第1节 DNA是主要的遗传物质
【学习目标】
1.阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程;说明DNA是主要的遗传物质;
2.说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”;
3.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程,认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。
聚焦·学案一 肺炎链球菌的转化实验
[学案设计]
(一)对遗传物质的早期推测
(二)肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型
S型细菌有荚膜,菌落表面 , 致病性;R型细菌 荚膜,菌落表面 ,无致病性。
2.格里菲思的体内转化实验
微点拨:加热的作用原理
①加热会使蛋白质变性失活,这种失活是不可逆的。由于蛋白质失活,酶等生命体系失去其相应功能,细菌死亡。
②加热时,DNA的结构也会被破坏,但当温度降低到55 ℃左右时,DNA的结构会恢复,进而恢复活性。
3.艾弗里的体外转化实验
(1)实验流程
(2)实验分析
4.分析肺炎链球菌体内与体外转化实验巧妙设计及联系
构思巧妙 ①体内转化实验用加热致死的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;②体外转化实验分别用不同的酶处理S型细菌的细胞提取物,再与R型细菌混合培养,然后观察除去相关物质后细胞提取物的转化活性
联系 ①所用材料相同;②体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸;③两实验都遵循对照原则、单一变量原则
[典例] 艾弗里等人为了弄清转化因子的本质,进行了一系列的实验,如图是他们所做的一组实验,则三个实验中,培养基上只存在一种菌落的是 ( )
A.实验一 B.实验二
C.实验三 D.实验一和实验三
尝试解答:选
[易错提醒]
肺炎链球菌转化实验的两个常见认识误区
(1)并非所有的R型细菌都被转化。由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响,因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌,而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。
(2)转化的实质并不是基因发生突变,而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。
[迁移训练]
1.判断下列叙述的正误
(1)加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内,从小鼠体内提取到的细菌全部是S型活细菌。 ( )
(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡。 ( )
(3)高温处理过的S型细菌的蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应。 ( )
(4)艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入到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。 ( )
2.格里菲思将R型肺炎链球菌与加热致死的S型肺炎链球菌混合培养后注入小鼠体内,小鼠死亡。下列有关S型细菌、R型细菌及小鼠的叙述,错误的是 ( )
A.两种细菌及小鼠的体细胞内均含有8种核苷酸
B.从死亡小鼠体内分离出的细菌都是S型细菌
C.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞中发挥作用
D.由实验可推测加热致死的S型细菌中含“转化因子”
3.艾弗里在肺炎链球菌转化实验中,用加热致死的 S 型细菌制成细胞提取物, 对细胞提取物进行不同的处理后,将其加入含有 R 型细菌的培养基中,实验结果如下表。 下列叙述正确的是 ( )
组别 1 2 3 4 5
处理 无 蛋白酶 RNA酶 酯酶 DNA酶
得到的 菌落 R型、 S型 R型、 S型 R型、 S型 R型、 S型 R型
A.该实验应用“减法原理”控制自变量
B.该实验属于对比实验,无空白对照组
C.第 2 组实验证明了蛋白质不是遗传物质
D.第 5 组实验证明了 DNA 是遗传物质
4.结合教材P44艾弗里证明DNA是遗传物质的相关实验,回答下列问题:
(1)将S型细菌的细胞提取物直接加入R型活细菌的培养基中,培养基中出现光滑型菌落和粗糙型菌落,这能得出结论是
。
(2)分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理细胞提取物,利用了酶的 性,艾弗里的实验设计利用了自变量控制中的“ 原理”,实验⑤用DNA酶处理细胞提取物,目的是 。
(3)通过肺炎链球菌的体外转化实验,艾弗里得出的结论为
。
聚焦·学案二 噬菌体侵染细菌的实验
[学案设计]
(一)噬菌体侵染细菌的实验过程梳理
1.实验材料:T2噬菌体(如图)。
2.实验方法: 法。
3.实验过程和现象
4.实验结果及结论
亲代噬菌体 寄主 细胞内 子代 噬菌体 实验结论
32P标记DNA 有 有 是噬菌 体的遗传物质
35S标记蛋白质 无 无
微点拨:噬菌体侵染细菌的实验中应注意的问题
①T2噬菌体只能侵染大肠杆菌,而不能侵染其他细菌。
②标记噬菌体时应先标记细菌,用噬菌体侵染被标记的细菌,这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒,病毒营寄生生活,必须依赖活细胞生存。
|情|境|思|考|探|究|
如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,根据图示并结合教材内容回答下列问题:
(1)本实验采用的是放射性同位素标记技术,为什么用35S和32P进行标记
(2)为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体
(3)能否用14C和18O标记噬菌体 能否用32P和35S同时标记噬菌体
(4)图中T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中需经过短时间保温后,再进行②③过程。②③分别代表 和 过程,其中②的目的是 ,③的目的是让 中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的 。
(二)噬菌体侵染细菌的实验结果及误差分析
1.用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
2.用含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
[典例] 研究人员用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,经过适当时间的保温后,用搅拌器搅拌、离心,然后检测放射性。下列对实验现象和结果分析的表述正确的是 ( )
A.上清液中的放射性等于沉淀物中的
B.子代部分T2噬菌体的DNA中含有32P
C.沉淀物中的放射性低于上清液中的
D.子代T2噬菌体的蛋白质中含有32P
尝试解答:选
[思维建模] “二看法”判断子代噬菌体标记情况
[迁移训练]
1.判断下列叙述的正误
(1)为获得放射性标记的T2噬菌体,可分别用含35S和32P的人工培养基培养噬菌体。 ( )
(2)细菌和病毒作为实验材料,具有个体小、结构简单、繁殖快的优点。 ( )
(3)肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验均可说明DNA是主要的遗传物质。 ( )
(4)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,32P标记组为实验组,35S标记组为对照组。 ( )
2.某兴趣小组参考“T2噬菌体侵染细菌的实验”设计了如下实验(注:35S和32P的放射性无法区分),下列叙述错误的是 ( )
A.部分子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸可能都有放射性
B.保温时间过短对上清液放射性强度的大小几乎无影响
C.搅拌不充分将会导致上清液的放射性强度减小
D.该实验不能证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞
3.用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质,用这种噬菌体去侵染大肠杆菌,则在新形成的噬菌体中 ( )
A.可能检测到32P B.不可能检测到32P
C.可能检测到35S D.不可能检测到32P和35S
4.(教材P45“图3 5”发掘训练)结合噬菌体侵染细菌的电镜照片和T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程,回答下列问题:
(1)T2噬菌体中DNA和蛋白质分子共有的元素组成是 ,蛋白质分子特有的元素是 ,P几乎全部存在于DNA分子中。
(2)子代T2噬菌体物质合成所需要的原料来源于 ,但合成的子代T2噬菌体与亲代T2噬菌体几乎相同,原因是 。
(3)T2噬菌体 (填“能”或“不能”)在肺炎链球菌体内增殖,原因是
。
聚焦·学案三 RNA是某些病毒的遗传物质
[学案设计]
(一)实验证实烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
1.烟草花叶病毒侵染烟草的实验
(1)烟草花叶病毒的组成:只含有蛋白质和 。
(2)侵染实验
(3)实验结论:烟草花叶病毒的遗传物质是 。
2.烟草花叶病毒(TMV)重建及其对烟草叶片的感染
(1)实验过程及现象
(2)结果分析与结论:重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系。
(二)正确认识生物的遗传物质
|探|究|学|习|
分析回答下列有关遗传物质种类的问题:
(1)人、T2噬菌体及大肠杆菌的遗传物质分别是什么
(2)如图所示的生物,其遗传物质的种类是什么
(3)流感病毒中有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基 病毒的遗传物质是否都是RNA
(4)菠菜细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基 细胞核中的遗传物质是DNA,那么细胞质中的遗传物质是DNA还是RNA
|认|知|生|成|
1.DNA是主要的遗传物质
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说DNA是主要的遗传物质。
2.不同生物的遗传物质
生物类型 细胞生物 非细胞生物
真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒
