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第3章基因的本质第二十课时第1节DNA是主要的遗传物质人类对遗传物质的探索过程考点一肺炎双球菌的体内转化实验【回扣教材】1．肺炎双球菌种类比较项目S型菌R型菌有无荚膜_____________菌落特征_____________________有无毒性______________有无表面光滑表面粗糙有无2.体内转化实验过程及结果(1)实验过程及结果①____________注射小鼠→小鼠不死亡。②_____________注射小鼠→小鼠死亡，小鼠体内_______(填有或无)S型菌。③________________________注射小鼠→小鼠不死亡，小鼠体内________(填有或无)S型菌。④_____________________________注射小鼠→小鼠死亡，小鼠体内________(填有或无)S型菌，经培养的后代是S型菌。(2)实验结论：加热杀死的S型菌中，含有某种促进活的R型菌转化为S型菌的_____________。R型活菌S型活菌有加热杀死的S型活菌无R型活菌＋加热杀死的S型活菌有转化因子【知识拓展】1．为什么注射R型活菌后，小鼠体内一般无R型菌？因为小鼠有正常的免疫功能，通常能顺利杀死无毒性的R型菌。2．为什么S型菌加热杀死后仍可以使R型菌转化为S型菌？加热杀死的S型菌如何使R型菌转化为S型菌？加热杀死的S型菌，其蛋白质变性失活，使其生命特性丧失，但其DNA在加热过程中，DNA的两条链之间的氢键断裂从而形成单链结构(即DNA变性)，随着温度的缓慢下降，DNA的两条链之间的氢键重新形成从而其活性又逐渐恢复(即DNA复性)。加热杀死的S型菌的DNA片段进入R型菌体内，并与R型菌的DNA进行重组，然后利用R型菌体内的化学成分合成S型菌的DNA和蛋白质，从而形成S型菌。【典例精析】【例1】如图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程。下列说法错误的是()A.与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却B.从死亡的老鼠体内可分离出S型活细菌C.该转化实验不能证明DNA是遗传物质D.S型菌的DNA能抵抗机体的免疫系统,从而引发疾病D【解析】与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却,可以防止高温杀死R型菌,A正确；加热杀死的S型菌使活的R型菌转化为S型菌,并大量繁殖,使老鼠死亡,B正确；该转化实验不能证明DNA是遗传物质,C正确；由于S型菌有荚膜,进入吞噬细胞后,受荚膜的保护,抵抗了机体的免疫作用,从而引发疾病,故D不正确。考点二肺炎双球菌的体外转化实验【回扣教材】1．实验设计思路：把_________与其他物质分开，单独研究它们各自对R型菌转化为S型菌的作用。2．实验过程及结果：DNA3．实验结论：__________________________________________________________________________。DNA是肺炎双球菌的遗传物质，RNA、蛋白质等不是遗传物质【知识拓展】艾弗里的补充实验：S型菌的DNA＋DNA水解酶与R型菌混合培养→R型菌,其设计思想是什么？证明了什么？设计思想是从另一个角度证明DNA是遗传物质；该实验证明了DNA是遗传物质,同时也证明了DNA的水解产物(脱氧核苷酸)不是遗传物质。【典例精析】【例2】在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中,将从S型活菌中提取的DNA用DNA酶进行了处理,并将处理后的DNA与R型菌混合培养,结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置本实验步骤的目的是()A.证明R型菌生长不需要DNAB.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照C.补充R型菌生长所需要的营养物质D.直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化的因素B【解析】由于将从S型活菌中提取的DNA用DNA酶进行了处理,所以S型活菌中提取的DNA已失去了原来的特异性,不再起模板作用。因此,用处理后的DNA与R型菌混合培养,培养基上仅有R型菌菌落生长,故B项正确,A、C、D项错误。