(共88张PPT)
第1节 DNA是主要的遗传物质
任务一 肺炎链球菌的转化实验
任务二 噬菌体侵染细菌的实验
任务三 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
1.20世纪20年代，大多数科学家认为________是生物体的遗传物质。
蛋白质
2.20世纪30年代，人们认识到了 是由许多____________聚合而成
的生物大分子，和蛋白质一样都具有多样性，可以储存遗传信息，
但是由于当时对 分子结构没有清晰的了解，所以________是遗
传物质的观点仍占主导地位。
脱氧核苷酸
蛋白质
二、肺炎链球菌的转化实验
1.实验材料：肺炎链球菌、小鼠。
2.肺炎链球菌的类型
型细菌：菌体有多糖类的______；在培养基上形成的菌落表面
_______，有致病性；
型细菌：菌体无多糖类的______；在培养基上形成的菌落表面
______，无致病性。
荚膜
光滑
荚膜
粗糙
3.格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验证明：已经加热致死的
型细菌中含有某种促使型活细菌转化为 型活细菌的活性物质——
__________。
转化因子
4.艾弗里通过肺炎链球菌的体外转化实验，最终证明了_____才是使
型细菌产生稳定遗传变化的物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者: ______________。
2.实验方法:____________________。
赫尔希和蔡斯
放射性同位素标记法
3.实验材料:__________、大肠杆菌。
噬菌体
(1) 噬菌体的结构
蛋白质
(2) 噬菌体的生活方式：专门______在大肠杆菌体内。
寄生
(3)噬菌体的复制式增殖
噬菌体侵染大肠杆菌后,会在______________的作用下,利用______
________的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖。
自身遗传物质
大肠杆菌体内
4.实验结论：噬菌体侵染细菌时，_____进入细菌的细胞中，而
_____________仍留在细胞外。_____才是噬菌体的遗传物质。
蛋白质外壳
四、DNA是主要的遗传物质
1. 是遗传物质的证据——烟草花叶病毒侵染烟草的实验
(1)实验材料:烟草花叶病毒(由______________组成)和烟草。
(2)实验证明:烟草花叶病毒的遗传物质是_____。
和蛋白质
2. 是主要的遗传物质:绝大多数生物的遗传物质是_____,只有极少
数生物的遗传物质是_____。
五、自变量控制中的“加法原理”和“减法原理
(1)加法原理: 与常态比较，人为______某种影响因素。
(2)减法原理:与常态相比，人为______某种影响因素。
增加
去除
(1)将加热致死的型细菌和 型活细菌混合注射到小鼠体内,从小鼠尸
体中提取到的细菌全部是 型细菌。( )
×
[解析] 将加热致死的型细菌和 型活细菌混合注射到小鼠体内,从小
鼠尸体中可提取到型细菌和 型细菌。
(2)格里菲思通过肺炎链球菌转化实验证明了 是遗传物质。( )
×
[解析] 格里菲思通过肺炎链球菌转化实验推断已经加热致死的 型细
菌中含有某种促使型活细菌转化为 型活细菌的活性物质——转化
因子，未证明 是遗传物质。
(3)赫尔希和蔡斯在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中用、 同时
标记了噬菌体的 和蛋白质。( )
×
[解析] 赫尔希和蔡斯在噬菌体侵染大肠杆菌实验中，用 标记
的噬菌体和标记的 噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌。
(4)豌豆细胞内既有,也有,但是 是豌豆的主要遗传物质。
( )
×
[解析] 豌豆细胞内既有,也有,但只有 是遗传物质。
(5)烟草花叶病毒的感染实验证明了 是病毒的遗传物质。 ( )
×
[解析] 烟草花叶病毒的感染实验只能证明烟草花叶病毒的遗传物质
是，不能证明所有病毒的遗传物质都是 。
任务一 肺炎链球菌的转化实验
【材料1】 阅读教材P43格里菲思的肺炎链球菌转化实验内容，分析
下表肺炎链球菌的转化实验。完善实验过程：
第1组 第2组 第3组 第4组
实验 处理
实验 结果 小鼠_____ ___ 小鼠_____ ___ 小鼠______,从小鼠
体内分离出_______
_____
不死亡
死亡
不死亡
死亡
型活细菌
［分析］
(1)本实验的自变量是__________________________________。
(2)第4组实验中，小鼠死亡的原因是____________________________
____________________。
(3)对比分析第3、4组实验，结论是_____________________________
_______________________。
注射细菌的类型及细菌是否加热致死
小鼠体内出现型活细菌，型活细菌使小鼠患病死亡
已经加热致死的型细菌能使型活细菌转化为型活细菌
(4)第4组实验中，从小鼠体内分离出的肺炎链球菌只是 型细菌吗？
为什么？
[答案] 不是，小鼠体内分离出的肺炎链球菌有型和 型两种细菌，
因为只有一部分 型细菌发生了转化。
(5)该实验的结论是___________________________________________
__________________。
加热致死的型细菌内存在使型活细菌转化为型活细菌的转化因子
【材料2】阅读教材P44艾弗里及其同事的肺炎链球菌转化实验内容，
分析下图艾弗里证明 是遗传物质的实验示意图。完善实验过程:
绝大部分糖类、蛋白质和脂质
型、型
型、型
型
［分析］
(1)该实验得出的实验结论是___________________________________
________________。
细胞提取物中含有转化因子，且转化因子很可能是
(2)艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性
都与 的极为相似，于是提出了_____________________________
_____________的结论。
才是使型细菌产生稳定遗传变化的物质
(3)实验中，艾弗里并没有对各种物质在遗传中的作用分别直接研究，
而是运用自变量控制的______原理，使用不同的酶对各种物质逐一
排除。试从科学技术发展的角度分析原因：_____________________
_______________________________
减法
提示:当时的科学技术水平不能将各种物质很好地提纯。
［深度思考］ 加热能杀死型细菌，为何“杀不死”
[答案] 蛋白质和核酸对高温的耐受力不同：在 的温度范
围内，蛋白质失活，双链解开；当温度恢复到室温， 双链
还能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。
例1 肺炎链球菌活体转化实验的部分过程如
图所示。下列叙述正确的( )
A.型肺炎链球菌的菌落粗糙， 型肺炎链球
菌的菌落光滑
B.型细菌的 经加热后失活，因而注射加热致死的 型细菌后的