核酸种类 DNA和RNA DNA RNA
遗传物质 DNA DNA RNA
结果 绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少部分病毒的遗传物质是RNA
结论 DNA是主要的遗传物质
[典例] 下列关于DNA是主要的遗传物质的叙述,正确的是 ( )
A.所有生物的遗传物质都是DNA
B.烟草花叶病毒、T2噬菌体的遗传物质均为RNA
C.动物、植物、真菌的遗传物质是DNA,除此之外的其他生物的遗传物质都是RNA
D.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA
尝试解答:选
[易错提醒]
有关遗传物质的三点提醒
(1)并不是所有的核酸都能作为遗传物质,如细胞生物中的RNA。
(2)DNA并不是所有生物的遗传物质,如烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
(3)一种生物的遗传物质是唯一的,对某种生物不能说“主要遗传物质”。
[迁移训练]
1.科学家通过许多实验证明了核酸是生物的遗传物质,下列叙述正确的是 ( )
A.原核生物和真核生物的遗传物质都是DNA
B.病毒的遗传物质是RNA,细菌的遗传物质是DNA
C.真核生物有DNA和RNA两种核酸,遗传物质主要是DNA
D.细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中的遗传物质是RNA
2.已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片,且两者都由蛋白质和RNA组成,下图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是 ( )
A.该实验只能说明HRV的RNA是遗传物质
B.实验过程中重组病毒的后代是HRV
C.结合本实验以及赫尔希、蔡斯等人的研究成果,可以说明细胞生物的遗传物质主要是DNA
D.c过程能说明TMV的蛋白质外壳没有侵染能力
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验和艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的关系是
。
2.32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养,较长时间保温后,会检测到上清液的放射性明显升高,原因是
。
3.有些生物的遗传物质是DNA,有些生物的遗传物质是RNA,为什么说DNA是主要的遗传物质
。
三、综合检测反馈
1.艾弗里的肺炎链球菌转化实验、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验具有重要意义。下列关于两个实验的叙述,正确的是 ( )
A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加各种酶利用了“加法原理”
B.赫尔希和蔡斯的实验中保温时间过短或过长都会导致上清液放射性升高
C.两个实验用的生物材料的遗传物质分别是DNA、RNA
D.两个实验最终无法证明DNA是主要的遗传物质
2.在1928年,格里菲思以小鼠为实验材料,研究肺炎链球菌的致病情况,某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验,实验过程如图所示,下列叙述正确的是 ( )
A.过程④和⑤表明存在一种促使R型活细菌转化成S型活细菌的活性物质
B.从鼠2血液中分离出来的活的肺炎链球菌都能使小鼠死亡
C.从鼠2血液中分离出来的活菌既有R型也有S型的肺炎链球菌
D.从鼠5体内分离出来的活的肺炎链球菌在培养基上培养,会产生粗糙型菌落
3.赫尔希和蔡斯进行了证明DNA是噬菌体遗传物质的实验。下列相关说法全部错误的一组是 ( )
①将大肠杆菌细胞分别放在含放射性同位素35S或32P的培养基中培养
②将大肠杆菌细胞放在含放射性同位素35S和32P的培养基中培养
③用T2噬菌体分别侵染被35S或32P标记的大肠杆菌,使T2噬菌体分别被35S或32P标记
④T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程:吸附→注入→合成→组装→释放
⑤用35S或32P标记噬菌体DNA的实验方法叫作荧光标记法
⑥用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,上清液理论上不含放射性,原因是噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内
⑦赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
A.①④⑥ B.②③⑤
C.④⑥⑦ D.②⑤⑦
4.如图为烟草花叶病毒(TMV)对烟草叶片细胞的感染和病毒重建实验示意图,下列相关叙述正确的是 ( )
A.降解TMV所用的酶有蛋白酶和DNA酶
B.本实验的思路和艾弗里的实验思路均是单独观察RNA和蛋白质的作用
C.本实验证明烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA
D.用甲病毒去感染烟草叶片细胞,产生的子代病毒是TMV A
5.为研究某裂解性噬菌体对耐药性肺炎克雷伯氏菌引起的小鼠肺炎的治疗效果,研究人员分别用等体积的缓冲液、感染复数依次为0.1、1.0、10.0的噬菌体与等量的肺炎克雷伯氏菌悬液混合培养(感染复数指侵染时噬菌体与细菌个数之比,感染复数越高,细菌裂解越快),定时测定各组的细菌数量,结果如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.该研究所用裂解性噬菌体不可能是T2噬菌体
B.a组是缓冲液组,b组是感染复数为0.1的噬菌体组
C.用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎会更有效
D.b组噬菌体与细菌混合约4 h后,被感染细菌开始裂解
第1节 DNA是主要的遗传物质
聚焦·学案一
[学案设计]
(一)脱氧核苷酸 碱基 DNA
(二)1.光滑 有 无 粗糙 2.不死亡 S型活细菌 不死亡 S型活细菌 3.(2)DNA DNA
[典例] 选B 实验一、三中分别加入的是RNA酶和蛋白酶,RNA酶能水解RNA,蛋白酶能水解蛋白质,R型细菌和加热致死的S型细菌的DNA混合后,R型细菌能部分转化为S型细菌,因此培养基上存在两种菌落;实验二中加入的DNA酶能水解S型细菌的DNA,R型细菌不能转化为S型细菌,所以培养基上只有一种菌落,即R型细菌菌落。故选B。
[迁移训练]
1.(1)× (2)× (3)√ (4)×
2.选B S型细菌、R型细菌及小鼠的细胞内均含有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸,共8种核苷酸,A正确;从死亡小鼠体内分离出的细菌既有R型细菌,也有S型细菌,B错误;将加热致死的S型细菌与R型细菌混合培养,能获得S型细菌,说明加热致死的S型细菌中含“转化因子”,而这种转化因子很可能是DNA,S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞中发生基因重组并发挥作用,最终使部分R型细菌转化为S型细菌,C、D正确。
3.选A 艾弗里体外转化实验应用“减法原理”控制自变量,逐个观察不同物质的转化作用,A正确;该实验属于对照实验,其中第1组为空白对照组,B错误;第2组实验中蛋白质被蛋白酶分解后仍出现S型细菌,但是需与对照组对比后才能说明蛋白质不是遗传物质,C错误;第5组实验中DNA被DNA酶水解后只出现R型细菌,没有发生转化作用,但是需与对照组对比后才能说明被分解的DNA是遗传物质,D错误。
4.(1)S型细菌的细胞提取物中含有某种物质可以使R型细菌转化为S型细菌 (2)专一 减法 去除细胞提取物中的DNA,与其他组实验对比探究R型细菌转化为S型细菌是不是因为S型细菌中的DNA (3)DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
聚焦·学案二
[学案设计]
(一)1.DNA P 外壳 S 寄生 2.放射性同位素标记
3.35S 32P 高 低 低 高 4.DNA
[情境思考探究]
(1)提示:S是噬菌体蛋白质特有的元素,P几乎都存在于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,可以单独地观察它们各自的作用。
(2)提示:因为T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,只有在大肠杆菌体内才能进行增殖,故应先培养大肠杆菌,再用大肠杆菌培养T2噬菌体,而不能直接用培养基培养T2噬菌体。
(3)提示:不能用14C和18O标记噬菌体, 因为DNA和蛋白质都含C和O元素,且18O不具有放射性。不能用32P和35S同时标记噬菌体,因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位,不能确定是何种元素的放射性。
(4)搅拌 离心 使吸附在细菌上的噬菌体(蛋白质外壳)与细菌分离 上清液 大肠杆菌
(二)[典例] 选B 32P标记的是T2噬菌体的DNA,适当时间保温后搅拌、离心,理论上上清液中不含放射性,而沉淀物中含放射性,A、C、D错误;子代T2噬菌体合成的原料由大肠杆菌提供,大肠杆菌未被32P标记,故32P会出现在部分子代噬菌体的DNA中,B正确。
[迁移训练]
1.(1)× (2)√ (3)× (4)×
2.选A 35S标记的噬菌体的蛋白质不进入子代噬菌体,子代噬菌体以大肠杆菌中的32P标记的脱氧核苷酸为原料合成有放射性的DNA,以无标记的氨基酸为原料合成无放射性的蛋白质,因此子代噬菌体的核酸有放射性,蛋白质外壳没有放射性,A错误;正常情况下,上清液放射性强度来自35S标记的噬菌体的蛋白质,无论保温时间长短,噬菌体的蛋白质外壳都会进入上清液,故保温时间过短几乎不会影响上清液放射性强度,B正确;搅拌不充分,35S标记的噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌上,会导致上清液的放射性强度减小, C正确;该实验同时用了放射性同位素32P和35S做标记,设计思路错误,由于不同元素的放射性无法区分,不能判断子代噬菌体的放射性标记是不是来自35S,因此不能证明蛋白质外壳未进入大肠杆菌,D正确。
3.选A 噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌作为亲代遗传物质控制子代噬菌体的合成,而且合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌,因此子代噬菌体的蛋白质外壳均不含有35S,而部分含有亲代遗传物质的子代噬菌体含有32P。A项符合题意。
4.(1)C、H、O、N S (2)大肠杆菌 指导子代T2噬菌体合成的遗传物质来自亲代T2噬菌体 (3)不能 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
