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必修二 第三章 DNA是主要的遺傳物質
你從教材上找到的關鍵性語句：
肺炎雙球菌的類型及特點
類型 菌體 菌落 毒性
S型細菌 有多糖類的莢膜 表面光滑 有
R型細菌 沒有多糖類的莢膜 表面粗糙 無
格里菲思體內轉化實驗
①實驗過程及現象
第一組： R型活細菌 小鼠體內小鼠不死亡
第二組：S型活細菌小鼠體內小鼠死亡，小鼠體內有分離出S型活細菌
第三組：加熱殺死的S型細菌小鼠體內小鼠不死亡
第四組：將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌小鼠體內小鼠死亡，小鼠體內分離出S型活細菌
②結論：加熱殺死的S型細菌中含有某種“ 轉化因子 ”，能將R型活細菌轉化為S型活細菌。
艾弗里肺炎雙球菌體外轉化實驗：
①實驗方法：將S型細菌中的物質分離出來，分別與R培養，獨立地觀察各自的作用 。
②實驗過程及現象
第一組：R型細菌的培養基+S型細菌的細胞提取物 培養基含R型細菌和S型細菌。
第二-四組：有R型細菌的培養基+S型細菌的細胞提取物（加蛋白酶或RNA酶或酯酶） 培養基含 R型細菌和S型細菌 。
第五組：有R型細菌的培養基+S型細菌的細胞提取物（加DNA酶） 培養基只含 R型細菌 。
③實驗結論： DNA 才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質，即 DNA 是遺傳物質。也證明了 蛋白質 、 多糖 、 DNA水解產物 不是遺傳物質。
T2噬菌體是一種專門糖 糖 在大腸桿菌體內的病毒, 它的頭部和尾部的外売都是由糖 糖 糖 構成的，頭部含有糖 糖 糖 。
T2噬菌體侵染大腸桿菌后，在自身 遺傳物質 的作用下，利用 大腸桿菌 體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增殖。當噬菌體增殖到一定數量后, 大腸桿菌傳物傳物，釋放出大量的噬菌體。
噬菌體侵染細菌的實驗過程：
①標記大腸桿菌
含35S的培養基＋大腸桿菌→含 35S 的大腸桿菌
含32P的培養基＋大腸桿菌→含 32P 的大腸桿菌
②標記噬菌體
含35S的大腸桿菌＋噬菌體→含 35S 的噬菌體
含32P的大腸桿菌＋噬菌體→含 32P 的噬菌體
③用標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌，保溫一段時間后 攪拌、離心
⑴攪拌的目的：使吸附在細菌上的 噬菌體 與 細菌 分離。
⑵離心的目的：讓離心管的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 。
④放射性檢測
組別 放射性高低 原因分析
35S標記蛋白質外殼組 上清液
沉淀物
32P標記DNA分子組 上清液 低 原因1：
原因2：
沉淀物
（5）實驗結果：細菌裂解釋放出的子噬菌體中， 能 檢測到32P標記的DNA， 不能 檢測到35S標記的蛋白質。
（6）實驗結論：實驗表明噬菌體侵染細菌時， DNA 進入到細菌體內，而 蛋白質 外殼留在外面。實驗證明了 DNA 是噬菌體的遺傳物質。
有些病毒不含有DNA,只含有蛋白質和NANANANA,如煙草花葉病毒。
RNA是遺傳物質的實驗證據——煙草花葉病毒(TMV)感染煙草實驗
（1）實驗方法及現象：將TMV的組成成分提取出來，分別注入煙草體內。結果發現只有注入 RNA 才能使煙草表現出花葉病。
（2）實驗結論： RNA 是煙草花葉病毒的遺傳物質， 蛋白質 不是煙草花葉病毒的遺傳物質。
因為絕大多數生物的遺傳物質是DNA,所以說白白白白白白白白白白白白白白 。
在對照實驗中，控制自變量可以采用“加法原理”或“減法原理”。與常態比較，人為白白某種影響因素的稱為“加法原理”。與常態比較，人為白白白某種影響因素的稱為“減法原理”。
判斷訓練：
煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質是RNA(　 　)
噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌體外轉化實驗更具說服力(　 　)
分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養基培養噬菌體(　 　)
分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(　 　)
煙草花葉病毒的成分與染色體相似，而噬菌體的成分與核糖體相似（ ）
艾弗里所做的實驗既能證明DNA是遺傳物質，也能證明蛋白質不是遺傳物質，還可以證明DNA是主要的遺傳物質。(　　)
加熱殺死的S型細菌和R型活細菌混合注射到小鼠體內，從小鼠體內提取到的細菌少數是S型活細菌(　　)