小鼠仍存活
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有型而无 型
D.该实验未证明型细菌转化为 型细菌是由型细菌的 引起的
√
[解析] 有荚膜的 型肺炎链球菌的菌落光滑，
无荚膜的 型肺炎链球菌的菌落粗糙，A错
误；注射加热致死的 型菌后的小鼠仍存活
的原因是 型菌的蛋白质经加热后变性失活，
而型菌的 经加热后并未失活，B错误；从病死小鼠中分离得到的肺
炎链球菌有型也有型，C错误；该实验证明加热致死的 型菌中，有一
种物质能促使型菌转化为型菌，并未证明型菌转化为型菌是由 型
菌的 引起的，D正确。
例2 [2024·重庆期末] 下图为研究 型肺炎链球菌“转化因子”化学本
质的部分实验流程图。相关分析错误的是( )
A.①⑥的处理体现了实验设计的减法原理
B.经①②③④⑤得到的菌落类型为光滑型
C.经⑥⑦⑧⑨⑤得到的细菌不会使小鼠死亡
D.过程⑥的处理时长不影响实验结果
√
[解析] 该实验使用蛋白酶和
酶来控制自变量，分别将蛋白质
和 水解，采用了减法原理，A
正确； 型细菌的菌落为光滑型，
型细菌的菌落为粗糙型，经步骤①②③④⑤，型细菌的 还存在，
可将型细菌转变为型细菌，因此能得到型和 型菌落，B错误；由于
型细菌被降解，无法将型细菌转变为 型细菌，因此给小鼠注射
经步骤⑥⑦⑧⑨⑤得到的活菌( 型菌)，小鼠存活，C正确；过程⑥的处
理时间太短会使得降解不充分，影响实验结果，D正确。
任务二 噬菌体侵染细菌的实验
【材料】 噬菌体侵染细菌的过程可分为五个步骤：吸附 注入
合成 组装 释放。阅读教材P44~P46噬菌体侵染细菌实验内容，
分析噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图。完善实验过程：
进一步观察，细菌裂解释放出的子代噬菌体中，可以检测到____标
记的_____，但却不能检测到____标记的________。
高
低
低
高
蛋白质
［分析］
(1)实验中，用和标记能将 和蛋白质区分开，其原因是___
___________________________________________________________
___________。
在噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于分子中
(2)实验中，______(填“能”或“不能”)直接用含和 的普通培养基
来培养 噬菌体，原因是________________________________。
不能
噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内
(3)分析实验中不同操作的目的或作用：
①搅拌：__________________________________________；
②离心：___________________________________________________
___________________________；
③适宜时间的保温：_________________________________________
_____________________。
使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离
让上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
让全部噬菌体侵染大肠杆菌，同时避免大肠杆菌裂解释放子代噬菌体
实验结果及误差分析
1.用含 的噬菌体侵染大肠杆菌
2.用含 的噬菌体侵染大肠杆菌
例3 [2024·广东广州期中] 下列关于噬菌
体侵染细菌的实验叙述错误的是( )
A.图中离心前需搅拌，搅拌目的是使大肠杆
菌外的 噬菌体外壳和大肠杆菌分离
B.用标记的 噬菌体侵染大肠杆菌，如果培养时间过长，将导致B的放
射性增加
C.用标记的 噬菌体侵染大肠杆菌时，最后获得的子代噬菌体部分含放射性
D.用标记的 噬菌体侵染大肠杆菌，离心后发现B有较弱的放射性，
可能是因为少量 噬菌体未侵染大肠杆菌
√
[解析] 该实验搅拌的目的是使吸
附在大肠杆菌上的噬菌体外壳和
大肠杆菌分离，A正确；用 标
记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于 标记的是蛋白质外壳，而外壳未
进入细菌内，所以培养时间过长对实验无影响，B错误； 复制是半
保留复制，以用标记的噬菌体 为模板，最后获得的子代噬菌
体部分含放射性，正确；用标记的 噬菌体侵染大肠杆菌，离心
后发现B有较弱的放射性，可能是因为培养时间过短，少量 噬菌体未
侵染大肠杆菌，或培养时间过长，大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放出来，
D正确。
例4 某生物研究小组对噬菌体侵染细菌的实验进行了改进，他们分
别用放射性同位素、、、进行如下标记：甲组用 标
记噬菌体、标记大肠杆菌；乙组用 标记大肠杆菌，噬菌体不
做标记；丙组用 标记噬菌体，大肠杆菌不做标记。整个过程细菌
不发生裂解。下列相关分析正确的是( )
A.甲组中子代噬菌体有的只含，有的只含 ，有的都含，有的
都不含
B.乙组中子代噬菌体的和蛋白质都含
C.丙组中子代噬菌体都不含
D.甲、乙、丙三组子代噬菌体中的 和蛋白质的合成都与大肠杆
菌有关，与亲代噬菌体无关
√
[解析] 甲组用标记噬菌体、 标记大肠杆菌，由于进入大肠杆
菌的是噬菌体的 ，合成子代噬菌体的原料是由大肠杆菌提供的，
因此，甲组中子代噬菌体都不含标记，但都含 标记，A错误；
乙组用标记大肠杆菌，即给噬菌体提供的是带有 标记的原料，
且C是噬菌体的 和蛋白质都含有的元素，因此，乙组中子代噬菌
体的和蛋白质都含，B正确；
用 标记噬菌体，即噬菌体的和蛋白质都有放射性，但只有 进入大肠杆菌，大肠杆菌无放射性，又因为 复制过程为半保留复制，因此丙组中有部分子代噬菌体含有 标记，C错误；子代噬菌体合成过程中需要亲代噬菌体提供 模板，大肠杆菌提供原料，因此，甲、乙、丙三组子代噬菌体中的 和蛋白质的合成都与大肠杆菌和亲代噬菌体有关，D错误。
［方法技巧］ “二看法”判断子代噬菌体的标记情况
任务三 DNA是主要的遗传物质
【情境】如图所示为烟草花叶病毒侵染烟草的实验过程。
(1)在图中完善实验过程与结果。
烟草正常
(2)实验结果分析与结论:烟草花叶病毒的_____控制其遗传性状,_____
是它的遗传物质。
［分析］
烟草感染病毒
(3)综合肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验及本实验：
①实验的关键思路是_________________________________________
_____。
将核酸与蛋白质分开,分别研究它们在遗传中的作用
②通过上述实验，能否得出 是主要的遗传物质这一结论？为什
么？
[答案] 不能。研究的实验材料太少。
不同生物的遗传物质
项目 细胞生物 非细胞生物 真核生物 原核生物
核酸种类
遗传物质
举例 动物、植物、真菌 细菌 乙肝病毒 艾滋病病毒
绝大多数生物的遗传物质为,少数生物病毒 的遗传物质为
