資源簡介

人教生物(2019版)必修2教學(xué)案
3-1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)
學(xué)有目標(biāo)——課標(biāo)要求必明 記在平時——核心語句必背
1.闡明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索過程。 2.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 3.說明自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”。 4.認(rèn)同人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識是不斷深化、不斷完善的過程，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.格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。 2.艾弗里實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)。 3.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明了DNA才是遺傳物質(zhì)。 4.由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
【主干知識梳理】
一、對遺傳物質(zhì)的早期推測
二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．肺炎鏈球菌的類型
項(xiàng)目 有無多糖類莢膜 菌落特征 有無致病性
S型細(xì)菌 有 表面光滑 有
R型細(xì)菌 無 表面粗糙 無
2．格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(1)過程與現(xiàn)象
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。
3．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(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)過程和現(xiàn)象
4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。
四、DNA是主要的遺傳物質(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)
蛋白質(zhì)—RNA——
(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，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
【教材微點(diǎn)發(fā)掘】
1．分析格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(教材P43圖32變式)，回答下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)①②對比說明R型細(xì)菌無毒，S型細(xì)菌有毒。
(2)實(shí)驗(yàn)②③對比說明加熱致死的S型細(xì)菌無毒。
(3)實(shí)驗(yàn)②③④對比說明加熱致死的S型細(xì)菌能使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。
(4)綜合以上實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是S型細(xì)菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。
2．如圖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)菌過程，結(jié)合教材P45相關(guān)內(nèi)容據(jù)圖回答問題：
(1)噬菌體中DNA和蛋白質(zhì)共有的元素組成是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)子代噬菌體物質(zhì)合成所需要的原料來源于大腸桿菌，但合成的子代噬菌體與親代噬菌體幾乎相同，原因是指導(dǎo)子代噬菌體合成的遺傳物質(zhì)來自親代噬菌體。
(3)T2噬菌體不能(填“能”或“不能”)在肺炎鏈球菌體內(nèi)增殖，原因是T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。
教材問題提示
思考·討論(教材第46頁)
1．細(xì)菌和病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)細(xì)菌個體很小，結(jié)構(gòu)簡單，是單細(xì)胞生物；病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。
(2)繁殖快，細(xì)菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。
2．從控制自變量的角度，艾弗里在每個實(shí)驗(yàn)組中特異性地去除了一種物質(zhì)，然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)(如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等)。
3．艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希等人采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等。(學(xué)生可能回答出其他技術(shù)，但只要回答出上述主要技術(shù)即可)
科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進(jìn)的。
新知探究(一)　肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
【拓展·深化】
1．肺炎鏈球菌體內(nèi)與體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較
項(xiàng)目 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
科學(xué)家 格里菲思 艾弗里及其同事
細(xì)菌培養(yǎng)場所 小鼠體內(nèi) 體外培養(yǎng)基
實(shí)驗(yàn)原則 R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對照 加熱致死的S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物及其經(jīng)酶處理后的作用對照
實(shí)驗(yàn)結(jié)果 加熱致死的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能使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” S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)
巧妙構(gòu)思 用加熱致死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對照實(shí)驗(yàn)來說明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化 分別用不同的酶處理S型菌細(xì)胞提取物的成分，再與R型菌混合培養(yǎng)，然后觀察除去相關(guān)物質(zhì)后細(xì)胞提取物的功能
聯(lián)系 ①所用材料相同；②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸；③兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則
2．對S型細(xì)菌和R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的理解
