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課時跟蹤檢測（十） DNA是主要的遺傳物質
[理解·鞏固·落實]
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。(×)
(3)可用含32P的培養基培養T2噬菌體，以使其DNA帶上放射性。(×)
(4)肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗均可說明DNA是主要的遺傳物質。(×)
2．如圖表示肺炎鏈球菌的轉化實驗，下列有關說法正確的是(　　)
A．該實驗模擬的是艾弗里實驗
B．從d中死亡小鼠中提取的S型細菌可能是R型細菌自身變化而來
C．從d中死亡小鼠中提取的S型細菌可能是死亡的S型細菌“死而復生”
D．該實驗證明加熱致死的S型細菌中含有某種轉化因子，使R型細菌轉化為S型細菌
解析：選D　該實驗模擬的是格里菲思實驗，A錯誤；b實驗否定了從死亡小鼠中提取的S型細菌是R型細菌自身變化而來的可能，B錯誤；c實驗否定了從死亡小鼠中提取的S型細菌是死亡S型細菌“死而復生”的可能，C錯誤；該實驗證明加熱致死的S型細菌中含有某種轉化因子，使R型細菌轉化為S型細菌，D正確。
3．艾弗里的體外轉化實驗證明，促使R型細菌轉化為S型細菌的轉化因子是(　　)
A．S型細菌的蛋白質　　 B．S型細菌的DNA
C．R型細菌的DNA D．S型細菌的莢膜多糖
解析：選B　艾弗里通過體外轉化實驗證明，促使R型細菌轉化為S型細菌的是S型細菌的DNA。
4．在證明DNA是遺傳物質的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述，正確的是(　　)
A．T2噬菌體也可以在肺炎鏈球菌中復制和增殖
B．T2噬菌體病毒顆粒內可以合成蛋白質
C．培養基中的32P經宿主攝取后可出現在T2噬菌體的核酸中
D．流感病毒與T2噬菌體的核酸類型相同
解析：選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；病毒沒有細胞結構，不能獨立生活，T2噬菌體病毒顆粒內不可以合成蛋白質，B錯誤；T2噬菌體侵染大腸桿菌時，其DNA進入大腸桿菌細胞內，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，則培養基中的32P經宿主攝取后可出現在T2噬菌體的核酸中，C正確；流感病毒為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．下列關于生物的遺傳物質的敘述，錯誤的是(　　)
A．某一生物體內的遺傳物質只能是DNA或RNA
B．除部分病毒外，生物的遺傳物質都是DNA
C．絕大多數生物的遺傳物質是DNA
D．細胞中DNA較多，所以DNA是主要的遺傳物質
解析：選D　在生物中，只有部分病毒的遺傳物質是RNA，絕大多數生物的遺傳物質是DNA。故選D。
6．為研究R型肺炎鏈球菌轉化為S型肺炎鏈球菌的轉化物質是DNA還是蛋白質，進行了肺炎鏈球菌體外轉化實驗，其基本過程如圖所示，下列敘述正確的是(　　)
A．甲組培養皿中只有S型菌落，推測加熱不會破壞轉化物質的活性
B．乙組培養皿中有R型及S型菌落，推測轉化物質是蛋白質
C．丙組培養皿中只有R型菌落，推測轉化物質是DNA
D．該實驗能證明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質是DNA
解析：選C　甲組中培養一段時間后可發現有極少的R型菌轉化成了S型菌，因此甲組培養皿中不僅有S型菌落也有R型菌落，A錯誤；乙組培養皿中加入了蛋白酶，故在乙組的轉化中已經排除了蛋白質的干擾，應當推測轉化物質是DNA，B錯誤；丙組培養皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不發生轉化，故可推測是DNA參與了R型菌的轉化，C正確；該實驗只能證明肺炎鏈球菌的遺傳物質是DNA，無法證明還有其他的物質也可做遺傳物質，D錯誤。
7.在噬菌體侵染細菌的實驗中，隨著培養時間的延長，培養基內噬菌體與細菌的數量變化如圖所示，下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．噬菌體增殖所需的原料、酶、能量均來自細菌
B．在O～t1時間內，噬菌體還未侵入細菌體內
C．在t1～t2時間內，噬菌體侵入細菌體內導致細菌大量死亡
D．在t2～t3時間內，噬菌體因失去寄生場所而停止增殖
解析：選B　噬菌體屬于病毒，必須在宿主細胞內才能代謝和繁殖，模板是親代噬菌體的DNA，原料是細菌體內的脫氧核苷酸和氨基酸，能量是細菌提供的ATP，場所是細菌的核糖體，A正確；在O～t1時間內，噬菌體可能已侵入到細菌體內，但還沒有大量繁殖，B錯誤；在t1～t2時間內，由于噬菌體侵入細菌體內，導致細菌大量死亡，C正確；在t2～t3時間內，被侵染的細菌已裂解死亡，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噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是遺傳物質，實驗包括六個步驟：
①噬菌體侵染大腸桿菌　②用35S或32P標記噬菌體　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