,即是主要的遗传物质。(注：“ 是主要的遗传物质”是针
对整个生物界而言的，具体到某种生物不能说“主要”。)
科学探究：探索遗传物质的实验方法
(1)分离提纯法:某些研究者在做肺炎链球菌的体外转化实验时，将
型细菌的蛋白质、等物质提取分离后，分别与 型细菌混合，缺
点是物质纯度不能达到 。
(2)放射性同位素标记法:噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记
和蛋白质的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地
观察它们各自的作用。目的：把 与蛋白质分开。
(3)病毒重组法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳
重新组合，得到杂种病毒。
(4)酶解法：利用酶的专一性，如加入酶，将 水解，观察起
控制作用的物质是否还有控制作用，若“有”，则其遗传物质不是
；若“无”，则其遗传物质可能是 。
例5 [2024·广东深圳期中] 已知烟草花叶病毒和车前草病毒 都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和组成，下图是探索 的遗传物质是蛋白质还是 的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是( )
A.本实验运用了对照原则，无空白对照组
B.实验过程中重组病毒的后代是
C.该实验只能说明的遗传物质是
D.过程能说明 蛋白质外壳没有侵染能力
√
[解析] 组和组分别由和 直接侵染烟草
叶片，属于空白对照组，A错误；将 的蛋白
质外壳和的 进行重组，获得重组病毒，
其后代是，B正确；该实验只设计用 的
和 的蛋白质外壳重组获得的病毒侵染烟草叶片的实验，因此，
该实验只能证明的遗传物质是，C正确；过程 蛋白质外壳
侵染烟草叶片，没有出现病斑，说明 蛋白质外壳没有侵染能力，D
正确。
例6 [2024·山西太原月考] 下列有关遗传物质的叙述，正确的是
( )
A.豌豆的遗传物质主要是
B. 不是一切生物的遗传物质，但一切细胞生物的遗传物质都是
C.细胞核中的遗传物质是，细胞质中的遗传物质是
D.病毒的遗传物质是和
√
[解析] 豌豆的遗传物质只有 ，A错误；所有细胞生物以及部分
病毒的遗传物质都是，只有少数病毒的遗传物质是 ，故
不是一切生物的遗传物质，但一切细胞生物的遗传物质都是
，B正确；细胞核和细胞质中的遗传物质都是 ，C错误；病
毒只含一种核酸，病毒的遗传物质是或 ，D错误。
1. 探索遗传物质的过程是漫长的,直到20世纪初期,人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括 ( )
A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B.蛋白质与生物的性状密切相关
C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性,并且能够自我复制
D.蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息
√
[解析]不同生物的蛋白质在结构上存在差异,蛋白质的不同结构可能对应不同的遗传信息;作为遗传物质,要能控制生物的性状,而蛋白质与生物的性状密切相关;作为遗传物质要能储存大量的遗传信息,而蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息。
2. 凤凰花是厦门大学的校花,每年的5~7月是凤凰花盛开的季节,美不胜收,请问凤凰花细胞中,核酸、核苷酸、碱基的种类和遗传物质分别是 ( )
A.2、4、4、DNA和RNA
B.2、8、5、DNA
C.2、8、5、DNA或RNA
D.2、8、5、DNA和RNA
√
[解析]凤凰花是真核生物,既有DNA又有RNA,故核酸有2种,核苷酸有8种,碱基有A、G、C、T、U 5种,遗传物质是DNA,B正确。
A.实验1中b含少量放射性与①过程中培养时间的长短有关
B.实验2中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关
C.理论上, b、c中不应具有放射性
D.该实验证明DNA是噬菌体的主要遗传物质
3. 某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验,过程如图所示,下列有关分析正确的是 ( )
√
[解析] 实验1中b含少量放射性与
①过程中培养时间的长短无关,
与搅拌不充分有关,A错误;实验2
中c含有放射性与④过程中搅拌
不充分无关,与培养时间的长短有
关,B错误;噬菌体侵染细菌时,只有DNA进入细菌,蛋白质外壳没有进入细菌,35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,32P标记的是噬菌体的DNA,所以离心后,理论上b和c中不应具有放射性,C正确;实验1和实验2相互对照,能证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质,D错误。
4. 利用两种类型的肺炎链球菌进行相关转化实验。各组肺炎链球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法错误的是 ( )
A.通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌
C.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
D.F组中分离得到的S型菌的遗传信息与B组和D组中的肺炎链球菌均有差异
√
[解析] E组没有出现S型菌,F组出现S型菌,所以通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质,A正确;将加热杀死的S型菌的DNA与R型菌混合,S型菌的DNA能将部分R型菌转化成S型菌,所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎链球菌,B正确;能导致小鼠死亡的是B、C、F三组,C错误;B组含有正常的S型菌的DNA,D组含有正常的R型菌的DNA,而F组中分离出来的S型菌含有正常的S型菌的DNA和R型菌DNA重组之后的DNA,即三者之间有差异,D正确。
5. 艾弗里在进行肺炎链球菌转化实验时,选用了含有DNA酶活性的狗血清进行实验,发现狗血清能够灭活转化因子,使转化因子丧失转化活性。艾弗里用氟化钠处理狗血清,并用该血清处理S型细菌的细胞提取物,然后将S型细菌提取物与R型细菌混合,结果如下表所示。下列说法错误的是 ( )
狗血清中是否 加入氟化钠 最终菌落的种类 1组 2组 3组
R R R
+ R、S R、S R、S
注:“+”代表加入,“ ”代表未加入。
A.进行三组实验体现了重复的实验设计原则
B.S型细菌菌落的出现说明完成了转化
C.实验的自变量为是否加入氯化钠
D.可推测氟化钠的作用是灭活转化因子
狗血清中是否 加入氟化钠 最终菌落的种类 1组 2组 3组
R R R
+ R、S R、S R、S
