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2019-2020年高中生物 第四章 遺傳的分子基礎 第一節(jié) 探索遺傳物質(zhì)的過程 第1課時教學案 蘇教版必修2 [學習導航]　1.結合教材，闡明肺炎雙球菌的體內(nèi)轉化實驗的過程及結論。2.結合教材，闡明肺炎雙球菌的體外轉化實驗的過程及結論。3.結合教材，闡明噬菌體侵染細菌的實驗。 [重難點擊]　1.肺炎雙球菌體內(nèi)、體外轉化實驗的比較。2.噬菌體侵染細菌的實驗過程及誤差分析。 從圖中我們可以看出，親屬之間在某些方面上具有一定的相似性，這就是我們平常所說的遺傳。其實，早在公元前3世紀，《呂氏春秋》中就記載著“夫種麥而得麥，種稷而得稷，人不怪也?！币簿褪俏覀兂Ｕf的“種瓜得瓜，種豆得豆。”正是生物的遺傳特性，才使生物界的物種能夠保持相對穩(wěn)定。那么生物之間的這種相似性是由什么物質(zhì)控制，并在親子代之間連續(xù)傳遞的呢？本節(jié)課我們就一起學習生物的遺傳物質(zhì)。 一、肺炎雙球菌的轉化實驗 1．肺炎雙球菌類型 　 　種類 項目　 　 S型細菌 R型細菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌體 有無毒性 有 無 2.體內(nèi)轉化實驗——格里菲思的實驗 (1)實驗過程及現(xiàn)象 (2)結論 ①加熱殺死的S型細菌中含有某種遺傳物質(zhì)，將R型活細菌轉化為S型活細菌。 ②這種性狀的轉化是可以遺傳的。 3．體外轉化實驗——艾弗里的轉化實驗 (1)實驗結果及現(xiàn)象 (2)結論：DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。 格里菲思將加熱殺死的S型細菌與R型活細菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，并從死亡小鼠體內(nèi)分離到了活的S型菌，請分析： 1．已知在80～100 ℃溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將失去活性，DNA的結構也會被破壞，但當溫度降低到55 ℃左右時，DNA的結構會恢復，但蛋白質(zhì)卻不能恢復。由此我們可以推斷：在格里菲思的實驗中，加熱殺死的S型細菌中的“轉化因子”應該是哪種物質(zhì)？________。 答案　DNA。 2．研究表明，小鼠體內(nèi)的兩種細菌含量變化如圖所示： (1)從免疫學角度解釋曲線ab段下降的原因是什么？ 答案　R型細菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所殺滅。 (2)S型活細菌是怎樣產(chǎn)生的？ 答案　加熱殺死的S型細菌的DNA將R型細菌轉化為S型活細菌。 (3)S型細菌是有毒性的，據(jù)此推測曲線bc段上升的原因是什么？ 答案　有毒的S型細菌在小鼠體內(nèi)增殖，導致小鼠的免疫力降低，R型細菌、S型細菌數(shù)量都增加。 知識整合　加熱殺死的S型細菌和R型活細菌一起注射到小鼠體內(nèi)時， 開始時R型細菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所殺滅，數(shù)量下降，隨著S型細菌的DNA將R型細菌轉化為S型活細菌， S型活細菌逐漸增多，毒性導致小鼠的免疫力降低，R型細菌、S型細菌數(shù)量都增加。 1．格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進行了著名的轉化實驗，關于此實驗的結論不正確的是(　　) A．說明了肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA B．說明了R型活細菌在一定條件下能夠轉化為S型細菌 C．說明了R型活細菌是無毒性的 D．說明了加熱殺死的S型細菌是無毒性的 答案　A 解析　格里菲思實驗只證明了S型細菌能使R型細菌發(fā)生轉化，并沒有證明DNA是遺傳物質(zhì)。 2．艾弗里及其同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結果如表所示。由表可知(　　) 實驗組號 接種菌型 加入S型細菌的物質(zhì) 培養(yǎng)皿長菌情況 ① R 蛋白質(zhì) R型 ② R 莢膜多糖 R型 ③ R DNA R型、S型 ④ R DNA(經(jīng)DNA酶處理) R型 A.①不能證明S型細菌的蛋白質(zhì)不是轉化因子 B．②說明S型細菌的莢膜多糖有酶活性 C．③和④說明S型細菌的DNA是轉化因子 D．①～④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 答案　C 解析　第①②組實驗說明蛋白質(zhì)和莢膜多糖與R型細菌轉化為S型細菌無關，A、B項錯誤。第③組實驗說明DNA與R型細菌轉化為S型細菌有關。第④組實驗說明DNA被水解后的產(chǎn)物不能使R型細菌轉化為S型細菌，C項正確。①～④只能說明DNA是遺傳物質(zhì)，而不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D項錯誤。 易錯提醒　肺炎雙球菌轉化實驗的幾個易錯點 (1)轉化過程中并不是所有的R型細菌都被轉化成S型細菌，而只是小部分R型細菌被轉化成S型細菌。 (2)加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。 (3)體內(nèi)轉化實驗結論是S型細菌體內(nèi)有“轉化因子”，沒有證明“轉化因子”是DNA，體外轉化實驗進一步證明“轉化因子”是DNA。 二、噬菌體侵染細菌的實驗 1．實驗者：赫爾希和蔡斯。 2．實驗方法：放射性同位素標記法。 3．