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必修2　第六單元　第18講　DNA是主要的遺傳物質(zhì)
[考綱明細(xì)]　人類對遺傳物質(zhì)的探索過程(Ⅱ)
考點(diǎn)1　肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)材料：S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。
S型細(xì)菌
R型細(xì)菌
菌落
光滑
粗糙
莢膜
有多糖類莢膜
無多糖類莢膜
毒性
有毒性，使小鼠患敗血癥死亡
無毒
(2)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果
(3)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。
2．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(1)思路：直接分離S型細(xì)菌的DNA、莢膜多糖、蛋白質(zhì)等，將它們分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，各自研究它們的遺傳功能。
(2)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果
(3)結(jié)論：DNA是“轉(zhuǎn)化因子”，是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
題組一　肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．(2019·西安五校高三聯(lián)考)格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．實(shí)驗(yàn)1為空白對照組，實(shí)驗(yàn)2、3和4均為實(shí)驗(yàn)組
B．能從實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4中死亡的小鼠體內(nèi)都能分離出S型活細(xì)菌和R型活細(xì)菌
C．該實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌的DNA可在R型活細(xì)菌內(nèi)表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)
D．對比實(shí)驗(yàn)2、3的結(jié)果，說明加熱能使有毒性的S型活細(xì)菌失去毒性
答案　D
解析　實(shí)驗(yàn)1、2、3都為對照組，實(shí)驗(yàn)4為實(shí)驗(yàn)組，A錯誤；實(shí)驗(yàn)2中只給小鼠注射了S型細(xì)菌，故在死亡的小鼠體內(nèi)只能分離出S型細(xì)菌，B錯誤；格里菲思的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是被加熱殺死的S型細(xì)菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”，這種“轉(zhuǎn)化因子”能將R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌，沒有證明S型細(xì)菌的DNA能在R型活細(xì)菌中表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)，C錯誤；實(shí)驗(yàn)2中給小鼠注射S型活細(xì)菌，小鼠死亡，而實(shí)驗(yàn)3中給小鼠注射加熱殺死的S型細(xì)菌，小鼠不死亡，說明加熱能使S型活細(xì)菌失去毒性，D正確。
2．(2019·浙江4月選考)為研究R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)，進(jìn)行了肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：
下列敘述正確的是(　　)
A．甲組培養(yǎng)皿中只有S型菌落，推測加熱不會破壞轉(zhuǎn)化物質(zhì)的活性
B．乙組培養(yǎng)皿中有R型及S型菌落，推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是蛋白質(zhì)
C．丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落，推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA
D．該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明肺炎雙球菌的主要遺傳物質(zhì)是DNA
答案　C
解析　甲組中培養(yǎng)一段時間后可發(fā)現(xiàn)有極少的R型菌轉(zhuǎn)化成了S型菌，因此甲組培養(yǎng)皿中不僅有S型菌落也有R型菌落，A錯誤；乙組培養(yǎng)皿中加入了蛋白酶，故在乙組的轉(zhuǎn)化中已經(jīng)排除了蛋白質(zhì)的干擾，應(yīng)當(dāng)推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA，B錯誤；丙組培養(yǎng)皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不發(fā)生轉(zhuǎn)化，故可推測是DNA參與了R型菌的轉(zhuǎn)化，C正確；該實(shí)驗(yàn)只能證明肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA，無法證明還有其他的物質(zhì)也可做遺傳物質(zhì)，D錯誤。
(1)格里菲思實(shí)驗(yàn)只證明了加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，并沒有證明DNA是遺傳物質(zhì)。
(2)使小鼠死亡的是S型肺炎雙球菌而不是S型菌的DNA。
(3)并非所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化。由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響，因此轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，而只是少部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。
題組二　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化過程及機(jī)理的拓展分析
3．艾弗里將R型肺炎雙球菌培養(yǎng)在含S型細(xì)菌DNA的培養(yǎng)基中，得到了S型肺炎雙球菌，有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，說明這種變異是定向的
B．R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌屬于基因重組
C．該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA
D．將S型細(xì)菌的DNA注射到小鼠體內(nèi)也能產(chǎn)生S型細(xì)菌
答案　B
解析　一組實(shí)驗(yàn)無法得出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論，需設(shè)置對照組，C錯誤；該實(shí)驗(yàn)中的變異屬于基因重組，生物的變異都是不定向的，A錯誤，B正確；僅將S型細(xì)菌的DNA注射到小鼠體內(nèi)，不能實(shí)現(xiàn)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化，D錯誤。