聚焦·学案三
[学案设计]
(一)1.(1)RNA (2)未被感染 被感染 (3)RNA
(二)(1)提示:DNA、DNA、DNA。
(2)提示:两种生物都属于RNA病毒,遗传物质都是RNA。
(3)提示:1种、4种、1种和4种;RNA病毒的遗传物质是RNA,而DNA病毒的遗传物质是DNA。
(4)提示:2种、8种、2种和5种;菠菜细胞细胞质中的遗传物质是DNA。
[典例] 选D 真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA,少数病毒的遗传物质是RNA,A错误,D正确;烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,T2噬菌体的遗传物质为DNA,B错误;动物、植物、真菌的遗传物质是DNA,细菌和DNA病毒的遗传物质也是DNA,C错误。
[迁移训练]
1.选A 原核生物和真核生物都属于细胞生物,细胞生物的遗传物质都是DNA,A正确;RNA病毒的遗传物质是RNA,DNA病毒的遗传物质是DNA,B错误;真核生物有DNA和RNA两种核酸,遗传物质是DNA,C错误;细胞核中的遗传物质和细胞质中的遗传物质都是DNA,D错误。
2.选C 该实验只设计用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组获得的病毒侵染烟草叶片的实验,因此,该实验只能说明HRV的RNA是遗传物质,A正确;将TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA进行重组,获得重组病毒,其后代是HRV,B正确;细胞生物的遗传物质是DNA,C错误;c过程蛋白质外壳侵染烟草叶片,没有出现病斑,说明TMV的蛋白质外壳没有侵染能力,D正确。
随堂小结
二、融通科学思维
1.体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸
2.较长时间保温后,会导致大肠杆菌裂解释放含放射性的子代噬菌体,这部分噬菌体进入上清液导致上清液放射性升高
3.因为绝大部分生物的遗传物质是DNA,只有极少数生物的遗传物质是RNA,所以说DNA是主要的遗传物质
三、综合检测反馈
1.选D 与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”,“肺炎链球菌体外转化实验”控制自变量时,每个实验组特异性地减去提取物中某种物质,为“减法原理”,A错误。噬菌体侵染大肠杆菌的两组实验中,32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌实验中,保温时间过长,部分被侵染的大肠杆菌已裂解,保温培养时间过短,部分T2噬菌体还未完全侵染,均会导致上清液放射性升高;35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌实验中保温时间的长短对实验结果无明显影响,B错误。两实验用的生物材料(噬菌体、大肠杆菌和肺炎链球菌、小鼠)的遗传物质均是DNA,C错误;两个实验最终均无法证明DNA是主要的遗传物质,D错误。
2.选C 过程④单独注射S型活细菌鼠4死亡,而过程⑤中注射的成分中含有S型活细菌,可致鼠5死亡,且未对鼠5体内细菌进行分析,故过程④和⑤无法表明存在一种促使R型活细菌转化成S型活细菌的活性物质,A错误;从鼠2血液中分离出来的活细菌包括R型细菌和S型细菌,其中只有S型细菌能使小鼠死亡,B错误,C正确;将S型活细菌与加热致死的R型细菌注入小鼠,小鼠死亡,从鼠5体内只可分离出S型活细菌,在培养基上培养,只会产生光滑型菌落,D错误。
3.选D 若要标记噬菌体的DNA和蛋白质,应先分别标记大肠杆菌,即将大肠杆菌细胞分别放在含放射性同位素35S或32P的培养基中培养,②错误;用35S或32P分别标记噬菌体的蛋白质或DNA的实验方法叫作放射性同位素标记法,⑤错误;赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,⑦错误。
4.选D 由图可知:用不同的酶降解TMV,获得了相应的蛋白质和RNA,因此降解TMV所用的酶为蛋白酶和RNA酶,A错误; 艾弗里的实验使用的肺炎链球菌的遗传物质是DNA,其实验利用了控制自变量的“减法原理”,单独观察DNA和蛋白质的作用,B错误;本实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,C错误;图中蛋白B和RNA A组合形成的病毒感染烟草叶片得到甲病毒,其中RNA A是遗传物质,因此用甲病毒去感染烟草叶片细胞,产生的子代病毒是TMV A,D正确。
5.选D T2噬菌体专一性侵染大肠杆菌,不侵染耐药性肺炎克雷伯氏菌,A正确;a组细菌数量不下降,对应缓冲液组,b组细菌数量开始减少的时间最晚,对应感染复数为0.1的噬菌体组,B正确;用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎,可使细菌数量快速下降,效果会更好,C正确;b组噬菌体与细菌混合约4 h时,细菌数量达到最大值,此时细菌增殖速率等于裂解速率,则在此之前被感染细菌即开始裂解,D错误。
2 / 16(共119张PPT)
第1节
DNA是主要的遗传物质
1.阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程；说明DNA是主要的遗传物质；
2.说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”；
3.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。
学习目标
CONTENTS
目录
1
2
3
4
聚焦 学案一 肺炎链球菌的转化实验
聚焦 学案二 噬菌体侵染细菌的实验
随堂小结——即时回顾与评价
聚焦 学案三 RNA是某些病毒的遗传物质
5
课时跟踪检测
NO.1
聚焦 学案一 肺炎链球菌的
转化实验
学案设计
(一)对遗传物质的早期推测
(二)肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型
S型细菌有荚膜，菌落表面______，_____致病性；R型细菌____荚膜，菌落表面______，无致病性。
光滑
有
无
粗糙
2.格里菲思的体内转化实验
微点拨：加热的作用原理
①加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。
②加热时，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 ℃左右时，DNA的结构会恢复，进而恢复活性。
3.艾弗里的体外转化实验
(1)实验流程
(2)实验分析
4.分析肺炎链球菌体内与体外转化实验巧妙设计及联系
构思巧妙 ①体内转化实验用加热致死的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；②体外转化实验分别用不同的酶处理S型细菌的细胞提取物，再与R型细菌混合培养，然后观察除去相关物质后细胞提取物的转化活性
联系 ①所用材料相同；②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；③两实验都遵循对照原则、单一变量原则
[典例] 艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验中，培养基上只存在一种菌落的是 ( )
A.实验一 B.实验二
C.实验三 D.实验一和实验三
√
[解析] 实验一、三中分别加入的是RNA酶和蛋白酶，RNA酶能水解RNA，蛋白酶能水解蛋白质，R型细菌和加热致死的S型细菌的DNA混合后，R型细菌能部分转化为S型细菌，因此培养基上存在两种菌落；实验二中加入的DNA酶能水解S型细菌的DNA，R型细菌不能转化为S型细菌，所以培养基上只有一种菌落，即R型细菌菌落。故选B。
[易错提醒]
肺炎链球菌转化实验的两个常见认识误区
(1)并非所有的R型细菌都被转化。由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。
(2)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
迁移训练
1.判断下列叙述的正误
(1)加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠体内提取到的细菌全部是S型活细菌。( )
(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡。 ( )
(3)高温处理过的S型细菌的蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应。( )
×
×
√
(4)艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入到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。 ( )
×
2.格里菲思将R型肺炎链球菌与加热致死的S型肺炎链球菌混合培养后注入小鼠体内，小鼠死亡。下列有关S型细菌、R型细菌及小鼠的叙述，错误的是 ( )
A.两种细菌及小鼠的体细胞内均含有8种核苷酸
B.从死亡小鼠体内分离出的细菌都是S型细菌
C.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞中发挥作用
D.由实验可推测加热致死的S型细菌中含“转化因子”
√
解析： S型细菌、R型细菌及小鼠的细胞内均含有4种脱氧核苷酸和4种核糖核苷酸，共8种核苷酸，A正确；从死亡小鼠体内分离出的细菌既有R型细菌，也有S型细菌，B错误；将加热致死的S型细菌与R型细菌混合培养，能获得S型细菌，说明加热致死的S型细菌中含“转化因子”，而这种转化因子很可能是DNA，S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞中发生基因重组并发挥作用，最终使部分R型细菌转化为S型细菌，C、D正确。
3.艾弗里在肺炎链球菌转化实验中，用加热致死的 S 型细菌制成细胞提取物， 对细胞提取物进行不同的处理后，将其加入含有 R 型细菌的培养基中，实验结果如下表。 下列叙述正确的是 ( )
组别 1 2 3 4 5
处理 无 蛋白酶 RNA酶 酯酶 DNA酶
得到的 菌落 R型、 S型 R型、 S型 R型、 S型 R型、 S型 R型
A.该实验应用“减法原理”控制自变量
B.该实验属于对比实验，无空白对照组
C.第 2 组实验证明了蛋白质不是遗传物质
D.第 5 组实验证明了 DNA 是遗传物质
√
解析：艾弗里体外转化实验应用“减法原理”控制自变量，逐个观察不同物质的转化作用，A正确；该实验属于对照实验，其中第1组为空白对照组，B错误；第2组实验中蛋白质被蛋白酶分解后仍出现S型细菌，但是需与对照组对比后才能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；第5组实验中DNA被DNA酶水解后只出现R型细菌，没有发生转化作用，但是需与对照组对比后才能说明被分解的DNA是遗传物质，D错误。