實驗材料 (1)T2噬菌體 ①結構(如圖)：頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構成的，頭部內(nèi)含有DNA。 ②特點：營寄生生活，在宿主細胞外沒有(有、沒有)獨立代謝能力。 ③生活史：T2噬菌體侵染大腸桿菌后，會在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)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(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出子代的噬菌體。 (2)大腸桿菌：單細胞原核生物。 4．實驗過程 (1)標記T2噬菌體 (2)侵染細菌 5．實驗分析 (1)T2噬菌體侵染細菌時，DNA進入到細菌的細胞中，而蛋白質(zhì)外殼留在外面。 (2)子代T2噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA來遺傳的。 6．實驗結論：DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。 結合上述實驗過程分析： 1．標記噬菌體時，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？ 答案　噬菌體營寄生生活，不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。 2．能否用14C和18O標記噬菌體？能否用32P和35S同時標記噬菌體？ 答案　不能，因為DNA和蛋白質(zhì)都含C和O；不能用32P和35S同時標記噬菌體。 3．實驗中攪拌的目的是什么？ 答案　目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離。 4．實驗中離心的目的是什么？離心管的上清液和沉淀物中分別是什么？ 答案　離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的噬菌體顆粒，離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。 5．用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，發(fā)現(xiàn)沉淀物中放射性也較高，可能是什么原因造成的？ 答案　攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。 6．用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，發(fā)現(xiàn)上清液中放射性也較高，可能是什么原因造成的？ 答案　(1)保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中。 (2)保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代，經(jīng)離心后分布于上清液中。 知識整合　噬菌體營寄生生活，不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體；攪拌是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離，經(jīng)過離心，噬菌體顆粒進入上清液中，大腸桿菌留在沉淀物中；如果攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面，會隨細菌離心到沉淀物中。保溫時間要適當，時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代，經(jīng)離心后分布于上清液中。 3．為證明蛋白質(zhì)和DNA究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，赫爾希和蔡斯做了“T2噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗(T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌體內(nèi))。下圖中親代噬菌體已用32P標記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關于本實驗及病毒、細菌的敘述正確的是(　　) A．圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，其內(nèi)的營養(yǎng)成分中要加入32P標記的無機鹽 B．若要達到實驗目的，還要再設計一組用35S標記噬菌體的實驗，兩組相互對照 C．噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律 D．若本組實驗B(上清液)中出現(xiàn)放射性，則不能證明DNA是遺傳物質(zhì) 答案　B 解析　由題干信息可知，圖中親代噬菌體已用32P標記，則錐形瓶中培養(yǎng)液內(nèi)的營養(yǎng)成分應無放射性標記；要證明DNA是遺傳物質(zhì)，還應設計一組用35S標記噬菌體的實驗，二者為相互對照實驗；大腸桿菌是原核生物，其遺傳不遵循基因分離定律；若本組實驗B(上清液)中出現(xiàn)放射性，可能是實驗時間較長，大腸桿菌裂解導致的，也可能是部分噬菌體的DNA未侵入大腸桿菌，經(jīng)攪拌、離心到上清液中。 4．如果用15N、32P、35S共同標記噬菌體后，讓其侵染大腸桿菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結構中，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 D．