資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
3-1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)
課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 核心素養(yǎng)對(duì)接
1．闡明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程。 2．說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 3．說(shuō)明自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”。 4．認(rèn)同人類對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過(guò)程，認(rèn)同實(shí)驗(yàn)技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。 1．掌握肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)論；掌握噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的方法、過(guò)程及結(jié)論，體驗(yàn)探究生物遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)思路。(科學(xué)探究) 2．分析比較本節(jié)三大實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(科學(xué)思維) 3．查閱相關(guān)資料，深入理解“煙草花葉病毒的感染實(shí)驗(yàn)”，理解DNA是主要遺傳物質(zhì)的結(jié)論。(科學(xué)思維)
1．肺炎鏈球菌的類型
項(xiàng)目 有無(wú)莢膜 菌落特征 有無(wú)致病性
S型 細(xì)菌 有 表面光滑 有
R型 細(xì)菌 無(wú) 表面粗糙 無(wú)
2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(1)過(guò)程與現(xiàn)象
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子。
3．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體。
(1)結(jié)構(gòu)(填圖)
(2)生活方式：寄生在大腸桿菌體內(nèi)。
2．實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法。
3．實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象
4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是真正的遺傳物質(zhì)。
1．煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)
(1)煙草花葉病毒的組成：只含有蛋白質(zhì)和RNA。
(2)侵染實(shí)驗(yàn)
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。
2．DNA是主要的遺傳物質(zhì)：因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
1．判正誤(對(duì)的畫“√”，錯(cuò)的畫“×”)
(1)高溫處理過(guò)的S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)因變性而不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。(　×　)
(2)格里菲思和艾弗里分別用不同的方法證明DNA是遺傳物質(zhì)。(　×　)
(3)艾弗里實(shí)驗(yàn)中加熱致死的S型菌的提取物加入R型菌的培養(yǎng)基上，最后生存的細(xì)菌都是S型菌。(　×　)
(4)T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成，P存在于DNA中，S幾乎全部存在于蛋白質(zhì)中。(　√　)
(5)煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)說(shuō)明所有病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA。(　×　)
2．微思考
圖1為噬菌體侵染細(xì)菌的電鏡照片，圖2表示T2噬菌體侵染細(xì)菌過(guò)程，據(jù)圖回答問(wèn)題：
圖1　　　　　　　　　圖2
(1)噬菌體DNA和蛋白質(zhì)共有的元素和特有的元素有哪些？
提示　共有的元素是C、H、O、N，蛋白質(zhì)特有的元素是S，P幾乎全部存在于DNA中。
(2)噬菌體侵染細(xì)菌后，合成的子代噬菌體與親代噬菌體幾乎相同，其原因是__________
________________________________________________________________________。
提示　指導(dǎo)子代噬菌體合成的遺傳物質(zhì)來(lái)自親代噬菌體
(3)T2噬菌體不能在肺炎鏈球菌體內(nèi)增殖的原因是什么？
提示　T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)一　肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．格里菲思的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有具體證明哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)？
提示　格里菲思實(shí)驗(yàn)只提出“轉(zhuǎn)化因子”，未證明什么是遺傳物質(zhì)。
2．格里菲思將R型活菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)分離出的細(xì)菌有幾種類型？哪一種數(shù)量多？
提示　能分離出R型細(xì)菌和S型細(xì)菌；R型細(xì)菌數(shù)量多。
3．艾弗里在實(shí)驗(yàn)中利用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶處理S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物的原理是什么？
提示　利用“減法原理”控制對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的自變量。用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶，分別特異性地除去細(xì)胞提取物中的蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)、DNA。
1．格里菲思和艾弗里的實(shí)驗(yàn)比較
項(xiàng)目 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)者 格里菲思 艾弗里及其同事
培養(yǎng)細(xì)菌 用小鼠(體內(nèi)) 用培養(yǎng)基(體外)