考点三噬菌体侵染细菌的实验及烟草花叶病毒感染烟草的实验【回扣教材】1．T2噬菌体的特征(1)结构：外壳由_________构成，头部含有_______。(2)增殖特点：在_________________的作用下，利用_________________________来合成自身的组成成分，进行大量增殖。蛋白质DNA自身遗传物质大肠杆菌体内的物质2．噬菌体侵染细菌过程：________→________→_________→________→_________3．实验过程及结果(1)标记细菌A组：细菌＋含______的培养基→含35S的细菌B组：细菌＋含32P的培养基→含______的细菌(2)标记噬菌体A组：噬菌体＋含______的细菌→含35S的噬菌体B组：噬菌体＋含32P的细菌→含______的噬菌体吸附注入合成组装释放35S32P35S32P(3)噬菌体侵染细菌A组：35S的噬菌体＋普通细菌，培养→子代噬菌体中__________35SB组：___________________＋普通细菌，培养→子代噬菌体中含有32P4．实验结论：_________________________________________________________________________。不含32P的噬菌体子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA来遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质5．烟草花叶病毒感染烟草实验：(1)实验过程①完整的烟草花叶病毒――→感染烟草烟草叶出现病斑(2)实验结果分析与结论烟草花叶病毒的__________能自我复制，控制生物的遗传性状，因此___________是它的遗传物质。RNARNA【知识拓展】生物的遗传物质(1)具有细胞结构的生物(包括真核生物和原核生物),其遗传物质是DNA。(2)不具细胞结构的生物——病毒多数病毒的遗传物质是DNA,如T2噬菌体、乙肝病毒等,少数病毒的遗传物质是RNA,如烟草花叶病毒、HIV等。(3)就整个生物界来说,绝大多数生物是以DNA作为遗传物质的,所以DNA是主要的遗传物质。【典例精析】【例3】如图为噬菌体侵染细菌的实验中搅拌时间与放射性强弱关系的曲线图,实验过程中被感染的细菌没有发生裂解。相关叙述正确的是()A.实验中用35S、32P分别标记的是噬菌体的DNA、蛋白质B.实验过程中充分搅拌能使所有的噬菌体与细菌脱离C.实验结果说明适宜的搅拌时间为2min左右D.此实验能证明噬菌体的遗传物质主要是DNAC【解析】据图分析,该实验中用35S标记噬菌体蛋白质外壳,用32P标记DNA,因为仅蛋白质分子中含有S,P几乎都存在于DNA分子中,A错误。据图可知,搅拌6min之后,上清液中35S为80%,说明还有20%吸附在细菌表面,所以实验过程中充分搅拌不能使所有的噬菌体与细菌脱离,B错误。由图示可知,搅拌2min之后,随着搅拌时间增加,上清液中32P和35S的放射性不变,说明适宜的搅拌时间为2min左右,C正确。噬菌体侵染细菌实验只能证明噬菌体的遗传物质是DNA,不能证明噬菌体的遗传物质主要是DNA,D错误。课时练习二十一、选择题(每小题只有一个正确选项)1.S型肺炎双球菌可使人患肺炎,而R型肺炎双球菌却无致病性,下列有关叙途正确的是()A.肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质B.S型菌再次进入人体后可刺激记忆细胞中某些基因的表达C.S型菌与R型菌致病性的差异是细胞分化的结果D.S型菌的DNA使R型菌转化成S型菌属于基因突变B【解析】肺炎双球菌是原核生物,能利用自身的核糖体合成蛋白质,A错误；当同种抗原(S型菌)再次进入人体后,会使相应的记忆细胞迅速作出反应,B正确；S型菌和R型菌致病性的差异是遗传物质不同引起的,C错误；R型菌转化成S型菌的过程,实际是S型菌的DNA进入R型菌中,这属于基因重组,D错误。2.某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA,重新组合为“杂合”噬菌体,然后分别感染大肠杆菌,并对子代噬菌体的表现型作出预测,见表。其中预测正确的是()“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲的DNA＋乙的蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙的DNA＋甲的蛋白质3与甲种一致4与乙种一致A.1、3B.1、4C.2、3D.2、4B3.