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第六单元 遗传的物质基础 第17讲 DNA是主要的遗传物质,考纲要求 人类对遗传物质的探索过程(),教材导学 一、肺炎双球菌转化实验 1.体内转化实验格里菲思 (1)实验过程及结果：,(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有_，将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。,2.体外转化实验艾弗里 (1)实验过程及结果： (2)结论：S型细菌的_是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。,二、噬菌体侵染细菌实验 1.噬菌体结构,2.实验过程及结果 (1)标记噬菌体：,(2)侵染细菌：,三、证明RNA是遗传物质的实验 1.烟草花叶病毒组成 _和蛋白质。 2.实验过程 3.结论 _是遗传物质。,四、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_是主要的遗传物质。,自我校对 一、1.(1)死亡 不死亡 R型活细菌 (2)“转化因子” 2.(1)S型活细菌 R型活细菌 R型活细菌 R型活细菌 (2)DNA 二、1.外壳 S DNA P 寄生 2.(1)大场杆菌 32P 35S 32P (2)含35S的噬菌体 普通大肠杆菌 存在32P 三、1.RNA 2.RNA 蛋白质 3.RNA 四、DNA DNA,基础自测 判断正误 (1)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质。( ) (2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质。( ) (3)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术。 ( ) (4)艾弗里实验和噬菌体侵染细菌的设计思路都是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用。 ( ),(5)艾弗里所做的实验既能证明DNA是遗传物质，也能证明蛋白质不是遗传物质。 ( ) (6)高温处理过的S型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。 ( ) (7)艾弗里的肺炎双球菌转化实验中转化的有效性与R型菌的DNA的纯度有密切关系。 ( ) (8)T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖。 ( ) (9)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力。 ( ),(10)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体。 ( ) (11)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。 ( ) (12)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。 ( ) (13)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。 ( ),(14)侵染过程的“合成”阶段，模板、氨基酸、核苷酸、ATP、酶、场所等条件均由细菌细胞提供。 ( ) (15)S型细菌和T2噬菌体的DNA均主要分布在拟核。( ) (16)原核生物和真核生物的核酸包括DNA和RNA，遗传物质均为DNA。 ( ),【答案】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16),【注意】 (1)格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是遗传物质。最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里。 (2)格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里S型菌的DNA+R型活菌培养基上生存的细菌都是R型和S型都有，但是R型多。,【例1】 如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是 ( ) A.都要加热处理 B.要将所有提取物与R菌共同培养 C.的结果是只有S或R一种菌落 D.的结果可能是有S、R两种菌落,【解析】 过程是将加热杀死的S菌和R菌混合培养，接种到固体培养基上，经过程后，可以培养出S、R两种菌落，过程是分离出S菌的DNA和蛋白质等大分子物质，经过程分别和R菌混合培养，接种到固体培养基，经过程后，可以培养出S、R两种菌落或R一种菌落。 【答案】 D,【例2】 某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验： S型菌的DNA+DNA酶加入R型菌注射入小鼠 R型菌的DNA+DNA酶加入S型菌注射入小鼠 R型菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注射入小鼠 S型菌+DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注射入小鼠,以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 ( ) 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】 对4个实验的分析如下：中DNA酶能将S型细菌的DNA水解为脱氧核苷酸，脱氧核苷酸不是遗传物质，不能引起R型细菌的转化，无S型细菌的形成，小鼠存活；中DNA酶能水解R型细菌的DNA，但培养物中本来有具有毒性的S型细菌，小鼠会死亡；中高温处理之后，R型细菌已死亡，而且DNA酶已失活，注入小鼠体内的只有S型细菌的DNA，没有活的S型细菌，小鼠存活；中最终注入小鼠体内的只有R型细菌的DNA，小鼠存活。 【答案】 D,精要点拨 (1)肺炎双球菌转化实验中小鼠的死亡与否取决于是否存在活S菌，而活S菌来自直接加入的活S菌或由活R菌的转化。 (2)活R菌发生转化的结果是有R菌和S菌。,考点二 噬菌体侵染细菌实验 1.噬菌体侵染细菌的实验分析 (1)实验思路及方法： 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DNA和蛋白质，直接地单独地观察它们各自的作用。,(2)侵染特点及过程： 进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用。 噬菌体侵染细菌要经过吸附注入核酸合成组装释放五个过程。 【注意】 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体的DNA做模板起指导作用外，其余的原料脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。