對“轉(zhuǎn)化”的兩點(diǎn)理解
(1)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變
肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。
(2)S型細(xì)菌死亡實(shí)質(zhì)
加熱使生命活動的承擔(dān)者——蛋白質(zhì)變性，表現(xiàn)為細(xì)菌生命活動的終止；加熱時可以破壞DNA雙鏈間的氫鍵，使DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞，在溫度降低后可恢復(fù)原結(jié)構(gòu)，保持其作為遺傳物質(zhì)的功能。
考點(diǎn)2　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
1．實(shí)驗(yàn)方法
放射性同位素標(biāo)記法，用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)，用32P標(biāo)記噬菌體的DNA。
2．實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體和大腸桿菌
(1)噬菌體的結(jié)構(gòu)
(2)噬菌體的生活方式：活細(xì)胞寄生。
(3)噬菌體的復(fù)制增殖
增殖需要的條件
內(nèi)容
模板
噬菌體的DNA
合成噬菌體DNA原料
大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸
合成噬菌體蛋白質(zhì)
原料
大腸桿菌的氨基酸
場所
大腸桿菌的核糖體
3．實(shí)驗(yàn)過程
(1)標(biāo)記噬菌體
(2)噬菌體侵染細(xì)菌
①攪拌的目的：使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。
②離心的目的：讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。
③上清液和沉淀物中放射性分析
分組
結(jié)果
結(jié)果分析
對比實(shí)驗(yàn)(相互對照)
被32P標(biāo)記的噬菌體＋細(xì)菌
上清液中幾乎無32P，32P主要分布在沉淀物中
32P－DNA進(jìn)入了宿主細(xì)胞內(nèi)
被35S標(biāo)記的噬菌體＋細(xì)菌
沉淀物中幾乎無35S，35S主要分布在上清液中
35S－蛋白質(zhì)外殼未進(jìn)入宿主細(xì)胞，留在外面
(3)細(xì)菌裂解，釋放出子代噬菌體，并檢測子代噬菌體放射性，可以檢測到32P標(biāo)記的DNA，但卻不能檢測到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)。
說明：親子代具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA。子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的。
4．結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。
1.(必修2
P45相關(guān)信息)在T2噬菌體的化學(xué)組成中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA，且僅蛋白質(zhì)中含有S，磷幾乎都存在于DNA分子中。
2．(必修2
P45旁欄思考)標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA的元素分別是35S和32P，用14C和18O標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA不可行(填“可行”或“不可行”)，原因是蛋白質(zhì)和DNA都含有C和O。
3．(必修2
P46思考與討論)以細(xì)菌或病毒作為遺傳物質(zhì)探索的實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)是：個體很小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化；繁殖快。
1．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)和肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較
比較項(xiàng)目
噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)
肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
設(shè)計(jì)思路
設(shè)法將DNA和其他物質(zhì)分開，單獨(dú)研究它們各自不同的功能
技術(shù)手段
噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、放射性同位素標(biāo)記技術(shù)、物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等
細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等
檢測結(jié)果的方式
檢測放射性位置
觀察菌落類型
結(jié)論
DNA是遺傳物質(zhì)
DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)
2．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的兩個關(guān)鍵點(diǎn)
(1)含放射性標(biāo)記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，因?yàn)椴《緺I專性寄生生活，所以應(yīng)先培養(yǎng)細(xì)菌，再用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體。
(2)35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)不能同時標(biāo)記在同一個噬菌體上，因?yàn)榉派湫詸z測時，只能檢測到存在部位，不能確定是何種元素的放射性。
3．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中上清液和沉淀物放射性分析
(1)32P噬菌體侵染大腸桿菌
(2)35S噬菌體侵染大腸桿菌
題組一　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)分析
1．(2019·山東濰坊一模)下列關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　)
A．標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA時，可用含35S和32P的合成培養(yǎng)基分別培養(yǎng)噬菌體
B．用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，離心后上清液有放射性可能是保溫時間過長所致
C．該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是
D．該實(shí)驗(yàn)還可說明噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是由細(xì)菌的遺傳物質(zhì)控制合成的
答案　B