4.结合教材P44艾弗里证明DNA是遗传物质的相关实验，回答下列问题：
(1)将S型细菌的细胞提取物直接加入R型活细菌的培养基中，培养基中出现光滑型菌落和粗糙型菌落，这能得出结论是________
________________________________________________________。
S型细菌的细胞提取物中含有某种物质可以使R型细菌转化为S型细菌
(2)分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理细胞提取物，利用了酶的______性，艾弗里的实验设计利用了自变量控制中的“___ ___原理”，实验⑤用DNA酶处理细胞提取物，目的是_________________
_____________________________________________________________________________。
(3)通过肺炎链球菌的体外转化实验，艾弗里得出的结论为________________________________________。
专一
减法
去除细胞提取物中的DNA，与其他组实验对比探究R型细菌转化为S型细菌是不是因为S型细菌中的DNA
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
NO.2
聚焦 学案二 噬菌体侵染细菌
的实验
学案设计
(一)噬菌体侵染细菌的实验过程梳理
1.实验材料：T2噬菌体(如图)。
2.实验方法：__________________法。
放射性同位素标记
3.实验过程和现象
4.实验结果及结论
亲代噬菌体 寄主 细胞内 子代 噬菌体 实验结论
32P标记DNA 有 有 ______是噬菌
体的遗传物质
35S标记蛋白质 无 无 DNA
微点拨：噬菌体侵染细菌的实验中应注意的问题
①T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，而不能侵染其他细菌。
②标记噬菌体时应先标记细菌，用噬菌体侵染被标记的细菌，这样来标记噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，病毒营寄生生活，必须依赖活细胞生存。
|情|境|思|考|探|究|
如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，根据图示并结合教材内容回答下列问题：
(1)本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用35S和32P进行标记
提示：S是噬菌体蛋白质特有的元素，P几乎都存在于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，可以单独地观察它们各自的作用。
(2)为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体
提示：因为T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，只有在大肠杆菌体内才能进行增殖，故应先培养大肠杆菌，再用大肠杆菌培养T2噬菌体，而不能直接用培养基培养T2噬菌体。
(3)能否用14C和18O标记噬菌体 能否用32P和35S同时标记噬菌体
提示：不能用14C和18O标记噬菌体， 因为DNA和蛋白质都含C和O元素，且18O不具有放射性。不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位，不能确定是何种元素的放射性。
(4)图中T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中需经过短时间保温后，再进行②③过程。②③分别代表______和______过程，其中②的目的是_____________________________________________，③的目的是让_______中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的__________。
搅拌
离心
使吸附在细菌上的噬菌体(蛋白质外壳)与细菌分离
上清液
大肠杆菌
(二)噬菌体侵染细菌的实验结果及误差分析
1.用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
2.用含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
[典例] 研究人员用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经过适当时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心，然后检测放射性。下列对实验现象和结果分析的表述正确的是 ( )
A.上清液中的放射性等于沉淀物中的
B.子代部分T2噬菌体的DNA中含有32P
C.沉淀物中的放射性低于上清液中的
D.子代T2噬菌体的蛋白质中含有32P
√
[解析] 32P标记的是T2噬菌体的DNA，适当时间保温后搅拌、离心，理论上上清液中不含放射性，而沉淀物中含放射性，A、C、D错误；子代T2噬菌体合成的原料由大肠杆菌提供，大肠杆菌未被32P标记，故32P会出现在部分子代噬菌体的DNA中，B正确。
[思维建模] “二看法”判断子代噬菌体标记情况
迁移训练
1.判断下列叙述的正误
(1)为获得放射性标记的T2噬菌体，可分别用含35S和32P的人工培养基培养噬菌体。( )
(2)细菌和病毒作为实验材料，具有个体小、结构简单、繁殖快的优点。( )
×
√
(3)肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验均可说明DNA是主要的遗传物质。( )
(4)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，32P标记组为实验组，35S标记组为对照组。( )
×
×
2.某兴趣小组参考“T2噬菌体侵染细菌的实验”设计了如下实验(注：35S和32P的放射性无法区分)，下列叙述错误的是 ( )
A.部分子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸可能都有放射性
B.保温时间过短对上清液放射性强度的大小几乎无影响
C.搅拌不充分将会导致上清液的放射性强度减小
D.该实验不能证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞
√
解析： 35S标记的噬菌体的蛋白质不进入子代噬菌体，子代噬菌体以大肠杆菌中的32P标记的脱氧核苷酸为原料合成有放射性的DNA，以无标记的氨基酸为原料合成无放射性的蛋白质，因此子代噬菌体的核酸有放射性，蛋白质外壳没有放射性，A错误；正常情况下，上清液放射性强度来自35S标记的噬菌体的蛋白质，无论保温时间长短，噬菌体的蛋白质外壳都会进入上清液，故保温时间过短几乎不会影响上清液放射性强度，B正确；
搅拌不充分，35S标记的噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌上，会导致上清液的放射性强度减小， C正确；该实验同时用了放射性同位素32P和35S做标记，设计思路错误，由于不同元素的放射性无法区分，不能判断子代噬菌体的放射性标记是不是来自35S，因此不能证明蛋白质外壳未进入大肠杆菌，D正确。
3.用32P标记噬菌体的DNA,用35S标记噬菌体的蛋白质,用这种噬菌体去侵染大肠杆菌,则在新形成的噬菌体中 ( )
A.可能检测到32P B.不可能检测到32P
C.可能检测到35S D.不可能检测到32P和35S
√
解析：噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌作为亲代遗传物质控制子代噬菌体的合成，而且合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌，因此子代噬菌体的蛋白质外壳均不含有35S，而部分含有亲代遗传物质的子代噬菌体含有32P。 A项符合题意。
4.(教材P45“图3 5”发掘训练)结合噬菌体侵染细菌的电镜照片和T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程，回答下列问题：
(1)T2噬菌体中DNA和蛋白质分子共有的元素组成是______________，蛋白质分子特有的元素是_____，P几乎全部存在于DNA分子中。
(2)子代T2噬菌体物质合成所需要的原料来源于__________，但合成的子代T2噬菌体与亲代T2噬菌体几乎相同，原因是___________________
________________________________。
(3)T2噬菌体______(填“能”或“不能”)在肺炎链球菌体内增殖，原因是____________________________________________。
C、H、O、N
S
大肠杆菌
指导子代T2噬菌体合成的遗传物质来自亲代T2噬菌体
不能
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
聚焦 学案三 RNA是某些病毒
的遗传物质
NO.3
学案设计
(一)实验证实烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
1.烟草花叶病毒侵染烟草的实验
(1)烟草花叶病毒的组成：只含有蛋白质和_______。
RNA
(2)侵染实验
(3)实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是________。
RNA
2.烟草花叶病毒(TMV)重建及其对烟草叶片的感染
(1)实验过程及现象
(2)结果分析与结论：重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系。
(二)正确认识生物的遗传物质
|探|究|学|习|
分析回答下列有关遗传物质种类的问题：
(1)人、T2噬菌体及大肠杆菌的遗传物质分别是什么
提示：DNA、DNA、DNA。
(2)如图所示的生物，其遗传物质的种类是什么
提示：两种生物都属于RNA病毒，遗传物质都是RNA。
(3)流感病毒中有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基 病毒的遗传物质是否都是RNA
提示：1种、4种、1种和4种；RNA病毒的遗传物质是RNA，而DNA病毒的遗传物质是DNA。
(4)菠菜细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基 细胞核中的遗传物质是DNA，那么细胞质中的遗传物质是DNA还是RNA
提示：2种、8种、2种和5种；菠菜细胞细胞质中的遗传物质是DNA。
|认|知|生|成|
1.DNA是主要的遗传物质
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
2.不同生物的遗传物质