注:“+”代表加入,“ ”代表未加入。
√
[解析] 该实验进行三组,体现了平行重复的实验设计原则,A正确;艾弗里用氟化钠处理狗血清,并用该血清处理S型细菌的细胞提取物,然后将S型细菌提取物与R型细菌混合,结果出现R型菌落的同时,也出现了S型菌落,说明已经完成了转化,B正确;该实验的自变量为是否加入氟化钠,C正确;氟化钠的作用应该是抑制了DNA酶的活性,D错误。
练习册
知识点一 肺炎链球菌的转化实验
1.[2024·江西赣州月考]格里菲思利用两种肺炎链球菌和小鼠完成了
肺炎链球菌的体内转化实验。在此基础上，艾弗里在体外完成了肺
炎链球菌的转化实验。下列关于这两个转化实验的叙述，错误的是
( )
A.两个实验都设置了对照组，艾弗里实验中用到了“减法原理”
B.两个实验中导致型细菌转化为 型细菌的转化因子是相同的
C.格里菲思实验证明型活细菌的能使 型细菌发生转化，艾弗
里实验证明 是遗传物质
D.格里菲思实验中有两组小鼠死亡，艾弗里实验中只有一组完成 型
细菌到 型细菌的转化
√
[解析] 格里菲思和艾弗里的实验都设置了对照组，艾弗里的实验中，
每个实验组都特异性地除去了一种物质，利用了“减法原理”，A正确；
在两个实验中导致型细菌转化为型细菌的转化因子都是 ，B正
确；格里菲思实验证明已经加热致死的型细菌含有某种促使 型活
细菌转化为型细菌的活性物质——转化因子，不能证明是 型细菌
的让型细菌发生转化，艾弗里实验证明型细菌的才是使
型细菌产生稳定遗传变化的物质，C错误；格里菲思实验中单独注射
活的型细菌、将型活细菌与加热致死的 型细菌混合后注射，这两
组实验中小鼠均死亡，艾弗里实验中只有加入了 酶的那一组没
有完成型细菌到 型细菌的转化，D正确。
2.[2024·山东烟台月考]将含有 型肺
炎链球菌的培养液加入试管甲，将
加热致死的 型肺炎链球菌破碎后
A.加热致死的 型肺炎链球菌中蛋白质和核酸均失去功能
B.试管乙中加入酶的目的是催化合成
C.此实验并不能证明何种物质是 型肺炎链球菌的遗传物质
D.试管甲、乙中的液体混合后，试管丙中型肺炎链球菌的数量多于 型
得到细胞提取物放入试管乙，并在试管乙中加入一定量的 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( )
√
[解析] 加热杀死的 型肺炎链球菌
中蛋白质变性失活，失去功能，核
酸变性后在低温条件下可复性，没
有失去功能，A错误；试管乙中加入酶的目的是水解 ，B错误；
此实验由于没有把蛋白质、荚膜多糖、 等物质分开，故并不能证明
何种物质是 型肺炎链球菌的遗传物质，C正确；试管甲、乙混合后，试
管丙中有一部分型细菌转化成型细菌，但转化率较低，故 型肺炎链
球菌的数量少于 型，D错误。
3.[2024·河北石家庄月考]肺炎链球菌的转化实验是探究生物遗传物
质的经典实验，如图表示体内转化实验和体外转化实验中 型细菌和
型细菌的数量变化曲线。下列叙述错误的是( )
A.图①中的乙和图②中的甲表示两实验中 型细菌的数量变化
B.图①中乙曲线对应的细菌数量先下降后上升与小鼠免疫力的改变相关
C.图②的变化曲线是型细菌培养液与加入
蛋白酶的 型细菌提取物混合后培养的结果
D.图②中两种细菌达到一定数量后不再增加与培养基中营养物质的量有关
√
[解析] 分析图可知，图①中甲最开始数量为0，所以甲为 型细菌的
数量变化曲线，乙为型细菌的数量变化曲线，同理图②中，甲为
型细菌的数量变化曲线，A正确；图①中乙曲线表示 型细菌的数量
变化，其数量先下降后上升与小鼠免疫力的改变相关，B正确；
图②中包括型和型两种细菌的数量变化曲线，说明分解 型细菌中
的某种物质后没有影响转化，故图②不止是 型细菌培养液与加入蛋
白酶的型细菌提取物混合后培养的结果，还可以是加入 酶、酯
酶的结果，C错误；图②中两种细菌达到一定数量后不再增加与培养
基中营养物质有限有关，D正确。
知识点二 噬菌体侵染细菌的实验
4.[2024·广东江门月考]下图是噬菌体侵染
细菌的实验。下列叙述错误的是( )
A.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体
与细菌分离
B.该实验若侵染的时间过长，可能会影响实验结果
C.该实验结果上清液放射性较高，沉淀物
中放射性较低
D.为获得含标记的噬菌体，可用含 标记的细菌培养
√
[解析] 实验中搅拌的目的是使吸附在细
菌上的噬菌体与细菌分离，A正确；该实
验是用 标记噬菌体蛋白质外壳，蛋白
质外壳不进入细菌体内，故不论侵染时间
长短，经搅拌离心后上清液中放射性较高，在沉淀物中放射性较低，即
侵染时间过长不会影响实验结果，B错误，C正确；噬菌体属于病毒，
需要寄生在活细胞中，故为获得含标记的噬菌体，应用含有 标记
的细菌培养获得，D正确。
5.赫尔希和蔡斯所做的“噬菌体侵染细菌”实验中，三次使用大肠杆菌，
两次用到噬菌体。下列说法错误的是( )
A.第一次和第三次使用的是没有标记的大肠杆菌
B.使用大肠杆菌培养噬菌体时合成蛋白质的场所均为核糖体
C.第二次使用的噬菌体是带有标记的
D.该实验中搅拌的目的是将噬菌体外壳与噬菌体 分开
√
[解析] 第一次使用的大肠杆菌无放射性，置于含放射性或 的
培养基中培养，第三次使用的是没有标记的大肠杆菌，让其被带放
射性标记的噬菌体侵染，A正确；细胞合成蛋白质的场所为核糖体，
噬菌体侵染大肠杆菌后利用大肠杆菌的核糖体合成自身蛋白质，B正
确；第二次使用噬菌体，是用带标记的噬菌体侵染不带标记的大肠
杆菌，C正确；搅拌的目的是将吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，
D错误。
6.[2024·辽宁辽阳月考]某实验小组模拟“ 噬菌体侵染细菌实验”，
如图所示。据此分析，实验操作正确的情况下，上清液和沉淀物的
放射性分布是( )
A.上清液放射性很高，沉淀物放射性很低
B.上清液放射性很低，沉淀物放射性很高
C.上清液和沉淀物放射性都很高
D.上清液和沉淀物放射性都很低
√
[解析] 标记噬菌体的，因是遗传物质，将含的
全部注入大肠杆菌中，而无放射性的蛋白质外壳留在外面，大肠杆
菌中的 噬菌体利用大肠杆菌中的原料合成蛋白质，所以子代噬菌
体的蛋白质外壳含，因此在离心时，体内含有 标记的噬菌体
的大肠杆菌沉在底部，体内含 的子代噬菌体的大肠杆菌也沉在底
部，而噬菌体蛋白质外壳留在上清液中，因此上清液放射性很低，
沉淀物放射性很高，A、C、D错误，B正确。
知识点三 DNA是主要的遗传物质
7.[2024·江苏扬州月考]下图表示科研人员研究烟草花叶病毒 遗
传物质的实验过程。由此可以判断( )
A.降解的目的是将 和蛋白质水解为小分子
B. 的蛋白质没有进入烟草细胞中
C.烟草花叶病毒的 也能控制性状
D.是 的主要遗传物质
√
[解析] 结合题图可知，降解的作用是将的 与蛋白质分离开，
A错误；从图中不能判断蛋白质是否能进入烟草细胞，B错误；图中
接种后能够使正常烟草感染病毒，故说明烟草花叶病毒的
也能控制性状，C正确； 是病毒，病毒的遗传物质只有一种，
是 的遗传物质，而非主要遗传物质，D错误。
8.如图所示，两种不同的植物病毒甲、乙，经重建形成“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( )