解析　病毒是非細(xì)胞生物，寄生在活細(xì)胞中，所以標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA時，不可用含35S和32P的合成培養(yǎng)基分別培養(yǎng)噬菌體，A錯誤；用32P標(biāo)記的噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)中，上清液出現(xiàn)較強(qiáng)放射性的原因可能是培養(yǎng)時間過長，大腸桿菌裂解后釋放出子代噬菌體，B正確；噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能說明蛋白質(zhì)不是，C錯誤；該實(shí)驗(yàn)還可說明噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是由噬菌體的遺傳物質(zhì)控制合成的，D錯誤。
2．圖1、圖2表示T2噬菌體侵染大腸桿菌的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，據(jù)圖分析，你認(rèn)為正確的是(　　)
A．甲處的噬菌體一定含有放射性
B．乙處的噬菌體一定不含放射性
C．圖2能證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是
D．如果培養(yǎng)2代以上，乙處DNA分子兩條鏈都有放射性的噬菌體比例會增多
答案　A
解析　用含有32P或35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，大腸桿菌被32P或35S標(biāo)記，用被32P或35S標(biāo)記的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體，噬菌體以大腸桿菌的脫氧核苷酸和氨基酸為原料合成子代噬菌體，因此子代(甲處的)噬菌體一定含有放射性，A正確；用被32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，由于DNA以半保留復(fù)制的方式進(jìn)行復(fù)制，所以大腸桿菌裂解釋放的子代噬菌體有一部分含有放射性，B錯誤；圖2需要35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)才能證明DNA是遺傳物質(zhì)，C錯誤；用被32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，由于DNA以半保留復(fù)制的方式進(jìn)行復(fù)制，因此培養(yǎng)2代以上，乙處DNA分子兩條鏈都有放射性的噬菌體為0，D錯誤。
題組二　同位素示蹤法及標(biāo)記問題
3．(2020·黃山“八校聯(lián)考”)用32P標(biāo)記的一個噬菌體侵染用15N標(biāo)記的大腸桿菌，一段時間后大腸桿菌裂解釋放出100個子代噬菌體。下列有關(guān)敘述不正確的是(　　)
A．所有子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼中都含15N
B．所有子代噬菌體的核酸中都含15N
C．含32P的子代噬菌體占所有子代噬菌體的1/50
D．所有子代噬菌體只含15N不含32P
答案　D
解析　核酸的組成元素有C、H、O、N、P，蛋白質(zhì)的組成元素有C、H、O、N、P、S，噬菌體增殖的模板是由噬菌體自身提供的，細(xì)菌提供了原料、酶、場所等，所以所有子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和核酸中都含有15N，A、B正確；根據(jù)DNA的半保留復(fù)制，釋放出的100個子代噬菌體中，含32P的有2個，所以含32P的子代噬菌體占所有子代噬菌體的，C正確，D錯誤。
4．(2019·吉林梅河口五中月考)為了探究T2噬菌體的遺傳物質(zhì)，用放射性同位素標(biāo)記的T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，經(jīng)保溫培養(yǎng)、攪拌離心，檢測放射性，預(yù)計(jì)上清液中應(yīng)沒有放射性，但結(jié)果出現(xiàn)了放射性。則標(biāo)記的元素及誤差原因是(　　)
A．S；培養(yǎng)時間過長
B．P；培養(yǎng)時間過長
C．P；攪拌不夠充分
D．S；攪拌不夠充分
答案　B
解析　噬菌體侵染細(xì)菌時，只有DNA(特征元素是P)進(jìn)入細(xì)菌，并隨著細(xì)菌離心到沉淀物中，而蛋白質(zhì)外殼(特征元素是S)留在細(xì)胞外，離心到上清液中，用放射性同位素標(biāo)記的T2噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，預(yù)計(jì)上清液中應(yīng)該沒有放射性物質(zhì)，說明標(biāo)記的元素是P；上清液中出現(xiàn)了放射性物質(zhì)，可能是培養(yǎng)時間過長，子代噬菌體釋放出來，離心到上清液，導(dǎo)致上清液出現(xiàn)放射性，也可能是培養(yǎng)時間過短，部分噬菌體的DNA未進(jìn)入細(xì)菌。
考點(diǎn)3　生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的分析
1．RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)材料：煙草花葉病毒和煙草。煙草花葉病毒的組成成分是RNA和蛋白質(zhì)。
(2)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。
2．生物體內(nèi)核酸種類及遺傳物質(zhì)
生物類型
核酸種類
遺傳物質(zhì)
實(shí)例
有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物
真核生物
DNA和RNA
DNA
玉米、小麥、人
原核生物
乳酸菌、藍(lán)藻
無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物
DNA病毒
DNA
DNA
噬菌體
RNA病毒
RNA
RNA
煙草花葉病毒
3.DNA是主要的遺傳物質(zhì)
絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA，故DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
題組一　RNA是遺傳物質(zhì)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)
1．(2019·武漢高三調(diào)研)煙草花葉病毒有多種株系，把病毒的RNA和蛋白質(zhì)分開，分別去感染煙草，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：S株系的蛋白質(zhì)不能使煙草生病，S株系的RNA能使煙草生病且葉片出現(xiàn)Ⅰ型病斑；HR株系的蛋白質(zhì)不能使煙草生病，HR株系的RNA能使煙草生病且葉片出現(xiàn)Ⅱ型病斑。為了驗(yàn)證RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，把HR株系的蛋白質(zhì)與S株系的RNA組裝后再感染煙草，預(yù)期出現(xiàn)的結(jié)果是(　　)
A．葉片未出現(xiàn)病斑，未分離出子代病毒
B．葉片出現(xiàn)Ⅱ型病斑，未分離出子代病毒
C．葉片出現(xiàn)Ⅰ型病斑，分離出的子病毒含S株系的蛋白質(zhì)
D．葉片出現(xiàn)Ⅰ型病斑，分離出的子病毒含HR株系的RNA
答案　C
解析　題干信息顯示，煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，將HR株系的蛋白質(zhì)與S株系的RNA組裝后感染煙草，將表現(xiàn)出S株系的特征，出現(xiàn)Ⅰ型病斑，子代病毒也含有S株系的蛋白質(zhì)，C正確。