(1)轉(zhuǎn)化原理：加熱致死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷裂，但緩慢冷卻時，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。
(2)轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)：S型細(xì)菌的DNA片段整合到了R型細(xì)菌的DNA中。
(3)一般情況下，轉(zhuǎn)化率很低，形成的S型細(xì)菌很少，轉(zhuǎn)化后形成的S型細(xì)菌可以遺傳下去，快速繁殖形成大量的S型細(xì)菌，說明S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)。
[思考·討論]
(1)格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化四組實(shí)驗(yàn)中哪一組發(fā)生了細(xì)菌轉(zhuǎn)化？對比之后，你能否得出DNA就是轉(zhuǎn)化因子(遺傳物質(zhì))的結(jié)論？
提示：第四組。不能，只能得出“S型細(xì)菌含有能讓R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子”這一結(jié)論。
(2)格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型活細(xì)菌與加熱后殺死的S型細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)后，從死亡小鼠中是否只分離出S型活細(xì)菌？
提示：不是，可以分離出S型活細(xì)菌和R型活細(xì)菌，且R型活細(xì)菌數(shù)量較多。
(3)分析艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：
①艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中DNA酶、酯酶、RNA酶的作用分別是什么？
提示：DNA酶催化DNA水解，酯酶催化酯水解，RNA酶催化RNA水解。
②在艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，能夠證明DNA是遺傳物質(zhì)的最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路是什么？
提示：艾弗里的實(shí)驗(yàn)思路實(shí)際是將S型肺炎鏈球菌中的細(xì)胞提取物分別進(jìn)行不同的處理，再進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用效果。
③實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)、原料、能量分別由哪方提供？
提示：實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化時遺傳物質(zhì)來自S型細(xì)菌，原料和能量均來自R型細(xì)菌。
(4)請分析格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的關(guān)系。
提示：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)包括格里菲思和艾弗里的實(shí)驗(yàn)，其中格里菲思的實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種轉(zhuǎn)化因子，但并沒有證明轉(zhuǎn)化因子是哪種物質(zhì)。艾弗里的實(shí)驗(yàn)則證明了轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌體內(nèi)的DNA。
【典題·例析】
[典例1]　如圖表示某生物興趣小組做的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．DNA酶的作用是水解S型細(xì)菌的DNA
B．結(jié)果1中S型肺炎鏈球菌占絕大多數(shù)
C．該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)
D．結(jié)果2中全部為R型肺炎鏈球菌
[解析]　DNA酶的作用是水解S型細(xì)菌中的DNA，使其失去轉(zhuǎn)化活性，A正確；結(jié)果1中只有少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，S型肺炎鏈球菌占少數(shù)，B錯誤；該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，C正確；S型細(xì)菌DNA被水解而失去作用，導(dǎo)致S型細(xì)菌無法轉(zhuǎn)化為R型細(xì)菌，因此結(jié)果2中全部為R型肺炎鏈球菌，D正確。
[答案]　B
[典例2]　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
[解析]　含有S型細(xì)菌的會使小鼠死亡，不含有S型細(xì)菌的不會使小鼠死亡。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。故選B。
[答案]　B
易錯提醒—————————————————————————————————
肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的兩個常見認(rèn)識誤區(qū)
(1)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。
(2)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)并不是基因發(fā)生突變，而是S型細(xì)菌的DNA片段整合到了R型細(xì)菌的DNA中，即實(shí)現(xiàn)了基因重組。
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【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．下列關(guān)于肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的說法，錯誤的是(　　)
A．二者所用的材料相同，都是R型和S型兩種肺炎鏈球菌
B．兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則
C．二者均把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)處理并觀察它們各自的作用
D．體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的
解析：答案：C　二者所用的材料相同，都是R型和S型兩種肺炎鏈球菌，A正確；兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則，B正確；肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)并沒有把DNA和蛋白質(zhì)分開，C錯誤；體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，D正確。
2．肺炎鏈球菌有許多類型，有莢膜的S型細(xì)菌有毒性，能引起人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡，無莢膜的R型細(xì)菌無毒性。如圖為細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，相關(guān)說法錯誤的是(　　)
A．丙組為空白對照，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為小鼠不死亡
B．能導(dǎo)致小鼠患肺炎并發(fā)敗血癥死亡的有甲、丁兩組
C．戊組實(shí)驗(yàn)表明，加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)后試管中長出的還是無毒性的R型細(xì)菌
D．丁組產(chǎn)生的有毒性的肺炎鏈球菌不能將該性狀遺傳給后代