最合理的實驗步驟順序為(　　)
A．⑥①②④③⑤ B．②⑥①③④⑤
C．②⑥①④③⑤ D．②⑥①④⑤③
解析：選C　該實驗首先要用32P和35S分別標記T2噬菌體，然后將標記的T2噬菌體和未標記的大腸桿菌混合培養，使T2噬菌體侵染大腸桿菌，保溫培養一段時間后，充分攪拌，離心分離，最后對上清液和沉淀物的放射性進行檢測，以此來判斷DNA和蛋白質在親子代之間的傳遞情況。故選C。
9．如圖為肺炎鏈球菌轉化實驗的部分圖解，請據圖回答：
(1)該實驗是____________________所做的肺炎鏈球菌轉化實驗的部分圖解。
(2)該實驗是在______________實驗的基礎上進行的。
(3)S型細菌的細胞提取物中，使R型細菌發生轉化的物質最可能是________。
(4)為進一步探究細胞提取物中使R型細菌發生轉化物質的化學成分，他們又設計了下面的實驗。
實驗中加入DNA酶的目的是__________________，當細胞提取物中加入DNA酶時，他們觀察到的實驗現象是______________________。
(5)該實驗能夠說明________________________。
解析：(1)由實驗圖解可看出，這是肺炎鏈球菌的體外轉化實驗，是艾弗里及其同事所做的。(2)該實驗是在格里菲思實驗的基礎上為進一步證明“轉化因子”的化學成分而設計的。(3)組成S型細菌的有機化合物中，除去大部分蛋白質、脂質、糖類等，剩余的物質最可能是核酸。(4)酶具有專一性，DNA酶可以特異性地水解DNA，細胞提取物中加入DNA酶時，培養基中只出現R型細菌。(5)通過對照實驗說明，蛋白質、RNA和脂質不是遺傳物質，DNA是遺傳物質。
答案：(1)艾弗里及其同事　(2)格里菲思　(3)核酸
(4)催化細胞提取物中DNA的水解　培養基中只出現R型細菌　(5)蛋白質、RNA和脂質不是遺傳物質，DNA是遺傳物質
[遷移·應用·發展]
10．某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關于噬菌體侵染細菌的實驗，進行了以下3個實驗：
①用未標記的噬菌體侵染35S標記的細菌
②用32P標記的噬菌體侵染未標記的細菌
③用3H標記的噬菌體侵染未標記的細菌
以上3個實驗，經過短時間的保溫后，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：選B　①用未標記的噬菌體侵染35S標記的細菌，35S將出現在新的噬菌體中，所以離心后主要在沉淀物中檢測到放射性；②用32P標記的噬菌體侵染未標記的細菌，32P標記噬菌體的DNA，將出現在新的噬菌體中，所以離心后主要在沉淀物中檢測到放射性；③用3H標記的噬菌體侵染未標記的細菌，由于3H可標記噬菌體的DNA和蛋白質，蛋白質外殼出現在上清液中，3H標記的噬菌體DNA將出現在新的噬菌體中，所以離心后在沉淀物和上清液中都可檢測到放射性。
11．(2024·甘肅高考)科學家發現染色體主要是由蛋白質和DNA組成。關于證明蛋白質和核酸哪一種是遺傳物質的系列實驗，下列敘述正確的是(　　)
A．肺炎鏈球菌體內轉化實驗中，加熱致死的S型菌株的DNA分子在小鼠體內可使R型活菌的相對性狀從無致病性轉化為有致病性
B．肺炎鏈球菌體外轉化實驗中，利用自變量控制的“加法原理”，將“S型細菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培養基中，結果證明DNA是轉化因子
C．噬菌體侵染實驗中，用放射性同位素分別標記了噬菌體的蛋白質外殼和DNA，發現其DNA進入宿主細胞后，利用自身原料和酶完成自我復制
D．煙草花葉病毒實驗中，以病毒顆粒的RNA和蛋白質互為對照進行侵染，結果發現自變量RNA分子可使煙草出現花葉病斑性狀
解析：選D　格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗未單獨研究每種物質的作用，不能說明S型菌株的DNA分子使R型活菌的相對性狀從無致病性轉化為有致病性，A錯誤；在肺炎鏈球菌的體外轉化實驗中，利用自變量控制中的“減法原理”設置實驗，通過觀察只有某種物質不存在時，R型細菌的轉化情況，最終證明了轉化因子可能是DNA，B錯誤；用T2噬菌體進行噬菌體侵染實驗中，而T2噬菌體為DNA病毒，其DNA進入宿主細胞后，利用宿主細胞的原料和酶完成自我復制，C錯誤；煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，在煙草花葉病毒實驗中，以病毒顆粒的RNA和蛋白質互為對照進行侵染，結果發現RNA分子可使煙草出現花葉病斑性狀，而蛋白質不能使煙草出現花葉病斑性狀，D正確。
12．在探究生物的遺傳物質的相關實驗研究中，有如下的實驗過程或理論解釋。
Ⅰ.圖1是關于肺炎鏈球菌R型細菌的轉化過程圖。據研究，并非任意兩株R型細菌與S型細菌之間的接觸都可發生轉化，凡能發生轉化的，其R型細菌必須處于感受態，產生一些感受態特異蛋白，包括膜相關DNA結合蛋白、細胞壁自溶素和幾種核酸酶。
Ⅱ.圖2是部分研究人員做的關于肺炎鏈球菌的體外轉化實驗過程圖(圖中表示無毒性R型細菌，表示有毒性S型細菌)。
Ⅲ.圖3是噬菌體的蛋白質和DNA在侵染過程中的檢測數據。
請回答下列問題：