實(shí)驗(yàn)原則 R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對(duì)照 S型細(xì)菌各成分作用的相互對(duì)照
實(shí)驗(yàn)結(jié)果 加熱殺死的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌 S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子” DNA是遺傳物質(zhì)
聯(lián)系 (1)所用材料相同，都是肺炎鏈球菌：R型和S型。 (2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，僅說(shuō)明S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸，進(jìn)一步證明轉(zhuǎn)化因子是DNA。 (3)兩實(shí)驗(yàn)都遵循對(duì)照原則、單一變量原則。
2.實(shí)驗(yàn)拓展分析
(1)加熱殺死S型細(xì)菌的過(guò)程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。
(2)轉(zhuǎn)化后形成的S型細(xì)菌的性狀可以遺傳下去，說(shuō)明S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)。
(2020·山東濰坊高一檢測(cè))在肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，下列能在死亡小鼠體內(nèi)出現(xiàn)的細(xì)菌類型有(　　)
①有毒的R型活細(xì)菌 ②無(wú)毒的R型活細(xì)菌
③有毒的S型活細(xì)菌 ④無(wú)毒的S型活細(xì)菌
A．①④　　　　　　　 B．②③
C．③ D．①③
B　[小鼠體內(nèi)的部分無(wú)毒的R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化為有毒的S型細(xì)菌，大多數(shù)是未轉(zhuǎn)化的R型細(xì)菌。]
(2021·全國(guó)乙卷T5)在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，無(wú)毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識(shí)所做的下列推測(cè)中，不合理的是(　　)
A．與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)
B．S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
C．加熱殺死的S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響
D．將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌
D　[與R型菌相比，S型菌具有莢膜多糖，S型菌有毒，故可推測(cè)S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)，A正確；S型菌的DNA進(jìn)入R型菌細(xì)胞后使R型菌具有了S型菌的性狀，可知S型菌的DNA進(jìn)入R型菌細(xì)胞后指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，B正確；加熱殺死的S型菌不會(huì)使小白鼠死亡，說(shuō)明加熱殺死的S型菌的蛋白質(zhì)功能喪失，而加熱殺死的S型菌的DNA可以使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，可知其DNA功能不受影響，C正確；將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后，DNA被水解為小分子物質(zhì)，故與R型菌混合，不能得到S型菌，D錯(cuò)誤。]
[舉一反三]　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(guò)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。
　某研究人員模擬肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：
①R型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入S型細(xì)菌→注射入小鼠
②S型細(xì)菌的DNA＋DNA酶→加入R型細(xì)菌→注射入小鼠
③R型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠
④S型細(xì)菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細(xì)菌的DNA→注射入小鼠
以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠的情況依次是(　　)
A．存活、存活、存活、死亡
B．死亡、存活、存活、存活
C．死亡、死亡、存活、存活
D．存活、死亡、存活、死亡
B　[含有S型細(xì)菌的會(huì)使小鼠死亡，不含有S型細(xì)菌的不會(huì)使小鼠死亡。①中含有S型細(xì)菌；②中的S型細(xì)菌的DNA被DNA酶分解掉，所以只含有R型細(xì)菌；③④中經(jīng)高溫加熱后R、S型兩種細(xì)菌均死亡，所以小鼠不死亡。]
任務(wù)驅(qū)動(dòng)二　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
如圖為用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)圖示并結(jié)合教材內(nèi)容回答下列問(wèn)題：
圖1
圖2
(1)本實(shí)驗(yàn)采用的是放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，為什么用35S和32P進(jìn)行標(biāo)記？
提示　S是噬菌體蛋白質(zhì)特有的元素，P幾乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素P和S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，可以單獨(dú)地觀察它們各自的作用。
(2)為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來(lái)培養(yǎng)T2噬菌體？
提示　因?yàn)槭删w營(yíng)寄生生活，只有在細(xì)菌體內(nèi)才能進(jìn)行增殖，故應(yīng)先培養(yǎng)細(xì)菌，再用細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。
(3)能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體？能否用32P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體？
提示　不能， 因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)都含C和O。不能用32P和35S同時(shí)標(biāo)記噬菌體。