生物类型 细胞生物 非细胞生物 真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒
核酸种类 DNA和RNA DNA RNA
遗传物质 DNA DNA RNA
结果 绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA 结论 DNA是主要的遗传物质 [典例] 下列关于DNA是主要的遗传物质的叙述，正确的是 ( )
A.所有生物的遗传物质都是DNA
B.烟草花叶病毒、T2噬菌体的遗传物质均为RNA
C.动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质都是RNA
D.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA
√
[解析] 真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，A错误，D正确；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质为DNA，B错误；动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，细菌和DNA病毒的遗传物质也是DNA，C错误。
[易错提醒]
有关遗传物质的三点提醒
(1)并不是所有的核酸都能作为遗传物质，如细胞生物中的RNA。
(2)DNA并不是所有生物的遗传物质，如烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
(3)一种生物的遗传物质是唯一的，对某种生物不能说“主要遗传物质”。
迁移训练
1.科学家通过许多实验证明了核酸是生物的遗传物质，下列叙述正确的是 ( )
A.原核生物和真核生物的遗传物质都是DNA
B.病毒的遗传物质是RNA，细菌的遗传物质是DNA
C.真核生物有DNA和RNA两种核酸，遗传物质主要是DNA
D.细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA
√
解析：原核生物和真核生物都属于细胞生物，细胞生物的遗传物质都是DNA，A正确；RNA病毒的遗传物质是RNA，DNA病毒的遗传物质是DNA，B错误；真核生物有DNA和RNA两种核酸，遗传物质是DNA，C错误；细胞核中的遗传物质和细胞质中的遗传物质都是DNA，D错误。
2.已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，下图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是 ( )
A.该实验只能说明HRV的RNA是遗传物质
B.实验过程中重组病毒的后代是HRV
C.结合本实验以及赫尔希、蔡斯等人的研究成果，可以说明细胞生物的遗传物质主要是DNA
D.c过程能说明TMV的蛋白质外壳没有侵染能力
√
解析：该实验只设计用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组获得的病毒侵染烟草叶片的实验，因此，该实验只能说明HRV的RNA是遗传物质，A正确；将TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA进行重组，获得重组病毒，其后代是HRV，B正确；细胞生物的遗传物质是DNA，C错误；c过程蛋白质外壳侵染烟草叶片，没有出现病斑，说明TMV的蛋白质外壳没有侵染能力，D正确。
随堂小结——即时回顾与评价
NO.4
一、建构概念体系
二、融通科学思维
1.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验和艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的关系是__________________________________________
___________________________。
体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸
2.32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，较长时间保温后，会检测到上清液的放射性明显升高，原因是________________________
___________________________________________________________________________________。
较长时间保温后，会导致大肠杆菌裂解释放含放射性的子代噬菌体，这部分噬菌体进入上清液导致上清液放射性升高
3.有些生物的遗传物质是DNA，有些生物的遗传物质是RNA，为什么说DNA是主要的遗传物质
________________________________________________________
_______________________________________。
因为绝大部分生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质
三、综合检测反馈
1.艾弗里的肺炎链球菌转化实验、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验具有重要意义。下列关于两个实验的叙述，正确的是 ( )
A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中向细胞提取物添加各种酶利用了“加法原理”
B.赫尔希和蔡斯的实验中保温时间过短或过长都会导致上清液放射性升高
C.两个实验用的生物材料的遗传物质分别是DNA、RNA
D.两个实验最终无法证明DNA是主要的遗传物质
√
解析：与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，“肺炎链球菌体外转化实验”控制自变量时，每个实验组特异性地减去提取物中某种物质，为“减法原理”，A错误。噬菌体侵染大肠杆菌的两组实验中，32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌实验中，保温时间过长，部分被侵染的大肠杆菌已裂解，保温培养时间过短，部分T2噬菌体还未完全侵染，均会导致上清液放射性升高；35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌实验中保温时间的长短对实验结果无明显影响，B错误。两实验用的生物材料(噬菌体、大肠杆菌和肺炎链球菌、小鼠)的遗传物质均是DNA，C错误；两个实验最终均无法证明DNA是主要的遗传物质，D错误。
2.在1928年，格里菲思以小鼠为实验材料，研究肺炎链球菌的致病情况，某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示，下列叙述正确的是 ( )
A.过程④和⑤表明存在一种促使R型活细菌转化成S型活细菌的活性物质
B.从鼠2血液中分离出来的活的肺炎链球菌都能使小鼠死亡
C.从鼠2血液中分离出来的活菌既有R型也有S型的肺炎链球菌
D.从鼠5体内分离出来的活的肺炎链球菌在培养基上培养，会产生粗糙型菌落
√
解析：过程④单独注射S型活细菌鼠4死亡，而过程⑤中注射的成分中含有S型活细菌，可致鼠5死亡，且未对鼠5体内细菌进行分析，故过程④和⑤无法表明存在一种促使R型活细菌转化成S型活细菌的活性物质，A错误；从鼠2血液中分离出来的活细菌包括R型细菌和S型细菌，其中只有S型细菌能使小鼠死亡，B错误，C正确；将S型活细菌与加热致死的R型细菌注入小鼠，小鼠死亡，从鼠5体内只可分离出S型活细菌，在培养基上培养，只会产生光滑型菌落，D错误。
3.赫尔希和蔡斯进行了证明DNA是噬菌体遗传物质的实验。下列相关说法全部错误的一组是 ( )
①将大肠杆菌细胞分别放在含放射性同位素35S或32P的培养基中培养
②将大肠杆菌细胞放在含放射性同位素35S和32P的培养基中培养
③用T2噬菌体分别侵染被35S或32P标记的大肠杆菌，使T2噬菌体分别被35S或32P标记
④T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程：吸附→注入→合成→组装→释放
⑤用35S或32P标记噬菌体DNA的实验方法叫作荧光标记法
⑥用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，上清液理论上不含放射性，原因是噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内
⑦赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
A.①④⑥ B.②③⑤
C.④⑥⑦ D.②⑤⑦
√
解析：若要标记噬菌体的DNA和蛋白质，应先分别标记大肠杆菌，即将大肠杆菌细胞分别放在含放射性同位素35S或32P的培养基中培养，②错误；用35S或32P分别标记噬菌体的蛋白质或DNA的实验方法叫作放射性同位素标记法，⑤错误；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质，⑦错误。
4.如图为烟草花叶病毒(TMV)对烟草叶片细胞的感染和病毒重建实验示意图，下列相关叙述正确的是 ( )
A.降解TMV所用的酶有蛋白酶和DNA酶
B.本实验的思路和艾弗里的实验思路均是单独观察RNA和蛋白质的作用
C.本实验证明烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA
D.用甲病毒去感染烟草叶片细胞，产生的子代病毒是TMV A
√
解析：由图可知：用不同的酶降解TMV，获得了相应的蛋白质和RNA，因此降解TMV所用的酶为蛋白酶和RNA酶，A错误； 艾弗里的实验使用的肺炎链球菌的遗传物质是DNA，其实验利用了控制自变量的“减法原理”，单独观察DNA和蛋白质的作用，B错误；本实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，C错误；图中蛋白B和RNA A组合形成的病毒感染烟草叶片得到甲病毒，其中RNA A是遗传物质，因此用甲病毒去感染烟草叶片细胞，产生的子代病毒是TMV A，D正确。
5.为研究某裂解性噬菌体对耐药性肺炎克雷伯氏菌引起的小鼠肺炎的治疗效果，研究人员分别用等体积的缓冲液、感染复数依次为0.1、1.0、10.0的噬菌体与等量的肺炎克雷伯氏菌悬液混合培养(感染复数指侵染时噬菌体与细菌个数之比，感染复数越高，细菌裂解越快)，定时测定各组的细菌数量，结果如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.该研究所用裂解性噬菌体不可能是T2噬菌体
B.a组是缓冲液组，b组是感染复数为0.1的噬菌体组
C.用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎会更有效
D.b组噬菌体与细菌混合约4 h后，被感染细菌开始裂解
√