A. B. C. D.
[解析] 病毒的遗传物质是核酸，重建的“杂种病毒”丙的核酸来自病
毒乙，因此在植物体内增殖产生的新病毒和乙是一样的，故选D。
√
9.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
B.病毒的遗传物质是，细菌的遗传物质是
C.真核生物有和两种核酸，遗传物质主要是
D.细胞核中的遗传物质是，细胞质中的遗传物质是
√
[解析] 原核生物和真核生物都属于有细胞结构的生物，细胞生物的
遗传物质都是，A正确。病毒的遗传物质是， 病毒
的遗传物质是 ；细菌是具有细胞结构的生物，其遗传物质是
，B错误。真核生物有和两种核酸，遗传物质是 ，
C错误。细胞核中的遗传物质和细胞质中的遗传物质都是 ，D错误。
10.某生物兴趣小组用模型模拟 噬菌体侵染大肠杆菌实验，过程如
图，据图回答下列问题。
(1) 噬菌体与烟草花叶病毒的遗传物质分别是___________。将上
述以正确的时间顺序排列(为子代噬菌体) _________________
_________(用字母和箭头表示)。
、
[解析] 噬菌体的遗传物质是 ，烟草花叶病毒的遗传物质是；图中噬菌体侵染大肠杆菌的顺序：吸附注入合成 组装释放 子代噬菌体。
(2)科学家在研究噬菌体的蛋白质和 在侵染过程中的功能时，检
测了上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。
实验中搅拌的目的是_________________________________________，
据图分析搅拌时间应大于___ ，否则上清液中的放射性较低。
使吸附在大肠杆菌上的噬菌体和大肠杆菌分离
2
当搅拌时间足够长时，上清液中的和 分别约占初始标记噬菌
体放射性的和，说明 进入细菌，蛋白质没有进入细菌；
但上清液中的放射性仍达到 ，其原因可能是______________
_________。 图中“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照，
如果明显低于，则上清液中 的放射性会______。
部分噬菌体未侵染细菌
增高
[解析] 实验过程中搅拌的目的是使吸附
在大肠杆菌上的噬菌体和大肠杆菌分离；
从图中看出，搅拌时间应大于 ，
因为此时上清液中的放射性较高；当搅
拌时间足够长时，上清液中仍有少量
，原因可能是部分噬菌体未侵染细菌，通过离心进入上清液中；若
细菌的存活率明显低于，则上清液中 的放射性增高，原因是大
肠杆菌裂解，子代噬菌体释放出来。
(3)噬菌体侵染细菌实验证明了________________________。
是噬菌体的遗传物质
[解析] 噬菌体侵染细菌实验证明了 是噬菌体的遗传物质。
11.[2024·广东茂名月考] 某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病
毒，为探究该病毒的遗传物质是还是 ，做了如下实验。回
答下列问题：
(1)实验步骤：
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编
号分别为A、B、C、D。
②将下表补充完整，并将配制溶液分别注入小白鼠体内。
组别 A B C D
注射溶 液 该病毒核酸提取 物和________ 该病毒核 酸提取物 _______
______
酶
生理盐水
[解析]根据酶的专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。 酶可以催化水解，最终产物中没有；酶可以催化 水解，最终产物中没有。因此表中B处加入的是 酶。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，即D处应该注射的是生理盐水。
③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
(2)结果预测及结论：
①___________________________，说明 是该病毒的遗传物质；
②___________________________，说明________________________。
A、C组发病，B、D组未发病
B、C组发病，A、D组未发病
是该病毒的遗传物质
组别 A B C D
注射溶 液 该病毒核酸提取 物和________ 该病毒核 酸提取物 _______
______
酶
生理盐水
[解析] 结果预测及结论：①若 是该病毒的遗传物质，则B组 被水解，而A、C组 完好，因此A、C组小鼠发病，B、D组小鼠未发病；②若 是该病毒的遗传物质，则A组被水解，而B、C组 完好，因此B、C组小鼠发病，A、D组小鼠未发病。
组别 A B C D
注射溶 液 该病毒核酸提取 物和________ 该病毒核 酸提取物 _______
______
酶
生理盐水
(3)若该病毒的遗物物质为 ，则其彻底水解产物有___种。
6
[解析]故彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖、4种碱基、、C、 ，共6种。第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
【预习梳理】
一、1.蛋白质
2.脱氧核苷酸 蛋白质
二、2.荚膜 光滑 荚膜 粗糙
3.转化因子
4.DNA
三、1.赫尔希和蔡斯
2.放射性同位素标记法
3.T2噬菌体
(1)DNA P 蛋白质 S
(2)寄生
(3)自身遗传物质 大肠杆菌体内
4.DNA 蛋白质外壳 DNA
四、1.(1)RNA和蛋白质 (2)RNA
2.DNA RNA
五、(1)增加 (2)去除
【预习检测】
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
[解析] (1)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内,从小鼠尸体中可提取到R型细菌和S型细菌。
(2)格里菲思通过肺炎链球菌转化实验推断已经加热致死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子,未证明DNA是遗传物质。
(3)赫尔希和蔡斯在T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,用32P标记的T2噬菌体和35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌。
(4)豌豆细胞内既有DNA,也有RNA,但只有DNA是遗传物质。
(5)烟草花叶病毒的感染实验只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,不能证明所有病毒的遗传物质都是RNA。
【任务活动】
任务一
[材料1] 不死亡 死亡 不死亡 死亡 S型活细菌
(1)注射细菌的类型及细菌是否加热致死
(2)小鼠体内出现S型活细菌,S型活细菌使小鼠患病死亡
(3)已经加热致死的S型细菌能使R型活细菌转化为S型活细菌
(4)不是,小鼠体内分离出的肺炎链球菌有R型和S型两种细菌,因为只有一部分R型细菌发生了转化。
(5)加热致死的S型细菌内存在使R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子
[材料2] 绝大部分糖类、蛋白质和脂质 R型、S型 R型、S型 R型
(1)细胞提取物中含有转化因子,且转化因子很可能是DNA
(2)DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
(3)减法 提示:当时的科学技术水平不能将各种物质很好地提纯。
蛋白质和核酸对高温的耐受力不同:在80~100 ℃的温度范围内,蛋白质失活,DNA双链解开;当温度恢复到室温,DNA双链还能够重新恢复,但蛋白质的活性无法恢复。
反馈评价
例1 D [解析] 有荚膜的S型肺炎链球菌的菌落光滑,无荚膜的R型肺炎链球菌的菌落粗糙,A错误;注射加热致死的S型菌后的小鼠仍存活的原因是S型菌的蛋白质经加热后变性失活,而S型菌的DNA经加热后并未失活,B错误;从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌有S型也有R型,C错误;该实验证明加热致死的S型菌中,有一种物质能促使R型菌转化为S型菌,并未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,D正确。
例2 B [解析] 该实验使用蛋白酶和DNA酶来控制自变量,分别将蛋白质和DNA水解,采用了减法原理,A正确;S型细菌的菌落为光滑型,R型细菌的菌落为粗糙型,经步骤①②③④⑤,S型细菌的DNA还存在,可将R型细菌转变为S型细菌,因此能得到S型和R型菌落,B错误;由于S型细菌DNA被降解,无法将R型细菌转变为S型细菌,因此给小鼠注射经步骤⑥⑦⑧⑨⑤得到的活菌(R型菌),小鼠存活,C正确;过程⑥的处理时间太短会使得降解不充分,影响实验结果,D正确。
