期末复习——3.1DNA是主要的遗传物质（知识点+练习）

必修２《遗传与进化》复习提纲
第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质
知识点回顾：
格里菲思所做实验的各称叫 肺炎双球菌转化实验 ；具有多糖荚膜的菌落表面_光滑_，叫做_S_型菌；不具有多糖荚膜的菌落表面粗糙_，叫做R 型菌。将活R型菌和加热杀死的S型菌分别注入小鼠体内，小鼠 正常生活_。但混合后注入，小鼠__死亡__。由此格里菲思推断，加热杀死的S型菌中必然含有某种__转化_因子，将无毒的R型活细菌转化为有毒性的S型细菌_。
艾弗里实验最重要的步骤是对S型细菌中的物质进行了 分离、提纯和鉴定 并分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果得出了结论 DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 。
赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验使用了放射性_同位素标记____技术和细菌培养技术等。若想获得分别用35S标记蛋白质、32P标记DNA的2组噬菌体，应先分别标记_大肠杆菌_。实验开始时，应用标记的噬菌体侵染_未标记_(标记/未标记)的大肠杆菌。保温、搅拌和离心等步骤后，用35S标记蛋白质的组别放射性主要出现在离心管的__上清液__，用32P标记DNA的组别放射性主要出现在离心管的__沉淀物_。该实验的结论是__DNA是遗传物质__。本实验不能用14C和18O标记的原因是_____这两种元素在DNA和蛋白质中都有，无法区分两个物质__。
4．噬菌体侵染细菌实验的分析
（1）实验方法
同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
（2）实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
①噬菌体的结构
②噬菌体的生活方式：活细胞寄生。
（3）实验过程
①标记噬菌体
②侵染细菌
（4）实验结果分析
分组 结果 结果分析
对比实验 (相互对照) 含32P噬菌体＋细菌 上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内 32P—DNA进入了宿主细胞内
含35S噬菌体＋细菌 宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中 35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面
5.绝大多数生物的遗传物质是_DNA_，一切生物的遗传物质是 核酸_。DNA是_主要_的遗传物质。
好题精练：
艾弗里和同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验， 对加入培养基的S型细菌的细胞提取物进行不同处理后， 再接种R型细菌，处理方法及培养结果如下表所示。由表可知（ ）
实验组号 处理方法 培养基长菌情况
① 不处理 R型、S型
② 加入蛋白酶 R型、S型
③ 加入酯酶 R型、S型
④ 加入RNA酶 R型、S型
⑤ 加入DNA酶 R型
A.本实验的自变量控制利用了“加法原理”
B.实验①和⑤说明DNA酶使S型细菌的细胞提取物失去 转化活性
C.实验①和⑤说明S型细菌的DNA是转化因子
D.实验① ⑤说明DNA是主要的遗传物质
【答案】B
如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染未标记的细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的带标记元素为（ ）
A．可在DNA中找到15N和32P B．可在外壳中找到15N和35S
C．可在DNA中找到15N和32P、35S D．可在外壳中找到15N
【答案】A
【分析】
噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。
【详解】
A、由于15N在亲代噬菌体DNA和蛋白质都有，32P只存在于亲代噬菌体DNA，35S只存在亲代噬菌体蛋白质；噬菌体侵染细菌，蛋白质外壳没有进入细菌，其DNA进入细菌，以自身DNA为模板，利用细菌提供原料，所以可在子代噬菌体的DNA中找到15N和32P，A正确；
B、由于利用细菌的原料合成蛋白质外壳，所以不能在外壳中找到15N和35S，B错误；
C、由于蛋白质外壳没有进入细菌，且35S不标记DNA，所以不能在DNA中找到35S，C错误；
D、由于利用细菌的原料合成蛋白质外壳，所以不能在外壳中找到15N，D错误。
故选A。
某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验, 进行了以下 3 个实验: ① 用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌 ;② 用32P 标记的噬菌体侵染未标记的细菌 ; ③ 用未标记的噬菌体侵染3H 标记的细菌 , 经过段时间后离心 ,检测到以上 3 个实验中放射性的主要位置依次是( )
A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
B.沉淀物 、上清液、沉淀物
C.上清液、上清液、沉淀物和上清液
D.沉淀物、沉淀物、沉淀物
【答案】D