(1)圖1中，步驟________是將S型細菌加熱致死的過程，S型細菌的DNA雙鏈片段與A細胞膜表面的相關DNA結合蛋白結合，其中一條鏈(a)在______酶的作用下水解，另一條鏈(b)與感受態特異蛋白結合進入R型細菌細胞內。完成步驟④后，這條鏈(b)在相關酶的作用下，形成____(填“單”或“雙”)鏈整合進R型細菌的DNA中，這種變異屬于________。
(2)圖2中，實驗最關鍵的設計思路是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)圖3中所示實驗中，以噬菌體為研究材料，利用____________________技術，分別用32P和35S標記噬菌體，用標記的噬菌體侵染細菌，從而追蹤在侵染過程中 DNA和蛋白質的位置變化。
實驗結果表明：______(填整數) min后的曲線變化基本上可說明DNA與蛋白質實現分離。圖中“被侵染的細菌的存活率”曲線基本保持在100%，這組數據的意義是作為對照組，以證明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)實驗過程中，首先要將S型細菌加熱致死，因此步驟①是將S型細菌加熱致死的過程。S型細菌的DNA雙鏈片段與A細胞膜表面的相關DNA結合蛋白結合，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)與感受態特異蛋白結合進入R型細菌細胞內。將外源DNA片段整合到R型細菌的DNA雙鏈，需要限制性內切核酸酶切割形成末端和DNA連接酶進行縫合，從而實現基因重組。(2)圖2中，實驗最關鍵的設計思路是把S型細菌的DNA和蛋白質等分開，單獨、直接地觀察它們在細菌轉化中的作用。 (3)標記噬菌體利用了放射性同位素標記技術，用含32P和35S的培養基分別培養大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標記的大腸桿菌的方法獲得被32P和35S標記的噬菌體。圖中“被浸染的細菌存活率”曲線基本保持在100%，本組數據的意義是作為對照組，以證明細菌沒有裂解，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型細菌的DNA和蛋白質等分開，單獨、直接地觀察它們在細菌轉化中的作用　(3)放射性同位素標記　2　細菌沒有裂解，無子代噬菌體釋放出來
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第3章 基因的本質
解讀章首圖文
培養學習志向·勇擔社會責任
章引言按照科學史的順序：“自從摩爾根提出基因的染色體理論以后，基因在人們的認識中不再是抽象的‘因子’，而是存在于染色體上的一個個單位。”對第1章和第2章知識的邏輯順序進行了回顧和確認，但又不止步于這兩章中科學家的認知水平，而是提出了新的研究問題：“但是基因到底是什么呢？”體現了科學一直在發展的認知觀和人類不斷追求科學真理的價值觀。要解決基因到底是什么的問題，引言首先順其自然地展示了摩爾根的假設：“我們仍然很難放棄這個可愛的假設：就是基因之所以穩定，是因為它代表著一個有機的化學實體。”摩爾根的假設是否成立，當然需要進行探究，而這恰恰是本章將要學習的內容。因此通過本章的探究學習，這些“謎團”就會迎刃而解。
章首頁的小詩，抽象和概括了“基因是什么”的研究結果和歷程，展現了科學之美、生命之謎，揭示了懷疑、爭論、合作對于科學發展的重要意義，激發我們進一步學習的欲望和深入探究的興趣。章題圖是一幅組合圖。圖的左側是1953年沃森和克里克在《自然》雜志上發表的構建DNA雙螺旋結構模型的論文頁面，該論文在生物學的發展中具有里程碑式的意義。而且，教材在第2節“思考·討論”中呼應了這篇論文，因此，這篇劃時代的論文會引起我們閱讀的興趣。與論文圖搭配的是一幅DNA結構模式圖，這幅圖從右側的一個細胞開始，逐步放大細節，從細胞核到染色體，再到蛋白質和DNA結合形成的核小體，直至DNA雙螺旋結構，從整體到局部呈現了染色體和DNA的結構，既表達出遺傳物質的結構基礎，也帶給我們強烈的視覺沖擊。現在就讓我們帶著濃厚的興趣，進入本章的學習吧。
理清本章架構
初識概念體系·具備系統思維
第1節　DNA是主要的遺傳物質
學有目標——課標要求必明 記在平時——核心語句必背
1.闡明DNA是主要的遺傳物質的探索過程。
2.說明DNA是主要的遺傳物質。
3.說明自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”。
4.認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程，認同實驗技術在證明DNA是遺傳物質中的作用。 1.格里菲思實驗的結論：已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質——轉化因子。
2.艾弗里實驗的結論：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。
3.噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA才是遺傳物質。
4.由于絕大多數生物的遺傳物質是DNA，因此說DNA是主要的遺傳物質。
【主干知識梳理】
一、對遺傳物質的早期推測
二、肺炎鏈球菌的轉化實驗
1．肺炎鏈球菌的類型
2．格里菲思的體內轉化實驗
(1)過程與現象