肺炎雙球菌體外轉化實驗中，S型細菌的DNA純度越高，轉化效率越高（ ）
艾弗里的轉化實驗采用了物質提純和鑒定、細菌體外培養、同位素標記等技術。(　　)
艾弗里實驗和噬菌體侵染細菌的設計思路都是將DNA和蛋白質分開，分別觀察其遺傳作用。(　　)
在噬菌體侵染細菌的實驗中，同位素標記是一種基本的技術。在侵染實驗前首先要獲得同時含有32P與35S標記的噬菌體。（ ）
噬菌體侵染細菌的實驗不僅直接證明了DNA是遺傳物質，也直接證明了蛋白質不是遺傳物質。（ ）
在35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致(　 　)
在噬菌體侵染細菌的實驗中，如果用32P和35S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質外殼，結果復制出來的絕大多數噬菌體沒有放射性。（ ）
用35S和32P標記的噬菌體去侵染大腸桿菌后，預計在大腸桿菌體內測出的放射性元素是35S和32P( 　)
噬菌體和肺炎雙球菌均需要利用寄主細胞的核糖體來合成自身的蛋白質. （ ）
噬菌體侵染細菌過程中，DNA和蛋白質的分離是通過攪拌和離心實現的. ( 　)
噬菌體和肺炎雙球菌在結構上的主要區別是前者沒有成形的細胞核（ ）
噬菌體侵染大腸桿菌實驗能說明DNA能控制蛋白質合成和DNA能自我復制（ ）
噬菌體侵染過程的“合成”階段，模板、氨基酸、核苷酸、ATP、酶、場所等條件均由細菌細胞提供。(　　)
原核生物和真核生物的核酸包括DNA和RNA，遺傳物質均為DNA。(　　)
用完整的煙草花葉病毒感染煙葉或者單獨用煙草花葉病毒的RNA注入煙葉細胞，煙草均患病（ ）
RNA不能儲存遺傳信息（ ）
RNA是非細胞生物的遺傳物質（ ）
DNA是一切生物的遺傳物質（ ）
豌豆細胞內既有DNA，又有RNA，但是DNA是豌豆的主要遺傳物質(　 　)
只有細胞內的核酸才是攜帶遺傳信息的物質(　 　)
DNA不是一切生物的遺傳物質，但一切細胞生物的遺傳物質都是DNA(　 　)
人的遺傳物質含有4種堿基，細菌的遺傳物質可能為DNA或RNA，煙草的遺傳物質為RNA。人體內的核酸含有8種核苷酸，TMV含4種核苷酸，噬菌體含4種核苷酸。人體內的遺傳物質含4種核苷酸。(　 　)
三、邊練邊講
練習1. 肺炎雙球菌轉化實驗
1、某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗,進行了以下4個實驗:
①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠;②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠;③R型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注射入小鼠;④S型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注射入小鼠。
以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是(　　)
A.存活、存活、存活、死亡　　　　　　　　　　　B.存活、死亡、存活、死亡
C.死亡、死亡、存活、存活 D.存活、死亡、存活、存活
2、在格里菲思所做的肺炎雙球菌轉化實驗中，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后注射到小鼠體內，從小鼠體內分離出了有毒性的S型活細菌。某同學根據上述實驗，結合現有生物學知識所做的下列推測中，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
B．S型菌的DNA能夠進入R型菌細胞指導蛋白質的合成
C．加熱殺死S型菌使其蛋白質功能喪失而DNA功能可能不受影響
D．將S型菌的DNA經DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌
3、艾弗里完成肺炎鏈球菌體外轉化實驗后，持反對觀點者認為“DNA可能只是在細胞表面起化學作用形成莢膜，而不是起遺傳作用”。已知S型肺炎鏈球菌存在能抗青霉素的突變型(這種對青霉素的抗性不是莢膜產生的)。下列實驗設計思路能反駁上述觀點的是(　　)
A．R型細菌＋抗青霉素的S型細菌DNA→預期出現抗青霉素的S型細菌
B．R型細菌＋抗青霉素的S型細菌DNA→預期出現不抗青霉素S型細菌
C．R型細菌＋S型細菌DNA→預期出現不抗青霉素S型細菌
D．R型細菌＋S型細菌DNA→預期出現抗青霉素的S型細菌
4、下圖為肺炎鏈球菌不同品系間的轉化，在R型細菌轉化為S型細菌的過程中，有關敘述錯誤的是(　　)
A．加熱致死的S型細菌中的擬核DNA降解為多個較短的DNA片段
