高中生物第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质教学案新人教版必修2 18页

真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 1 第 1 节 DNA 是主要的遗传物质 [学习导航] 1.阅读教材，了解人类对遗传物质的早期猜测。2.结合教材图文，分析肺炎双 球菌的转化实验。3.结合教材图 3－6，分析噬菌体侵染细菌的实验，归纳实验结论。4.归纳 DNA 是生物主要的遗传物质。 [重难点击] 1.肺炎双球菌的转化实验。2.噬菌体侵染细菌的实验。 从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗 传。其实，早在公元前 3 世纪，《吕氏春秋》中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不 怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的 物种能够保持相对稳定。那么生物之间的这种相似性是由什么物质起作用，而在亲子代之间 连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。 一、肺炎双球菌的转化实验 1．对遗传物质的早期推测 20 世纪 20 年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。20 世纪 30 年代，人们认识 到 DNA 的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。 2．肺炎双球菌类型 种类 S 型细菌 R 型细菌 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 2 3.体内转化实 验——格里菲 思的实验 (1) 实 验 过 程 及现象 (2)结论：加热杀死的 S 型细菌中含有某种“转化因子”，将 R 型活细菌转化为 S 型活细菌。 4．体外转化实验——艾弗里的转化实验 (1)实验结果及现象 (2)结论：DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。 格里菲思将加热杀死的 S 型细菌与 R 型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死 亡小鼠体内分离到了活的 S 型菌，请分析： 1．已知在 80～100 ℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA 的结构也会被破坏，但当温度降 低到 55 ℃左右时，DNA 的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：在格里菲 思的实验中，加热杀死的 S 型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质？ 答案 是 DNA。 2．研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示： (1)从免疫学角度解释曲线 ab 段下降的原因是什么？ 答案 R 型细菌被小鼠的免疫系统所杀灭。 项目 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 有无毒性 有 无 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 3 (2)S 型活细菌是怎样产生的？ 答案 加热杀死的 S 型细菌的 DNA 将 R 型细菌转化为 S 型活细菌。 (3)S 型细菌是有毒性的，据此推测曲线 bc 段上升的原因是什么？ 答案 有毒的 S 型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R 型细菌、S 型细菌数量都 增加。 知识整合 加热杀死的 S 型细菌和 R 型活细菌一起注射到小鼠体内时，开始时 R 型细菌被小 鼠的免疫系统所杀灭，数量下降，随着 S 型细菌的 DNA 将 R 型细菌转化为 S 型活细菌， S 型 活细菌逐渐增多，毒性导致小鼠的免疫力降低，R 型细菌、S 型细菌数量都增加。 1．探索遗传物质的过程是漫长的，直到 20 世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。 当时人们作出判断的理由不包括( ) A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B．蛋白质与生物的性状密切相关 C．蛋白质比 DNA 具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息 答案 C 解析 蛋白质的热稳定性较 DNA 差，且不能复制，故选 C 项。其他选项所述的蛋白质的特点， 与遗传物质应具备的特征一致，可作为判断为遗传物质的理由。 2．艾弗里及其同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 4 实验组号 接种菌型 加入 S 型 细菌的物质 培养皿 长菌情况 ① R 蛋白质 R 型 ② R 荚膜多糖 R 型 ③ R DNA R 型、S 型 ④ R DNA(经 DNA 酶处理) R 型 A.①不能证明 S 型细菌的蛋白质不是转化因子 B．②说明 S 型细菌的荚膜多糖有酶活性 C．③和④说明 S 型细菌的 DNA 是转化因子 D．①～④说明 DNA 是主要的遗传物质 答案 C 解析 第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与 R 型细菌转化为 S 型细菌无关，A、B 项错误。 第③组实验说明 DNA 与 R 型细菌转化为 S 型细菌有关。第④组实验说明 DNA 被水解后的产物 不能使 R 型细菌转化为 S 型细菌，C 项正确。①～④只能说明 DNA 是遗传物质，而不能说明 DNA 是主要的遗传物质，D 项错误。 易错提醒 肺炎双球菌转化实验的几个易错点 (1)转化过程中并不是所有的 R 型细菌都被转化成 S 型细菌，而只是小部分 R 型细菌被转化成 S 型细菌。 (2)加热杀死 S 型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的 DNA 在加热结束后随温度 的恢复又逐渐恢复活性。 (3)体内转化实验结论是 S 型细菌体内有“转化因子”，没有证明“转化因子”是 DNA，体外 转化实验进一步证明“转化因子”是 DNA 二、噬菌体侵染细菌的实验 1．实验者：赫尔希和蔡斯。 2．实验方法：放射性同位素标记法。 3．实验材料：T2 噬菌体(如图所示) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 5 4．实验过程 (1)标记 T2 噬菌体 (2)侵染细菌 5．实验分析 (1)T2 噬菌体侵染细菌时，DNA 进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。 (2)子代 T2 噬菌体的各种性状是通过亲代的 DNA 来遗传的。 6．实验结论：DNA 才是真正的遗传物质。 结合上述实验过程分析： 1．标记噬菌体时，为什么不能直接用含 35S 和 32P 的普通培养基来培养 T2 噬菌体？ 答案 噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体。 2．能否用 14C 和 18O 标记噬菌体？能否用 32P 和 35S 同时标记噬菌体？ 答案 不能，因为 DNA 和蛋白质都含 C 和 O；不能用 32P 和 35S 同时标记噬菌体。 3．实验中搅拌的目的是什么？ 答案 目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 4．实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？ 答案 离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 6 的大肠杆菌。 5．用 35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成 的？ 答案 搅拌不充分，有少量 35S 的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 6．用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成 的？ 答案 (1)保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。 (2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。 知识整合 噬菌体营寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体；搅拌是使吸附在细菌上的噬 菌体与细菌分离，经过离心，噬菌体颗粒到了上清液中，大肠杆菌留在沉淀物中；如果搅拌 不充分，有少量 35S 的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，会随细菌离心到沉淀物中。保温时 间要适当，时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中， 时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。 3．为证明蛋白质和 DNA 究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2 噬菌体侵染大肠杆 菌”的实验(T2 噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用 32P 标记，A、C 中 的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述正确的是( ) A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入 32P 标记的无机 盐 B．若要达到实验目的，还要再设计一组用 35S 标记噬菌体的实验，两组相互对照 C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律 D．若本组实验 B(上清液)中出现放射性，则不能证明 DNA 是遗传物质 答案 B 解析 由题干信息可知，图中亲代噬菌体已用 32P 标记，则锥形瓶中培养液内的营养成分应无 放射性标记；要证明 DNA 是遗传物质，还应设计一组用 35S 标记噬菌体的实验，二者为相互对 照实验；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验 B(上清液)中出现 放射性，可能是实验时间较长，大肠杆菌裂解导致的，也可能是部分噬菌体的 DNA 未侵入大 肠杆菌，经搅拌、离心到上清液中。 4．如果用 15N、32P、35S 共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 7 结构中，能够找到的标记元素为( ) A．在外壳中找到 15N 和 35S B．在 DNA 中找到 15N 和 32P C．在外壳中找到 15N D．在 DNA 中找到 15N、32P 和 35S 答案 B 解析 用 15N、32P、35S 共同标记噬菌体，15N 标记了噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳，32P 标记了噬 菌体的 DNA,35S 标记了噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌过程中蛋白质外壳留在细菌外 面，DNA 进入细菌内部，在细菌中以噬菌体 DNA 为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的 蛋白质外壳和 DNA，由于 DNA 复制，故在子代噬菌体中能找到 15N 和 32P 标记的 DNA，不能找到 35S 和 15N 标记的蛋白质。 方法链接 “二看法”判断子代噬菌体标记情况 三、生物的遗传物质 1．RNA 是遗传物质的实验证据 (1)实验材料：烟草花叶病毒，只由蛋白质和 RNA 组成。 (2)实验过程 (3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，不是蛋白质。 2．绝大多数生物的遗传物质是 DNA，只有极少数生物的遗传物质是 RNA。因此，DNA 是主要 的遗传物质。 1．人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？ 答案 分别是 DNA、DNA、RNA、DNA。 2．下列有关遗传物质的叙述，哪些说法是正确的？ 