2．科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實(shí)驗(yàn)結(jié)果(見下表)中，不可能出現(xiàn)的是(　　)
實(shí)驗(yàn)編號
實(shí)驗(yàn)過程
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
病斑類型
病斑中分離出的病毒類型
①
a型TMV感染植物
a型
a型
②
b型TMV感染植物
b型
b型
③
組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)＋b型TMV的RNA)→感染植物
b型
a型
④
組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)＋a型TMV的RNA)→感染植物
a型
a型
A．實(shí)驗(yàn)①
B．實(shí)驗(yàn)②
C．實(shí)驗(yàn)③
D．實(shí)驗(yàn)④
答案　C
解析　因?yàn)闊煵莼ㄈ~病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以決定病毒類型和病斑類型的是RNA，而不是蛋白質(zhì)。③中的RNA是b型TMV的，分離出的病毒類型就應(yīng)該是b型。
題組二　生物體遺傳物質(zhì)的判斷
3．下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說法，錯誤的是(　　)
①真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA　②原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA　③細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA　④細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)是RNA　⑤甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA
A．①②③
B．②③④
C．②④⑤
D．③④⑤
答案　C
解析　真核生物和原核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，①正確，②錯誤；細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)都是DNA，③正確，④錯誤；甲型H1N1流感病毒屬于RNA病毒，遺傳物質(zhì)是RNA，⑤錯誤。
4．現(xiàn)有一種感染螨蟲的新型病毒，研究人員欲利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的螨蟲細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)可相互印證的甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)，以確定該病毒的核酸類型。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的敘述，錯誤的是(　　)
A．應(yīng)選用35S、32P分別標(biāo)記該病毒的蛋白質(zhì)和核酸
B．先將甲、乙兩組螨蟲細(xì)胞分別培養(yǎng)在含同位素標(biāo)記的尿嘧啶或胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中
C．再將病毒分別接種到含有甲、乙兩組螨蟲細(xì)胞的培養(yǎng)液中
D．一定時間后離心并收集、檢測病毒的放射性，以確定病毒的類型
答案　A
解析　DNA和RNA的化學(xué)組成存在差異，DNA中特有的堿基是T，而RNA中特有的堿基是U，因此可利用放射性同位素分別標(biāo)記堿基T和堿基U，通過檢測子代的放射性來判斷該病毒的類型。因此，實(shí)驗(yàn)思路為：先將甲、乙兩組螨蟲細(xì)胞分別培養(yǎng)在含有放射性同位素標(biāo)記的尿嘧啶或胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，再將病毒分別接種到含有甲、乙兩組螨蟲細(xì)胞的培養(yǎng)液中，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性，以確定病毒的類型，用35S、32P分別標(biāo)記該病毒的蛋白質(zhì)和核酸不能確定核酸的類型。
“遺傳物質(zhì)”探索的4種方法
高考熱點(diǎn)突破
1．(2018·全國卷Ⅲ)下列研究工作中由我國科學(xué)家完成的是(　　)
A．以豌豆為材料發(fā)現(xiàn)性狀遺傳規(guī)律的實(shí)驗(yàn)
B．用小球藻發(fā)現(xiàn)光合作用暗反應(yīng)途徑的實(shí)驗(yàn)
C．證明DNA是遺傳物質(zhì)的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
D．首例具有生物活性的結(jié)晶牛胰島素的人工合成
答案　D
解析　以豌豆為材料發(fā)現(xiàn)性狀遺傳規(guī)律的實(shí)驗(yàn)是奧地利科學(xué)家孟德爾完成的，A錯誤；用小球藻發(fā)現(xiàn)光合作用暗反應(yīng)途徑的實(shí)驗(yàn)是美國科學(xué)家卡爾文完成的，B錯誤；證明DNA是遺傳物質(zhì)的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是美國科學(xué)家艾弗里完成的，C錯誤；首例具有生物活性的結(jié)晶牛胰島素的人工合成是我國科學(xué)家在1965年完成的，D正確。
2．(2017·全國卷Ⅱ)在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述，正確的是(　　)
A．T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復(fù)制和增殖
B．T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì)
C．培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中
D．人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同
答案　C
解析　T2噬菌體只能寄生在大腸桿菌中，并在其細(xì)胞中復(fù)制、增殖以及合成mRNA和蛋白質(zhì)，A、B錯誤；培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)部，在宿主細(xì)胞內(nèi)，T2噬菌體以自身DNA為模板，以宿主細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)(含32P的脫氧核苷酸)為原料合成子代噬菌體的DNA，因此培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人類免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌體所含的核酸是DNA，故兩者的核酸類型不同，增殖過程不完全相同，D錯誤。
3．(2017·江蘇高考)下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是(　　)
A．格里菲思實(shí)驗(yàn)證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀
B．艾弗里實(shí)驗(yàn)證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C．赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中離心后細(xì)菌主要存在于沉淀中