,由上表分析可知：噬菌体的DNA是其亲代与子代之间联系的“桥梁”，即“DNA是遗传物质”(结论)。 【注意】 (1)噬菌体侵染细菌的实验还能间接证明的结论： DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性。 DNA能控制蛋白质的生物合成，从而能够控制新陈代谢的过程和性状。 (2)噬菌体等病毒都是严格在活细胞内寄生并繁殖的，人工提供的培养基不能直接培养(并标记)病毒，必须用活细胞(寄主)培养(并标记)病毒。因此“标记噬菌体”必须分两步进行：,(3)噬菌体侵染细菌的实验误差分析：上清液和沉淀物中为何都有放射性： 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上在上清液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性，而实验最终结果显示在离心后的上清液中，也有一定的放射性，而下层的放射性强度却比理论值略低。原因有二：一是保温时间过短，有一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，使上清液出现放射性；二是从噬菌体和,大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，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，也会使上清液的放射性含量升高。 若用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量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，使沉淀物也有一定放射性。,【例3】 (2011江苏)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是 ( ) A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体 B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养 C.用35S标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D.35S、32P标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质,【解析】 “噬菌体侵染细菌的实验”应分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，再用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的大肠杆菌分别培养噬菌体得到含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的噬菌体，再让带标记的噬菌体分别侵染未带标记的大肠杆菌，进行短时间的保温培养，所以A、B选项均错误；C选项用35S标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分导致部分亲代噬菌体蛋白质外壳仍然吸附在大肠杆菌表面，所以C选项正确；35S、32P标记的噬菌体侵染实验只能共同说明DNA是遗传物质，所以D选项错误。 【答案】 C,【例4】 某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验： 用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌 用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌 用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌 用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌,以上4个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位是 ( ) A.沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液 B.沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液 C.上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液 D.沉淀、沉淀、沉淀、沉淀和上清液,【解析】 用噬菌体侵染细菌一段时间后离心，上清液是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物是细菌(其中含有噬菌体的DNA)。用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，上清液是没有放射性的。用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌放射性主要体现在DNA即沉淀物中。而用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌含有放射性的物质是蛋白质和DNA，即位于上清液和沉淀物中。 【答案】 D,【例5】 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，均不能证明的是 ( ) A.DNA可以产生可遗传的变异 B.蛋白质不是遗传物质 C.DNA可以控制生物的性状 D.DNA是主要的遗传物质,【解析】 肺炎双球菌的转化实验可证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体浸染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质；大多数生物遗传物质为DNA，所以，DNA是主要的遗传物质，两实验均不能证明此结论，D项正确。 【答案】 D,精要点拨 本质上认识噬菌体侵染细菌实验中的放射性问题 (1)上清液中的结构是噬菌体：包括亲代噬菌体外壳和少数子代噬菌体(培养时间过长所致)；沉淀中的结构是细菌级：包括大肠杆菌、大肠杆菌上附着的少量亲代噬菌体外壳(搅拌不充分所致)和大肠杆菌中的子代噬菌体。 (2)子代噬菌体的物质来源：DNA组分大部分来自细菌，少部分来自亲代噬菌体(提供模板)；蛋白质组分全部来自细菌。,课堂练习 1.教材原话填空。 (1)格里菲思实验的结论是：_ _。 (2)艾弗里实验的结论是：_ _。 (3)在T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有_，_几乎都存在于DNA分子中。,(4)证明DNA是遗传物质的相关实验的实验思路是：设法将DNA与蛋白质等其他物质分离开，单独地、直接地观察它们的生理作用。 (5)病毒的遗传物质是DNA或RNA；细胞生物的遗传物质是DNA。 (6)噬菌体侵染细菌实验中，搅拌的目的是使_，离心的目的是让上清液中析出_，而离心管的沉淀物中留下_。