(4)圖2中T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中需經(jīng)過(guò)短時(shí)間保溫后，再進(jìn)行⑦⑧過(guò)程。⑦⑧分別代表______和________過(guò)程，其中⑦的目的是________________________________，⑧的目的是讓____________中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而沉淀物中留下被侵染的________。
提示　攪拌　離心　使吸附在細(xì)菌上的噬菌體(外殼)與細(xì)菌分離　上清液　大腸桿菌
1．(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析
(2)含35S的噬菌體侵染大腸桿菌
2．肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較
實(shí)驗(yàn)類型 肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)
設(shè)計(jì)思路 設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨(dú)、直接研究它們各自不同的遺傳功能
處理方法 用除去蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)、DNA等成分的S型菌的細(xì)胞提取物分別與R型菌混合培養(yǎng) 分別用同位素35S、32P標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA
結(jié)論 ①證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì) ②說(shuō)明了遺傳物質(zhì)可發(fā)生可遺傳的變異 ①證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) ②說(shuō)明DNA能控制蛋白質(zhì)的合成 ③說(shuō)明DNA能自我復(fù)制
以下是赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)果，關(guān)于此實(shí)驗(yàn)的分析和結(jié)論，不正確的是(　　)
A.上清液的主要成分是細(xì)菌的培養(yǎng)基和噬菌體蛋白質(zhì)外殼，沉淀物的主要成分是細(xì)菌菌體
B．此實(shí)驗(yàn)表明DNA是遺傳物質(zhì)
C．①實(shí)驗(yàn)說(shuō)明噬菌體的標(biāo)記部分進(jìn)入了細(xì)菌
D．②實(shí)驗(yàn)說(shuō)明噬菌體的標(biāo)記部分進(jìn)入了細(xì)菌
C　[上清液主要成分是細(xì)菌的培養(yǎng)基和噬菌體蛋白質(zhì)外殼，質(zhì)量較重的沉淀物的主要成分是細(xì)菌菌體，A正確；此實(shí)驗(yàn)表明：噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面，DNA才是真正的遺傳物質(zhì)，B正確；①實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明噬菌體的標(biāo)記部分進(jìn)入了細(xì)菌，因?yàn)槭删w蛋白質(zhì)外殼不能進(jìn)入細(xì)菌，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的只有噬菌體DNA，C錯(cuò)誤，D正確。]
如果用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體后，讓其侵染未標(biāo)記的大腸桿菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體中，能夠找到的標(biāo)記元素為(　　)
A．在外殼中找到15N和35S
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外殼中找到15N和32P
D．在DNA中找到15N、32P和35S
B　[DNA中含P，蛋白質(zhì)中含S，而N是DNA和蛋白質(zhì)共有的元素，因此32P只標(biāo)記DNA，35S只標(biāo)記蛋白質(zhì)，而15N同時(shí)標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)。噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，只有DNA進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)，利用細(xì)菌的脫氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，故在子代噬菌體中能找到15N和32P標(biāo)記的DNA，不能找到35S和15N標(biāo)記的蛋白質(zhì)。]
[舉一反三]　“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況
1．某研究小組模擬赫爾希和蔡斯關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用35S標(biāo)記的噬菌體侵染未標(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。短時(shí)間培養(yǎng)后進(jìn)行攪拌離心，檢測(cè)到放射性存在的主要部位依次是(　　)
A．沉淀物、沉淀物　　　　 B．沉淀物、上清液
C．上清液、沉淀物 D．上清液、上清液
C　[短時(shí)間培養(yǎng)后，子代噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)不釋放出來(lái)，離心后存在于沉淀物中。①實(shí)驗(yàn)中，用35S標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌，所以離心后主要在上清液中檢測(cè)到放射性。②實(shí)驗(yàn)中，32P存在于子代噬菌體的DNA中，其放射性主要存在于沉淀物中。]
2．(2021·江蘇卷，T12)關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是(　　 )
A．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P 的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體
B．分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫培養(yǎng)
C．用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致
D．32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)分別說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
C　[噬菌體是病毒，是營(yíng)活細(xì)胞寄生生活的生物，不能直接在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，進(jìn)行保溫培養(yǎng)，但時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)也不能過(guò)短，B錯(cuò)誤；35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，而噬菌體在侵染細(xì)菌時(shí)，蛋白質(zhì)外殼并沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)，離心后分布在上清液中，若沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分，少數(shù)蛋白質(zhì)外殼未與細(xì)菌分離所致，C正確；噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。]