在DNA中找到15N、32P和35S 答案　 B 解析　用15N、32P、35S共同標記噬菌體，15N標記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼，32P標記了噬菌體的DNA,35S標記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細菌過程中蛋白質(zhì)外殼留在細菌外面，DNA進入細菌內(nèi)部，在細菌中以噬菌體DNA為模板，利用細菌的原料合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，由于DNA復制，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(zhì)。 方法鏈接　“二看法”判斷子代噬菌體標記情況 1．1928年，格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉化實驗，成功地表明了(　　) A．已加熱殺死的S型細菌中，DNA已經(jīng)失去活性而蛋白質(zhì)仍具有活性 B．DNA是遺傳物質(zhì) C．已加熱殺死的S型細菌中，含有促使R型細菌發(fā)生轉化的活性物質(zhì) D．DNA是主要的遺傳物質(zhì) 答案　C 解析　格里菲思并沒有提出遺傳物質(zhì)的本質(zhì)。 2．在肺炎雙球菌的轉化實驗中，在培養(yǎng)有R型細菌的1、2、3、4四支試管中，依次加入從S型活細菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)過培養(yǎng)，檢查結果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍然有R型細菌的是(　　) 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、4三支試管內(nèi)只有R型細菌，因為沒有S型細菌的DNA，所以都不會發(fā)生轉化。1號試管因為有S型細菌的DNA，所以會使R型細菌發(fā)生轉化，但是發(fā)生轉化的R型細菌只是一部分，故試管內(nèi)仍然有R型細菌存在。 3．在探索遺傳物質(zhì)的過程中，赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染細菌的實驗。下列有關敘述正確的是(　　) A．用32P、35S標記同一組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì) B．該實驗的步驟是標記、培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測 C．用含有充足有機物的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體 D．該實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) 答案　B 解析　32P、35S分別標記不同組T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，A錯誤；該實驗先標記噬菌體，然后用標記的噬菌體侵染大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體，之后進行攪拌和離心，最后檢測上清液和沉淀物的放射性，B正確；T2噬菌體只能用活的細胞培養(yǎng)，不能用培養(yǎng)基培養(yǎng)，C錯誤；該實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 4．噬菌體在繁殖過程中所利用的原料是(　 ) A．細菌的核苷酸和氨基酸 B．自身的核苷酸和細菌的氨基酸 C．自身的核苷酸和氨基酸 D．自身的氨基酸和細菌的核苷酸 答案　 A 解析　噬菌體只能寄生在活的細胞中，在繁殖過程中以自己的遺傳物質(zhì)為模板，用宿主細胞的核苷酸和氨基酸作原料，進行遺傳物質(zhì)的復制和蛋白質(zhì)外殼的合成，A正確。 5．下圖是噬菌體侵染細菌示意圖，請回答下列問題： (1)噬菌體侵染細菌的正確順序應是____________。 (2)圖中D表明噬菌體侵染細菌時，留在細菌外的是____________，注入細菌體內(nèi)的物質(zhì)是____________。 (3)圖中E表明____________________________________________________________。 (4)噬菌體侵染細菌實驗得出了____________是遺傳物質(zhì)的結論。 答案　(1)BDAEC　(2)蛋白質(zhì)外殼　噬菌體DNA　(3)噬菌體復制完成(產(chǎn)生性狀完全相同的噬菌體后代) (4)DNA 解析　噬菌體侵染細菌的過程可以分為五個步驟：①吸附：噬菌體用尾部的末端吸附在細菌表面；②侵入：噬菌體通過尾軸把DNA全部注入到細菌細胞內(nèi)，蛋白質(zhì)外殼留在細胞外面不起作用；③生物合成在細菌體內(nèi)，以噬菌體的DNA為模板，利用細菌的化學成分合成噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分子；④組裝：新合成的DNA和蛋白質(zhì)外殼組裝成與親代一模一樣的子代噬菌體(結構、成分相同)；⑤釋放：子代噬菌體由于細菌的裂解而釋放出來，再去侵染其他細菌(功能相同)。由此可見，在子代噬菌體的復制過程中，只有親代的DNA參與(蛋白質(zhì)未參與)，說明親代的性狀通過DNA傳給后代，所以說DNA是遺傳物質(zhì)。 課時作業(yè) [學考達標] 1．“艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗”證明了DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。得出這一結論的關鍵是(　　) A．