項目 有無多糖類莢膜 菌落特征 有無致病性
S型細菌 有 表面_______ _____
R型細菌 __________ 表面________ 無
光滑
有
無
粗糙
(2)實驗結論：已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質——_________。
3．艾弗里的體外轉化實驗
轉化因子
三、噬菌體侵染細菌的實驗
1．實驗材料：T2噬菌體。
(1)結構[填圖]
(2)生活方式：寄生在大腸桿菌體內。
2．實驗方法： 法。
3．實驗過程和現象
4．實驗結論：DNA才是噬
菌體的 。
放射性同位素標記
遺傳物質
四、DNA是主要的遺傳物質
1．煙草花葉病毒侵染煙草的實驗
(1)煙草花葉病毒的組成：只含有蛋白質和 。
(2)侵染實驗
(3)實驗結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是 。
2．DNA是主要的遺傳物質：因為絕大多數生物的遺傳物質是 ，所以說DNA是 的遺傳物質。
RNA
未被感染
被感染
RNA
DNA
主要
【教材微點發掘】
1．分析格里菲思的體內轉化實驗(教材P43圖32變式)，回答下列問題：
(1)實驗①②對比說明 。
(2)實驗②③對比說明 。
(3)實驗②③④對比說明加熱致死的S型細菌能使部分 。
(4)綜合以上實驗得出的結論是________________________________________
___________________。
R型細菌無毒，S型細菌有毒
加熱致死的S型細菌無毒
R型細菌轉化為S型細菌
S型細菌中含有一種“轉化因子”，能使R型
細菌轉化為S型細菌
2．如圖1為噬菌體侵染細菌的電鏡照片，圖2表示T2噬菌體侵染細菌過程，結合教材P45相關內容據圖回答問題：
(1)噬菌體中DNA和蛋白質共有的元素組成是 ，蛋白質特有的元素是 ，P幾乎全部存在于DNA中。
(2)子代噬菌體物質合成所需要的原料來源于 ，但合成的子代噬菌體與親代噬菌體幾乎相同，原因是 。
(3)T2噬菌體 (填“能”或“不能”)在肺炎鏈球菌體內增殖，原因是 。
C、H、O、N
S
大腸桿菌
指導子代噬菌體合成的遺傳物質來自親代噬菌體
不能
T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒
教材問題提示
思考·討論(教材第46頁)
1．細菌和病毒作為實驗材料，具有以下優點：
(1)細菌個體很小，結構簡單，是單細胞生物；病毒無細胞結構，只有核酸和蛋白質外殼。易于觀察因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。
(2)繁殖快，細菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖。
2．從控制自變量的角度，艾弗里在每個實驗組中特異性地去除了一種物質，然后觀察在沒有這種物質的情況下，實驗結果會有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細胞中含有的某種物質(如糖類、脂質、蛋白質等)。
3．艾弗里采用的主要技術手段有細菌的培養技術、物質的提純和鑒定技術等。赫爾希等人采用的主要技術手段有噬菌體的培養技術、放射性同位素標記技術，以及物質的提取和分離技術等。(學生可能回答出其他技術，但只要回答出上述主要技術即可)
科學成果的取得必須有技術手段作保證，技術的發展需要以科學原理為基礎，因此，科學與技術是相互支持、相互促進的。
新知探究(一)　肺炎鏈球菌的轉化實驗
【拓展·深化】
1．肺炎鏈球菌體內與體外轉化實驗的比較
項目 體內轉化實驗 體外轉化實驗
科學家 格里菲思 艾弗里及其同事
細菌培養場所 小鼠體內 體外培養基
實驗原則 R型細菌與S型細菌的毒性對照 加熱致死的S型細菌的細胞提取物及其經酶處理后的作用對照
項目 體內轉化實驗 體外轉化實驗
實驗結果 加熱致死的S型細菌能使R型細菌轉化為S型細菌 S型細菌的DNA能使R型細菌轉化為S型細菌
實驗結論 S型細菌體內有“轉化因子” S型細菌的DNA是遺傳物質
巧妙構思 用加熱致死的S型細菌注射到小鼠體內作為對照實驗來說明確實發生了轉化 分別用不同的酶處理S型菌細胞提取物的成分，再與R型菌混合培養，然后觀察除去相關物質后細胞提取物的功能
聯系 ①所用材料相同；②體內轉化實驗是體外轉化實驗的基礎，體外轉化實驗是體內轉化實驗的延伸；③兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則
2．對S型細菌和R型細菌轉化的理解
(1)轉化原理：加熱致死的S型細菌，其蛋白質變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷裂，但緩慢冷卻時，其結構可恢復。
(2)轉化實質：S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中。
(3)一般情況下，轉化率很低，形成的S型細菌很少，轉化后形成的S型細菌可以遺傳下去，快速繁殖形成大量的S型細菌，說明S型細菌的DNA是遺傳物質。
[思考·討論]
(1)格里菲思的體內轉化四組實驗中哪一組發生了細菌轉化？對比之后，你能否得出DNA就是轉化因子(遺傳物質)的結論？
提示：第四組。不能，只能得出“S型細菌含有能讓R型細菌發生轉化的轉化因子”這一結論。