探究生物的遗传物质和遗传规律的漫长岁月中,众多学者做出卓越贡献,下列叙述正确的是()A.萨顿运用假说－演绎法提出基因在染色体上B.克里克最先预见了遗传信息传递的一般规律,并将其命名为中心法则C.格里菲思的肺炎双球菌转化实验最早证实DNA是遗传物质D.赫尔希等人用T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,使人们确信DNA是主要的遗传物质B【解析】萨顿运用类比推理法提出基因在染色体上,A错误。克里克最先预见了遗传信息传递的一般规律,并将其命名为中心法则,B正确。格里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明S型细菌内存在促进R型细菌转化的物质,没有证明DNA是遗传物质,C错误。赫尔希等人用T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,证明噬菌体的DNA是遗传物质,D错误。4.下列关于遗传物质的说法,错误的是()①真核生物的遗传物质是DNA②原核生物的遗传物质是RNA③细胞核中的遗传物质是DNA④细胞质中的遗传物质是RNA⑤甲型流感病毒的遗传物质是DNA或RNA⑥细胞生物的遗传物质是DNA⑦细胞生物的遗传物质主要是DNAA.①②③B.②③④C.②④⑤⑦D.③④⑤C【解析】①真核生物的遗传物质是DNA,①正确；②原核生物的遗传物质是DNA,②错误；③细胞核中的遗传物质是DNA,③正确；④细胞质中的遗传物质是DNA,④错误；⑤甲型流感病毒的遗传物质是RNA,⑤错误；⑥细胞生物的遗传物质是DNA,⑥正确；⑦细胞生物的遗传物质是DNA,⑦错误,故选：C。5.肺炎双球菌转化实验中,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,在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如下图所示。下列有关叙述错误的是()A.在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌B.曲线de段上升是由于大量R型细菌转化为S型菌C.曲线ab段下降的原因是R型细菌不断被小鼠的免疫系统清除所致D.曲线bc段上升,与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关B【解析】曲线de段上升是由于S型菌大量繁殖的结果,B是错误的。实验刚开始时,S型细菌数量少,对小鼠的免疫系统破坏力小,因此R型细菌不断被清除。随着S型细菌的不断增加,小鼠的免疫力不断降低,R型细菌的数量也随之不断上升。6.“噬菌体侵染细菌的实验”是研究DNA是遗传物质的经典实验,主要过程如下：①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述正确的是()A.①需要利用分别含有35S和32P的细菌B.②中少量噬菌体(32P标记)未侵入细菌会导致实验失败C.③的作用是加速细菌的解体D.④的结果是沉淀物中检测到放射性A【解析】由于噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立生活,所以在标记噬菌体时,需要利用细菌；又因检测放射性时不能区分是何种元素,所以要分别利用含有35S和32P的细菌去培养噬菌体。②中少量噬菌体(32P标记)未侵入细菌,经搅拌、离心后会导致上清液中有放射性物质,但不会导致实验失败。③搅拌、离心的作用是让细菌和噬菌体分开。标记的元素不同,存在放射性的部位不同,用35S标记的一组感染实验,放射性同位素主要位于上清液中；用32P标记的一组实验,放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。7.T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。首先将大肠杆菌放到用含有放射性14C和18O标记的有机物配制的培养基中培养一段时间,然后用未被标记的T2噬菌体去感染上述被标记的大肠杆菌。经保温一段时间后,从细菌体内分离出T2噬菌体,则此T2噬菌体的DNA分子和蛋白质分子中能检测到放射性物质的情况是()A.都能检测到14C和18OB.只有DNA分子中能检测到14C和18OC.都不能检测到14C和18OD.DNA分子中只能检测到18O,蛋白质分子中只能检测到14CA【解析】用含14C和18O标记的有机物培养大肠杆菌,得到含14C和1