用S型活細菌和加熱殺死后的S型細菌分別對小白鼠進行注射，并形成對照 B．用殺死的S型細菌與無毒的R型菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，測定小鼠體液中抗體的含量 C．從死亡小鼠體內(nèi)分離獲得了S型菌 D．將S型細菌的各種因子分離并分別加入各培養(yǎng)基中，培養(yǎng)R型細菌，觀察是否發(fā)生轉化 答案　D 解析　當把S型細菌的各種因子分離并分別與R型細菌混合培養(yǎng)后，發(fā)現(xiàn)只有加入DNA的培養(yǎng)基中R型細菌發(fā)生轉化，出現(xiàn)S型細菌，而加入其他因子的培養(yǎng)基中(如加入蛋白質(zhì))R型細菌不發(fā)生轉化，即不出現(xiàn)S型細菌。 2．S型肺炎雙球菌具有多糖類的莢膜，R型則不具有。下列敘述錯誤的是(　　) A．培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的多糖類物質(zhì)，能產(chǎn)生一些具有莢膜的細菌 B．培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的DNA的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細菌 C．培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的DNA，能產(chǎn)生具有莢膜的細菌 D．培養(yǎng)R型活細菌時加入S型細菌的蛋白質(zhì)，不能產(chǎn)生具有莢膜的細菌 答案　A 解析　S型細菌的DNA完全水解產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)均不能使R型細菌轉化為S型細菌。只有DNA才是遺傳物質(zhì)，能夠使R型活細菌發(fā)生轉化。 3．利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關轉化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說法不正確的是(　　) A．通過E、F對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質(zhì) B．F組可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌 C．F組產(chǎn)生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結果 D．能導致小鼠死亡的是A、B、C、D四組 答案　D 解析　從圖示實驗過程看出，通過E、F對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)，F(xiàn)組加入了S型細菌的DNA，可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌，而S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結果。A組經(jīng)煮沸、D組為R型細菌，均不能導致小鼠死亡，D項錯誤。 4．赫爾希和蔡斯分別用35S和32P標記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，下列被標記的部分組合是(　　) A．①② B．①③ C．①④ D．③④ 答案　A 解析　組成噬菌體蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，而P是噬菌體DNA組成成分之一——磷酸的構成元素，對照圖解標號應分別選擇①②。 5．某研究人員模擬赫爾希和蔡斯關于噬菌體侵染細菌實驗，進行了如下實驗：①用32P標記的噬菌體侵染未標記的細菌；②用未標記的噬菌體侵染35S標記的細菌；③用15N標記的噬菌體侵染未標記的細菌。一段時間后進行離心，檢測到放射性存在的主要部位依次是(　　) A．沉淀、上清液、沉淀和上清液 B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液 C．沉淀、上清液、沉淀 D．上清液、上清液、沉淀和上清液 答案　B 解析?、俜派湫灾饕性诓糠肿哟删w的核酸中；②放射性主要集中在子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼中；③放射性主要集中在部分子代噬菌體的核酸和留在細菌外的蛋白質(zhì)外殼中。 6．生物興趣小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌實驗，如下圖。下列有關分析不正確的是(　　) A．理論上，b中不應具有放射性 B．b中含放射性的高低，與②過程中攪拌是否充分有關 C．b中是否含有放射性，與①過程中培養(yǎng)時間的長短有關 D．上述實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì) 答案　C 解析　35S只能標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，用此種噬菌體侵染細菌時，其蛋白質(zhì)外殼只能留在細菌細胞外，而攪拌的目的是使吸附在細菌細胞外的噬菌體及蛋白質(zhì)外殼與細菌分離，離心是讓上清液中析出噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的大腸桿菌，因此，攪拌越充分，蛋白質(zhì)外殼與細菌分離得越徹底，b中放射性越低，如果使蛋白質(zhì)外殼與細菌徹底分離，則b中不含放射性。上述實驗并沒有“示蹤”DNA在遺傳中的作用，因此不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。