任務(wù)驅(qū)動(dòng)三　DNA是主要的遺傳物質(zhì)
1．用RNA酶處理過(guò)的煙草花葉病毒能不能侵染煙草？
提示　不能。
2．細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)是RNA，這種說(shuō)法正確嗎？
提示　不正確。
3．為什么說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)？
提示　因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA，所以說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
1．病毒重建及其對(duì)煙草葉細(xì)胞的感染
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象
(2)結(jié)果分析與結(jié)論：重組病毒所繁殖的病毒類型取決于提供RNA的株系。
2．不同生物的遺傳物質(zhì)
生物 細(xì)胞生物 非細(xì)胞生物
類型 真核生物 原核生物 多數(shù)病毒 少數(shù)病毒
核酸種類 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA
遺傳物質(zhì) DNA DNA DNA RNA
結(jié)果 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
結(jié)論 DNA是主要的遺傳物質(zhì)
(2020·山東棗莊高一檢測(cè))下圖表示科研人員探究“煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，由此可以判斷(　　)
A．水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質(zhì)和RNA
B．TMV的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入煙草細(xì)胞中
C．侵入煙草細(xì)胞的RNA進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程
D．RNA是TMV的主要遺傳物質(zhì)
A　[水和苯酚的作用是將TMV的RNA與蛋白質(zhì)分離開，A正確；能將TMV的蛋白質(zhì)接種到正常煙草葉細(xì)胞內(nèi)，B錯(cuò)誤；煙草花葉病毒不是逆轉(zhuǎn)錄病毒，不能進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程，C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)表明RNA是TMV的遺傳物質(zhì)，而不是表明RNA是TMV的主要遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。]
下列關(guān)于生物的遺傳物質(zhì)的敘述，不正確的是(　　)
A．某一生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA
B．除部分病毒外，生物的遺傳物質(zhì)都是DNA
C．絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA
D．細(xì)胞中DNA較多，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)
D　[在生物中，只有部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。]
[舉一反三]　有關(guān)遺傳物質(zhì)的三點(diǎn)提醒
(1)并不是所有的核酸都能作為遺傳物質(zhì)，如細(xì)胞生物中的RNA。
(2)DNA并不是所有生物的遺傳物質(zhì)，如煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。
(3)一種生物的遺傳物質(zhì)是唯一的，對(duì)某種生物不能說(shuō)“主要遺傳物質(zhì)”。
　(2021·山東德州高一檢測(cè))下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說(shuō)法，錯(cuò)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
C　[細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，無(wú)論是真核生物還是原核生物；凡是有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，無(wú)論是細(xì)胞核中還是細(xì)胞質(zhì)中，遺傳物質(zhì)都是DNA；流感病毒是RNA病毒，遺傳物質(zhì)是RNA。]
知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 關(guān)鍵知識(shí)積累
1.S型肺炎鏈球菌有莢膜，有致病性；R型肺炎鏈球菌無(wú)莢膜，無(wú)致病性。 2.在肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，DNA才是使R型活細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。 3.T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成，S存在于蛋白質(zhì)中，P幾乎全部存在于DNA中。 4.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 5.煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 6.由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此說(shuō)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
1．肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了(　　)
A．基因位于染色體上
B．染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體
C．DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
D．在不含DNA的生物體內(nèi)，RNA就是該生物的遺傳物質(zhì)
C　[肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的活性物質(zhì)(轉(zhuǎn)化因子)。艾弗里的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明了DNA是遺傳物質(zhì)，多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA水解產(chǎn)物等不是遺傳物質(zhì)。]