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 8 ①DNA 是所有生物的遗传物质 ②核酸是一切生物的遗传物质 ③酵母菌的遗传物质主要是 DNA ④病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA ⑤艾滋病病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA 答案 ②④。 3．蚕豆细胞内的遗传物质彻底水解的产物有哪些？ 答案 磷酸、脱氧核糖、含氮碱基。 知识整合 细胞生物同时含有 DNA 和 RNA，其中 DNA 是遗传物质；病毒只含有一种核酸，含 有 DNA如噬菌体的，DNA 是遗传物质，含有 RNA艾滋病病毒、烟草花叶病毒等的，RNA 是 遗传物质。 5．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。 下列说法中不正确的是( ) A．a 过程表示用 TMV 的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明 TMV 的蛋白质外壳没有侵染作用 B．b 过程表示用 HRV 的 RNA 单独接种烟叶，结果说明具有侵染作用 C．c、d 两过程表示用 TMV 的外壳和 HRV 的 RNA 组合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明 该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为烟叶感染车前草病毒的症状，并能从中分离出车前 草病毒 D．该实验证明只有车前草病毒的 RNA 是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的 RNA 不是遗 传物质 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 9 答案 D 解析 由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的 RNA 侵染烟叶，因此无法证明烟草花叶病毒的 RNA 不是遗传物质。 6．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是( ) A．豌豆的遗传物质主要是 DNA B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 C．T2 噬菌体的遗传物质含有硫元素 D．HIV 的遗传物质水解产生 4 种脱氧核苷酸 答案 B 解析 A 中豌豆的遗传物质只有 DNA；B 中酵母菌的遗传物质 DNA 主要分布在染色体上，细胞 质中也有；C 中 T2 噬菌体的遗传物质是 DNA，不含 S 元素；D 中 HIV 的遗传物质是 RNA，初步 水解后产生 4 种核糖核苷酸。 1．在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有 R 型细菌的 1、2、3、4 四支试管中，依次加入从 S 型活细菌中提取的 DNA、DNA 和 DNA 酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍 然有 R 型细菌的是( ) 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 三支试管内只有 R 型细菌，因为没有 S 型细菌的 DNA，所以都不会发生转化。 1 号试管因为有 S 型细菌的 DNA，所以会使 R 型细菌发生转化，但是发生转化的 R 型细菌只是 一部分，故试管内仍然有 R 型细菌存在。 2．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了 T2 噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述 正确的是( ) A．用 32P、35S 标记同一组 T2 噬菌体的 DNA 和蛋白质 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 10 B．该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测 C．用含有充足有机物的完全培养基培养 T2 噬菌体 D．该实验证明了 DNA 是主要的遗传物质 答案 B 解析 32P、35S 分别标记不同组 T2 噬菌体的 DNA 和蛋白质，A 错误；该实验先标记噬菌体，然 后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌培养噬菌体，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀 物的放射性，B 正确；T2 噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，C 错误；该实验证 明了 DNA 是遗传物质，而不能证明 DNA 是主要的遗传物质。 3．噬菌体在繁殖过程中所利用的原料是( ) A．细菌的核苷酸和氨基酸 B．自身的核苷酸和细菌的氨基酸 C．自身的核苷酸和氨基酸 D．自身的氨基酸和细菌的核苷酸 答案 A 解析 噬菌体只能寄生在活的细胞中，在繁殖过程中以自己的遗传物质为模板，用宿主细胞 的核苷酸和氨基酸作原料，进行遗传物质的复制和蛋白质外壳的合成，A 正确。 4．下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是( ) A．DNA 是绝大多数生物的遗传物质 B．有些生物的遗传物质是 RNA C．在真核生物中，DNA 和 RNA 都是遗传物质，其中 DNA 是主要的遗传物质 D．核酸是所有生物的遗传物质，其中 DNA 是主要的遗传物质 答案 C 解析 具有细胞结构的生物含有 DNA 和 RNA 两种核酸，但 DNA 是遗传物质，病毒只含有 DNA 或 RNA 一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质 是 DNA，即 DNA 是主要的遗传物质。 5．下图是噬菌体侵染细菌示意图，请回答下列问题： (1)噬菌体侵染细菌的正确顺序应是____________。 (2)图中 D 表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌外的是____________，注入细菌体内的物质是 ____________。 (3)图中 E 表明_______________________________________________________________。 (4)噬菌体侵染细菌实验得出了____________是遗传物质的结论。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 11 答案 (1)BDAEC (2)蛋白质外壳 噬菌体 DNA (3)噬菌体复制完成(产生性状完全相同的 噬菌体后代) (4)DNA 解析 噬菌体侵染细菌的过程可以分为五个步骤：①吸附：噬菌体用尾部的末端吸附在细菌 表面；②侵入：噬菌体通过尾轴把 DNA 全部注入到细菌细胞内，蛋白质外壳留在细胞外面不 起作用；③生物合成在细菌体内，以噬菌体的 DNA 为模板，利用细菌的化学成分合成噬菌体 DNA 和蛋白质分子；④组装：新合成的 DNA 和蛋白质外壳组装成与亲代一模一样的子代噬菌 体(结构、成分相同)；⑤释放：子代噬菌体由于细菌的裂解而释放出来，再去侵染其他细菌(功 能相同)。由此可见，在子代噬菌体的复制过程中，只有亲代的 DNA 参与了(蛋白质未参与)， 说明亲代的性状通过 DNA 传给后代，所以说 DNA 是遗传物质。 课时作业 [学考达标] 1．“肺炎双球菌的体外转化实验”证明了 DNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这 一结论的关键是( ) A．用 S 型活菌和加热杀死后的 S 型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照 B．用杀死的 S 型菌与无毒的 R 型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体的含量 C．从死亡小鼠体内分离获得了 S 型菌 D．将 S 型菌的各种因子分离并分别加入各培养基中，培养 R 型菌，观察是否发生转化 答案 D 解析 当把 S 型菌的各种因子分离并分别与 R 型菌混合培养后，发现只有加入 DNA 的培养基 中 R 型菌发生转化，出现 S 型菌，而加入其他因子的培养基中 R 型菌(如加入蛋白质)不发生 转化，即不出现 S 型菌。 2．S 型肺炎双球菌具有多糖类的荚膜，R 型则不具有。下列叙述错误的是( ) A．培养 R 型活细菌时加入 S 型细菌的多糖类物质，能产生一些具有荚膜的细菌 B．培养 R 型活细菌时加入 S 型细菌的 DNA 的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌 C．培养 R 型活细菌时加入 S 型细菌的 DNA，能产生具有荚膜的细菌 D．培养 R 型活细菌时加入 S 型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌 答案 A 解析 S 型细菌的 DNA 的完全水解产物、蛋白质、多糖等物质均不能使 R 型细菌转化为 S 型 细菌。只有 DNA 才是遗传物质，能够使 R 型活细菌发生转化。 3．利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养 一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是( ) 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 12 A．通过 E、F 对照，能说明转化因子是 DNA 而不是蛋白质 B．F 组可以分离出 S 型和 R 型两种肺炎双球菌 C．F 组产生的 S 型肺炎双球菌可能是基因重组的结果 D．能导致小鼠死亡的是 A、B、C、D 四组 答案 D 解析 从图示实验过程看出，通过 E、F 对照，能说明转化因子是 DNA 而不是蛋白质，F 组加 入了 S 型菌的 DNA，可以分离出 S 型和 R 型两种肺炎双球菌，而 S 型肺炎双球菌可能是基因 重组的结果。A 组经煮沸、D 组为 R 型菌，均不能导致小鼠死亡，D 项错误。 4．赫尔希和蔡斯分别用 35S 和 32P 标记 T2 噬菌体的蛋白质和 DNA，下列被标记的部分组合是 ( ) A．①② B．①③ C．①④ D．③④ 答案 A 解析 组成噬菌体蛋白质的基本单位是氨基酸，而 P 是噬菌体 DNA 组成成分之一——磷酸的 构成元素，对照图解标号应分别选择①②。 5．如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体( ) A．寄生于细胞内，通过 RNA 遗传 B．寄生于细胞间，通过蛋白质遗传 C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传 D．寄生于细胞间，通过 RNA 遗传 答案 A 解析 从图示可看出，用 RNA 接种在叶片上，叶片出现了病斑；而用蛋白质外壳接种到叶片 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 13 上，叶片上没有病斑；所以该病原体是通过 RNA 遗传的。 6．生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，如下图。下列有关分析不正确 的是( ) A．理论上，b 中不应具有放射性 B．b 中含放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关 C．b 中是否含有放射性，与①过程中培养时间的长短有关 D．上述实验过程并不能证明 DNA 是遗传物质 答案 C 解析 用 35S 只能标记噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳只能留在细菌 细胞外，而搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的噬菌体及蛋白质外壳与细菌分离，离心是让 上清液中析出噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌，因此，搅拌越充分，蛋白质外 壳与细菌分离得越彻底，b 中放射性越低，如果使蛋白质外壳与细菌彻底分离，则 b 中不含 放射性。上述实验并没有“示踪”DNA 在遗传中的作用，因此不能证明 DNA 是遗传物质。b 中是否含有放射性，与①过程中培养时间的长短无关。 [高考提能] 7．病毒 H1N1 亚型是第一个被鉴定出的流行性感冒病毒，之后即不断地有新亚型的报道。下 图为流行性感冒病毒构造示意图，其中甲(简称 H)与病毒进入细胞有关；乙(简称 N)则与病毒 粒子出细胞有关。