(2)格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗中，R型活細菌與加熱后殺死的S型細菌混合注射到小鼠體內后，從死亡小鼠中是否只分離出S型活細菌？
提示：不是，可以分離出S型活細菌和R型活細菌，且R型活細菌數量較多。
(3)分析艾弗里的體外轉化實驗：
①艾弗里的體外轉化實驗中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在艾弗里體外轉化實驗中，能夠證明DNA是遺傳物質的最關鍵的實驗設計思路是什么？
提示：艾弗里的實驗思路實際是將S型肺炎鏈球菌中的細胞提取物分別進行不同的處理，再進行轉化實驗，單獨、直接地觀察它們的作用效果。
③實驗中導致R型細菌轉化為S型細菌的遺傳物質、原料、能量分別由哪方提供？
提示：實現轉化時遺傳物質來自S型細菌，原料和能量均來自R型細菌。
(4)請分析格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗和艾弗里轉化實驗的關系。
提示：肺炎鏈球菌的轉化實驗包括格里菲思和艾弗里的實驗，其中格里菲思的實驗證明了S型細菌體內含有某種轉化因子，但并沒有證明轉化因子是哪種物質。艾弗里的實驗則證明了轉化因子是S型細菌體內的DNA。
【典題·例析】
[例1]　如圖表示某生物興趣小組做的肺炎鏈球菌的轉化實驗，下列相關敘述錯誤的是 (　　)
A．DNA酶的作用是水解S型細菌的DNA
B．結果1中S型肺炎鏈球菌占絕大多數
C．該實驗證明DNA是遺傳物質
D．結果2中全部為R型肺炎鏈球菌
[解析]　DNA酶的作用是水解S型細菌中的DNA，使其失去轉化活性，A正確；結果1中只有少數R型細菌轉化為S型細菌，S型肺炎鏈球菌占少數，B錯誤；該實驗證明DNA是遺傳物質，C正確；S型細菌DNA被水解而失去作用，導致S型細菌無法轉化為R型細菌，因此結果2中全部為R型肺炎鏈球菌，D正確。
[答案]　B
[例2]　某研究人員模擬肺炎鏈球菌轉化實驗，進行了以下4個實驗：
①R型細菌的DNA＋DNA酶→加入S型細菌→注射入小鼠　②S型細菌的DNA＋DNA酶→加入R型細菌→注射入小鼠　③R型細菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型細菌的DNA→注射入小鼠　④S型細菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型細菌的DNA→注射入小鼠
以上4個實驗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型細菌的會使小鼠死亡，不含有S型細菌的不會使小鼠死亡。①中含有S型細菌；②中的S型細菌的DNA被DNA酶分解掉，所以只含有R型細菌；③④中經高溫加熱后R、S型兩種細菌均死亡，所以小鼠不死亡。故選B。
[答案]　B
易錯提醒————————————————————————————
肺炎鏈球菌轉化實驗的兩個常見認識誤區
(1)并非所有的R型細菌都被轉化。由于轉化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態等因素的影響，因此轉化過程中并不是所有的R型細菌都被轉化成S型細菌，而只是少部分R型細菌被轉化成S型細菌。
(2)轉化的實質并不是基因發生突變，而是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中，即實現了基因重組。
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【應用·體驗】
1．下列關于肺炎鏈球菌體內和體外轉化實驗的說法，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．兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則
C．二者均把DNA和蛋白質分開，單獨處理并觀察它們各自的作用
D．體外轉化實驗是在體內轉化實驗的基礎上進行的
解析：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；兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則，B正確；肺炎鏈球菌體內轉化實驗并沒有把DNA和蛋白質分開，C錯誤；體外轉化實驗是在體內轉化實驗的基礎上進行的，D正確。
答案：C　
2．肺炎鏈球菌有許多類型，有莢膜的S型細菌有毒性，能引起人和小鼠患肺炎，小鼠并發敗血癥死亡，無莢膜的R型細菌無毒性。如圖為細菌轉化實驗，相關說法錯誤的是(　　)
A．丙組為空白對照，實驗結果為小鼠不死亡
B．能導致小鼠患肺炎并發敗血癥死亡的有甲、丁兩組
C．戊組實驗表明，加S型細菌的蛋白質后試管中長出的還是無毒性的R型細菌
D．丁組產生的有毒性的肺炎鏈球菌不能將該性狀遺傳給后代
解析：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、丁兩組能導致小鼠死亡；戊組加S型細菌的蛋白質后，試管中長出的是無毒性的R型細菌；丁組產生的有毒性的S型細菌是由遺傳物質改變引起的，可以遺傳給后代。
答案：D　
新知探究(二)　噬菌體侵染細菌的實驗
【探究·深化】
[問題驅動]　