2．T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的(　　)
A．蛋白質(zhì)和RNA
B．RNA
C．DNA和蛋白質(zhì)
D．DNA
D　[T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA。]
3．(2020·山東菏澤高一檢測(cè))下面是噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的部分步驟示意圖，對(duì)此實(shí)驗(yàn)的有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．本實(shí)驗(yàn)所使用的被標(biāo)記的噬菌體是接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的
B．本實(shí)驗(yàn)選用噬菌體作實(shí)驗(yàn)材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA
C．實(shí)驗(yàn)中采用攪拌和離心等手段是為了把DNA和蛋白質(zhì)分開再分別檢測(cè)其放射性
D．在新形成的噬菌體中沒有檢測(cè)到35S，說(shuō)明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA不是蛋白質(zhì)
B　[病毒的繁殖離不開細(xì)胞，要標(biāo)記噬菌體，應(yīng)先標(biāo)記細(xì)菌細(xì)胞，A錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)選用噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)槠渲挥械鞍踪|(zhì)和DNA組成，B正確；實(shí)驗(yàn)中采用攪拌和離心等手段是為了把細(xì)菌和噬菌體的蛋白質(zhì)外殼分開，C錯(cuò)誤；僅用35S標(biāo)記噬菌體殼體蛋白做侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)，在新形成的噬菌體中沒有檢測(cè)到35S，只能說(shuō)明蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)，而不能說(shuō)明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，也不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。]
4．關(guān)于T2噬菌體的敘述，正確的是(　　)
A．T2噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)中都含S元素
B．T2噬菌體寄生于酵母菌和大腸桿菌中
C．RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)
D．T2噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質(zhì)大量增殖
D　[T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA不是RNA，DNA中不含S元素；T2噬菌體不能寄生在酵母菌中。]
課時(shí)作業(yè)(10)　DNA是主要的遺傳物質(zhì)
1．(2021·遼寧鞍山診斷)下圖是科研工作者重復(fù)“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的步驟，分析有關(guān)描述，正確的是(　　)
A．該實(shí)驗(yàn)證明起轉(zhuǎn)化作用的物質(zhì)是DNA
B．1、2、3組為該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組
C．第4組中加熱殺死的S型菌轉(zhuǎn)化成了R型菌
D．該實(shí)驗(yàn)證明滅活的S型菌可以復(fù)活
B　[該實(shí)驗(yàn)并未將S型菌的各成分分開研究，因此不能證明起轉(zhuǎn)化作用的是S型菌的哪一種物質(zhì)。第4組中加熱殺死的S型菌使R型菌轉(zhuǎn)化成了S型菌，而不是滅活的S型菌復(fù)活。]
2．(2021·河北高一聯(lián)考)在肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，將R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)。小鼠的存活情況和體內(nèi)出現(xiàn)的細(xì)菌類型是(　　)
A．存活；無(wú)毒R型菌
B．死亡；有毒R型菌和有毒S型菌
C．存活；無(wú)毒S型菌
D．死亡；有毒S型菌和無(wú)毒R型菌
D　[R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后，加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA可將R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒的S型細(xì)菌，且R型活細(xì)菌仍可繁殖，故小鼠死亡，D符合題意。]
3．如圖所示，甲、乙表示兩種不同的植物病毒，經(jīng)重組形成雜種病毒丙，丙侵染植物細(xì)胞后，在植物細(xì)胞內(nèi)增殖產(chǎn)生的新一代病毒是(　　)
D　[雜種病毒丙是由病毒甲的蛋白質(zhì)外殼和病毒乙的核酸組裝而成的，核酸為遺傳物質(zhì)，所以子代病毒應(yīng)與病毒乙相同。]
4．用32P標(biāo)記的噬菌體做侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，若檢測(cè)結(jié)果為上清液出現(xiàn)含32P的子代噬菌體，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因不可能是(　　)
A．保溫時(shí)間過(guò)短 B．保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)
C．?dāng)嚢钑r(shí)間過(guò)久 D．離心時(shí)間過(guò)久
A　[保溫時(shí)間過(guò)短，部分噬菌體未能侵染至細(xì)菌內(nèi)部，經(jīng)攪拌離心后，上清液出現(xiàn)含32P的親代噬菌體，不是子代噬菌體，A錯(cuò)誤，B、C、D正確。]
5．赫爾希和蔡斯通過(guò)T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)包括六個(gè)步驟：
①噬菌體侵染細(xì)菌
②用35S或32P標(biāo)記噬菌體
③上清液和沉淀物的放射性檢測(cè)
④離心分離
⑤子代噬菌體的放射性檢測(cè)
⑥噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)
最合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)?　　)
A．⑥①②④③⑤ B．②⑥①③④⑤
C．②⑥①④③⑤ D．②⑥①④⑤③
C　[該實(shí)驗(yàn)首先要用32P和35S分別標(biāo)記T2噬菌體，然后將標(biāo)記的噬菌體和未標(biāo)記的細(xì)菌混合培養(yǎng)，使噬菌體侵染細(xì)菌，保溫培養(yǎng)一段時(shí)間后，充分?jǐn)嚢瑁x心分離，最后對(duì)上清液和沉淀物的放射性進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)判斷DNA和蛋白質(zhì)在親子代之間的傳遞情況。]