B．轉化產生的S型細菌中的capS是由R型細菌中的capR發生基因突變產生
C．S型細菌因有莢膜的保護，所以小鼠的免疫系統不易將其清除
D．若將R型細菌的DNA與S型細菌混合，莢膜的存在不利于S型細菌轉化為R型活細菌
講解1：肺炎雙球菌轉化實驗
1．格里菲思的體內轉化實驗
2．艾弗里的體外轉化實驗
(1)實驗過程
(2)實驗結論： 才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質，即DNA是遺傳物質。
練習2. 噬菌體侵染細菌的實驗
1、噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，若甲組用3H標記的噬菌體侵染35S標記的大腸桿菌，乙組用14C標記的噬菌體侵染32P標記的大腸桿菌，有關敘述正確的是（　　）
A. 甲組的大腸桿菌由含35S的培養基直接培養獲得
B.甲組子代噬菌體的蛋白質外殼均含3H、35S
C. 乙組子代噬菌體的DNA均含14C、32P
D. 由甲乙兩組實驗可說明DNA是噬菌體的遺傳物質
2、關于“噬菌體侵染細菌的實驗”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的培養基培養噬菌體
B．分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養
C．用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致
D．32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質
3、下列四幅圖表示了在“肺炎雙球菌轉化實驗”（攪拌強度、時長等都合理）和“噬菌體侵染細菌的實驗”中相關含量的變化，相關敘述正確的是
A. 圖甲表示在“32P標記的噬菌體侵染細菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化
B. 圖乙表示在“35S標記的噬菌體侵染細菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化
C. 圖丙可表示“肺炎雙球菌體外轉化實驗中R型細菌+S型細菌DNA組”，R型細菌與S型細菌的數量變化
D. 圖丁表示“肺炎雙球菌體外轉化實驗中R型細菌+S型細菌DNA組”中，R型細菌與S型細菌的數量變化
3、1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質和DNA在侵染過程中的功能，請回答下列有關問題：
(1)他們指出“噬菌體在分子生物學中的地位就相當于氫原子在玻爾量子力學模型中的地位。”這句話指出了噬菌體作為實驗材料具有_____________________________________的特點。
(2)通過___________________________________________ __________________________的方法分別獲得被32P和35S標記的噬菌體，用標記的噬菌體侵染細菌，從而追蹤在侵染過程中________變化。
(3)侵染一段時間后，用攪拌器攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中的放射性，得到如圖所示的實驗結果。攪拌的目的是________________，所以攪拌時間少于1 min時，上清液中的放射性________________。實驗結果表明當攪拌時間足夠長時，上清液中的35S和32P分別占初始標記噬菌體放射性的80%和30%，證明________。圖中“被侵染的細菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數據的意義是作為對照組，以證明__________________________________，否則細胞外________的含量會增高。
⑷本實驗證明在病毒復制和遺傳過程中________起著作用。
4、圖1中的噬菌斑(白色區域)，是在長滿大腸桿菌(黑色)的培養基上，由一個T2噬菌體侵染細菌后不斷裂解細菌產生的一個不長細菌的透明小圓區，它是檢測噬菌體數量的重要方法之一。現有噬菌體在侵染大腸桿菌后形成噬菌斑數量的變化曲線(圖2)，下列敘述不正確的是(　　)
A.培養基中加入含35S或32P的營養物質，則放射性先在細菌中出現，后在噬菌體中出現
B.曲線ab段，細菌內正旺盛地進行噬菌體DNA的復制和有關蛋白質的合成
C.曲線bc段所對應的時間內噬菌體共繁殖了10代
D.限制de段噬菌斑數量增加的因素最可能是絕大部分細菌已經被裂解
講解2：噬菌體侵染細菌的實驗
一、 噬菌體侵染細菌的實驗
1．實驗材料：T2噬菌體和大腸桿菌。
(1)T2噬菌體的模式圖
(2)噬菌體的增殖
增殖需要的條件 內容