解析：T2噬菌体专一性侵染大肠杆菌，不侵染耐药性肺炎克雷伯氏菌，A正确；a组细菌数量不下降，对应缓冲液组，b组细菌数量开始减少的时间最晚，对应感染复数为0.1的噬菌体组，B正确；用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎，可使细菌数量快速下降，效果会更好，C正确；b组噬菌体与细菌混合约4 h时，细菌数量达到最大值，此时细菌增殖速率等于裂解速率，则在此之前被感染细菌即开始裂解，D错误。
课时跟踪检测
NO.5
(A级选择题每小题2分,B级选择题每小题4分,本检测满分50分)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
√
A级 强基固本
1.烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质外壳和核酸组成，将TMV变种X的蛋白质外壳和变种Y的核酸组成新病毒，感染烟草后可以得到大量病毒，这些病毒为( )
A.变种Y
B.变种X蛋白质外壳包裹变种Y核酸的病毒
C.变种X
D.变种Y蛋白质外壳包裹变种X核酸的病毒
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
解析：由题意知，新病毒的核酸(RNA)来源于变种Y，因此由新病毒感染烟草后可以得到的病毒是变种Y，即A正确。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
2.如果用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，当它侵染到未被标记的细菌体内后，经过多次复制，释放出来的子代噬菌体 ( )
A.含大量35S B.不含32P
C.含少量32P D.含大量32P
√
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
解析：噬菌体侵染细菌时，只有DNA能够进入细菌作为模板控制子代噬菌体的合成，而且合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌。现用32P和35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，则只有32P标记的DNA能够进入细菌作模板，使子代噬菌体中含少量的32P。C符合题意。
3.将含有R 型肺炎链球菌的培养液加入试管甲，将加热致死的S型肺炎链球菌破碎后得到细胞提取物放入试管乙，并在试管乙中加入一定量的 RNA 酶；将试管甲、乙中的液体混合后得到试管丙。下列关于该实验的分析，正确的是 ( )
A.在试管丙中S型肺炎链球菌的数量多于R 型
B.如果将 RNA 酶换成蛋白酶，则实验结果不同
C.如果将 RNA 酶换为 DNA 酶，与之前的实验对照可说明肺炎链球菌的遗传物质是 DNA
D.该实验利用了“加法原理”，因变量是有无S型肺炎链球菌产生
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
√
解析： RNA酶可水解RNA，故试管乙中S型肺炎链球菌的DNA仍然存在，但由于转化效率较低，所以在试管丙中既有R型细菌也有S型细菌，且S型细菌的数量少于R 型，A错误；蛋白酶破坏了蛋白质的结构，但S型肺炎链球菌的遗传物质DNA还在，所以实验结果与题干中的实验结果相同，B错误；如果将酶换为DNA酶，则S型肺炎链球菌的遗传物质被破坏而不能发生转化，与之前的实验对照可说明DNA是肺炎链球菌的遗传物质，C正确；该实验利用了“减法原理”，D错误。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
4.下图为“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图。假定在以下实验条件下，噬菌体全部侵染大肠杆菌，且不考虑大肠杆菌的裂解。下列叙述正确的是 ( )
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
A.本实验属于空白对照试验，其中A组是实验组，B组是对照组
B.A组和B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度均与搅拌是否充分密切相关
C.若B组用15N代替35S标记大肠杆菌，则试管Ⅲ沉淀中的部分子代噬菌体含有15N
D.若A组用15N代替32P标记大肠杆菌，则试管Ⅲ的上清液中会出现很高的放射性
√
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
解析：本实验属于对比试验，其中A组和B组均为实验组，通过它们之间的相互对照得出结论，A错误。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分离。搅拌不充分，35S标记的噬菌体(即B组)及蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离而随大肠杆菌到了沉淀物中，这样会造成上清液中放射性偏低；当噬菌体全部侵染大肠杆菌后，A组实验的结果是上清液中无放射性，则搅拌是否充分对本组实验结果影响不大，B错误。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
蛋白质和核酸中都含有15N，若B组用15N代替35S标记大肠杆菌，则合成的子代噬菌体的DNA带有15N，因此，试管Ⅲ沉淀中的部分子代噬菌体含有15N，C正确；若A组用15N代替32P标记大肠杆菌，则试管Ⅲ的上清液中不会表现出放射性，因为15N没有放射性，D错误。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
5.在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组相同培养基上分别接种R型细菌、S型细菌、加热杀死的S型细菌、R型细菌和加热致死的S型细菌。培养一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
A.Ⅰ中菌落表面光滑，Ⅱ中菌落表面粗糙
B.对第Ⅳ组实验的分析应是以Ⅰ~Ⅲ组的实验现象为参照
C.Ⅳ组结果说明整合到R型细菌内的DNA分子片段，可直接表达出荚膜多糖
D.若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶，则Ⅳ组中S型菌落的数量基本不变
√
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
解析：Ⅰ中是R型细菌，其菌落表面粗糙，Ⅱ中是S型细菌，其菌落表面光滑，A错误；Ⅰ、Ⅱ组的实验作为Ⅳ组的对照组，Ⅲ组培养基无菌落产生，但也需要设置作为对照，以排除加热致死的S型细菌的作用，B正确；结合Ⅰ~Ⅲ组，可说明Ⅳ组存在某种转化因子使R型细菌可转化为S型细菌，但Ⅳ组结果无法说明整合到R型细菌内的DNA分子可直接表达出荚膜多糖，C错误；由于转化因子是DNA，而DNA酶能将DNA水解，因此若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶，则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低，甚至无S型菌落出现，D错误。
6.艾弗里通过肺炎链球菌体外转化实验探究转化因子的实验过程如图。下列相关叙述错误的是 ( )
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
A.甲组培养基上出现两种菌落，主要是S型细菌形成的菌落
B.乙组培养皿中有R型和S型细菌的菌落，结合甲组结果可推测蛋白质不是转化因子
C.丙组培养基上只有R型细菌，结合甲组结果可说明DNA被水解之后不具有转化功能
D.该实验利用“减法原理”，逐一添加不同酶以确定细胞提取物的转化活性
√
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
解析：甲组培养基上只有少部分R型细菌转化为S型细菌，因此甲组培养基上主要是R型细菌形成的菌落，A错误；蛋白酶可将蛋白质水解，若乙组培养基上和甲组情况相同有光滑和粗糙两种菌落，说明其中转化因子仍然存在，由此可推测蛋白质不是转化因子，B正确；由于DNA酶可将DNA水解，丙组未发生转化只有R型细菌，说明DNA被水解之后不具有转化功能，C正确；本实验通过加蛋白酶和DNA酶去除相应的物质，利用了“减法原理”，以确定细胞提取物的转化活性，D正确。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
7.(18分)对于遗传物质的探索人类经历了一个漫长而复杂的过程，其中三个先后进行的经典实验，运用不同的实验思路和方法，共同证明了“DNA是遗传物质”这一科学认识。请回答下列问题：
(1)格里菲思和艾弗里均使用肺炎链球菌作为实验材料，肺炎链球菌常作为实验材料的优点有______________________。其中______型细菌具有荚膜，有毒性。
结构简单，繁殖速度快
S
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
(2)格里菲思提出“转化因子”的推断。支撑这一推断的重要证据之一：其中一组实验成功将R型活细菌转化为S型活细菌并导致小鼠患病死亡。该组实验的处理方法是向小鼠体内注射________________
_______________________。
(3)艾弗里等人证明DNA是“转化因子”。该实验运用_______(填“加法”或“减法”)原理控制自变量，发现只有用 处理S型细菌的细胞提取物后，提取物才会失去转化活性，不能将R型细菌转化为S型细菌。
加热致死的S型细菌和R型活细菌的混合物
减法
DNA酶
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
(4)赫尔希和蔡斯进一步证明DNA是遗传物质。下图为T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程简图，请据图回答问题。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
①不能用含35S的培养基直接标记噬菌体的原因是______________
________________________________________。
②噬菌体侵染大肠杆菌后，合成子代噬菌体的外壳所用的原料由
__________提供。
③图中搅拌的目的是______________________________________
_____________________。a、b两管中放射性分别主要分布在________、 _______中。若保温培养的时间过长，对b管中放射性分布的影响是____________________。
病毒必须寄生
在活细胞中增殖，不能在培养基上独立增殖
大肠杆菌
使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体及其蛋白质外壳与大肠杆菌分离
上清液
沉淀
上清液中放射性增强
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