6．(2020·山東煙臺(tái)高一檢測(cè))在探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程中，赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．用32P、35S標(biāo)記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)
B．該實(shí)驗(yàn)的步驟是標(biāo)記、培養(yǎng)、離心、攪拌、檢測(cè)
C．用含有充足有機(jī)物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體
D．該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)
D　[應(yīng)該用32P、35S分別標(biāo)記兩組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，然后分別做侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，A錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的步驟中，應(yīng)該是攪拌后再離心，B錯(cuò)誤；病毒必須依賴活細(xì)胞生存，T2噬菌體的培養(yǎng)需要用活的大腸桿菌，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論為DNA是遺傳物質(zhì)，D正確。]
7．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型肺炎鏈球菌中提取的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
C　[格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明S型細(xì)菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，但格里菲思并沒有證明“轉(zhuǎn)化因子”是什么，A錯(cuò)誤；艾弗里實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，并沒有證明從S型肺炎鏈球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡，B錯(cuò)誤；由于噬菌體沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，所以離心后，有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的大腸桿菌在試管底部，而噬菌體及噬菌體的蛋白質(zhì)外殼留在上清液中，C正確；赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌裂解后得到的噬菌體只有少部分帶有32P標(biāo)記，因?yàn)槭删w在進(jìn)行DNA復(fù)制的時(shí)候，模板是親代噬菌體中帶有32P標(biāo)記的DNA分子，而原料是大腸桿菌中沒有帶32P標(biāo)記的脫氧核苷酸，D錯(cuò)誤。]
8．如圖是某種高等植物的病原體的遺傳過(guò)程實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明這種病原體(　　)
A．寄生于細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)RNA遺傳
B．可單獨(dú)生存，通過(guò)蛋白質(zhì)遺傳
C．寄生于細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)蛋白質(zhì)遺傳
D．可單獨(dú)生存，通過(guò)RNA遺傳
A　[提取這種病原體發(fā)現(xiàn)，其由RNA和蛋白質(zhì)組成，分別用其RNA和蛋白質(zhì)給植物接種，發(fā)現(xiàn)只有接種病原體RNA的植物得病，說(shuō)明該病原體的遺傳物質(zhì)為RNA，該病原體為RNA病毒。病毒必須寄生在活細(xì)胞內(nèi)，不能單獨(dú)生存。]
9．(2021·吉林梅河口高一期末)有關(guān)DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)敘述正確的是(　　)
A．格里菲斯的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明S型肺炎鏈球菌的DNA使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化
B．艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
C．赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)
D．提取的煙草花葉病毒RNA可以使煙草感染，證明RNA也是遺傳物質(zhì)
D　[格里菲斯證明了S型菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”能夠使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，但沒有證明S型菌的DNA能夠使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，A錯(cuò)誤；艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，B錯(cuò)誤；赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了DNA是遺傳物質(zhì)，C錯(cuò)誤；提取的煙草花葉病毒RNA可以使煙草感染，證明RNA也是遺傳物質(zhì)，D正確。]
10．如圖1為某研究者探究生物遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答問(wèn)題：
(1)該實(shí)驗(yàn)是某研究者所做的______________________實(shí)驗(yàn)的部分圖解。
(2)在對(duì)R型細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)之前，必須首先進(jìn)行的工作是__________________________。
(3)依據(jù)圖1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)如圖2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)肺炎鏈球菌的DNA分子中還有少量的蛋白質(zhì)，由于技術(shù)原因，無(wú)法將DNA和蛋白質(zhì)徹底分離開，因此，人們不能排除DNA和蛋白質(zhì)共同起到轉(zhuǎn)化作用，有人據(jù)此設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將提取的DNA與蛋白酶處理后再與R型菌混合培養(yǎng)，你贊同該設(shè)計(jì)方案嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析　(1)該實(shí)驗(yàn)是肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解。(2)在對(duì)R型細(xì)菌進(jìn)行培養(yǎng)之前，必須首先分離并提純S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)。(3)根據(jù)題意和圖示分析可知：該實(shí)驗(yàn)假設(shè)DNA是遺傳物質(zhì)。(4)酶具有催化作用，DNA酶能使DNA分解，所以該實(shí)驗(yàn)中加DNA酶的目的是分解從S型細(xì)菌中提取的DNA；由于S型細(xì)菌的DNA被分解，所以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是培養(yǎng)基中只長(zhǎng)R型細(xì)菌。(5)因?yàn)榈鞍酌副旧砭褪堑鞍踪|(zhì)，沒有達(dá)到將蛋白質(zhì)除去的目的，因此該實(shí)驗(yàn)不能排除DNA和蛋白質(zhì)共同起到轉(zhuǎn)化作用。