任务二
[材料] 35S 32P 35S 32P 高 低 低 高
32P DNA 35S 蛋白质
(1)在T2噬菌体的化学组成中,仅蛋白质分子中含有硫,磷几乎都存在于DNA分子中
(2)不能 T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内
(3)①使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离
②让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
③让全部噬菌体侵染大肠杆菌,同时避免大肠杆菌裂解释放子代噬菌体
反馈评价
例3 B [解析] 该实验搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳和大肠杆菌分离,A正确;用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,由于35S标记的是蛋白质外壳,而外壳未进入细菌内,所以培养时间过长对实验无影响,B错误;DNA复制是半保留复制,以用32P标记的T2噬菌体DNA为模板,最后获得的子代噬菌体部分含放射性, C正确;用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,离心后发现B有较弱的放射性,可能是因为培养时间过短,少量T2噬菌体未侵染大肠杆菌,或培养时间过长,大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放出来,D正确。
例4 B [解析] 甲组用35S标记噬菌体、32P标记大肠杆菌,由于进入大肠杆菌的是噬菌体的DNA,合成子代噬菌体的原料是由大肠杆菌提供的,因此,甲组中子代噬菌体都不含35S标记,但都含32P标记,A错误;乙组用14C标记大肠杆菌,即给噬菌体提供的是带有14C标记的原料,且C是噬菌体的DNA和蛋白质都含有的元素,因此,乙组中子代噬菌体的DNA和蛋白质都含14C,B正确;用3H标记噬菌体,即噬菌体的DNA和蛋白质都有放射性,但只有DNA进入大肠杆菌,大肠杆菌无放射性,又因为DNA复制过程为半保留复制,因此丙组中有部分子代噬菌体含有3H标记,C错误;子代噬菌体合成过程中需要亲代噬菌体提供DNA模板,大肠杆菌提供原料,因此,甲、乙、丙三组子代噬菌体中的DNA和蛋白质的合成都与大肠杆菌和亲代噬菌体有关,D错误。
任务三
[情境] (1)烟草正常 RNA 烟草感染病毒
(2)RNA RNA
(3)①将核酸与蛋白质分开,分别研究它们在遗传中的作用
②不能。研究的实验材料太少。
反馈评价
例5 A [解析] a组和b组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片,属于空白对照组,A错误;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;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,该实验只能证明HRV的遗传物质是RNA,C正确;c过程TMV蛋白质外壳侵染烟草叶片,没有出现病斑,说明TMV蛋白质外壳没有侵染能力,D正确。
例6 B [解析] 豌豆的遗传物质只有DNA,A错误;所有细胞生物以及部分病毒的遗传物质都是DNA,只有少数病毒的遗传物质是RNA,故DNA不是一切生物的遗传物质,但一切细胞生物的遗传物质都是DNA,B正确;细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA,C错误;病毒只含一种核酸,病毒的遗传物质是DNA或RNA,D错误。第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
1.20世纪20年代,大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。
2.20世纪30年代,人们认识到了DNA是由许多 聚合而成的生物大分子,和蛋白质一样都具有多样性,可以储存遗传信息,但是由于当时对DNA分子结构没有清晰的了解,所以 是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、肺炎链球菌的转化实验
1.实验材料:肺炎链球菌、小鼠。
2.肺炎链球菌的类型
S型细菌:菌体有多糖类的 ;在培养基上形成的菌落表面 ,有致病性;
R型细菌:菌体无多糖类的 ;在培养基上形成的菌落表面 ,无致病性。
3.格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验证明:已经加热致死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质—— 。
4.艾弗里通过肺炎链球菌的体外转化实验,最终证明了 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者: 。
2.实验方法: 。
3.实验材料: 、大肠杆菌。
(1)T2噬菌体的结构
(2)T2噬菌体的生活方式:专门 在大肠杆菌体内。
(3)噬菌体的复制式增殖
T2噬菌体侵染大肠杆菌后,会在 的作用下,利用 的物质来合成自身的组成成分,进行大量增殖。
4.实验结论:噬菌体侵染细菌时, 进入细菌的细胞中,而 仍留在细胞外。 才是噬菌体的遗传物质。
四、DNA是主要的遗传物质
1.RNA是遗传物质的证据——烟草花叶病毒侵染烟草的实验
(1)实验材料:烟草花叶病毒(由 组成)和烟草。
(2)实验证明:烟草花叶病毒的遗传物质是 。
2.DNA是主要的遗传物质:绝大多数生物的遗传物质是 ,只有极少数生物的遗传物质是 。
五、自变量控制中的“加法原理”和“减法原理
(1)加法原理:与常态比较,人为 某种影响因素。
(2)减法原理:与常态相比,人为 某种影响因素。
(1)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内,从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌。()
(2)格里菲思通过肺炎链球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。()
(3)赫尔希和蔡斯在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中用32P、35S同时标记了T2噬菌体的DNA和蛋白质。()
(4)豌豆细胞内既有DNA,也有RNA,但是DNA是豌豆的主要遗传物质。()
(5)烟草花叶病毒的感染实验证明了RNA是病毒的遗传物质。()
任务一肺炎链球菌的转化实验
【材料1】阅读教材P43格里菲思的肺炎链球菌转化实验内容,分析下表肺炎链球菌的转化实验。完善实验过程:
第1组 第2组 第3组 第4组
实验 处理 注射R型活细菌 注射S型活细菌 注射加热致死的S型细菌 将R型活细菌与已经加热致死的S型细菌混合后注射
实验 结果 小鼠 小鼠 ,从小鼠体内分离出S型活细菌 小鼠 小鼠 ,从小鼠体内分离出
[分析](1)本实验的自变量是 。
(2)第4组实验中,小鼠死亡的原因是 。
(3)对比分析第3、4组实验,结论是 。
(4)第4组实验中,从小鼠体内分离出的肺炎链球菌只是S型细菌吗 为什么
(5)该实验的结论是 。
【材料2】阅读教材P44艾弗里及其同事的肺炎链球菌转化实验内容,分析下图艾弗里证明DNA是遗传物质的实验示意图。完善实验过程:
[分析](1)该实验得出的实验结论是 。
(2)艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性,发现这些特性都与DNA的极为相似,于是提出了 的结论。
(3)实验中,艾弗里并没有对各种物质在遗传中的作用分别直接研究,而是运用自变量控制的 原理,使用不同的酶对各种物质逐一排除。试从科学技术发展的角度分析原因:
[深度思考]加热能杀死S型细菌,为何“杀不死”DNA
例1肺炎链球菌活体转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的()
A.S型肺炎链球菌的菌落粗糙,R型肺炎链球菌的菌落光滑
B.S型细菌的DNA经加热后失活,因而注射加热致死的S型细菌后的小鼠仍存活
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型而无R型
D.该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
例2[2024·重庆期末]下图为研究S型肺炎链球菌“转化因子”化学本质的部分实验流程图。相关分析错误的是()