D．赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P標(biāo)記
答案　C
解析　格里菲思實(shí)驗(yàn)證明加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種可使無毒性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒性S型活細(xì)菌的“轉(zhuǎn)化因子”，A錯誤；艾弗里實(shí)驗(yàn)屬于肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，并沒有涉及肺炎雙球菌對小鼠的作用，且S型細(xì)菌的DNA不能使小鼠死亡，B錯誤；赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中，細(xì)菌重量較大，離心后存在于沉淀中，C正確；赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中，噬菌體進(jìn)入細(xì)菌后，以自身DNA為模板，以細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)為原料，遵循半保留復(fù)制原則，合成子代噬菌體的DNA，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)個體增殖，因此細(xì)菌裂解后得到的噬菌體中只有少量的噬菌體含有32P標(biāo)記，D錯誤。
4．(2016·江蘇高考)下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)敘述，正確的是(　　)
A．格里菲思實(shí)驗(yàn)中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型是基因突變的結(jié)果
B．格里菲思實(shí)驗(yàn)證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)
C．赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中T2噬菌體的DNA是用32P直接標(biāo)記的
D．赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)
答案　D
解析　格里菲思實(shí)驗(yàn)中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型是基因重組的結(jié)果，A錯誤；格里菲思實(shí)驗(yàn)證明了S型肺炎雙球菌中含有轉(zhuǎn)化因子，艾弗里實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，B錯誤；赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中T2噬菌體的DNA是利用含32P的大腸桿菌培養(yǎng)標(biāo)記的，該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)，C錯誤，D正確。
5．(2015·全國卷Ⅰ)人或動物PrP基因編碼一種蛋白(PrPc)，該蛋白無致病性。PrPc的空間結(jié)構(gòu)改變后成為PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以誘導(dǎo)更多的PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc，實(shí)現(xiàn)朊粒的增殖，可以引起瘋牛病。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是(　　)
A．朊粒侵入機(jī)體后可整合到宿主的基因組中
B．朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同
C．蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化
D．PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc的過程屬于遺傳信息的翻譯過程
答案　C
解析　據(jù)題中信息可知朊粒是PrP基因所編碼的蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)變化后形成的，因此還屬于蛋白質(zhì)，宿主細(xì)胞的基因組屬于DNA范疇，朊粒不可能整合到宿主細(xì)胞的基因組中，A錯誤；細(xì)菌增殖方式為二分裂，與朊粒不相同，B錯誤；由題中信息可知，PrP基因編碼的蛋白質(zhì)與朊粒間因空間結(jié)構(gòu)的不同而功能不同，C正確；PrPc轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPsc只是蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，D錯誤。
6．(2017·全國卷Ⅰ)根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。
假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換。請利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型。簡要寫出(1)實(shí)驗(yàn)思路，(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論即可。(要求：實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個組)
__________________________________________________________________
答案　(1)思路
甲組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。
乙組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。
(2)結(jié)果及結(jié)論
若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；反之為DNA病毒。
解析　該實(shí)驗(yàn)的目的是鑒定一種病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，要求使用的實(shí)驗(yàn)方法是放射性同位素標(biāo)記法。DNA和RNA的元素組成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只標(biāo)記化學(xué)元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之處在于含氮堿基不同，因此可在培養(yǎng)基中分別加入含有放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶和含有放射性標(biāo)記的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶來合成DNA，還是利用含有放射性標(biāo)記的尿嘧啶來合成RNA。
課時作業(yè)
一、選擇題
1．下列有關(guān)生物體遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是(　　)
A．豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA
B．酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上
C．T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素