解析：答案：D　含有莢膜的肺炎鏈球菌是甲、乙、丁三組，煮沸處理能使有莢膜的肺炎鏈球菌失去毒性，所以只有甲、丁兩組能導(dǎo)致小鼠死亡；戊組加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)后，試管中長出的是無毒性的R型細(xì)菌；丁組產(chǎn)生的有毒性的S型細(xì)菌是由遺傳物質(zhì)改變引起的，可以遺傳給后代。
新知探究(二)　噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
【探究·深化】
[問題驅(qū)動]　
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)容回答下列問題：
(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32P和35S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)基來培養(yǎng)T2噬菌體？
提示：因?yàn)門2噬菌體是細(xì)菌病毒，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)T2噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體。
(3)能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體？能否用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體？
提示：不能。 因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)都含C和O元素，不能用32P和35S同時標(biāo)記噬菌體，因?yàn)榉派湫詸z測時只能檢測到放射性存在的部位，不能確定是何種元素的放射性。
(4)圖2中T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中需經(jīng)過短時間保溫后，再進(jìn)行⑦⑧過程。⑦⑧分別代表攪拌和離心過程，其中⑦的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體(蛋白質(zhì)外殼)與細(xì)菌分離，⑧的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。
[重難點(diǎn)撥]　
一、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析
(一)用含32P的噬菌體侵染大腸桿菌
(二)用含35S的噬菌體侵染大腸桿菌
二、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
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)
方法 分別用除去蛋白質(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 證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)； ②說明了遺傳物質(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說明DNA能控制蛋白質(zhì)的合成； 說明DNA能自我復(fù)制
【典題·例析】
[典例1]　某校生物研究性學(xué)習(xí)小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示，下列有關(guān)分析正確的是(　　)
A．理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性
B．實(shí)驗(yàn)中b含少量放射性與①過程中培養(yǎng)時間過長或過短有關(guān)
C．實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關(guān)
D．該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
[解析]　35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，32P標(biāo)記的是T2噬菌體的DNA，所以離心后，理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性，A正確；35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，T2噬菌體侵染細(xì)菌時，蛋白質(zhì)外殼留在外面，經(jīng)攪拌后與細(xì)菌分開，所以若b中含有放射性，說明與②過程中攪拌不充分有關(guān)，B錯誤；實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與④過程中培養(yǎng)時間過長或過短有關(guān)，C錯誤；該實(shí)驗(yàn)只證明了DNA是遺傳物質(zhì)，沒有證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D錯誤。
[答案]　A
[典例2]　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
[解析]　噬菌體中P幾乎都存在于DNA中，S僅存在于蛋白質(zhì)中，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可同時標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)。噬菌體侵染細(xì)菌時，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)。故選B。
[答案]　B
方法規(guī)律—————————————————————————————————
“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況
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【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．下列關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是(　　)
A．需用同時含有32P和35S的噬菌體侵染大腸桿菌
B．?dāng)嚢枋菫榱耸勾竽c桿菌內(nèi)的噬菌體釋放出來
C．離心是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌
D．該實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA
解析：答案：C　實(shí)驗(yàn)過程中需單獨(dú)用32P標(biāo)記噬菌體的DNA和35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)，A錯誤；實(shí)驗(yàn)過程中攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體外殼與細(xì)菌分離，B錯誤；大腸桿菌的質(zhì)量大于噬菌體，離心的目的是沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌，C正確；該實(shí)驗(yàn)證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，D錯誤。
2．某實(shí)驗(yàn)甲組用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染32P標(biāo)記的大腸桿菌，乙組用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌，檢測子代噬菌體的放射性情況。下列有關(guān)敘述正確的是(　　)
A．甲組子代有放射性，乙組子代沒有放射性
B．甲組子代沒有放射性，乙組子代有放射性
C．甲、乙兩組子代都有放射性
D．該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明T2噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)