A.①⑥的处理体现了实验设计的减法原理
B.经①②③④⑤得到的菌落类型为光滑型
C.经⑥⑦⑧⑨⑤得到的细菌不会使小鼠死亡
D.过程⑥的处理时长不影响实验结果
任务二噬菌体侵染细菌的实验
【材料】噬菌体侵染细菌的过程可分为五个步骤:吸附→注入→合成→组装→释放。阅读教材P44~P46噬菌体侵染细菌实验内容,分析噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图。完善实验过程:
进一步观察,细菌裂解释放出的子代噬菌体中,可以检测到 标记的 ,但却不能检测到 标记的 。
[分析](1)实验中,用32P和35S标记能将DNA和蛋白质区分开,其原因是 。
(2)实验中, (填“能”或“不能”)直接用含32P和35S的普通培养基来培养T2噬菌体,原因是 。
(3)分析实验中不同操作的目的或作用:
①搅拌: ;
②离心: ;
③适宜时间的保温: 。
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
例3[2024·广东广州期中]下列关于噬菌体侵染细菌的实验叙述错误的是()
A.图中离心前需搅拌,搅拌目的是使大肠杆菌外的T2噬菌体外壳和大肠杆菌分离
B.用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,如果培养时间过长,将导致B的放射性增加
C.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌时,最后获得的子代噬菌体部分含放射性
D.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,离心后发现B有较弱的放射性,可能是因为少量T2噬菌体未侵染大肠杆菌
例4某生物研究小组对噬菌体侵染细菌的实验进行了改进,他们分别用放射性同位素32P、35S、14C、3H进行如下标记:甲组用35S标记噬菌体、32P标记大肠杆菌;乙组用14C标记大肠杆菌,噬菌体不做标记;丙组用3H标记噬菌体,大肠杆菌不做标记。整个过程细菌不发生裂解。下列相关分析正确的是()
A.甲组中子代噬菌体有的只含35S,有的只含32P,有的都含,有的都不含
B.乙组中子代噬菌体的DNA和蛋白质都含14C
C.丙组中子代噬菌体都不含3H
D.甲、乙、丙三组子代噬菌体中的DNA和蛋白质的合成都与大肠杆菌有关,与亲代噬菌体无关
[方法技巧]“二看法”判断子代噬菌体的标记情况
任务三DNA是主要的遗传物质
【情境】如图所示为烟草花叶病毒侵染烟草的实验过程。
[分析](1)在图中完善实验过程与结果。
(2)实验结果分析与结论:烟草花叶病毒的 控制其遗传性状, 是它的遗传物质。
(3)综合肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验及本实验:
①实验的关键思路是 。
②通过上述实验,能否得出DNA是主要的遗传物质这一结论 为什么
不同生物的遗传物质
项目 细胞生物 非细胞生物
真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒
核酸 种类 DNA和 RNA DNA和 RNA DNA RNA
遗传 物质 DNA DNA DNA RNA
举例 动物、植 物、真菌 细菌 乙肝病毒 艾滋病病毒
绝大多数生物的遗传物质为DNA,少数生物(RNA病毒)的遗传物质为RNA,即DNA是主要的遗传物质。(注:“DNA是主要的遗传物质”是针对整个生物界而言的,具体到某种生物不能说“主要”。)
科学探究:探索遗传物质的实验方法
(1)分离提纯法:某些研究者在做肺炎链球菌的体外转化实验时,将S型细菌的蛋白质、DNA等物质提取分离后,分别与R型细菌混合,缺点是物质纯度不能达到100%。
(2)放射性同位素标记法:噬菌体侵染细菌的实验。方法:分别标记DNA和蛋白质的特有元素;将病毒的化学物质分开,单独、直接地观察它们各自的作用。目的:把DNA与蛋白质分开。
(3)病毒重组法:将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合,得到杂种病毒。
(4)酶解法:利用酶的专一性,如加入DNA酶,将DNA水解,观察起控制作用的物质是否还有控制作用,若“有”,则其遗传物质不是DNA;若“无”,则其遗传物质可能是DNA。
例5[2024·广东深圳期中]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.本实验运用了对照原则,无空白对照组
B.实验过程中重组病毒的后代是HRV
C.该实验只能说明HRV的遗传物质是RNA
D.c过程能说明TMV蛋白质外壳没有侵染能力
例6[2024·山西太原月考]下列有关遗传物质的叙述,正确的是()
A.豌豆的遗传物质主要是DNA
B.DNA不是一切生物的遗传物质,但一切细胞生物的遗传物质都是DNA
C.细胞核中的遗传物质是DNA,细胞质中的遗传物质是RNA
D.病毒的遗传物质是DNA和RNA第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
1.C [解析] 格里菲思和艾弗里的实验都设置了对照组,艾弗里的实验中,每个实验组都特异性地除去了一种物质,利用了“减法原理”,A正确;在两个实验中导致R型细菌转化为S型细菌的转化因子都是DNA,B正确;格里菲思实验证明已经加热致死的S型细菌含有某种促使R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——转化因子,不能证明是S型细菌的DNA让R型细菌发生转化,艾弗里实验证明S型细菌的DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,C错误;格里菲思实验中单独注射活的S型细菌、将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射,这两组实验中小鼠均死亡,艾弗里实验中只有加入了DNA酶的那一组没有完成R型细菌到S型细菌的转化,D正确。
2.C [解析] 加热杀死的S型肺炎链球菌中蛋白质变性失活,失去功能,核酸变性后在低温条件下可复性,没有失去功能,A错误;试管乙中加入RNA酶的目的是水解RNA,B错误;此实验由于没有把蛋白质、荚膜多糖、DNA 等物质分开,故并不能证明何种物质是S型肺炎链球菌的遗传物质,C正确;试管甲、乙混合后,试管丙中有一部分R型细菌转化成S型细菌,但转化率较低,故S型肺炎链球菌的数量少于R型,D错误。
3.C [解析] 分析图可知,图①中甲最开始数量为0,所以甲为S型细菌的数量变化曲线,乙为R型细菌的数量变化曲线,同理图②中,甲为R型细菌的数量变化曲线,A正确;图①中乙曲线表示 R型细菌的数量变化,其数量先下降后上升与小鼠免疫力的改变相关,B正确;图②中包括 R型和S型两种细菌的数量变化曲线,说明分解S型细菌中的某种物质后没有影响转化,故图②不止是R型细菌培养液与加入蛋白酶的 S型细菌提取物混合后培养的结果,还可以是加入 RNA酶、酯酶的结果,C错误;图②中两种细菌达到一定数量后不再增加与培养基中营养物质有限有关,D正确。
4.B [解析] 实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,A正确;该实验是用35S标记噬菌体蛋白质外壳,蛋白质外壳不进入细菌体内,故不论侵染时间长短,经搅拌离心后上清液中放射性较高,在沉淀物中放射性较低,即侵染时间过长不会影响实验结果,B错误,C正确;噬菌体属于病毒,需要寄生在活细胞中,故为获得含35S标记的噬菌体,应用含有35S标记的细菌培养获得,D正确。
5.D [解析] 第一次使用的大肠杆菌无放射性,置于含放射性35S或32P的培养基中培养,第三次使用的是没有标记的大肠杆菌,让其被带放射性标记的噬菌体侵染,A正确;细胞合成蛋白质的场所为核糖体,噬菌体侵染大肠杆菌后利用大肠杆菌的核糖体合成自身蛋白质,B正确;第二次使用噬菌体,是用带标记的噬菌体侵染不带标记的大肠杆菌,C正确;搅拌的目的是将吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,D错误。
6.B [解析] 32P标记噬菌体的DNA,因DNA是遗传物质,将含32P的DNA全部注入大肠杆菌中,而无放射性的蛋白质外壳留在外面,大肠杆菌中的T2噬菌体利用大肠杆菌中的原料合成蛋白质,所以子代噬菌体的蛋白质外壳含35S,因此在离心时,体内含有32P标记的噬菌体的大肠杆菌沉在底部,体内含35S的子代噬菌体的大肠杆菌也沉在底部,而噬菌体蛋白质外壳留在上清液中,因此上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,A、C、D错误,B正确。