④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的DNA中能找到 。
解析：(1)格里菲思和艾弗里均使用肺炎链球菌作为实验材料，因为它的结构简单，繁殖速度快，其中S型细菌具有多糖类的荚膜，有毒性。
(2)格里菲思利用肺炎链球菌与小鼠进行实验，发现只有当注射了加热致死的S型细菌和R型活细菌的混合物时，小鼠会死亡，由此提出S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型活细菌转化为S型活细菌。
15N 和32P
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
(3)依据自变量控制中的“减法原理”，在每个实验组S型细菌的细胞提取物中特异性地去除了一种物质后，发现只有用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物后，提取物才会失去转化活性，不能将R型细菌转化为S型细菌。
(4)①噬菌体侵染细菌的实验不能用含35S的培养基直接标记噬菌体的原因是病毒必须寄生在活细胞中增殖，不能在培养基独立增殖。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
②噬菌体侵染大肠杆菌后，合成子代噬菌体的外壳所用的原料由大肠杆菌提供。③图中搅拌的目的是使噬菌体及其蛋白质外壳与大肠杆菌分离。a管用35S标记的噬菌体，离心后放射性主要分布在上清液，b管用32P标记的噬菌体，离心后放射性主要分布在沉淀中。若保温培养的时间过长，对b管中放射性分布的影响是上清液中放射性增强，原因是部分大肠杆菌裂解，释放了子代噬菌体。④子代噬菌体的DNA是以用15N、32P共同标记噬菌体的DNA为模板，用大肠杆菌中的脱氧核苷酸为原料合成的，故在子代噬菌体的DNA中能找到15N 和32P。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
B级 发展提能
8.某病毒主要由蛋白质外壳与核酸(只含DNA或RNA)组成，其进入宿主细胞的方式是先与宿主细胞识别再通过胞吞的方式进入宿主细胞。欲确定其遗传物质为DNA、RNA，还是蛋白质外壳，下列方法不可行的是( )
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
A.可以直接测定该病毒中是否含有T或者U来区分遗传物质是DNA还是RNA
B.可用T被标记的宿主细胞培养该病毒，观察子代病毒标记情况
C.可模仿赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，检测放射性主要在上清液还是沉淀物中
D.可用U被标记的宿主细胞培养该病毒，观察子代病毒标记情况
√
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
解析：由于T是DNA特有的碱基，而U是RNA特有的碱基，因此，可以直接测定该病毒中是否含有T或者U来区分遗传物质是DNA还是RNA，A正确；可用T或U被标记的宿主细胞分别培养该病毒，观察子代病毒标记情况，若子代病毒带有标记，则可确定遗传物质类型，B、D正确；题意显示，该病毒是通过胞吞的方式进入宿主细胞的，因此不能模仿赫尔希与蔡斯的实验，C错误。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
9.肺炎链球菌S型与R型菌株，都对青霉素敏感(青霉素能抑制细菌细胞壁的形成，从而抑制其增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌，记为PenrS型细菌。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析错误的是 ( )
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
A.若组1甲中部分小鼠患败血症，通过注射青霉素治疗后可康复
B.组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D.组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
√
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
解析：PenrS型细菌的DNA是转化因子。在组1中，将加热杀死的PenrS型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分R型活细菌会转化为PenrS型细菌，PenrS型细菌会使小鼠患败血症，注射青霉素治疗后，体内有PenrS型细菌存在的小鼠不能康复，A错误；在组2中，将PenrS型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，部分R型活细菌会转化为PenrS型细菌，在普通培养基上，PenrS型细菌和R型细菌均可以生长，因此组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落，B正确；
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
PenrS型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，部分R型活细菌会转化为PenrS型细菌，在组3含青霉素的培养基上R型细菌不能生活，只有PenrS型细菌能生存，且PenrS型细菌是由于PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中形成的，再经过繁殖形成菌落，C正确；组4中因为PenrS型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化功能，且R型活细菌不抗青霉素，因此培养基中无菌落生长，D正确。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
10.(12分)干叶病毒可导致菠菜患干叶病，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，某同学进行了如下实验设计，请补充相关内容：
(1)材料用具：苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、RNA水解酶、蒸馏水等。
实验步骤：
①选取生长状况相似的健康菠菜植株若干，__________________
_______________________。
随机均分成四组，
分别编号为A、B、C、D
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
②用苯酚的水溶液处理干叶病毒，将其蛋白质和核酸分离，获得核酸提取液。
③用下表所列的溶液处理菠菜叶片。(请将表中内容补充完善)
组别 A B C D
处理叶片 所用溶液 病毒核酸提取物 ____________ 病毒核酸提取物和RNA水解酶 病毒核酸 提取物
DNA水解酶
蒸馏水
④相同条件下培养一段时间后，观察各组菠菜是否患干叶病。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
(2)结果预测及结论：若__________________________________
_______，说明DNA是该病毒的遗传物质；若__________________
__________________，说明RNA是该病毒的遗传物质。
(3)本实验中设置A、B、C、D组实验遵循了自变量控制中的“ ”(填“加法原理”“减法原理”或“加法原理和减法原理”)。
B、C组菠菜患干叶病，A、D组未患
干叶病
A、C组患干叶病，
B、D组未患干叶病
加法原理和减法原理
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
解析：(1)①实验设计要遵循单一变量原则，控制无关变量相同且适宜，应选取生长状况相似的健康菠菜植株，根据表格内的组别可知应随机均分成四组，分别编号为A、B、C、D。③探究实验要遵循对照原则和单一变量原则，因此还需要设置对照组。要探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，实验组用病毒核酸提取物处理叶片，对照组需用不含遗传物质的提取物处理叶片。根据酶的专一性，DNA水解酶可以催化DNA水解，RNA水解酶可以催化RNA的水解。因此表中A组加入的是病毒核酸提取物和DNA水解酶。另外为增强实验的说服力，还应设计空白对照，D组应该加入的是蒸馏水。
1
5
6
7
8
9
10
2
3
4
(2)若DNA是该病毒的遗传物质，因A组DNA被水解，而B、C组DNA完好，故B、C组菠菜患干叶病，A、D组未患干叶病；若RNA是该病毒的遗传物质，因B组RNA被水解，而A、C组RNA完好，故A、C组患干叶病，B、D组未患干叶病。
(3)本实验中向实验组和对照组分别加入核酸提取物和蒸馏水，应用了“加法原理”，而用RNA水解酶和DNA水解酶除去RNA和DNA属于“减法原理”的应用，因此本实验中设置A、B、C、D组实验遵循了自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。课时跟踪检测(十一) DNA是主要的遗传物质
(A级选择题每小题2分,B级选择题每小题4分,本检测满分50分)
A级 强基固本
1.烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质外壳和核酸组成,将TMV变种X的蛋白质外壳和变种Y的核酸组成新病毒,感染烟草后可以得到大量病毒,这些病毒为 ( )
A.变种Y
B.变种X蛋白质外壳包裹变种Y核酸的病毒
C.变种X
D.变种Y蛋白质外壳包裹变种X核酸的病毒
2.如果用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳,当它侵染到未被标记的细菌体内后,经过多次复制,释放出来的子代噬菌体 ( )
A.含大量35S B.不含32P
C.含少量32P D.含大量32P
3.将含有R 型肺炎链球菌的培养液加入试管甲,将加热致死的S型肺炎链球菌破碎后得到细胞提取物放入试管乙,并在试管乙中加入一定量的 RNA 酶;将试管甲、乙中的液体混合后得到试管丙。下列关于该实验的分析,正确的是 ( )
A.在试管丙中S型肺炎链球菌的数量多于R 型
B.如果将 RNA 酶换成蛋白酶,则实验结果不同
C.如果将 RNA 酶换为 DNA 酶,与之前的实验对照可说明肺炎链球菌的遗传物质是 DNA
D.该实验利用了“加法原理”,因变量是有无S型肺炎链球菌产生
4.下图为“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图。假定在以下实验条件下,噬菌体全部侵染大肠杆菌,且不考虑大肠杆菌的裂解。下列叙述正确的是 ( )
A.本实验属于空白对照试验,其中A组是实验组,B组是对照组
B.A组和B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度均与搅拌是否充分密切相关