解析：答案：C　甲組用35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，在子代噬菌體中不會出現(xiàn)35S，32P標(biāo)記的大腸桿菌能為T2噬菌體增殖提供原料，使得子代噬菌體有放射性；乙組用32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，DNA是遺傳物質(zhì)，在子代噬菌體中能檢測到放射性，35S標(biāo)記的大腸桿菌能為T2噬菌體合成蛋白質(zhì)外殼提供原料，因此子代T2噬菌體也具有放射性，A、B錯誤，C正確。該實(shí)驗(yàn)不能證明T2噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)，D錯誤。
新知探究(三)　DNA是主要的遺傳物質(zhì)
【探究·深化】
[問題驅(qū)動]　
(1)新型冠狀病毒中有幾種核酸、核苷酸、五碳糖和堿基？病毒的遺傳物質(zhì)是否都是RNA
提示：一種、四種、一種和四種；不一定，如噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA。
(2)菠菜細(xì)胞中含有幾種核酸、核苷酸、五碳糖及堿基？細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，那么細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA
提示：兩種、八種、兩種和五種；細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)也是DNA。
(3)小麥根尖細(xì)胞中的“核酸”和“遺傳物質(zhì)”是否含義相同？為什么？
提示：不相同。因?yàn)樾←湼饧?xì)胞中有DNA和RNA兩種核酸，但遺傳物質(zhì)僅指DNA。
(4)為什么說DNA是主要的遺傳物質(zhì)？
提示：因?yàn)榇蟛糠稚锏倪z傳物質(zhì)是DNA，只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
[重難點(diǎn)撥]　
(一)病毒重建及其對煙草葉細(xì)胞的感染
1．實(shí)驗(yàn)過程及現(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。
(二)不同生物的遺傳物質(zhì)
細(xì)胞生物 非細(xì)胞生物
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)
【典題·例析】
[典例1]　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)過程，由此可以判斷(　　)
A．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白質(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具有遺傳效應(yīng)
D．RNA是TMV的主要遺傳物質(zhì)
[解析]　水和苯酚的作用是將TMV中的RNA與蛋白質(zhì)分離開，A錯誤；能將TMV的蛋白質(zhì)接種到正常煙草細(xì)胞內(nèi)，B錯誤；煙草花葉病毒的RNA能使正常煙草感染病毒，說明RNA具有遺傳效應(yīng)，C正確；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錯誤。
[答案]　C
[典例2]　下列關(guān)于生物遺傳物質(zhì)的說法，正確的是(　　)
A．同時含有DNA和RNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNA
B．DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指一種生物的遺傳物質(zhì)主要是DNA
C．真核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA
D．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)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)
[解析]　同時含有DNA和RNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNA，A正確；DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，B錯誤；真核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，C錯誤；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)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但沒有證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯誤。
[答案]　A
易錯提醒—————————————————————————————————
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，對某種生物不能說“主要遺傳物質(zhì)”。
—————————————————————————————————————
【應(yīng)用·體驗(yàn)】
1．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(　　)
解析：答案：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。故選D。
2．下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是(　　)
A．豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA
B．新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)含有硫元素
C．酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上
D．HIV的遺傳物質(zhì)初步水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸
解析：答案：C　豌豆是真核生物，其遺傳物質(zhì)是DNA，A錯誤；新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，含有C、H、O、N、P元素，但不含硫元素，B錯誤；酵母菌是真核生物，其遺傳物質(zhì)主要分布在細(xì)胞核的染色體上，C正確；HIV的遺傳物質(zhì)是RNA，初步被水解的產(chǎn)物是四種核糖核苷酸，D錯誤。
科學(xué)探究——探索遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法
“遺傳物質(zhì)”探索的4種方法
【素養(yǎng)評價】
1．下列實(shí)驗(yàn)及結(jié)果中，能作為直接證據(jù)說明“核糖核酸是遺傳物質(zhì)”的是(　　)
A．紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紅花，F(xiàn)2中紅花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲
C．加熱殺死的S型肺炎雙(鏈)球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌
D．用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性
