2023新教材高中生物第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第一節(jié)核酸是遺傳物質(zhì)學(xué)案浙科版必修2

第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第一節(jié)核酸是遺傳物質(zhì)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.通過“活動：噬菌體侵染細(xì)菌的實驗分析”，概述噬菌體侵染細(xì)菌的過程，嘗試尋找證據(jù)解釋現(xiàn)象，學(xué)會運用證據(jù)解釋現(xiàn)象的科學(xué)思維方法。2.概述肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗，感悟?qū)嶒灥膰?yán)密性和邏輯的嚴(yán)謹(jǐn)性。3.簡述煙草花葉病毒的感染和重建實驗，認(rèn)同模型是進(jìn)行科學(xué)研究的重要方法。知識點一DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)(肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗)1．染色體的組成和功能染色體eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(組成\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(□,\s\up3(01))DNA,少量RNA,蛋白質(zhì)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(組蛋白,\o(□,\s\up3(02))非組蛋白)))),功能：遺傳物質(zhì)的主要載體))2．肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗(1)S型菌與R型菌的比較S型菌R型菌菌落eq\o(□,\s\up3(03))光滑eq\o(□,\s\up3(04))粗糙菌體eq\o(□,\s\up3(05))有多糖類的膠狀莢膜無多糖類莢膜毒性eq\o(□,\s\up3(06))有毒性，使小鼠患敗血癥死亡無毒(2)過程①活體實驗過程S型活菌eq\o(→,\s\up16(注射))小鼠→eq\o(□,\s\up3(07))死亡。R型活菌eq\o(→,\s\up16(注射))小鼠→eq\o(□,\s\up3(08))存活。加熱殺死的S型菌eq\o(→,\s\up16(注射))小鼠→eq\o(□,\s\up3(09))存活。加熱殺死的S型菌＋R型活菌eq\o(→,\s\up16(注射))小鼠→eq\o(□,\s\up3(10))死亡。實驗結(jié)論：加熱殺死的S型菌中，含有某種促成R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的eq\o(□,\s\up3(11))轉(zhuǎn)化因子。②離體實驗過程實驗結(jié)論：S型菌的eq\o(□,\s\up3(16))DNA是使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的物質(zhì)。(3)結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)，DNA賦予了生物的遺傳特性。肺炎鏈球菌的R型和S型的判斷，是依據(jù)細(xì)菌表面的情況嗎？提示：不是，判斷依據(jù)是菌落表面的光滑程度。活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗與離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗存在怎樣的關(guān)系？提示：活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗說明S型菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子，離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗進(jìn)一步證明轉(zhuǎn)化因子是DNA。在活體轉(zhuǎn)化實驗中有無設(shè)計對照實驗？若有，則對照組和實驗組分別是怎樣設(shè)計的？提示：實驗中設(shè)計了對照實驗，其中R型活菌和加熱殺死的S型菌混合注射到小鼠體內(nèi)的一組為實驗組，其他三組均為對照組。加熱殺死的S型菌沒有致病力的主要原因是DNA變性失活嗎？提示：不是，加熱殺死的S型菌沒有致病力的主要原因是蛋白質(zhì)變性失活且不能恢復(fù)，加熱后DNA也變性，但溫度恢復(fù)后氫鍵會自發(fā)形成，活性會恢復(fù)。離體轉(zhuǎn)化實驗中懸浮培養(yǎng)的作用是什么？轉(zhuǎn)化的效率是100%的嗎？提示：懸浮培養(yǎng)的作用是使從S型菌中提取的物質(zhì)與R型菌充分接觸，增大轉(zhuǎn)化的效率。轉(zhuǎn)化的效率不是100%，DNA純度越高，轉(zhuǎn)化的效率就越高[例1]如圖是肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中的一部分實驗，下列敘述錯誤的是()A．A過程是S型菌的DNA與R型活菌混合，進(jìn)行懸浮培養(yǎng)B．B上長出的菌落均為光滑的菌落，D則均為粗糙的菌落C．乙組的實驗結(jié)果在甲組的基礎(chǔ)上進(jìn)一步說明了DNA是轉(zhuǎn)化因子D．將提取的DNA加熱處理后重復(fù)甲組實驗實驗結(jié)果不變解題分析A過程是S型菌的DNA與R型活菌混合，進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，A正確；B上長出的菌落既有光滑的菌落也有粗糙的菌落，D則均為粗糙的菌落，B錯誤；乙組的實驗結(jié)果在甲組的基礎(chǔ)上進(jìn)一步說明了DNA是轉(zhuǎn)化因子，C正確；將提取的DNA加熱處理后DNA失活，溫度降低后活性恢復(fù)，重復(fù)甲組實驗實驗結(jié)果不變，D正確。答案B[例2]下列關(guān)于肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的敘述，正確的是()A．肺炎鏈球菌都能使人得肺炎和小鼠得敗血癥B．肺炎鏈球菌活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)C．