答案　(1)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化　(2)分離并提純S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)　(3)DNA是遺傳物質(zhì) (4)分解從S型細(xì)菌中提取的DNA　培養(yǎng)基中只長(zhǎng)R型細(xì)菌　(5)不贊同　因?yàn)榈鞍酌副旧砭褪堑鞍踪|(zhì)，沒有達(dá)到將蛋白質(zhì)除去的目的(合理即可)
11．(2020·山東青島高一檢測(cè))在赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上，上清液中不應(yīng)含放射性物質(zhì)，下層沉淀物中應(yīng)具有很高的放射性，而實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果顯示：離心后，上清液中具有一定的放射性，而下層的放射性強(qiáng)度比理論值略低。
(1)赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)方法是__________________。
(2)在理論上，上清液中放射性應(yīng)該為0，其原因是_________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間有較大的誤差，由此對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行誤差分析：
①在實(shí)驗(yàn)中，從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)，到用離心機(jī)分離，這一段時(shí)間如果過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使上清液中的放射性物質(zhì)含量________，其原因是__________________________________ ________________________________________________________________________。
②在實(shí)驗(yàn)中，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，是否屬于誤差的來(lái)源呢？______，理由是___________________________________________________________________ ________________________________________________________________。
(4)在實(shí)驗(yàn)中，赫爾希和蔡斯同時(shí)用被35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)沉淀物中也出現(xiàn)少量放射性物質(zhì)，為排除噬菌體的蛋白質(zhì)外殼也是遺傳物質(zhì)的可能，應(yīng)進(jìn)一步采取的措施是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(5)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案，來(lái)大量制備用35S標(biāo)記的噬菌體(簡(jiǎn)要說(shuō)明)：___________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)赫爾希和蔡斯研究噬菌體侵染大腸桿菌的方法是同位素標(biāo)記法，具體操作是分別用32P和35S標(biāo)記噬菌體。(2)在用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中，理論上，上清液中放射性應(yīng)為0，因?yàn)槭删w的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi)，在離心時(shí)會(huì)隨著大腸桿菌而沉淀。(3)若在上清液中出現(xiàn)放射性，原因有兩種可能：噬菌體侵染時(shí)間太短，含有放射性的部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌中，或者噬菌體侵染時(shí)間太長(zhǎng)，部分大腸桿菌已裂解，含有放射性的部分子代噬菌體被釋放出來(lái)。(4)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，若沉淀物中發(fā)現(xiàn)放射性35S，原因是攪拌不徹底，沉淀的大腸桿菌表面還吸附有攜帶35S的蛋白質(zhì)外殼。理論上講，也可能是攜帶35S的蛋白質(zhì)外殼進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)。若要排除后者的可能性，就要檢測(cè)大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的子代噬菌體是否帶有35S。(5)由于噬菌體是嚴(yán)格寄生的，因此不能用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，而應(yīng)先用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體侵染該大腸桿菌，即可得到大量用35S 標(biāo)記的噬菌體。
答案　(1)(放射性)同位素標(biāo)記法　(2)噬菌體已將自身的DNA全部注入大腸桿菌內(nèi)而存在于沉淀物中　(3)①升高　子代噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出來(lái)，經(jīng)離心后分布于上清液中　②是　沒有侵入大腸桿菌的親代噬菌體經(jīng)離心后分布于上清液中　(4)在新形成的噬菌體中檢測(cè)是否帶有35S　(5)用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，然后用噬菌體侵染該大腸桿菌，即可以得到大量用35S標(biāo)記的噬菌體
12．(2020·江蘇邳州高一檢測(cè))在肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型菌和S型菌的數(shù)量變化曲線為(　　)
B　[在肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型菌能在培養(yǎng)基中大量增殖；加熱殺死的S型菌的DNA能將R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，S型菌也能在培養(yǎng)基中大量增殖，所以曲線都上升。]