解析：答案：B　紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紅花，F(xiàn)2中紅花∶白花＝3∶1，并不能直接證明核酸是遺傳物質(zhì)，A不符合題意；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲，可證明RNA(核糖核酸)是遺傳物質(zhì)，B符合題意；加熱殺死的S型肺炎雙(鏈)球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌，只能證明加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的“轉(zhuǎn)化因子”，并不能證明該轉(zhuǎn)化因子是何種物質(zhì)，C不符合題意；用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性，是由于外殼蛋白沒有進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，不能證明遺傳物質(zhì)是何種成分，D不符合題意。
2．煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都是以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒，由于所含RNA不同，因而侵染后導(dǎo)致的植物癥狀不同(如下圖所示)。
將病毒的RNA和蛋白質(zhì)分離，使其單獨(dú)感染植物；或使不同病毒的RNA與蛋白質(zhì)之間重新組合形成“雜種”病毒，然后使其感染植物。回答下列問題：
(1)圖(a)、圖(b)表現(xiàn)癥狀不同，其根本原因是________________________。
(2)在圖中畫出葉片A、葉片B、葉片C表現(xiàn)出的感染癥狀。
(3)從以上感染實(shí)驗(yàn)可知，起感染作用的是____________________。
(4)畫出葉片C中繁殖產(chǎn)生的子代病毒的圖示。
(5)以上實(shí)驗(yàn)證明__________________________________________。
(6)該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路是________________________________________。
答案：(1)TMV和HRV具有不同的RNA
(2)如圖：
(3)病毒的RNA
(4)如圖：
(5)TMV和HRV的遺傳物質(zhì)是RNA
(6)將病毒的RNA與蛋白質(zhì)分離，單獨(dú)研究其遺傳功能
3．常見的病毒是RNA病毒，那么新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA？下面是科研小組為探究新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA設(shè)計的實(shí)驗(yàn)步驟，請將其補(bǔ)充完整。
(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_______________________________。
(2)材料用具：顯微注射器，新型冠狀病毒的核酸提取液，鼠胚胎干細(xì)胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：把新型冠狀病毒的核酸提取液分成相同的A、B、C三組，________________________________________________________________________。
第二步：取等量的鼠胚胎干細(xì)胞分成三組，用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細(xì)胞中。
第三步：將三組鼠胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間，然后從培養(yǎng)好的鼠胚胎干細(xì)胞中抽取樣品，檢測是否有新型冠狀病毒產(chǎn)生。
(4)請預(yù)測結(jié)果及結(jié)論：
①________________________________________________________________________；
②若B、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒，A組沒有出現(xiàn)，則該新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA；
③若A、B、C三組均出現(xiàn)新型冠狀病毒，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA。
解析：(1)由題意知，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。(3)實(shí)驗(yàn)的自變量是是否含有DNA或RNA，因變量是是否出現(xiàn)新型冠狀病毒，其他屬于無關(guān)變量，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計的對照原則和單一變量原則，實(shí)驗(yàn)步驟如下：第一步：把新型冠狀病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三組，分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液，C組不做處理。第二步：取等量的鼠胚胎干細(xì)胞分成三組，用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細(xì)胞中。第三步：將三組鼠胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間，然后從培養(yǎng)好的鼠胚胎干細(xì)胞中抽取樣品，檢測是否有新型冠狀病毒產(chǎn)生。(4)預(yù)測結(jié)果及結(jié)論：①若A、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒，B組沒有出現(xiàn)，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA；②若B、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒，A組沒有出現(xiàn)，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA；若A、B、C三組出現(xiàn)新型冠狀病毒，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA。
答案：(1)探究新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA　(3)分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液，C組不做處理　(4)若A、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒，B組沒有出現(xiàn)，則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
[課時跟蹤檢測]
[理解·鞏固·落實(shí)]
1．判斷下列敘述的正誤，對的打“√”，錯的打“×”。
(1)有莢膜的S型肺炎鏈球菌有毒，無莢膜的R型肺炎鏈球菌無毒，所以莢膜有毒。(×)
(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)可用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體，以使其DNA帶上放射性。(×)
(4)肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)均可說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(×)
2．如圖表示肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．該實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是艾弗里實(shí)驗(yàn)
B．從d中死亡小鼠中提取的S型細(xì)菌可能是R型細(xì)菌自身變化而來
C．從d中死亡小鼠中提取的S型細(xì)菌可能是死亡的S型細(xì)菌“死而復(fù)生”
D．該實(shí)驗(yàn)證明加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
