菌實驗中，攪拌的目的是使親代的DNA和蛋白質(zhì)分離
D.煙草花葉病毒感染煙草的實驗，證明了煙草花葉病毒的主要遺傳物質(zhì)是RNA
9.下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)實驗的相關(guān)敘述，正確的是( )
A.格里菲思的實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)
B.艾弗里的實驗證明DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，采用了“減法原理”
C.在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗“P標(biāo)記噬菌體組中，攪拌時間長短會對實驗結(jié)果造成影響
D.在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”S標(biāo)記噬菌體組中，發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有少量放射性，原因是保溫時間過長
10.某科研小組在格里菲思實驗的基礎(chǔ)上利用相同實驗材料增加了相關(guān)實驗，實驗過程如圖所示，下列敘述正確的是( )
A.活菌甲是S型細(xì)菌，活菌乙是R型細(xì)菌
B.加熱殺死細(xì)菌的過程中，其蛋白質(zhì)與DNA都永久失活
C.從鼠2血液中分離出來的活菌有活菌乙與活菌甲
D.鼠5為存活狀態(tài)
參考答案
1.答案：D
解析：本題考查肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗的相關(guān)知識。
選項 正誤 原因
A √ R型肺炎雙球菌無莢膜多糖，無毒，S型肺炎雙球菌有莢膜多糖，有毒，故S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)
B √ 被加熱殺死的S型菌的DNA進入R型菌，指導(dǎo)合成自身的DNA和蛋白質(zhì)
C √ 被加熱殺死的S型菌中DNA正常，蛋白質(zhì)變性失活，功能喪失，其能夠進入R型菌中，指導(dǎo)R型菌的生命活動
D × DNA酶催化DNA水解，故將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合，得不到S型菌
2.答案：D
解析：A、人體細(xì)胞核內(nèi)和細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)都是DNA，A錯誤;B、真核細(xì)胞和原核細(xì)胞細(xì)胞的遺傳物質(zhì)都是DNA，B錯誤;C、絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)，C錯誤;D、病毒只有一種核酸，因此病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，D正確。故選:D。
3.答案：D
解析：A、格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了S型細(xì)菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，但沒有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)，A錯誤；
B、艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗中利用了減法原理對自變量進行控制，B錯誤；
C、噬菌體侵染細(xì)菌實驗中，分別用35S與32P標(biāo)記噬菌體進行實驗，而不是用35S和32P標(biāo)記同一噬菌體，C錯誤；
D、噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，由于DNA和蛋白質(zhì)的組成元素都含有C，不能使用14C標(biāo)記噬菌體，D正確。
故選D。
4.答案：C
解析：32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，在侵染過程中DNA進入大腸桿菌，所以理論上放射性應(yīng)該全部在沉淀物中。但噬菌體的侵染過程并非都是同步的。有的噬菌體在大腸桿菌中增殖后使得細(xì)菌裂解，從而將其中帶有放射性的噬菌體釋放出來；或有的噬菌體還沒有侵入大腸桿菌，經(jīng)過攪拌和離心之后出現(xiàn)在上清液中。故選C。
5.答案：D
解析：
6.答案：C
解析：艾弗里的“肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗”證明了DNA是遺傳物質(zhì)，A錯誤；艾弗里實驗證明從S型肺炎鏈球菌中提取的DNA可以使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，S型細(xì)菌導(dǎo)致小鼠死亡，B錯誤；酶具有專一性，用DNA酶處理的目的是催化水解S型細(xì)菌的DNA，C正確；實驗依次除去各種雜質(zhì)，運用了“減法原理”，可得出“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化因子的化學(xué)本質(zhì)是DNA”的結(jié)論，D錯誤。
7.答案：B
解析：將⊙標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到大腸桿菌的培養(yǎng)基后，被標(biāo)記的脫氧核苷酸首先被大腸桿菌吸收，可用于合成大腸桿菌的DNA，T2噬菌體侵染大腸桿菌后，用大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的脫氧核苷酸作為原料合成噬菌體的DNA，噬菌體不能直接從培養(yǎng)基中獲取被標(biāo)記的脫氧核苷酸，A錯誤；若用35S標(biāo)記的氨基酸添加到培養(yǎng)基中，這些氨基酸會被大腸桿菌吸收入細(xì)胞內(nèi)，并被侵染的T2噬菌體利用其作為原料合成噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，因此在T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中能檢測到35S，B正確；T2噬菌體專一性寄生于大腸桿菌，不能寄生于肺炎鏈球菌，故若用將32P標(biāo)記的脫氧核苷酸添加到培養(yǎng)肺炎鏈球菌的培養(yǎng)基中，在T2噬菌體的DNA中檢測不到放射性，C錯誤；如果32P標(biāo)記的T2噬菌體與大腸桿菌混合保溫，經(jīng)攪拌離心后，測定上清液放射性強度，噬菌體未進入細(xì)菌之前，上清液的放射性較高，隨著保溫時間的延長，帶有放射性標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌完成，則上清液中的放射性強度逐漸下降，而后隨著保溫時間的繼續(xù)延長，子代噬菌體釋放出來上清液的放射性強度再度上升，因此該過程中上清液的放射性強度隨保溫時間發(fā)生的變化是先降后升，D錯誤。
8.答案：B
解析：A、有莢膜的S型肺炎鏈球菌侵染生物體后，莢膜起到保護作用，使S菌不易被生物體的免疫細(xì)胞識別和清除，莢膜本身無毒，A錯誤;B、艾弗里的實驗證明DNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，其通過逐漸加入不同的酶排除各種物質(zhì)的作用，采用了“減法原理”，B正確;C、T噬菌體感侵染細(xì)菌后，攪拌的目的是使噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與被侵染的大腸桿菌分開，C錯誤;D、煙草花葉病毒感染煙草實驗說明煙草花葉病的遺傳物質(zhì)是RNA，不能說明煙草花葉病毒的主要遺傳物質(zhì)是RNA，D錯誤。故選B。
9.答案：B
解析：格里菲思的實驗證明了S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子，可以使R型活菌轉(zhuǎn)化成S型活菌，沒有證明DNA是遺傳物質(zhì)，故A錯誤；在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)，利用了“減法原理”，故B正確；在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗32P標(biāo)記噬菌體組中，放射性應(yīng)該存在于沉淀物中，上清液中出現(xiàn)放射性的原因主要是保溫時間過短或過長，攪拌時間長短不會對實驗結(jié)果造成影響，故C錯誤；在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗35S標(biāo)記噬菌體組中，發(fā)現(xiàn)沉淀物中也有少量放射性，原因是攪拌不充分，未能使大腸桿菌和噬菌體分離，故D錯誤。
10.答案：C
解析：A、R型菌無毒不會導(dǎo)致小鼠死亡，S型菌有毒會導(dǎo)致小鼠死亡，且S型菌的DNA會使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。因此圖中活菌甲為R型細(xì)菌，菌乙為S型細(xì)菌,A錯誤;B、加熱殺死細(xì)菌的過程中，其蛋白質(zhì)會永久失活，但DNA不會失活，B錯誤;C、加熱致死乙菌(S型菌)的DNA使少數(shù)活菌甲(R型菌)發(fā)生轉(zhuǎn)化成為S型菌，大多數(shù)R型菌未轉(zhuǎn)化，故從鼠2血液中分離出來的活菌有S型菌和R型菌，C正確;D、乙為S型細(xì)菌，與加熱殺死的甲菌混合注射到鼠5體內(nèi)，由于S型菌會繁殖，會使小鼠死亡，因此鼠5會死亡，D錯誤。故選C。

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