解析：在该实验中,沉淀物的主要成分是被侵染的细菌,上清液的主要成分为噬菌体外壳。① ③都直接对细菌进行了标记,放射性主要出现在沉淀物中;② 用只能标记噬菌体的DNA,在该实验中,噬菌体的DNA会进入细菌体内,放射性也主要出现在沉淀物中。
假设T2噬菌体的DNA含2000个碱基，其中胞嘧啶占全部碱基的30%。一个32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌培养物，释放出50个子代噬菌体，有关叙述错误的是（ ）
A．①中产生的子代噬菌体中最多有2个被32P标记
B．②中搅拌的目的是使细菌外的噬菌体与细菌分离
C．③中离心不充分会导致悬浮液中放射性下降
D．产生这些子代噬菌体共消耗29400个鸟嘌呤脱氧核苷酸
【答案】C
【分析】
1、DNA复制是以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程。 DNA复制条件：模板（DNA的双链）、能量（ATP水解提供）、酶（解旋酶和聚合酶等）、原料（游离的脱氧核苷酸）；DNA复制过程：边解旋边复制；DNA复制特点：半保留复制。
2、根据题意分析可知：噬菌体增殖所需原料由细菌提供，模板由噬菌体DNA提供，所以子代噬菌体没有35S，含32P的有2个。由于一个DNA分子中胞嘧啶占全部碱基的30%，则胞嘧啶为2000×30%=600个，胸腺嘧啶为2000×20%=400个。
【详解】
A、噬菌体增殖所需原料由细菌提供，模板由噬菌体DNA提供，所以子代噬菌体含32P的有2个，A正确；
B、②中搅拌的目的是使附着在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B正确；
C、离心的目的是让噬菌体的蛋白质外壳分布在上清液中，而被侵染的细菌分布在沉淀物中，若离心不充分，悬浮液中放射性不变，C错误；
D、由分析可知，一个DNA分子中胞嘧啶有600个，则鸟嘌呤也有600个。由题知释放出了50个子代噬菌体，故消耗的鸟嘌呤脱氧核苷酸有（50-1）×600=29400个，D正确。
故选C。
用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验大致步骤如下，有关叙述错误的是（ ）
A．通过该实验证明DNA是遗传物质
B．不能用含32P的培养基直接培养并标记噬菌体
C．沉淀物中检测到放射性表明噬菌体的DNA已注入大肠杆菌
D．大肠杆菌裂解后释放出的噬菌体仅小部分具有放射性
【答案】A
【分析】
T2噬菌体侵染细菌的实验：①研究者：1952年，赫尔希和蔡斯。②实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等。③实验方法：放射性同位素标记法。④实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。⑤实验过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。⑥实验结论：DNA是遗传物质。
【详解】
A、T2噬菌体侵染细菌的实验需要用32P和35S分别标记的噬菌体侵染细菌，才能得出DNA是遗传物质的结论，A错误；
B、噬菌体是病毒，只能寄生在活细胞中，所以要用含32P的大肠杆菌培养液中培养并标记噬菌体，B正确；
C、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，C正确；
D、因为DNA的复制是半保留复制，在没有放射性的大肠杆菌中复制的子代用的原料都是没有放射性的，故大肠杆菌裂解后释放出的噬菌体仅小部分具有放射性，D正确。
故选A。
1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤，据图回答下列问题
图1 图2
(1)若图1中C有大量的放射性，则进入大肠杆菌体内的是用__________(填“32P”或“35S”)标记的_____ _____。
(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是：______ ___________ 。
(3)一个双链均被32P标记的噬菌体，用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为___________。 　
(4)噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要( )
A.细菌的DNA及其氨基酸 B.噬菌体的DNA及其氨基酸
C.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸 D.细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸
(5)在氮源为14N和15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子分别为14N—DNA(相对分子质量为a)和15N—DNA(相对分子质量为b)。将只含15N—DNA的亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，连续繁殖两代(I和II)，用某种离心方法分离得到的结果如图2所示。预计第III代DNA分子含有15N的链占全部DNA链的比例为__________。
【答案】
(1)32P 噬菌体DNA
(2)由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在大肠杆菌表面，随细菌离心到沉淀物中
(3)1:49
(4)C
(5)1/8