如圖為用32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，根據圖示并結合教材內容回答下列問題：
(1)本實驗采用的是放射性同位素標記技術，為什么用35S和32P進行標記？
提示：S是噬菌體蛋白質特有的元素，P幾乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質，可以單獨地觀察它們各自的作用。
(2)為什么不能直接用含35S和32P的普通培養基來培養T2噬菌體？
提示：因為T2噬菌體是細菌病毒，只有在細菌體內才能進行增殖，故應先培養細菌，再用細菌培養T2噬菌體，而不能直接用培養基培養T2噬菌體。
(3)能否用14C和18O標記噬菌體？能否用32P和35S同時標記噬菌體？
提示：不能。因為DNA和蛋白質都含C和O元素，不能用32P和35S同時標記噬菌體，因為放射性檢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驗中需經過短時間保溫后，再進行⑦⑧過程。⑦⑧分別代表 和 過程，其中⑦的目的是________________
____________________________，⑧的目的是讓 中析出質量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的 。
攪拌
離心
上清液
大腸桿菌
使吸附在細菌上的
噬菌體(蛋白質外殼)與細菌分離
[重難點撥]　
一、實驗結果及誤差分析
(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、肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較
實驗 肺炎鏈球菌體外轉化實驗 噬菌體侵染細菌實驗
處理方法 分別用除去蛋白質、RNA、脂質、DNA等成分的S型菌的細胞提取物與R型菌混合培養 分別用同位素35S、32P標記噬菌體的蛋白質和DNA
結論 ①證明DNA是遺傳物質，而蛋白質等不是遺傳物質；
②說明了遺傳物質可發生可遺傳的變異 ①證明DNA是遺傳物質，但不能證明蛋白質不是遺傳物質；
②說明DNA能控制蛋白質的合成；
③說明DNA能自我復制
【典題·例析】
[例1]　某校生物研究性學習小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌的實驗，實驗過程如圖所示，下列有關分析正確的是 (　　)
A．理論上，b和c中不應具有放射性
B．實驗中b含少量放射性與①過程中培養時間過長或過短有關
C．實驗中c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關
D．該實驗證明了DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質
[解析]　35S標記的是T2噬菌體的蛋白質外殼，32P標記的是T2噬菌體的DNA，所以離心后，理論上，b和c中不應具有放射性，A正確；35S標記的是T2噬菌體的蛋白質外殼，T2噬菌體侵染細菌時，蛋白質外殼留在外面，經攪拌后與細菌分開，所以若b中含有放射性，說明與②過程中攪拌不充分有關，B錯誤；實驗中c含有放射性與④過程中培養時間過長或過短有關，C錯誤；該實驗只證明了DNA是遺傳物質，沒有證明蛋白質不是遺傳物質，D錯誤。
[答案]　A
[例2]　如果用15N、32P、35S共同標記噬菌體后，讓其侵染未標記的大腸桿菌，在產生的子代噬菌體中，能夠找到的標記元素為 (　　)
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僅存在于蛋白質中，而N是DNA和蛋白質共有的元素，因此32P只標記DNA,35S只標記蛋白質，而15N可同時標記DNA和蛋白質。噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌內，利用細菌的脫氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌體的DNA和蛋白質，故在子代噬菌體中能找到15N和32P標記的DNA，不能找到35S和15N標記的蛋白質。故選B。
[答案]　B
方法規律———————————————————————————
“二看法”判斷子代噬菌體標記情況
————————————————————————————————
【應用·體驗】
1．（2022·浙江6月選考）下列關于“噬菌體侵染細菌的實驗”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．攪拌是為了使大腸桿菌內的噬菌體釋放出來
C．離心是為了沉淀培養液中的大腸桿菌
D．該實驗證明了大腸桿菌的遺傳物質是DNA
解析：實驗過程中需單獨用32P標記噬菌體的DNA和35S標記噬菌體的蛋白質，A錯誤；
實驗過程中攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體外殼與細菌分離，B錯誤；
大腸桿菌的質量大于噬菌體，離心的目的是沉淀培養液中的大腸桿菌，C正確；
該實驗證明噬菌體的遺傳物質是DNA，D錯誤。
答案：C　
2．某實驗甲組用35S標記的T2噬菌體侵染32P標記的大腸桿菌，乙組用32P標記的T2噬菌體侵染35S標記的大腸桿菌，檢測子代噬菌體的放射性情況。下列有關敘述正確的是 (　　)