R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說明S型菌的DNA整合到了R型菌的染色體上D．DNA不僅可以引起細(xì)菌轉(zhuǎn)化，且純度越高，轉(zhuǎn)化效率就越高解題分析只有S型肺炎鏈球菌才能使人得肺炎和小鼠得敗血癥，A錯誤；肺炎鏈球菌活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗不能證明DNA是遺傳物質(zhì)，只能說明S型菌存在轉(zhuǎn)化因子，B錯誤；R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說明S型菌的DNA整合到了R型菌的DNA上，細(xì)菌屬于原核生物，沒有染色體，C錯誤；艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗證明DNA不僅可以引起細(xì)菌轉(zhuǎn)化，而且純度越高，轉(zhuǎn)化效率就越高，D正確。答案D肺炎鏈球菌活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗和離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗的比較和分析項目活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)細(xì)菌小鼠(體內(nèi))培養(yǎng)基(體外)實驗結(jié)果加熱殺死的S型菌能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌實驗結(jié)論S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系①所用材料相同，都是肺炎鏈球菌(R型和S型)。②實驗?zāi)康亩际茄芯空l是遺傳物質(zhì)。③活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗是基礎(chǔ)，僅說明S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗進(jìn)一步證明“轉(zhuǎn)化因子”是DNA。④兩個轉(zhuǎn)化實驗都遵循對照原則、單一變量原則。知識點二噬菌體侵染細(xì)菌的實驗分析1．目的要求通過閱讀資料，分析實驗原理、過程，并得出結(jié)論。2．閱讀資料(1)T2噬菌體①結(jié)構(gòu)：T2噬菌體(如圖)是一種專門寄生在eq\o(□,\s\up3(01))細(xì)菌體內(nèi)的病毒(無細(xì)胞結(jié)構(gòu))，頭部和尾部的外殼都是由eq\o(□,\s\up3(02))蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部內(nèi)含有一個eq\o(□,\s\up3(03))DNA分子。②代謝特點：只能eq\o(□,\s\up3(04))寄生在細(xì)菌體內(nèi)，不能獨立地進(jìn)行新陳代謝。③遺傳特點：T2噬菌體侵染細(xì)菌后，在eq\o(□,\s\up3(05))自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用eq\o(□,\s\up3(06))細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)合成自身的組成成分，進(jìn)行大量增殖。(2)實驗方法①實驗方法：eq\o(□,\s\up3(07))放射性同位素標(biāo)記法。用35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的eq\o(□,\s\up3(08))蛋白質(zhì)和DNA。②標(biāo)記程序：(3)實驗過程及現(xiàn)象(4)實驗結(jié)果①噬菌體侵染細(xì)菌時，eq\o(□,\s\up3(09))DNA進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而eq\o(□,\s\up3(10))蛋白質(zhì)外殼留在外面。②子代噬菌體的各種性狀是通過eq\o(□,\s\up3(11))親代的DNA來遺傳的。(5)結(jié)論：eq\o(□,\s\up3(12))DNA是遺傳物質(zhì)。用含放射性同位素35S和32P的培養(yǎng)基能直接標(biāo)記T2噬菌體嗎？為什么？提示：不能。因為T2噬菌體屬于病毒，只能寄生在活細(xì)胞內(nèi)，離開活細(xì)胞不能繁殖。本實驗?zāi)芊派湫詷?biāo)記碳元素嗎？提示：不能，該實驗不能標(biāo)記C、H、O、N這些DNA和蛋白質(zhì)共有的元素，否則無法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開。35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)能同時標(biāo)記在同一噬菌體上嗎？提示：不能，因為放射性檢測時只能檢測到存在部位，不能確定是何種元素的放射性。實驗中兩次用到的大腸桿菌都沒放射性嗎？提示：在獲得標(biāo)記噬菌體的過程中大腸桿菌需經(jīng)放射性標(biāo)記；在侵染實驗中大腸桿菌不能有放射性。侵染的時間可以隨意變化嗎？提示：不能，侵染的時間需適宜，時間過長會引起大腸桿菌裂解，使子代噬菌體釋放出來，時間過短只有部分噬菌體侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)。攪拌和離心的目的是什么？提示：攪拌的目的是將細(xì)菌外的噬菌體(蛋白質(zhì)外殼)與細(xì)菌分開；離心的目的是將細(xì)菌和蛋白質(zhì)外殼徹底分開，所以沉淀物是細(xì)菌，上清液是蛋白質(zhì)外殼或噬菌體。[例1]下列關(guān)于用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染35S標(biāo)記的大腸桿菌實驗的敘述，錯誤的是()A．子代噬菌體的DNA控制子代噬菌體的蛋白質(zhì)合成B．合成子代噬菌體外殼的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體外殼都含35SC．合成子代噬菌體DNA的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體DNA都不含32PD．