,答案 (1)加热杀死的S型细菌中存在“转化因子” (2)DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质 (3)S P (6)吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 重量较轻的T2噬菌体颗粒 被感染的大肠杆菌,2.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是 ( ) A.重组DNA片段，研究其表型效应 B.诱发DNA突变，研究其表型效应 C.设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的遗传效应 D.应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递,解析 本题考查肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验，准确理解教材实验、掌握相关实验的特点是解题的关键。艾弗里等人肺炎双球菌体外转化实验，首次证明DNA是使R型细菌转化为S型细菌的物质；赫尔希与蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，两者都是设法将DNA与蛋白质分离，单独地、直接地观察各自在遗传中的作用。肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术。 答案 C,3.肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的R菌无毒性。如图为所做的细菌转化实验。下列相关说法错误的是 ( ),A.C组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡 B.能导致小鼠患败血症死亡的有A、D两组 C.E组实验表明，加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R菌 D.D组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代,解析 含有荚膜的肺炎双球菌是A、B、D三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌死亡失去毒性，所以A、D两组能导致小鼠死亡。E组加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R菌，而D组产生的有毒性的肺炎双球菌是遗传物质的改变引起的，可以遗传给后代。 答案 D,4.分别用含有32P和35S的T2噬菌体与不含放射性的大肠杆菌混合，经过短时保温、搅拌、离心，再将沉淀出的大肠杆菌继续在不含放射性物质的培养基中培养，并对释放出的子代T2噬菌体进行检测。请根据有关知识，推测其应有的结果( ) A.全部不含35S，全部含有32P B.小部分含有35S，全部含有32P C.全部不含35S，小部分含有32P D.全部不含35S，大部分含有32P,解析 用含有32P(标记DNA)的T2噬菌体与不含放射性的大肠杆菌混合(噬菌体的DNA将注入到大肠杆菌细胞内)，在不含放射性物质的培养基中培养，最后大肠杆菌释放出的子代T2噬菌体，只有少部分含32P；用含有35S(标记蛋白质外壳)的T2噬菌体与不含放射性的大肠杆菌混合(噬菌体的DNA将注入到大肠杆菌细胞内)，在不含放射性物质的培养基中培养，由于蛋白质外壳不能进入大肠杆菌细胞内，最后大肠杆菌释放出的子代T2噬菌体，全部不含35S。 答案 C,5.为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，a、c中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的有关叙述正确的是 ( ),A.图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的关键成分中要加入32P标记的无机盐 B.若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组 C.噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律 D.若本组实验b(上清液)中出现放射性，一定是感染时间太长，子代噬菌体释放造成的,解析 由于亲代噬菌体的DNA已被标记，所以锥形瓶中的无机盐不加32P，A项错误；实验要遵循对照原则，需要设计一组用35S标记噬菌体的实验，B项正确；大肠杆菌是原核生物，也不遵循基因分离定律，C项错误；如上清液中出现放射性，可能是感染时间太长，也可能是感染时间太短，D项错误。 答案 B,6.下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是 ( ) A.酵母菌的遗传物质主要是DNA B.大肠杆菌的遗传物质主要分布在染色体上 C.T2噬菌体的遗传物质是DNA和蛋白质 D.HIV的遗传物质水解产生4种核糖核苷酸,解析 酵母菌的遗传物质是DNA；大肠杆菌是原核生物，不含染色体；T2噬菌体的遗传物质是DNA；HIV的遗传物质是RNA，RNA水解可以产生四种核糖核苷酸。 答案 D,7.下图中病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重组后形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是 ( ),解析 杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的。其在侵染植物细胞时注入的是病毒乙的核酸，并由病毒乙的核酸指导合成病毒乙的蛋白质外壳，因而病毒丙在植物细胞内增殖产生的新一代病毒就是病毒乙。 答案 D,8.下图表示科研人员验证烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，由此推断正确的是 ( ) A.烟草细胞的遗传物质是RNA B.烟草细胞的细胞膜上有RNA的载体 C.感染病毒的烟草体内有的蛋白质和TMV的相同 D.接种的RNA在烟草细胞中进行了逆转录,解析 从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒，而提取的蛋白质却不能使烟草感染病毒，这说明RNA是遗传物质。 答案 C,9.噬藻体是感染蓝藻的DNA病毒。用32P标记的噬藻体感染蓝藻细胞，培养一段时间，经搅拌、离心后进行放射性检测。相关叙述正确的是 ( ) A.32P标记的是噬藻体DNA中的胸腺嘧啶 B.搅拌的目的是使吸附在蓝藻上的噬藻体与蓝藻分离 C.离心后放射性同位素主要分布在试管的上清液中 D.此实验证明DNA是噬藻体的遗传物质,解析 32P标记的是噬藻体DNA中的磷酸基；搅拌的目的是使吸附在蓝藻表面上的噬藻体与蓝藻分离；离心后放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中；由于缺乏对照实验，故不能说明噬藻体的遗传物质是DNA。 答案 B,
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