抗病毒药物“达菲”(Oseltamivir)主要是抑制乙的作用。则“达菲”主要 是阻断该病毒增殖时的哪一过程( ) A．病毒入侵细胞 B．病毒的核酸复制 C．病毒粒子的组装 D．子病毒释放出细胞 答案 D 解析 病毒 H1N1 侵染细胞的过程与噬菌体侵染细胞一致，要经过吸附→注入→复制合成→组 装→释放等步骤。由示意图可知：甲与注入有关，乙与释放有关，丙与复制合成有关，丁与 组装有关。可见“达菲”主要是抑制乙的作用，主要是阻断该病毒增殖时的释放过程，D 正 确。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 14 8．下图甲中的噬菌斑(白色区域)，是在长满大肠杆菌(黑色)的培养基上，由一个 T2 噬菌体 侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方 法之一。现利用培养基培养并连续取样的方法，得到噬菌体在感染大肠杆菌后数量的变化曲 线(下图乙)，下列叙述错误的是( ) A．培养基中加入含 35S 或 32P 的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现 B．曲线 ab 段，细菌内正旺盛地进行噬菌体 DNA 的复制和有关蛋白质的合成 C．曲线 bc 段所对应的时间内噬菌体共繁殖了 10 代 D．限制 cd 段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解 答案 C 解析 包括噬菌体在内的所有病毒均是严格的寄生生物，无独立的代谢能力，需要利用寄主 细胞的原料增殖，而大肠杆菌可以利用环境中的物质进行代谢，A 正确；曲线 ab 段，正处于 噬菌体物质合成的阶段，细菌未裂解释放噬菌体，B 正确；曲线 bc 段，噬菌斑从 100 个增殖 到 1 000 个，是细菌裂解释放的噬菌体数量，并不代表噬菌体增殖 10 代，增殖 10 代得到的 噬菌体数为 100×210 个，C 错误；de 段噬菌斑数量达到最大，说明 d 点之前绝大部分细菌已 经裂解，D 正确。 9．如图表示 T2 噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和核苷酸 的种类，其中与实际情况相符的是( ) A．T2 噬菌体 B．乳酸菌 C．酵母菌 D．家兔 答案 A 解析 T2 噬菌体只含有 DNA，乳酸菌、酵母菌、家兔既含有 DNA 又含有 RNA，但遗传物质都是 DNA。 10．根据下面的材料回答问题。 材料一 在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，用同位素 31P、32P 和 32S、35S 分别作如下标记。 噬菌体 大肠杆菌 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 15 脱氧核苷酸 32P 31P 氨基酸 32S 35S 材料二 (1)写出用 32P 标记噬菌体的大致操作过程。 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (2)材料一中，子代噬菌体的 DNA 分子中含有同位素____________。 (3)若材料一中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟叶细胞，则能说明 ________________。 (4)分析材料二，A～D 的结果中，哪项不正确？______。说明理由：______________________ ________________________________________________________________________。 (5)材料一、材料二共同说明的问题是____________________________________________。 答案 (1)①在含有放射性 32P 的培养基中培养大肠杆菌 ②再用上述大肠杆菌培养噬菌体 (2)31P 和 32P (3)RNA 是遗传物质 (4)D DNA 分子被 DNA 酶分解掉，失去活性，R 型细菌不能转化成 S 型 细菌，小鼠不会死亡 (5)DNA 是遗传物质 解析 (1)由于噬菌体是病毒，不能独立培养，必须寄生在活细胞中，所以先用培养基培养细 菌，再用细菌培养噬菌体。(3)烟草花叶病毒的核酸是 RNA，它可以侵染烟草的叶细胞，说明 RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质。(4)由于 DNA 酶能够分解 DNA 分子，使其失去活性，不能使 R 型细菌转化成 S 型细菌，所以小鼠不会死亡。(5)材料一、材料二共同说明的问题是 DNA 是 遗传物质。 11．1952 年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和 DNA 在侵染过程中的功 能，请回答下列有关问题。 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 16 (1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一 样”。噬菌体作为实验材料具有____________________的特点。 (2)通过________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 的方法分别获得被 32P 或 35S 标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程 中______________________变化。 (3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性， 得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是____________________________________， 所以搅拌时间少于 1 min 时，上清液中的放射性________________。实验结果表明当搅拌时 间足够长以后，上清液中的 35S 和 32P 分别占初始标记噬菌体放射性的 80%和 30%，证明 ________________。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在 100%，本组数据的意义是 作为对照组，以证明________________，否则细胞外________________放射性会增高。 (4)本实验证明病毒传递和复制遗传特性中________________起着重要作用。 答案 (1)结构简单，只含有蛋白质和 DNA(核酸) (2)用分别含 32P 和 35S 的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被 32P 或 35S 标记的大肠杆 菌 DNA 和蛋白质的位置 (3)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 较低 DNA 进入细菌， 蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来 32P (4)DNA 解析 (1)噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有蛋白质和 DNA(核酸)。(2)噬菌 体是病毒，离开活体细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体，首先应用分别含 32P 和 35S 的培养基 培养大肠杆菌，再让噬菌体侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪 在侵染过程中蛋白质和 DNA 的位置变化。(3)噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长， 子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外 32P 含量增高。图中被侵染细菌的存活率始 终保持在 100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。细胞外的 35S 含量只有 80%， 原因可能是在搅拌时侵染细菌的噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的 32P 含量有 30%，原因是 有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。该实验证明 DNA 是噬菌体的遗传物质。 12．某研究小组为探究某病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA，做了如下实验，请你完成相关内 容。 (1)实验原理：__________________________________________________________。 (2)材料用具：该病毒核酸提取物、DNA 酶、RNA 酶、小白鼠及其等渗生理盐水、注射器等。 (3)实验步骤： ①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为 A、B、C、D。 ②按下表所示配制注射溶液，然后分别注射入小白鼠体内。 组别 A B C D 注射溶液 _______和 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 17 ________ _______和 ________ ________ ________ ③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。 (4)结果预测及结论： ①A、C 组发病，B、D 组未发病，说明 DNA 是该病毒的遗传物质； ②______________，说明________________________________________________________。 (5)实验分析： ①________组和________组对照，能说明 DNA 是否是其遗传物质。 ②B 组和 C 组对照，能说明__________________________________________。 ③C 组和 D 组在实验对比时起到________作用。 答案 (1)酶具有专一性 (3)②A.该病毒核酸提取物 RNA 酶 B．该病毒核酸提取物 DNA 酶 C．该病毒核酸提取物 D．生理盐水 (4)②B、C 组发病，A、D 组未发病 RNA 是该病毒的遗传物质 (5)①A C ②RNA 是否是其遗传物质 ③ 对照 解析 本题是一个实验探究题，解答时要认真阅读试题，从题干信息中准确提取实验原理， 分清实验组和对照组。从(4)(5)小题中可以确定表格中的空格处所填内容，A 组和 B 组、C 组和 D 组是不能互换的。A 组和 B 组是两个实验组，C 组和 D 组是两个对照组。 [真题体验] 13．(2016·江苏，1)下列关于探索 DNA 是遗传物质实验的相关叙述，正确的是( ) A．格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因突变的结果 B．格里菲思实验证明了 DNA 是肺炎双球菌的遗传物质 C．赫尔希和蔡斯实验中 T2 噬菌体的 DNA 是用 32P 直接标记的 D．赫尔希和蔡斯实验证明了 DNA 是 T2 噬菌体的遗传物质 答案 D 解析 格里菲思实验中肺炎双球菌 R 型转化为 S 型是基因重组的结果，A 错误；格里菲思实 验证明了 S 型细菌中存在一种转化因子，使 R 型细菌转化为 S 型细菌，B 错误；T2 噬菌体属 于病毒，营寄生生活，需先标记细菌，再标记噬菌体，C 错误；赫尔希和蔡斯的 T2 噬菌体侵 染细菌实验证明了 DNA 是 T2 噬菌体的遗传物质，D 正确。 14．(2013·海南，13)关于 T2 噬菌体的叙述，正确的是( ) A．T2 噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 B．T2 噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 C．RNA 和 DNA 都是 T2 噬菌体的遗传物质 D．T2 噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖 真正的价值并不在人生的舞台上,而在我们扮演的角色中。 18 答案 D 解析 核酸中不含 S 元素，故 A 错误；T2 噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，故 B 错误；任何 生物的遗传物质只能是 DNA 或 RNA 中的一种，T2 噬菌体的遗传物质是 DNA，故 C 错误；T2 噬菌 体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖，D 正确。