C.若B组用15N代替35S标记大肠杆菌,则试管Ⅲ沉淀中的部分子代噬菌体含有15N
D.若A组用15N代替32P标记大肠杆菌,则试管Ⅲ的上清液中会出现很高的放射性
5.在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组相同培养基上分别接种R型细菌、S型细菌、加热杀死的S型细菌、R型细菌和加热致死的S型细菌。培养一段时间后,菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是 ( )
A.Ⅰ中菌落表面光滑,Ⅱ中菌落表面粗糙
B.对第Ⅳ组实验的分析应是以Ⅰ~Ⅲ组的实验现象为参照
C.Ⅳ组结果说明整合到R型细菌内的DNA分子片段,可直接表达出荚膜多糖
D.若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶,则Ⅳ组中S型菌落的数量基本不变
6.艾弗里通过肺炎链球菌体外转化实验探究转化因子的实验过程如图。下列相关叙述错误的是 ( )
A.甲组培养基上出现两种菌落,主要是S型细菌形成的菌落
B.乙组培养皿中有R型和S型细菌的菌落,结合甲组结果可推测蛋白质不是转化因子
C.丙组培养基上只有R型细菌,结合甲组结果可说明DNA被水解之后不具有转化功能
D.该实验利用“减法原理”,逐一添加不同酶以确定细胞提取物的转化活性
7.(18分)对于遗传物质的探索人类经历了一个漫长而复杂的过程,其中三个先后进行的经典实验,运用不同的实验思路和方法,共同证明了“DNA是遗传物质”这一科学认识。请回答下列问题:
(1)格里菲思和艾弗里均使用肺炎链球菌作为实验材料,肺炎链球菌常作为实验材料的优点有 。其中 型细菌具有荚膜,有毒性。
(2)格里菲思提出“转化因子”的推断。支撑这一推断的重要证据之一:其中一组实验成功将R型活细菌转化为S型活细菌并导致小鼠患病死亡。该组实验的处理方法是向小鼠体内注射
。
(3)艾弗里等人证明DNA是“转化因子”。该实验运用 (填“加法”或“减法”)原理控制自变量,发现只有用 处理S型细菌的细胞提取物后,提取物才会失去转化活性,不能将R型细菌转化为S型细菌。
(4)赫尔希和蔡斯进一步证明DNA是遗传物质。下图为T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程简图,请据图回答问题。
①不能用含35S的培养基直接标记噬菌体的原因是 。
②噬菌体侵染大肠杆菌后,合成子代噬菌体的外壳所用的原料由 提供。
③图中搅拌的目的是 。a、b两管中放射性分别主要分布在 、 中。若保温培养的时间过长,对b管中放射性分布的影响是 。
④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的DNA中能找到 。
B级 发展提能
8.某病毒主要由蛋白质外壳与核酸(只含DNA或RNA)组成,其进入宿主细胞的方式是先与宿主细胞识别再通过胞吞的方式进入宿主细胞。欲确定其遗传物质为DNA、RNA,还是蛋白质外壳,下列方法不可行的是 ( )
A.可以直接测定该病毒中是否含有T或者U来区分遗传物质是DNA还是RNA
B.可用T被标记的宿主细胞培养该病毒,观察子代病毒标记情况
C.可模仿赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验,检测放射性主要在上清液还是沉淀物中
D.可用U被标记的宿主细胞培养该病毒,观察子代病毒标记情况
9.肺炎链球菌S型与R型菌株,都对青霉素敏感(青霉素能抑制细菌细胞壁的形成,从而抑制其增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌,记为PenrS型细菌。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析错误的是 ( )
A.若组1甲中部分小鼠患败血症,通过注射青霉素治疗后可康复
B.组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D.组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
10.(12分)干叶病毒可导致菠菜患干叶病,为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,某同学进行了如下实验设计,请补充相关内容:
(1)材料用具:苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、RNA水解酶、蒸馏水等。
实验步骤:
①选取生长状况相似的健康菠菜植株若干, 。
②用苯酚的水溶液处理干叶病毒,将其蛋白质和核酸分离,获得核酸提取液。
③用下表所列的溶液处理菠菜叶片。(请将表中内容补充完善)
组别 A B C D
处理叶片 所用溶液 病毒核酸提取物和 病毒核酸提取物和RNA水解酶 病毒 核酸 提取物
④相同条件下培养一段时间后,观察各组菠菜是否患干叶病。
(2)结果预测及结论:若 ,说明DNA是该病毒的遗传物质;若 ,说明RNA是该病毒的遗传物质。
(3)本实验中设置A、B、C、D组实验遵循了自变量控制中的“ ”(填“加法原理”“减法原理”或“加法原理和减法原理”)。
课时跟踪检测(十一)
1.A 2.C 3.C
4.选C 本实验属于对比试验,其中A组和B组均为实验组,通过它们之间的相互对照得出结论,A错误。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分离。搅拌不充分,35S标记的噬菌体(即B组)及蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离而随大肠杆菌到了沉淀物中,这样会造成上清液中放射性偏低;当噬菌体全部侵染大肠杆菌后,A组实验的结果是上清液中无放射性,则搅拌是否充分对本组实验结果影响不大,B错误。蛋白质和核酸中都含有15N,若B组用15N代替35S标记大肠杆菌,则合成的子代噬菌体的DNA带有15N,因此,试管Ⅲ沉淀中的部分子代噬菌体含有15N,C正确;若A组用15N代替32P标记大肠杆菌,则试管Ⅲ的上清液中不会表现出放射性,因为15N没有放射性,D错误。
5.选B Ⅰ中是R型细菌,其菌落表面粗糙,Ⅱ中是S型细菌,其菌落表面光滑,A错误;Ⅰ、Ⅱ组的实验作为Ⅳ组的对照组,Ⅲ组培养基无菌落产生,但也需要设置作为对照,以排除加热致死的S型细菌的作用,B正确;结合Ⅰ~Ⅲ组,可说明Ⅳ组存在某种转化因子使R型细菌可转化为S型细菌,但Ⅳ组结果无法说明整合到R型细菌内的DNA分子可直接表达出荚膜多糖,C错误;由于转化因子是DNA,而DNA酶能将DNA水解,因此若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶,则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低,甚至无S型菌落出现,D错误。
6.选A 甲组培养基上只有少部分R型细菌转化为S型细菌,因此甲组培养基上主要是R型细菌形成的菌落,A错误;蛋白酶可将蛋白质水解,若乙组培养基上和甲组情况相同有光滑和粗糙两种菌落,说明其中转化因子仍然存在,由此可推测蛋白质不是转化因子,B正确;由于DNA酶可将DNA水解,丙组未发生转化只有R型细菌,说明DNA被水解之后不具有转化功能,C正确;本实验通过加蛋白酶和DNA酶去除相应的物质,利用了“减法原理”,以确定细胞提取物的转化活性,D正确。
7.(1)结构简单,繁殖速度快 S (2)加热致死的S型细菌和R型活细菌的混合物 (3)减法 DNA酶 (4)①病毒必须寄生在活细胞中增殖,不能在培养基上独立增殖 ②大肠杆菌 ③使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体及其蛋白质外壳与大肠杆菌分离 上清液 沉淀 上清液中放射性增强 ④15N 和32P
8.选C 由于T是DNA特有的碱基,而U是RNA特有的碱基,因此,可以直接测定该病毒中是否含有T或者U来区分遗传物质是DNA还是RNA,A正确;可用T或U被标记的宿主细胞分别培养该病毒,观察子代病毒标记情况,若子代病毒带有标记,则可确定遗传物质类型,B、D正确;题意显示,该病毒是通过胞吞的方式进入宿主细胞的,因此不能模仿赫尔希与蔡斯的实验,C错误。
9.选A PenrS型细菌的DNA是转化因子。在组1中,将加热杀死的PenrS型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内,部分R型活细菌会转化为PenrS型细菌,PenrS型细菌会使小鼠患败血症,注射青霉素治疗后,体内有PenrS型细菌存在的小鼠不能康复,A错误;在组2中,将PenrS型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,部分R型活细菌会转化为PenrS型细菌,在普通培养基上,PenrS型细菌和R型细菌均可以生长,因此组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落,B正确;PenrS型细菌的DNA与R型活细菌混合培养,部分R型活细菌会转化为PenrS型细菌,在组3含青霉素的培养基上R型细菌不能生活,只有PenrS型细菌能生存,且PenrS型细菌是由于PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中形成的,再经过繁殖形成菌落,C正确;组4中因为PenrS型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化功能,且R型活细菌不抗青霉素,因此培养基中无菌落生长,D正确。
10.解析:(1)①实验设计要遵循单一变量原则,控制无关变量相同且适宜,应选取生长状况相似的健康菠菜植株,根据表格内的组别可知应随机均分成四组,分别编号为A、B、C、D。③探究实验要遵循对照原则和单一变量原则,因此还需要设置对照组。要探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,实验组用病毒核酸提取物处理叶片,对照组需用不含遗传物质的提取物处理叶片。根据酶的专一性,DNA水解酶可以催化DNA水解,RNA水解酶可以催化RNA的水解。因此表中A组加入的是病毒核酸提取物和DNA水解酶。另外为增强实验的说服力,还应设计空白对照,D组应该加入的是蒸馏水。
(2)若DNA是该病毒的遗传物质,因A组DNA被水解,而B、C组DNA完好,故B、C组菠菜患干叶病,A、D组未患干叶病;若RNA是该病毒的遗传物质,因B组RNA被水解,而A、C组RNA完好,故A、C组患干叶病,B、D组未患干叶病。
(3)本实验中向实验组和对照组分别加入核酸提取物和蒸馏水,应用了“加法原理”,而用RNA水解酶和DNA水解酶除去RNA和DNA属于“减法原理”的应用,因此本实验中设置A、B、C、D组实验遵循了自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。
答案:(1)①随机均分成四组,分别编号为A、B、C、D ③DNA水解酶 蒸馏水 (2)B、C组菠菜患干叶病,A、D组未患干叶病 A、C组患干叶病,B、D组未患干叶病 (3)加法原理和减法原理
4 / 5