7.C [解析] 结合题图可知,降解的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开,A错误;从图中不能判断蛋白质是否能进入烟草细胞,B错误;图中RNA接种后能够使正常烟草感染病毒,故说明烟草花叶病毒的RNA也能控制性状,C正确;TMV是病毒,病毒的遗传物质只有一种,RNA是TMV的遗传物质,而非主要遗传物质,D错误。
8.D [解析] 病毒的遗传物质是核酸,重建的“杂种病毒”丙的核酸来自病毒乙,因此在植物体内增殖产生的新病毒和乙是一样的,故选D。
9.A [解析] 原核生物和真核生物都属于有细胞结构的生物,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;细菌是具有细胞结构的生物,其遗传物质是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。
10.(1)DNA、RNA d→e→b→f→c→a
(1)使吸附在大肠杆菌上的噬菌体和大肠杆菌分离 2 部分噬菌体未侵染细菌 增高
(2)DNA是噬菌体的遗传物质
[解析] (1)T2噬菌体的遗传物质是DNA,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA;图中噬菌体侵染大肠杆菌的顺序:d吸附→e注入→b合成→f组装→c释放→a子代噬菌体。(2)实验过程中搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体和大肠杆菌分离;从图中看出,搅拌时间应大于2 min,因为此时上清液中的放射性较高;当搅拌时间足够长时,上清液中仍有少量32P,原因可能是部分噬菌体未侵染细菌,通过离心进入上清液中;若细菌的存活率明显低于100%,则上清液中32P的放射性增高,原因是大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放出来。(3)噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
11.(1)DNA酶 生理盐水
(2)A、C组发病,B、D组未发病 B、C组发病,A、D组未发病 RNA是该病毒的遗传物质
(3)6
[解析] (1)根据酶的专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应。DNA酶可以催化DNA水解,最终产物中没有DNA;RNA酶可以催化RNA水解,最终产物中没有RNA。因此表中B处加入的是DNA酶。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,即D处应该注射的是生理盐水。(2)结果预测及结论:①若DNA是该病毒的遗传物质,则B组DNA被水解,而A、C组DNA完好,因此A、C组小鼠发病,B、D组小鼠未发病;②若RNA是该病毒的遗传物质,则A组RNA被水解,而B、C组RNA完好,因此B、C组小鼠发病,A、D组小鼠未发病。(3)故DNA彻底水解的产物有磷酸、脱氧核糖、4种碱基(A、G、C、T),共6种。第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
知识点一 肺炎链球菌的转化实验
1.[2024·江西赣州月考] 格里菲思利用两种肺炎链球菌和小鼠完成了肺炎链球菌的体内转化实验。在此基础上,艾弗里在体外完成了肺炎链球菌的转化实验。下列关于这两个转化实验的叙述,错误的是( )
A.两个实验都设置了对照组,艾弗里实验中用到了“减法原理”
B.两个实验中导致R型细菌转化为S型细菌的转化因子是相同的
C.格里菲思实验证明S型活细菌的DNA能使R型细菌发生转化,艾弗里实验证明DNA是遗传物质
D.格里菲思实验中有两组小鼠死亡,艾弗里实验中只有一组完成R型细菌到S型细菌的转化
2.[2024·山东烟台月考] 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.加热致死的S型肺炎链球菌中蛋白质和核酸均失去功能
B.试管乙中加入RNA酶的目的是催化合成RNA
C.此实验并不能证明何种物质是S型肺炎链球菌的遗传物质
D.试管甲、乙中的液体混合后,试管丙中S型肺炎链球菌的数量多于R型
3.[2024·河北石家庄月考] 肺炎链球菌的转化实验是探究生物遗传物质的经典实验,如图表示体内转化实验和体外转化实验中 R 型细菌和S型细菌的数量变化曲线。下列叙述错误的是 ( )
A.图①中的乙和图②中的甲表示两实验中 R 型细菌的数量变化
B.图①中乙曲线对应的细菌数量先下降后上升与小鼠免疫力的改变相关
C.图②的变化曲线是 R 型细菌培养液与加入蛋白酶的 S型细菌提取物混合后培养的结果
D.图②中两种细菌达到一定数量后不再增加与培养基中营养物质的量有关
知识点二 噬菌体侵染细菌的实验
4.[2024·广东江门月考] 下图是噬菌体侵染细菌的实验。下列叙述错误的是 ( )
A.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
B.该实验若侵染的时间过长,可能会影响实验结果
C.该实验结果上清液放射性较高,沉淀物中放射性较低
D.为获得含35S标记的噬菌体,可用含35S标记的细菌培养
5.赫尔希和蔡斯所做的“噬菌体侵染细菌”实验中,三次使用大肠杆菌,两次用到噬菌体。下列说法错误的是 ( )
A.第一次和第三次使用的是没有标记的大肠杆菌
B.使用大肠杆菌培养噬菌体时合成蛋白质的场所均为核糖体
C.第二次使用的噬菌体是带有标记的
D.该实验中搅拌的目的是将噬菌体外壳与噬菌体DNA分开
6.[2024·辽宁辽阳月考] 某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”,如图所示。据此分析,实验操作正确的情况下,上清液和沉淀物的放射性分布是 ( )
A.上清液放射性很高,沉淀物放射性很低
B.上清液放射性很低,沉淀物放射性很高
C.上清液和沉淀物放射性都很高
D.上清液和沉淀物放射性都很低
知识点三 DNA是主要的遗传物质
7.[2024·江苏扬州月考] 下图表示科研人员研究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程。由此可以判断 ( )
A.降解的目的是将RNA和蛋白质水解为小分子
B.TMV的蛋白质没有进入烟草细胞中
C.烟草花叶病毒的RNA也能控制性状
D.RNA是TMV的主要遗传物质
8.如图所示,两种不同的植物病毒甲、乙,经重建形成“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 ( )
A B C D
9.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
10.某生物兴趣小组用模型模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,过程如图,据图回答下列问题。
(1)T2噬菌体与烟草花叶病毒的遗传物质分别是 。将上述a~f以正确的时间顺序排列(a为子代噬菌体): (用字母和箭头表示)。
(2)科学家在研究噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能时,检测了上清液中的放射性,得到如图所示的实验结果。
实验中搅拌的目的是 ,据图分析搅拌时间应大于 min,否则上清液中的放射性较低。当搅拌时间足够长时,上清液中的35S和32P分别约占初始标记噬菌体放射性的80%和30%,说明DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌;但上清液中32P的放射性仍达到30%,其原因可能是 。 图中“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照,如果明显低于100%,则上清液中32P的放射性会 。
(3)噬菌体侵染细菌实验证明了 。
11.[2024·广东茂名月考] 某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒,为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,做了如下实验。回答下列问题:
(1)实验步骤:
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干,随机均分成四组,编号分别为A、B、C、D。
②将下表补充完整,并将配制溶液分别注入小白鼠体内。
组别 A B C D
注射 溶液 该病毒核酸提取物和RNA酶 该病毒核酸提取物和 该病毒核酸提取物
③相同条件下培养一段时间后,观察比较各组小白鼠的发病情况。
(2)结果预测及结论:
① ,说明DNA是
该病毒的遗传物质;
② ,说明 。
(3)若该病毒的遗物物质为DNA,则其彻底水解产物有 种。