D．煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)水解能產(chǎn)生4種脫氧核苷酸
答案　B
解析　豌豆的遺傳物質(zhì)是DNA，對全部生物來說“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”，A錯誤；酵母菌是真核生物，其遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上，B正確；T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，其中不含硫元素，C錯誤；煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，其水解能產(chǎn)生4種核糖核苷酸，D錯誤。
2．(2019·黑龍江大慶鐵人中學(xué)期中)如圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的基本步驟，其中步驟①需要加熱處理，有關(guān)說法正確的是(　　)
A．要順利完成該實(shí)驗(yàn)②需要加熱處理
B．③要將所有提取物與R型菌共同培養(yǎng)
C．②③④的結(jié)果說明DNA是重要遺傳物質(zhì)
D．①④的結(jié)果是有S型、R型兩種菌落
答案　D
解析　①過程要加熱處理，而②過程要獲取蛋白質(zhì)、DNA等成分，所以不能加熱處理；③是將不同的提取物分別與R型菌共同培養(yǎng)；②③④的結(jié)果表明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；由于S型菌的DNA能使R型菌轉(zhuǎn)化，所以①④的結(jié)果是有S型、R型兩種菌落。
3．在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，向培養(yǎng)有R型細(xì)菌的1、2、3、4四支試管中依次加入從S型活細(xì)菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)過培養(yǎng)，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌的是(　　)
A．3和4
B．1、3和4
C．2、3和4
D．1、2、3和4
答案　D
解析　2、3、4三支試管內(nèi)只有R型細(xì)菌，因?yàn)闆]有S型細(xì)菌的DNA，所以都不會發(fā)生轉(zhuǎn)化；1號試管因?yàn)橛蠸型細(xì)菌的DNA，所以會使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，但是發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型細(xì)菌只是一部分，故試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌存在。
4．(2019·福建五校高三聯(lián)考)下列關(guān)于T2噬菌體侵染細(xì)菌的系列實(shí)驗(yàn)的敘述，最可能的是(　　)
A．用35S標(biāo)記親代噬菌體，若攪拌離心，則沉淀無放射性
B．用35S標(biāo)記細(xì)菌，若檢測子代放射性，則子代全部沒有放射性
C．用32P標(biāo)記細(xì)菌，若檢測子代放射性，則子代全部含有放射性
D．用32P標(biāo)記親代噬菌體，若檢測子代放射性，則子代含放射性標(biāo)記的個數(shù)為2個
答案　C
解析　用35S標(biāo)記親代噬菌體，若攪拌不充分，部分噬菌體仍吸附在細(xì)菌表面，故沉淀中可能存在放射性，A錯誤；用35S標(biāo)記細(xì)菌，由于噬菌體合成自身蛋白質(zhì)所需的氨基酸均來自細(xì)菌，若檢測子代放射性，則子代全部有放射性，B錯誤；用32P標(biāo)記細(xì)菌，由于噬菌體DNA復(fù)制所需的脫氧核糖核苷酸均來自細(xì)菌，根據(jù)DNA的半保留復(fù)制可知，子代噬菌體全部含有放射性，C正確；用32P標(biāo)記親代噬菌體，由于侵染細(xì)菌的噬菌體并非只有一個，若檢測子代放射性，則子代含放射性標(biāo)記的個數(shù)多于2個，D錯誤。
5．(2019·福建寧德模擬)關(guān)于艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　)
A．實(shí)驗(yàn)都運(yùn)用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)
B．實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是主要遺傳物質(zhì)
C．艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對照，赫爾希與蔡斯的實(shí)驗(yàn)沒有對照
D．實(shí)驗(yàn)思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的作用
答案　D
解析　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)沒有運(yùn)用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，A錯誤；這兩個實(shí)驗(yàn)都證明DNA是遺傳物質(zhì)，沒有證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，B錯誤；艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)置了對照，赫爾希與蔡斯的實(shí)驗(yàn)存在兩個實(shí)驗(yàn)組的相互對照，C錯誤；這兩個實(shí)驗(yàn)的思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的作用，D正確。
6．某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個實(shí)驗(yàn)：①用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌；②用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；③用未標(biāo)記的噬菌體侵染3H標(biāo)記的細(xì)菌；④用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，經(jīng)過一段時間后(細(xì)菌未裂解)離心，以上4個實(shí)驗(yàn)中檢測到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、沉淀物和上清液
B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液
D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
答案　D
解析　在該實(shí)驗(yàn)中，沉淀物的主要成分是細(xì)菌，上清液的主要成分為噬菌體外殼。①③都直接對細(xì)菌進(jìn)行了標(biāo)記，放射性主要出現(xiàn)在沉淀物中；②用32P標(biāo)記噬菌體，只能標(biāo)記噬菌體的DNA，在該實(shí)驗(yàn)中，噬菌體的DNA會進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，放射性也主要出現(xiàn)在沉淀物中；④用15N標(biāo)記噬菌體，可以標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，在該實(shí)驗(yàn)中，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼不會進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，而DNA可以進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，故放射性會出現(xiàn)在上清液和沉淀物中。