模板 噬菌體的DNA
合成T2噬菌體DNA原料 大腸桿菌提供的4種脫氧核苷酸
合成T2噬菌體蛋白質 原料 大腸桿菌的氨基酸
場所 大腸桿菌的核糖體
2、赫爾希和蔡斯選用噬菌體為實驗材料的原因
⑴結構簡單，只由DNA和蛋白質構成。
⑵侵染過程中，DNA進入細菌體內，蛋白質外殼留在胞外。
⑶繁殖快。
3.實驗方法
同位素標記法，用35S、32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和DNA，再用標記的噬菌體侵染大腸桿菌。
4．結論：
⑴DNA是遺傳物質。能證明蛋白質不是遺傳物質嗎？能證明DNA是主要的遺傳物質嗎？
⑵DNA能復制。
⑶DNA能控制蛋白質合成。
⑷DNA能控制生物的性狀。
二、實驗重點注意：
1．噬菌體侵染細菌實驗中“保溫”與“攪拌”對放射性檢測結果的影響
(1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌
(2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌
(3)3次涉及大腸桿菌
(4)“兩看法”解答噬菌體侵染細菌標記問題
2．比較艾弗里的肺炎雙球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗
項目 艾弗里的肺炎雙球菌體外轉化實驗 噬菌體侵染細菌實驗
設計思路 設法將DNA與其他物質分開，單獨地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能
處理方法 直接分離：分離S型細菌的DNA、莢膜多糖、蛋白質等，分別與R型細菌混合培養 同位素標記法：分別用同位素35S、32P標記蛋白質和DNA
檢測方式 觀察菌落類型 檢測放射性同位素存在位置
結論 證明DNA是遺傳物質，而蛋白質等不是遺傳物質 證明DNA是遺傳物質，但不能證明蛋白質不是遺傳物質
練習3. 煙草花葉病毒感染實驗
1．某同學分離純化了煙草花葉病毒(甲)、車前草病毒(乙)的蛋白質和RNA，重新組合為“雜合”病毒，然后分別感染相應的植物葉片，并對子代病毒的表型作出預測，見表。其中預測正確的是(　　)
“雜合”病毒的組成 實驗預期結果
預期結果序號 子代表型
甲的RNA＋乙的蛋白質 1 與甲種一致
2 與乙種一致
乙的RNA＋甲的蛋白質 3 與甲種一致
4 與乙種一致
A.1、3 B．2、3 C．1、4 D．2、4
2、對煙草花葉病發病機理的研究導致了病毒這一種新的生物類型的發現。細菌濾器是一種孔徑小于細菌的過濾裝置，細菌及比細菌大的細胞都不能通過。下面是科學家所做的一系列相關實驗。
實驗一：將患病葉片研磨液注入正常煙草葉脈中，正常煙草患病。
實驗二：將患病葉片研磨液高溫處理后，則不能使正常煙草患病。
實驗三：將患病葉片研磨液經過細菌濾器后得到濾液，能使正常煙草患病(這種濾液被稱為感染性濾液)。
實驗四：在感染性濾液中加入蒸餾水大量稀釋，也能使正常煙草患病。
實驗五：將正常葉片研磨液經過細菌濾器得到無感染性濾液；在感染性濾液中加入與實驗四所加蒸餾水同體積的無感染性濾液，能使正常煙草患病，且患病程度與實驗四相同。
下列分析正確的是(　　)
A．實驗一、二的結果說明煙草花葉病可能由非生物因素引起
B．根據實驗三的結果不能排除由細菌本身引起煙草花葉病的可能性
C．實驗四的結果說明煙草花葉病很可能由細菌產生的毒素分子所引起
D．實驗五的結果說明煙草花葉病的病原體在無細胞的濾液中不能增殖
3、根據遺傳物質的化學組成，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，一種新病毒出現后需要確定該病毒的類型。
假設在宿主細胞內不發生堿基之間的相互轉換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養的宿主細胞等為材料，設計實驗以確定一種新病毒的類型。
簡要寫出
實驗思路:(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)
預期實驗結果及結論即可。
講解3：煙草花葉病毒感染實驗
1．病毒重建及其對煙草葉細胞的感染
(1)實驗過程及結果
(2)結果分析與結論：重組病毒產生的子代病毒類型取決于提供______的病毒類型，RNA是遺傳物質。
2．探索結論
由于____________生物的遺傳物質是DNA，只有少部分生物的遺傳物質是RNA，因此______ 是主要的遺傳物質。
3．比較不同生物的遺傳物質
遺傳物質 生物類別 舉例
DNA 細胞生物(原核、真核) 動物、藍細菌
DNA病毒 T2噬菌體
RNA RNA病毒 HIV
4.探索某種生物遺傳物質的方法

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