解析：答案：D　該實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是格里菲思實(shí)驗(yàn)，A錯誤；b實(shí)驗(yàn)否定了從死亡小鼠中提取的S型細(xì)菌是R型細(xì)菌自身變化而來的可能，B錯誤；c實(shí)驗(yàn)否定了從死亡小鼠中提取的S型細(xì)菌是死亡S型細(xì)菌“死而復(fù)生”的可能，C錯誤；該實(shí)驗(yàn)證明加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，D正確。
3．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明，促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子是(　　)
A．S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)　　 B．S型細(xì)菌的DNA
C．R型細(xì)菌的DNA D．S型細(xì)菌的莢膜多糖
解析：答案：B　艾弗里通過體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明，促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的是S型細(xì)菌的DNA。
4．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鏈球菌中復(fù)制和增殖
B．T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成蛋白質(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．新型冠狀病毒與T2噬菌體的核酸類型相同
解析：答案：C　T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，不能侵染肺炎鏈球菌，A錯誤；病毒沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨(dú)立生活，T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)不可以合成蛋白質(zhì)，B錯誤；T2噬菌體侵染大腸桿菌時，其DNA進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，以大腸桿菌的脫氧核苷酸為原料，合成子代噬菌體的DNA，而核苷酸中含有P，則培養(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；新型冠狀病毒為RNA病毒，T2噬菌體為DNA病毒，二者所含核酸類型不同，D錯誤。
5．下列關(guān)于生物的遺傳物質(zhì)的敘述，錯誤的是(　　)
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)
解析：答案：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。故選D。
6．為研究R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)，進(jìn)行了肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，其基本過程如圖所示，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明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質(zhì)是DNA
解析：答案：C　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)只能證明肺炎鏈球菌的遺傳物質(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。
7.在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，隨著培養(yǎng)時間的延長，培養(yǎng)基內(nèi)噬菌體與細(xì)菌的數(shù)量變化如圖所示，下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　)
A．噬菌體增殖所需的原料、酶、能量均來自細(xì)菌
B．在O～t1時間內(nèi)，噬菌體還未侵入細(xì)菌體內(nèi)
C．在t1～t2時間內(nèi)，噬菌體侵入細(xì)菌體內(nèi)導(dǎo)致細(xì)菌大量死亡
D．在t2～t3時間內(nèi)，噬菌體因失去寄生場所而停止增殖
解析：答案：B　噬菌體屬于病毒，必須在宿主細(xì)胞內(nèi)才能代謝和繁殖，模板是親代噬菌體的DNA，原料是細(xì)菌體內(nèi)的脫氧核苷酸和氨基酸，能量是細(xì)菌提供的ATP，場所是細(xì)菌的核糖體，A正確；在O～t1時間內(nèi)，噬菌體可能已侵入到細(xì)菌體內(nèi)，但還沒有大量繁殖，B錯誤；在t1～t2時間內(nèi)，由于噬菌體侵入細(xì)菌體內(nèi)，導(dǎo)致細(xì)菌大量死亡，C正確；在t2～t3時間內(nèi)，被侵染的細(xì)菌已裂解死亡，所以噬菌體因失去寄生場所而停止增殖，D正確。
8．赫爾希和蔡斯通過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)包括六個步驟：
①噬菌體侵染大腸桿菌　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　④離心分離　⑤子代噬菌體的放射性檢測　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
解析：答案：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T2噬菌體和未標(biāo)記的大腸桿菌混合培養(yǎng)，使T2噬菌體侵染大腸桿菌，保溫培養(yǎng)一段時間后，充分?jǐn)嚢瑁x心分離，最后對上清液和沉淀物的放射性進(jìn)行檢測，以此來判斷DNA和蛋白質(zhì)在親子代之間的傳遞情況。故選C。
9．如圖為肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解，請據(jù)圖回答：
(1)該實(shí)驗(yàn)是____________________所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解。
(2)該實(shí)驗(yàn)是在______________實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
(3)S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物中，使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)最可能是________。
(4)為進(jìn)一步探究細(xì)胞提取物中使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化物質(zhì)的化學(xué)成分，他們又設(shè)計了下面的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)中加入DNA酶的目的是__________________，當(dāng)細(xì)胞提取物中加入DNA酶時，他們觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________。
(5)該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘f明________________________。
解析：(1)由實(shí)驗(yàn)圖解可看出，這是肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，是艾弗里及其同事所做的。(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)計的。(3)組成S型細(xì)菌的有機(jī)化合物中，除去大部分蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類等，剩余的物質(zhì)最可能是核酸。(4)酶具有專一性，DNA酶可以特異性地水解DNA，細(xì)胞提取物中加入DNA酶時，培養(yǎng)基中只出現(xiàn)R型細(xì)菌。(5)通過對照實(shí)驗(yàn)說明，蛋白質(zhì)、RNA和脂質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，DNA是遺傳物質(zhì)。