7．(2019·廣州模擬)將分別用32P和35S標(biāo)記T2噬菌體與無標(biāo)記的細(xì)菌混合培養(yǎng)，保溫一定時間后經(jīng)攪拌、離心得到上清液和沉淀物，并測量放射性。對此實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是(　　)
A．實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯窟z傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)
B．保溫時間過長會使32P標(biāo)記組上清液的放射性偏低
C．?dāng)嚢璨怀浞謺?5S標(biāo)記組沉淀物的放射性偏高
D．實(shí)驗(yàn)所獲得的子代噬菌體不含35S而部分可含有32P
答案　B
解析　蔡斯、赫爾希分別用32P和35S標(biāo)記的噬菌體侵染無標(biāo)記的大腸桿菌，從而可將DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)研究是哪種物質(zhì)在起遺傳效應(yīng)，A正確；32P標(biāo)記組的離心結(jié)果是試管底部出現(xiàn)大量的放射性，說明DNA是進(jìn)入到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，如果保溫時間過長，子代噬菌體會因?yàn)榇竽c桿菌裂解而被釋放，從而使上清液放射性偏高，B錯誤；如果攪拌不充分，吸附在大腸桿菌表面的被35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼隨著大腸桿菌一起離心到試管底部，從而使沉淀物的放射性偏高，C正確；被32P標(biāo)記的噬菌體DNA會因?yàn)榘氡Ａ魪?fù)制使得部分子代噬菌體帶有32P標(biāo)記，但被標(biāo)記的蛋白質(zhì)不進(jìn)入大腸桿菌，故子代噬菌體不會含有35S，D正確。
8．(2019·濰坊教科院模擬)下列有關(guān)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是(　　)
A．該實(shí)驗(yàn)若選取煙草花葉病毒為實(shí)驗(yàn)材料，能夠得到同樣的結(jié)論
B．該實(shí)驗(yàn)中每組先后兩次用大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體，培養(yǎng)的目的不同
C．子代噬菌體的DNA全部來自于親代，蛋白質(zhì)全部是新合成的
D．噬菌體DNA的復(fù)制過程中也可能發(fā)生基因突變和基因重組等變異
答案　B
解析　煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，選取煙草花葉病毒為實(shí)驗(yàn)材料，不可以得出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論，A錯誤；DNA復(fù)制方式為半保留復(fù)制，故子代噬菌體的DNA的一條鏈來自親代，蛋白質(zhì)全部為新合成的，C錯誤；基因重組發(fā)生在真核生物減數(shù)分裂過程中，故噬菌體DNA復(fù)制過程只發(fā)生基因突變，D錯誤。
9．(2019·河北九校高三聯(lián)考)如圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的基本步驟，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．①要加熱處理，②要將各提取物分別與R型菌混合培養(yǎng)
B．培養(yǎng)基上的一個肺炎雙球菌的菌落是一個群落
C．如果將活S型菌懸液與活R型菌懸液換一下位置，則不會發(fā)生轉(zhuǎn)化
D．③要轉(zhuǎn)入固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，結(jié)果可能出現(xiàn)S型、R型兩種菌落
答案　D
解析　圖中①過程為獲取S型菌的蛋白質(zhì)、DNA等成分，不能加熱處理，A錯誤；培養(yǎng)基上的一個肺炎雙球菌的菌落是一個種群，B錯誤；如果將活S型菌懸液與活R型菌懸液換一下位置，也可能發(fā)生轉(zhuǎn)化，C錯誤；③要轉(zhuǎn)入固體培養(yǎng)基培養(yǎng)，結(jié)果可能出現(xiàn)S型、R型兩種菌落，D正確。
二、非選擇題
10．感受態(tài)R型細(xì)菌與S型細(xì)菌之間的轉(zhuǎn)化過程如圖2所示，請回答下列有關(guān)問題：
圖1
(1)青霉素是一種常用的廣譜抗菌素，通過抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成起殺菌作用，無青霉素抗性的細(xì)菌與青霉素接觸，易導(dǎo)致細(xì)菌死亡的原因最可能是______________________________。
(2)在實(shí)驗(yàn)4死亡的小鼠中能夠分離出________型細(xì)菌。
(3)除了用顯微鏡觀察細(xì)菌有無莢膜或在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，以觀察菌落特征外，據(jù)圖1可知，你還可以通過怎樣的方法來區(qū)分R型和S型細(xì)菌？____________________________。
(4)圖2中S型細(xì)菌的DNA雙鏈片段與A細(xì)胞膜表面的相關(guān)DNA結(jié)合蛋白結(jié)合，其中一條鏈在________酶的作用下分解，另一條鏈與感受態(tài)特異蛋白結(jié)合進(jìn)入R型細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)；C細(xì)胞經(jīng)DNA復(fù)制和細(xì)菌分裂后，產(chǎn)生大量的S型細(xì)菌導(dǎo)致小鼠患敗血癥死亡，S型細(xì)菌的致病性與緊貼在細(xì)胞壁外側(cè)的________(一種結(jié)構(gòu))有關(guān)，細(xì)菌此結(jié)構(gòu)的有無受________控制。
(5)科學(xué)家證實(shí)生物界基因表達(dá)基本機(jī)制是相同的。性狀的表達(dá)需經(jīng)過________和________過程。
答案　(1)細(xì)菌細(xì)胞吸水過多，細(xì)胞膜過度膨脹發(fā)生破裂
(2)S型和R
(3)用注射法，通過觀察小鼠的生活情況來區(qū)分
(4)DNA水解　莢膜　DNA(或控制莢膜合成的基因)
(5)轉(zhuǎn)錄　翻譯
解析　(1)由于青霉素能抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，所以無青霉素抗性的細(xì)菌與青霉素接觸，不能合成細(xì)胞壁，細(xì)菌細(xì)胞吸水過多，細(xì)胞膜因沒有細(xì)胞壁的保護(hù)而過度膨脹發(fā)生破裂，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。
(2)S型細(xì)菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，因此，在實(shí)驗(yàn)4中死亡的小鼠中能夠分離出S型和R型細(xì)菌。
(4)DNA水解需要DNA(水解)酶的催化，S型細(xì)菌的致病性與其細(xì)胞壁外側(cè)的多糖莢膜有關(guān)。
11．如圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解，請據(jù)圖回答：