b中是否含有放射性，與①過程中培養(yǎng)時間的長短無關。 [高考提能] 7．病毒H1N1亞型是第一個被鑒定出的流行性感冒病毒，之后即不斷地有新亞型的報道。下圖為流行性感冒病毒構造示意圖，其中甲(簡稱H)與病毒進入細胞有關；乙(簡稱N)則與病毒粒子出細胞有關?？共《舅幬铩斑_菲”主要是抑制乙的作用。則“達菲”主要是阻斷該病毒增殖時的哪一過程(　　) A．病毒入侵細胞 B．病毒的核酸復制 C．病毒粒子的組裝 D．子病毒釋放出細胞 答案　 D 解析　病毒H1N1侵染細胞的過程與噬菌體侵染細胞的過程一致，要經(jīng)過吸附→注入→復制合成→組裝→釋放等步驟。由示意圖可知：甲與注入有關，乙與釋放有關，丙與復制合成有關，丁與組裝有關。由題意可知，“達菲”主要是抑制乙的作用，則主要是阻斷該病毒增殖時的釋放過程，D正確。 8．下圖甲中的噬菌斑(白色區(qū)域)，是在長滿大腸桿菌(黑色)的培養(yǎng)基上，由一個T2噬菌體侵染細菌后不斷裂解細菌產(chǎn)生的一個不長細菌的透明小圓區(qū)，它是檢測噬菌體數(shù)量的重要方法之一?，F(xiàn)利用培養(yǎng)基培養(yǎng)并連續(xù)取樣的方法，得到噬菌體在感染大腸桿菌后噬菌斑數(shù)量的變化曲線(見圖乙)。下列敘述中錯誤的是(　　) A．培養(yǎng)基中加入含35S或32P的營養(yǎng)物質(zhì)，則放射性先在細菌中出現(xiàn)，后在噬菌體中出現(xiàn) B．曲線ab段，細菌內(nèi)正旺盛地進行噬菌體DNA的復制和有關蛋白質(zhì)的合成 C．曲線bc段所對應的時間內(nèi)噬菌體共繁殖了10代 D．限制cd段噬菌斑數(shù)量增加的因素最可能是絕大部分細菌已經(jīng)被裂解 答案　C 解析　包括噬菌體在內(nèi)的所有病毒均是嚴格的寄生生物，無獨立的代謝能力，需要利用寄主細胞的原料增殖，而大腸桿菌可以利用環(huán)境中的物質(zhì)進行代謝，A正確；曲線ab段，正處于噬菌體物質(zhì)合成的階段，B正確；曲線bc段，噬菌斑從100個增加到1 000個，是細菌裂解釋放的噬菌體數(shù)量，并不代表噬菌體增殖10代，噬菌體增殖10代得到的噬菌體數(shù)為100210個，C錯誤；de段噬菌斑數(shù)量達到最大，說明d點之前絕大部分細菌已經(jīng)裂解，D正確。 9．如圖表示T2噬菌體、乳酸菌、酵母菌和家兔體內(nèi)遺傳物質(zhì)組成中五碳糖、堿基和核苷酸的種類，其中與實際情況相符的是(　　) A．T2噬菌體 B．乳酸菌 C．酵母菌 D．家兔 答案　A 解析　T2噬菌體只含有DNA，乳酸菌、酵母菌、家兔既含有DNA又含有RNA，但遺傳物質(zhì)都是DNA。 10．根據(jù)下面的材料回答問題。 材料一　在噬菌體侵染大腸桿菌的實驗中，用同位素31P、32P和32S、35S分別作如下標記。 噬菌體 大腸桿菌 脫氧核苷酸 32P 31P 氨基酸 32S 35S 材料二 (1)寫出用32P標記噬菌體的大致操作過程。 ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (2)材料一中，子代噬菌體的DNA分子中含有同位素____________。 (3)若材料一中的噬菌體和大腸桿菌分別換成煙草花葉病毒和煙葉細胞，則能說明________________。 (4)分析材料二中A～D的結果，哪項不正確？______。說明理由：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)材料一和材料二共同說明的問題是______________________________________________。 答案　(1)①在含有放射性32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌?、谠儆蒙鲜龃竽c桿菌培養(yǎng)噬菌體　(2)31P和32P (3)RNA是遺傳物質(zhì)　(4)D　DNA分子被DNA酶分解掉，失去活性，R型細菌不能轉化成S型細菌，小鼠不會死亡　(5)DNA是遺傳物質(zhì) 解析　(1)由于噬菌體是病毒，不能獨立培養(yǎng)，必須寄生在活細胞中，所以先用培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用細菌培養(yǎng)噬菌體。(3)煙草花葉病毒的核酸是RNA，它可以侵染煙草的葉細胞，說明RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。(4)由于DNA酶能夠分解DNA分子，使其失去活性，不能使R型細菌轉化成S型細菌，所以小鼠不會死亡。(5)材料一和材料二共同說明的問題是DNA是遺傳物質(zhì)。 11．1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)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的地位就相當于氫原子在玻爾量子力學模型中的地位一樣”。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或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，用攪拌機攪拌，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以后，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“被侵染細菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明________________________________________，否則細胞外________放射性會增高。 (4)本實驗證明病毒傳遞和復制遺傳特性中__________起著重要作用。 