13．(多選)細(xì)菌轉(zhuǎn)化是指某一受體細(xì)菌通過(guò)直接吸收來(lái)自另一供體細(xì)菌的一些含有特定基因的DNA片段，從而獲得供體細(xì)菌的相應(yīng)遺傳性狀的現(xiàn)象，如肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。S型肺炎鏈球菌有莢膜，菌落光滑，可致病，對(duì)青霉素敏感。在多代培養(yǎng)的S型細(xì)菌中分離出了兩種突變型：R型，無(wú)莢膜，菌落粗糙，不致病，對(duì)青霉素敏感；抗青霉素的S型(記為PenrS型)。現(xiàn)用PenrS型細(xì)菌和R型細(xì)菌進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，對(duì)其結(jié)果的分析最合理的是(　　)
A．甲組中部分小鼠患敗血癥，注射青霉素治療后均可康復(fù)
B．乙組中可觀察到兩種菌落，加青霉素后PenrS型菌落繼續(xù)生長(zhǎng)
C．丙組培養(yǎng)基中含有青霉素，所以生長(zhǎng)的菌落是PenrS型細(xì)菌
D．丁組培養(yǎng)基中無(wú)菌落生長(zhǎng)
BD　[抗青霉素的S型(PenrS型)細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子。在甲組中，將加熱殺死的PenrS型細(xì)菌與活的R型細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)，部分活的R型細(xì)菌會(huì)轉(zhuǎn)化為PenrS型細(xì)菌，部分小鼠會(huì)患敗血癥，注射青霉素治療后，體內(nèi)有抗青霉素的S型細(xì)菌存在的小鼠不能康復(fù)；在乙組中，PenrS型細(xì)菌的DNA與活的R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，可觀察到R型細(xì)菌和PenrS型細(xì)菌兩種菌落，加青霉素后R型細(xì)菌生長(zhǎng)受到抑制，只有PenrS型菌落繼續(xù)生長(zhǎng)；丙組培養(yǎng)基中含有青霉素，活的R型細(xì)菌不能生長(zhǎng)，也不能發(fā)生轉(zhuǎn)化，因此無(wú)菌落出現(xiàn)；丁組中因?yàn)镻enrS型細(xì)菌的DNA被DNA酶催化水解而無(wú)轉(zhuǎn)化因子，且活的R型細(xì)菌不抗青霉素，因此培養(yǎng)基中無(wú)菌落生長(zhǎng)。]
14．在探究生物的遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究中，有如下的實(shí)驗(yàn)過(guò)程或理論解釋。
Ⅰ.圖1是關(guān)于肺炎鏈球菌R型菌的轉(zhuǎn)化過(guò)程圖：據(jù)研究，并非任意兩株R型菌與S型菌之間的接觸都可發(fā)生轉(zhuǎn)化，凡能發(fā)生轉(zhuǎn)化的，其R型菌必須處于感受態(tài)，產(chǎn)生一些感受態(tài)特異蛋白，包括膜相關(guān)DNA結(jié)合蛋白、細(xì)胞壁自溶素和幾種核酸酶。
Ⅱ.圖2是關(guān)于肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖。
Ⅲ.圖3是噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過(guò)程中的檢測(cè)數(shù)據(jù)。
圖1　　　　　　　圖2
圖3
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)圖1中，步驟______是將S型菌加熱殺死的過(guò)程，S型菌的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(a)在________酶的作用下水解，另一條鏈(b)與感受態(tài)特異蛋白結(jié)合進(jìn)入R型菌細(xì)胞內(nèi)。完成步驟④后，這條鏈(b)在相關(guān)酶的作用下，形成______(填“單”或“雙”)鏈整合進(jìn)R型菌的DNA中，這種變異屬于____________。
(2)圖2中，實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是
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(3)圖3所示實(shí)驗(yàn)中，以噬菌體為研究材料，利用__________________的技術(shù)，分別用32P 和35S標(biāo)記噬菌體，用標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，從而追蹤在侵染過(guò)程中 DNA和蛋白質(zhì)的位置變化。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：______(填整數(shù)) min后的曲線變化基本上可說(shuō)明DNA與蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)分離。圖中“被侵染細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，這組數(shù)據(jù)的意義是作為對(duì)照組，以證明
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解析　(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先要將S型菌加熱殺死，因此步驟①是將S型菌加熱殺死的過(guò)程。S型菌的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，其中一條鏈在核酸酶(DNA水解酶)的作用下水解，另一條鏈與感受態(tài)特異蛋白結(jié)合進(jìn)入R型菌細(xì)胞內(nèi)。將外源DNA片段整合到R型菌的DNA雙鏈，需要限制性內(nèi)切核酸酶形成末端和DNA連接酶進(jìn)行縫合，從而實(shí)現(xiàn)基因重組。(2)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是把S型細(xì)菌的DNA和蛋白質(zhì)等分開，單獨(dú)觀察它們?cè)诩?xì)菌轉(zhuǎn)化中的作用。 (3)標(biāo)記噬菌體利用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標(biāo)記的大腸桿菌的方法獲得被32P和35S標(biāo)記的噬菌體。2 min后，細(xì)胞外的蛋白質(zhì)約占80%，細(xì)胞內(nèi)的DNA約占30%，這基本上可說(shuō)明DNA與蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)分離。圖中“被浸染細(xì)菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對(duì)照組，以證明細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出。
答案　(1)①　核酸(DNA水解)　雙　基因重組　(2)把S型細(xì)菌的DNA和蛋白質(zhì)等分開，單獨(dú)觀察它們?cè)诩?xì)菌轉(zhuǎn)化中的作用　(3)放射性同位素標(biāo)記　2　細(xì)菌沒有裂解，無(wú)子代噬菌體釋放出來(lái)

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