答案：(1)艾弗里及其同事　(2)格里菲思　(3)核酸
(4)催化細(xì)胞提取物中DNA的水解　培養(yǎng)基中只出現(xiàn)R型細(xì)菌　(5)蛋白質(zhì)、RNA和脂質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，DNA是遺傳物質(zhì)
[遷移·應(yīng)用·發(fā)展]
10．某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下3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3H標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌
以上3個實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過短時間的保溫后，用攪拌器攪拌、離心，檢測到放射性的主要部位是(　　)
A．上清液、沉淀、沉淀和上清液
B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液
C．上清液、上清液、上清液
D．沉淀、上清液、沉淀和上清液
解析：答案：B　①用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌，35S將出現(xiàn)在新的噬菌體中，所以離心后主要在沉淀物中檢測到放射性；②用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，32P標(biāo)記噬菌體的DNA，將出現(xiàn)在新的噬菌體中，所以離心后主要在沉淀物中檢測到放射性；③用3H標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，由于3H可標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)外殼出現(xiàn)在上清液中，3H標(biāo)記的噬菌體DNA將出現(xiàn)在新的噬菌體中，所以離心后在沉淀物和上清液中都可檢測到放射性。
11．細(xì)菌轉(zhuǎn)化是指某一受體細(xì)菌通過直接吸收來自另一供體細(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，無莢膜，菌落粗糙，不致病；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，加青霉素后仍有兩種菌落繼續(xù)生長
C．丙組培養(yǎng)基中含有青霉素，所以生長的菌落是PenrS型細(xì)菌
D．丁組培養(yǎng)基中無菌落生長
解析：答案：D　抗青霉素的S型(PenrS型)細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子。在甲組中，將加熱致死的PenrS型細(xì)菌與活的R型活細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)，部分活的R型細(xì)菌會轉(zhuǎn)化為PenrS型細(xì)菌，部分小鼠會患敗血癥，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)，A不符合題意；在乙組中，PenrS型細(xì)菌的DNA與活的R型活細(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)菌生長受到抑制，只有PenrS型菌落繼續(xù)生長，B不符合題意；丙組培養(yǎng)基中含有青霉素，活的R型細(xì)菌不能生長，也不能發(fā)生轉(zhuǎn)化，因此無菌落出現(xiàn)，C不符合題意；丁組中因?yàn)镻enrS型細(xì)菌的DNA被DNA酶催化水解而無轉(zhuǎn)化因子，且活的R型細(xì)菌不抗青霉素，因此培養(yǎng)基中無菌落生長，D符合題意。
12．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)過程或理論解釋。
Ⅰ.圖1是關(guān)于肺炎鏈球菌R型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化過程圖。據(jù)研究，并非任意兩株R型細(xì)菌與S型細(xì)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型細(xì)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是部分研究人員做的關(guān)于肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程圖(圖中表示無毒性R型細(xì)菌，表示有毒性S型細(xì)菌)。
Ⅲ.圖3是噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過程中的檢測數(shù)據(jù)。
請回答下列問題：
(1)圖1中，步驟________是將S型細(xì)菌加熱致死的過程，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(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型細(xì)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型細(xì)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)計思路是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)圖3中所示實(shí)驗(yàn)中，以噬菌體為研究材料，利用____________________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明DNA與蛋白質(zhì)實(shí)現(xiàn)分離。圖中“被侵染的細(xì)菌的存活率”曲線基本保持在100%，這組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)實(shí)驗(yàn)過程中，首先要將S型細(xì)菌加熱致死，因此步驟①是將S型細(xì)菌加熱致死的過程。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(a)在核酸酶(DNA水解酶)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型細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)。將外源DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA雙鏈，需要限制性內(nèi)切核酸酶切割形成末端和DNA連接酶進(jìn)行縫合，從而實(shí)現(xiàn)基因重組。(2)圖2中，實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計思路是把S型細(xì)菌的DNA和蛋白質(zhì)等分開，單獨(dú)、直接地觀察它們在細(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。圖中“被浸染的細(xì)菌存活率”曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明細(xì)菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來。
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)、直接地觀察它們在細(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，無子代噬菌體釋放出來

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