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．該實驗能證明T2噬菌體的DNA是遺傳物質
解析：甲組用35S標記的是T2噬菌體的蛋白質，蛋白質不是遺傳物質，在子代噬菌體中不會出現35S，32P標記的大腸桿菌能為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標記的是噬菌體的DNA，DNA是遺傳物質，在子代噬菌體中能檢測到放射性，35S標記的大腸桿菌能為T2噬菌體合成蛋白質外殼提供原料，因此子代T2噬菌體也具有放射性，A、B錯誤，C正確。該實驗不能證明T2噬菌體的DNA是遺傳物質，D錯誤。
答案：C　
新知探究(三)　DNA是主要的遺傳物質
【探究·深化】
[問題驅動]　
(1)流感病毒中有幾種核酸、核苷酸、五碳糖和堿基？病毒的遺傳物質是否都是RNA
提示：一種、四種、一種和四種；不一定，如噬菌體的遺傳物質是DNA。
(2)菠菜細胞中含有幾種核酸、核苷酸、五碳糖及堿基？細胞核中的遺傳物質是DNA，那么細胞質中的遺傳物質是DNA還是RNA
提示：兩種、八種、兩種和五種；細胞質中的遺傳物質也是DNA。
(3)小麥根尖細胞中的“核酸”和“遺傳物質”是否含義相同？為什么？
提示：不相同。因為小麥根尖細胞中有DNA和RNA兩種核酸，但遺傳物質僅指DNA。
(4)為什么說DNA是主要的遺傳物質？
提示：因為大部分生物的遺傳物質是DNA，只有極少數生物的遺傳物質是RNA，所以DNA是主要的遺傳物質。
[重難點撥]　
(一)病毒重建及其對煙草葉細胞的感染
1．實驗過程及現象
2．結果分析與結論：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
細胞生物 非細胞生物
真核生物 原核生物 多數病毒 少數病毒
核酸種類 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA
遺傳物質 DNA DNA DNA RNA
結果 絕大多數生物的遺傳物質是DNA，只有少部分病毒的遺傳物質是RNA
結論 DNA是主要的遺傳物質
【典題·例析】
[例1]　下圖表示科研人員探究“煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質”的實驗過程，由此可以判斷 (　　)
A．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白質和RNA
B．TMV的蛋白質不能進入煙草細胞中
C．侵入煙草細胞的RNA具有遺傳效應
D．RNA是TMV的主要遺傳物質
[解析]　水和苯酚的作用是將TMV中的RNA與蛋白質分離開，A錯誤；能將TMV的蛋白質接種到正常煙草細胞內，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，C正確；本實驗表明RNA是TMV的遺傳物質，而不是表明RNA是TMV的主要遺傳物質，D錯誤。
[答案]　C
[例2]　下列關于生物遺傳物質的說法，正確的是 (　　)
A．同時含有DNA和RNA的生物的遺傳物質是DNA
B．DNA是主要的遺傳物質是指一種生物的遺傳物質主要是DNA
C．真核生物的遺傳物質都是DNA，病毒的遺傳物質都是RNA
D．肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是主要的遺傳物質
[解析]　同時含有DNA和RNA的生物的遺傳物質是DNA，A正確；DNA是主要的遺傳物質是指絕大多數生物的遺傳物質是DNA，B錯誤；真核生物的遺傳物質都是DNA，RNA病毒的遺傳物質是RNA，而DNA病毒的遺傳物質是DNA，C錯誤；肺炎鏈球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質，但沒有證明DNA是主要的遺傳物質，D錯誤。
[答案]　A
易錯提醒————————————————————————————
有關遺傳物質的三點提醒
(1)并不是所有的核酸都能作為遺傳物質，如細胞生物中的RNA。
(2)DNA并不是所有生物的遺傳物質，如煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA。
(3)一種生物的遺傳物質是唯一的，對某種生物不能說“主要遺傳物質”。
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【應用·體驗】
1．如圖所示，甲、乙表示兩種不同的植物病毒，經重組形成雜種病毒丙，丙侵染植物細胞后，在植物細胞內增殖產生的新一代病毒是 (　　)
解析：雜種病毒丙是由病毒甲的蛋白質外殼和病毒乙的核酸組裝而成的，核酸為遺傳物質，所以子代病毒應與病毒乙相同。故選D。
答案：D　
2．下列關于遺傳物質的敘述，正確的是 (　　)
A．豌豆的遺傳物質主要是DNA
B．流感病毒的遺傳物質含有硫元素
C．酵母菌的遺傳物質主要分布在染色體上
D．HIV的遺傳物質初步水解產生4種脫氧核苷酸
解析：豌豆是真核生物，其遺傳物質是DNA，A錯誤；流感病毒的遺傳物質是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，其遺傳物質主要分布在細胞核的染色體上，C正確；HIV的遺傳物質是RNA，初步被水解的產物是四種核糖核苷酸，D錯誤。
