《创新课堂》第3章第1节 DNA是主要的遗传物质 讲义（教师版）-高中生物学必修2（人教版）同步讲练测

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第1节　DNA是主要的遗传物质
[课标内容]
1．运用结构与功能观，理解DNA作为遗传物质的原因。　2.运用归纳与概括等方法，理解肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同。
　　　 INCLUDEPICTURE "箭头a.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头a.TIF" \* MERGEFORMAT 属于原核生物
一、肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的特点
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2.体内转化实验
（1）实验人员：格里菲思。
（2）实验目的：以小鼠为实验材料，研究　　　　　的致病情况。
（3）过程及结果
（4）结果分析
①第一组实验结果说明R型细菌　　　　致病性。
②第二组实验结果说明S型细菌__________致病性。
③第二组和第______组比较，说明加热致死的S型细菌已失活，致病性消失。
④第一组至第四组结果说明________可以使R型活细菌转化为S型活细菌。
INCLUDEPICTURE "箭头a.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头a.TIF" \* MERGEFORMAT 格里菲思只证明了S型细菌体内“转化因子”的存在，未证明“转化因子”的本质
（5）实验结论：已经加热致死的S型细菌含有　　
　　　　　　　，促使R型活细菌转化为S型活细菌，且可以遗传。
3.体外转化实验 INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头C.TIF" \* MERGEFORMAT 肺炎链球菌在人工培养基中繁殖
（1）实验人员：　　　　　　及其同事。
（2）实验过程
INCLUDEPICTURE "WX66学.TIF" INCLUDEPICTURE "WX66学.TIF" \* MERGEFORMAT
（3）实验表明：细胞提取物中含有转化因子，而转化因子很可能就是　　　　。
（4）实验结论：　　　　才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
二、噬菌体侵染细菌的实验
1.T2噬菌体的结构
　　 INCLUDEPICTURE "箭头a.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头a.TIF" \* MERGEFORMAT 属于病毒，不能利用培养基直接培养
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2．实验人员：赫尔希和蔡斯。
3．实验过程
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4．实验结果及结论
(1)结果
①甲组上清液的放射性________，沉淀物的放射性很低。
②乙组上清液的放射性________，沉淀物的放射性很高。
(2)分析
①噬菌体侵染细菌时，________进入细菌的细胞中，而______________仍留在细胞外。
②子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的________遗传的。
③结论：________是噬菌体的遗传物质。
　　 INCLUDEPICTURE "箭头b.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头b.TIF" \* MERGEFORMAT 不能证明蛋白质不是遗传物质
三、DNA是主要的遗传物质
1．烟草花叶病毒侵染烟草的实验
(1)实验材料
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(2)过程及结果
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(3)实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
2．DNA是主要的遗传物质
　　　　 　 INCLUDEPICTURE "箭头b2.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头b2.TIF" \* MERGEFORMAT 因绝大多数生物的遗传物质是DNA
INCLUDEPICTURE "WX69学.TIF" INCLUDEPICTURE "WX69学.TIF" \* MERGEFORMAT
[答案自填] 光滑　有　有　粗糙　无　肺炎链球菌　无　有　三　加热致死的S型细菌　转化因子　艾弗里　S型细菌　S型细菌　S型细菌　S型细菌　R型细菌　DNA　DNA　蛋白质　DNA　寄生　大肠杆菌　35S　32P　35S　32P　很高　很低　DNA　蛋白质外壳　DNA　DNA　RNA　RNA　蛋白质　烟草　蛋白质　RNA　DNA　RNA
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(1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验直接证明了DNA是转化因子。(　　)
(2)将S型细菌的DNA和R型细菌混合培养，培养基上出现的细菌大多数是S型细菌。(　　)
(3)艾弗里实验证明从S型细菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。(　　)
(4)T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。(　　)
(5)在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体蛋白质外壳合成的原料来自细菌，酶来自噬菌体。(　　)
(6)真核生物的遗传物质是DNA。(　　)
提示：(1)×　格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验直接证明了转化因子的存在，未证明转化因子是DNA。
(2)×　S型细菌的DNA分子能将R型细菌转化为S型细菌，但转化率较低，因此培养基上出现的细菌大多数是R型细菌。
(3)×　艾弗里进行的体外转化实验没有利用小鼠，是根据菌落特征进行判断。