(1)該實(shí)驗(yàn)是________所做的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的圖解。
(2)該實(shí)驗(yàn)是在________________________實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其目的是證明____________的化學(xué)成分。
(3)依據(jù)上圖所示實(shí)驗(yàn)，可以作出______________的假設(shè)。
(4)為驗(yàn)證上面的假設(shè)，他們又設(shè)計(jì)了右面的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)中加入DNA酶的目的是________________________，他們觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________。
(5)通過上面兩步實(shí)驗(yàn)，仍然不能說明__________，為此他們設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)：
他們觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是__________________，該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘f明____________________。
答案　(1)艾弗里及其同事
(2)格里菲思肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化　“轉(zhuǎn)化因子”
(3)DNA是遺傳物質(zhì)
(4)分解從S型菌中提取的DNA　培養(yǎng)基中只長R型菌
(5)蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)　培養(yǎng)基中只長R型菌　蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)
解析　(1)由實(shí)驗(yàn)圖解可看出，這是在培養(yǎng)基中加入R型菌和S型菌的DNA，是艾弗里及其同事所做的肺炎雙球菌體外的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解。
(2)該實(shí)驗(yàn)是在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上為進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”的化學(xué)成分而設(shè)計(jì)的。
(4)為了驗(yàn)證所作假設(shè)，又將能夠水解DNA的DNA酶與S型菌DNA混合后加入到培養(yǎng)基中，結(jié)果培養(yǎng)基中只長R型菌。
(5)要進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)，還需將這些物質(zhì)分別加入培養(yǎng)基中，看結(jié)果是否只長R型菌。
12．結(jié)合遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，請據(jù)圖回答：
(1)圖甲為艾弗里及其同事進(jìn)行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解，該實(shí)驗(yàn)成功的最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是____________________。
(2)為了充分證明DNA是遺傳物質(zhì)，艾弗里還設(shè)置了一組對照實(shí)驗(yàn)，在培養(yǎng)R型菌的培養(yǎng)基中加入________，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
(3)后來，赫爾希和蔡斯用________法，進(jìn)一步證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)包括4個步驟：①噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)；②用35S和32P分別標(biāo)記噬菌體；③放射性檢測；④離心分離。該實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是________(用數(shù)字表示)。
(4)________(填“能”或“不能”)在子代噬菌體中找到兩條鏈都被32P標(biāo)記的DNA分子。________(填“能”或“不能”)在子代噬菌體中找到兩條鏈都是31P的DNA分子。
(5)用被35S標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)存在于________(填“上清液”或“沉淀物”)中。
(6)1個噬菌體的DNA連續(xù)復(fù)制n次后，含親代噬菌體DNA鏈的子代噬菌體個體應(yīng)占總數(shù)的________。
答案　(1)將DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分開
(2)S型菌的DNA和DNA酶
(3)放射性同位素標(biāo)記　②①④③
(4)不能　能
(5)上清液　(6)1/2n－1
解析　(1)艾弗里實(shí)驗(yàn)成功的最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是分離并提純S型菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)，單獨(dú)研究它們各自的功能。
(2)S型菌的DNA和DNA酶不能使得R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌，從反面證明使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的物質(zhì)是DNA。
(3)赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)采用了放射性同位素標(biāo)記法，進(jìn)一步證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。該實(shí)驗(yàn)的步驟為：②用35S和32P分別標(biāo)記噬菌體；①噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)；④離心分離；③放射性檢測。
(4)由于DNA分子復(fù)制為半保留復(fù)制，1個32P標(biāo)記的親代噬菌體復(fù)制n次形成的子代噬菌體中，沒有兩條鏈都被32P標(biāo)記的DNA分子，有2個DNA分子1條鏈?zhǔn)?2P，另一條鏈?zhǔn)?1P，(2n－2)個DNA分子中兩條鏈都是31P。
(5)35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細(xì)菌時，蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌，經(jīng)過攪拌離心后分布在上清液中。因此，用被35S標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)主要存在于上清液中。
(6)1個噬菌體的DNA連續(xù)復(fù)制n次后，得到2n個DNA，含親代噬菌體DNA鏈的有2個，所以含親代噬菌體的DNA鏈的子代噬菌體個體應(yīng)占總數(shù)的1/2n－1。

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