答案：C
科學探究——探索遺傳物質的實驗方法
“遺傳物質”探索的4種方法
【素養評價】
1．下列實驗及結果中，能作為直接證據說明“核糖核酸是遺傳物質”的是 (　　)
A．紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質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型活菌混合培養后可分離出S型活菌
D．用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性
解析：紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1，并不能直接證明核酸是遺傳物質，A不符合題意；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質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，B符合題意；加熱殺死的S型肺炎雙(鏈)球菌與R型活菌混合培養后可分離出S型活菌，只能證明加熱殺死的S型細菌中含有某種促使R型細菌轉化為S型細菌的“轉化因子”，并不能證明該轉化因子是何種物質，C不符合題意；用放射性同位素標記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入大腸桿菌細胞內，不能證明遺傳物質是何種成分，D不符合題意。
答案：B　
2．煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都是以RNA為遺傳物質的病毒，由于所含RNA不同，因而侵染后導致的植物癥狀不同(如下圖所示)。
將病毒的RNA和蛋白質分離，使其單獨感染植物；或使不同病毒的RNA與蛋白質之間重新組合形成“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表現出的感染癥狀。
(3)從以上感染實驗可知，起感染作用的是____________________。
(4)畫出葉片C中繁殖產生的子代病毒的圖示。
(5)以上實驗證明__________________________________________。
(6)該實驗的設計思路是________________________________________。
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的遺傳物質是RNA
(6)將病毒的RNA與蛋白質分離，單獨研究其遺傳功能
3．流感病毒的遺傳物質是DNA還是RNA？下面是科研小組為探究流感病毒的遺傳物質是DNA還是RNA設計的實驗步驟，請將其補充完整。
(1)實驗目的：________________________________。
(2)材料用具：顯微注射器，流感病毒的核酸提取液，鼠胚胎干細胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)實驗步驟：
第一步：把流感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胞分成三組，用顯微注射技術分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細胞中。
第三步：將三組鼠胚胎干細胞放在相同且適宜的環境中培養一段時間，然后從培養好的鼠胚胎干細胞中抽取樣品，檢測是否有流感病毒產生。
(4)請預測結果及結論：
①______________________________________________________________；
②若B、C兩組出現流感病毒，A組沒有出現，則流感病毒的遺傳物質是DNA；
③若A、B、C三組均出現流感病毒，則流感病毒的遺傳物質既不是DNA也不是RNA。
解析：(1)由題意知，該實驗的目的是探究流感病毒的遺傳物質是DNA還是RNA。(3)實驗的自變量是是否含有DNA或RNA，因變量是是否出現流感病毒，其他屬于無關變量，按照實驗設計的對照原則和單一變量原則，實驗步驟如下所示。第一步：把流感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胞分成三組，用顯微注射技術分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細胞中。第三步：將三組鼠胚胎干細胞放在相同且適宜的環境中培養一段時間，然后從培養好的鼠胚胎干細胞中抽取樣品，檢測是否有流感病毒產生。(4)預測結果及結論：①若A、C兩組出現流感病毒，B組沒有出現，則流感病毒的遺傳物質是RNA；②若B、C兩組出現流感病毒，A組沒有出現，則流感病毒的遺傳物質是DNA；若A、B、C三組出現流感病毒，則流感病毒的遺傳物質既不是DNA也不是RNA。
答案：(1)探究流感病毒的遺傳物質是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兩組出現流感病毒，B組沒有出現，則流感病毒的遺傳物質是RNA

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