(4)√
(5)×　噬菌体侵染细菌时，噬菌体DNA复制和蛋白质外壳合成所需要的原料(脱氧核苷酸、氨基酸)、能量、酶等条件均由细菌提供。
(6)√
【知识框架】
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核心点一　肺炎链球菌的转化实验[学生用书P59]
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格里菲思和艾弗里等人的实验均以肺炎链球菌为实验材料，使人们对遗传物质的认识有了巨大的进步。
(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验能说明DNA是遗传物质吗？
(2)肺炎链球菌体内转化实验中R型细菌能转化为S型细菌，原因是什么？
(3)如果把S型细菌的DNA提取出来后，直接注射到小鼠体内，能否从小鼠体内分离得到S型细菌？理由是什么？
(4)艾弗里实验的设计思路是什么？利用了什么原理？
提示：(1)不能。该实验所用的实验材料是活的细菌或杀死的细菌，实验中没有单独地、直接地观察DNA的作用，因此不能说明DNA是遗传物质，只能说明加热致死的S型细菌含有某种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。
(2)S型细菌体内存在转化因子，促使R型细菌转化成S型细菌。
(3)不能。直接将S型细菌的DNA注入小鼠体内，DNA分子会被小鼠体内的DNA酶分解而失去作用，如果小鼠体内没有R型细菌，也无法得到S型细菌。
(4)在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质。利用了减法原理。
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1．格里菲思的体内转化实验(实验一)与艾弗里的体外转化实验(实验二)的三个“不同”
2．自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
(1)
(2)
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1．(教材P43实验改编)在肺炎链球菌感染小鼠的实验中，下列实验结果错误的是(　　)
A.注射R型活细菌后，小鼠不死亡
B.注射S型活细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型细菌
C.注射R型活细菌及加热致死的S型细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内只能分离出活的S型活细菌
D.注射S型细菌及加热致死的R型细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型细菌
解析：选C。注射R型活细菌及加热致死的S型细菌后，S型细菌的转化因子使无毒的R型活细菌转化为有毒的S型活细菌，使小鼠死亡，从小鼠体内能分离出S型细菌和R型细菌，C错误。
2．(2024·广东揭阳高一检测)艾弗里和他的同事利用接种有R型活细菌的培养基及去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质的S型细菌的细胞提取物进行了著名的体外转化实验，实验的处理及结果如下表所示。下列有关分析错误的是(　　)
实验组号 细胞提取物的处理方法 培养皿中菌落种类
① 不进行处理 ？
② 添加蛋白酶 R型细菌、S型细菌
③ 添加RNA酶 R型细菌、S型细菌
④ 添加酯酶 R型细菌、S型细菌
⑤ 添加DNA酶 ？
A.该实验采用“减法原理”控制实验的自变量
B．实验①和⑤中培养皿上形成的菌落种类不同
C．实验②③④说明相应处理后的细胞提取物仍具转化活性
D．本实验说明了R型细菌的DNA是转化因子
解析：选D。该实验表明S型细菌的细胞提取物中含有“转化因子”，而“转化因子”很可能就是DNA，D错误。
核心点二　噬菌体侵染细菌的实验[学生用书P60]
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图1为DNA和蛋白质的部分结构，图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程，根据图示回答下列问题。
(1)选用T2噬菌体作实验材料，有何优点？
(2)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？ 35S和32P应分别标记图1中的哪个部分？
(3)能否用14C和3H标记T2噬菌体？能否用32P和35S同时标记T2噬菌体？
(4)用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？
(5)用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因是什么？
提示：(1)T2噬菌体的DNA和蛋白质能自然完全分离，实验结果更可靠。
(2)S是T2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T2噬菌体的DNA和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。35S标记图1中的④，32P标记图1中的①。
(3)不能，因为DNA和蛋白质中都含C和H，无法确认被标记的是何种物质。不能，因为若用32P和35S同时标记T2噬菌体，则上清液和沉淀物中均会出现放射性，无法判断是何种元素的放射性。
(4)保温时间过短，部分T2噬菌体没有侵染到大肠杆菌体内，经离心后分布于上清液中；保温时间过长，部分T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出子代，子代经离心后分布于上清液中。
(5)搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。
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噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物中的放射性分析
(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
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1．下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