答案　(1)結構簡單，只含有蛋白質(zhì)和DNA(核酸) (2)用分別含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P或35S標記的大腸桿菌　DNA和蛋白質(zhì)的位置　(3)使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離 較低　DNA進入細菌，蛋白質(zhì)沒有進入細菌　細菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來　32P　(4)DNA 解析　(1)噬菌體作為實驗材料，是因為其結構簡單，只含有蛋白質(zhì)和DNA(核酸)。(2)噬菌體是病毒，離開活體細胞不能繁殖，所以要標記噬菌體，首先應用分別含32P 和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再讓噬菌體侵染標記后的大腸桿菌，即可達到標記噬菌體的目的，進而追蹤在侵染過程中蛋白質(zhì)和DNA的位置變化。(3)噬菌體侵染大腸桿菌的時間要適宜，時間過長，子代噬菌體從大腸桿菌體內(nèi)釋放出來，會使細胞外32P含量增高。圖中被侵染細菌的存活率始終保持在100%，說明細菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來。細胞外的35S含量只有80%，原因可能是在攪拌時侵染細菌的噬菌體外殼沒有全部分離；細胞外的32P含量有30%，原因是有部分標記的噬菌體還沒有侵染細菌。該實驗證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 12．某研究小組為探究某病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，做了如下實驗，請你完成相關內(nèi)容。 (1)實驗原理：______________________________________________________。 (2)材料用具：該病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等滲生理鹽水、注射器等。 (3)實驗步驟： ①取健康且生長狀況基本一致的小白鼠若干，隨機均分成四組，編號分別為A、B、C、D。 ②按下表所示配制注射溶液，然后分別注射入小白鼠體內(nèi)。 組別 A B C D 注射溶液 _______和 ________ _______和 ________ ________ ________ ③相同條件下培養(yǎng)一段時間后，觀察比較各組小白鼠的發(fā)病情況。 (4)結果預測及結論： ①A、C組發(fā)病，B、D組未發(fā)病，說明DNA是該病毒的遺傳物質(zhì)； ②________________________，說明________________________________________________。 (5)實驗分析： ①________組和________組對照，能說明DNA是否是其遺傳物質(zhì)。 ②B組和C組對照，能說明____________________________________________________。 ③C組和D組在實驗中起到________作用。 答案　(1)酶具有專一性　(3)②A.該病毒核酸提取物 RNA酶　B．該病毒核酸提取物　DNA酶　C．該病毒核酸提取物　D．生理鹽水　(4)②B、C組發(fā)病，A、D組未發(fā)病　RNA是該病毒的遺傳物質(zhì)　(5)①A　C ②RNA是否是其遺傳物質(zhì)?、蹖φ? 解析　本題是一個實驗探究題，解答時要認真閱讀試題，從題干信息中準確提取實驗原理，分清實驗組和對照組。從(4)(5)小題中可以確定表格中的空格處所填內(nèi)容，A組和B組、C組和D組是不能互換的。A組和B組是兩個實驗組，C組和D組是兩個對照組。 [真題體驗] 13．(xx江蘇，1)下列關于探索DNA是遺傳物質(zhì)實驗的相關敘述，正確的是(　　) A．格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因突變的結果 B．格里菲思實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì) C．赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的 D．赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì) 答案　D 解析　格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因重組的結果，A錯誤；格里菲思實驗證明了S型細菌中存在一種轉化因子，使R型細菌轉化為S型細菌，B錯誤；T2噬菌體屬于病毒，營寄生生活，需先標記細菌，再標記噬菌體，C錯誤；赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)，D正確。 14．(xx海南，13)關于T2噬菌體的敘述，正確的是(　　) A．T2噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)中含硫元素 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 答案　D 解析　核酸中不含S元素，故A錯誤；T2噬菌體不能寄生在酵母菌細胞中，故B錯誤；任何生物的遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA中的一種，T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，故C錯誤；T2噬菌體作為病毒，只能利用宿主細胞的物質(zhì)進行增殖，D正確。