解析：选C。实验过程中需用32P标记的噬菌体和35S标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌，A错误；实验过程中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，B错误；大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
2．(教材P45图3－6改编)某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如下图所示，下列有关分析正确的是(　　)
A.理论上，b和c中不应具有放射性
B．实验中b含少量放射性与①过程中培养时间过长或过短有关
C．实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关
D．该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
解析：选A。35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是T2噬菌体的DNA，所以搅拌，离心后，理论上，b和c中不应具有放射性，A正确；35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，T2噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，经搅拌后与细菌分开，所以若b中含有放射性，说明搅拌不充分，B错误；实验中c含有放射性与④过程中保温时间过长或过短有关，C错误；该实验只证明了DNA是遗传物质，没有证明蛋白质不是遗传物质，D错误。
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "随堂效果检测LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5([学生用书P62]))
1．(2024·黑龙江哈尔滨高一期末)下列关于肺炎链球菌体内和体外转化实验的说法，错误的是(　　)
A．二者所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎链球菌
B．两实验都遵循对照原则、单一变量原则
C．二者均把DNA和蛋白质分开，单独处理并观察它们各自的作用
D．体外转化实验是在体内转化实验的基础上进行的
解析：选C。二者所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎链球菌，A正确；两实验都遵循对照原则、单一变量原则，B正确；肺炎链球菌体内转化实验没有把DNA和蛋白质分开，C错误；体外转化实验是在体内转化实验的基础上进行的，D正确。
2．(教材P47“概念检测”T2改编)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明(　　)
A．噬菌体含有DNA，但没有蛋白质
B．细菌含有DNA，但没有蛋白质
C．噬菌体的遗传物质是蛋白质
D．噬菌体的遗传物质是DNA
解析：选D。赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明噬菌体的遗传物质是DNA，D符合题意。
3．(教材P46“思考·讨论”改编)下列有关DNA是遗传物质的实验证据的叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思的实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B．艾弗里证明DNA是遗传物质的实验运用了同位素标记法和细菌培养技术等
C．赫尔希和蔡斯的实验中，大肠杆菌裂解后得到的T2噬菌体都带有32P标记
D．赫尔希和蔡斯的实验中，离心后大肠杆菌主要存在于沉淀中
解析：选D。格里菲思的实验证明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，但没有证明DNA可以改变生物体的遗传性状，A错误；艾弗里证明DNA是遗传物质的实验运用了细菌培养技术，但没有运用同位素标记法，B错误；赫尔希和蔡斯的实验中，合成子代噬菌体的原料都来自大肠杆菌，因此大肠杆菌裂解后得到的T2噬菌体只有少数带有32P标记，C错误；赫尔希和蔡斯的实验中，离心后大肠杆菌主要存在于沉淀物中，噬菌体的蛋白质外壳主要分布在上清液中，D正确。
4．甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂种病毒”丙，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为(　　)
解析：选D。“杂种病毒”丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的遗传物质重建形成的，而生物的性状是由遗传物质决定的，因此用病毒丙去侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒性状与提供遗传物质的病毒乙一样，D项符合题意。
5．(教材P46“科学方法”改编)在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”，下列实验设计中采用了“加法原理”的是(　　)
A.“验证Mg是植物生活的必需元素”实验中，完全培养液作为对照，实验组是缺Mg培养液
B．“验证光是光合作用的条件”实验中，对照组在光下进行实验，实验组做遮光处理
C．在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加热升温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理
D．在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，几个实验组分别添加蛋白酶、酯酶或DNA酶等
解析：选C。“验证Mg是植物生活的必需元素”实验中，实验组去除培养液中的Mg，采用了“减法原理”，A不符合题意；“验证光是光合作用的条件”实验中，实验组做遮光处理，去除了正常的光照条件，采用了“减法原理”，B不符合题意；“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别作升温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，利用了“加法原理”，C符合题意；艾弗里肺炎链球菌转化实验的实验组中，添加某种酶的目的是通过酶解去除其中相应的物质，采用了“减法原理”，D不符合题意。