子代噬菌體中可檢測到32P解題分析噬菌體侵染細(xì)菌后，在子代噬菌體DNA控制下合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，原料來自大腸桿菌，因此子代噬菌體外殼都含35S，A、B正確；合成子代噬菌體DNA的原料來自大腸桿菌，以親代噬菌體的DNA的兩條鏈作模板合成的子代DNA中有一條鏈含32P，所以子代有的噬菌體中含有32P，C錯誤，D正確。答案C[例2]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(xì)菌的實驗，其中一組實驗如下圖所示(用32P標(biāo)記的噬菌體侵染普通大腸桿菌培養(yǎng)物)，下列有關(guān)敘述中正確的是()A．該組實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)B．將普通噬菌體放在含32P的培養(yǎng)液中即可得到32P標(biāo)記的噬菌體C．上清液檢測到放射性的原因可能是步驟①的時間過長或過短D．該實驗中運用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和差速離心技術(shù)解題分析該組實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但是不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，A錯誤；噬菌體是病毒，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能獨立生存，必須寄生于細(xì)菌細(xì)胞中，因此不能用含32P的培養(yǎng)液培養(yǎng)，B錯誤；該實驗中，步驟①培養(yǎng)的時間過長被侵染的細(xì)菌裂解將子代噬菌體釋放出來，時間過短，部分親代噬菌體還未侵染細(xì)菌，離心后上清液中含有32P標(biāo)記的噬菌體，導(dǎo)致上清液放射性增加，C正確；該實驗中運用了放射性同位素標(biāo)記技術(shù)和離心技術(shù)，但是沒有使用差速離心技術(shù)，D錯誤。答案C上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中有放射性的原因①保溫時間過短，部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性。②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液出現(xiàn)放射性。(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中也有放射性的原因由于攪拌不充分，含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在大腸桿菌表面，隨大腸桿菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)放射性。[例3]下列關(guān)于“DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)”實驗的敘述，錯誤的是()A．在“肺炎鏈球菌離體轉(zhuǎn)化實驗”中，S型菌的DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率越高B．在“肺炎鏈球菌活體轉(zhuǎn)化實驗”中，S型菌的轉(zhuǎn)化因子進(jìn)入R型菌體內(nèi)，能引起R型菌穩(wěn)定的遺傳變異C．在“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”32P標(biāo)記噬菌體組中，攪拌時間長短不會對實驗結(jié)果造成影響D．以上三個實驗設(shè)計的關(guān)鍵思路都是把DNA和蛋白質(zhì)分開研究解題分析在“肺炎鏈球菌離體轉(zhuǎn)化實驗”中，S型菌的DNA純度越高，轉(zhuǎn)化效率越高，A正確；在“肺炎鏈球菌活體轉(zhuǎn)化實驗”中，S型菌的轉(zhuǎn)化因子進(jìn)入R型菌體內(nèi)，能引起R型菌穩(wěn)定的遺傳變異，B正確；在“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”32P標(biāo)記噬菌體組中，攪拌時間長短不會對實驗結(jié)果造成影響，C正確；二、三兩個實驗設(shè)計的關(guān)鍵思路都是把DNA和蛋白質(zhì)分開研究，“肺炎鏈球菌活體轉(zhuǎn)化實驗”中并沒有把DNA和蛋白質(zhì)分開，D錯誤。答案D離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗與噬菌體侵染細(xì)菌實驗的比較知識點三有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA1．煙草花葉病毒的組成成分：eq\o(□,\s\up3(01))RNA和eq\o(□,\s\up3(02))蛋白質(zhì)。2．煙草花葉病毒(TMV)的感染實驗(1)實驗過程及實驗現(xiàn)象(2)結(jié)論：eq\o(□,\s\up3(06))RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。3．病毒重建實驗及其對煙草細(xì)胞的感染(1)實驗過程及現(xiàn)象(2)實驗結(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eq\o(□,\s\up3(07))RNA的株系，而不是提供eq\o(□,\s\up3(08))蛋白質(zhì)的株系。4．總結(jié)大部分生物的遺傳物質(zhì)是eq\o(□,\s\up3(09))DNA，而沒有DNA只有RNA的生物，其遺傳物質(zhì)是eq\o(□,\s\up3(10))RNA。[例1]如圖是煙草花葉病毒的感染和病毒重建示意圖，下列敘述正確的是()A．后代的病毒類型取決于提供蛋白質(zhì)的株系B．后代的蛋白質(zhì)是由煙草的遺傳物質(zhì)控制合成的C．實驗成功的基礎(chǔ)是煙草花葉病毒和煙草的遺傳物質(zhì)相同D．用RNA酶處理后的TMV去感染煙草葉片，葉片不會被感染解題分析后代的病毒類型取決于提供遺傳物質(zhì)的株系，A錯誤；后代的蛋白質(zhì)是由煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)控制合成的，B錯誤；煙草的遺傳物質(zhì)是DNA，煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，二者不相同，C錯誤；用RNA酶處理后的TMV去感染煙草葉片，RNA被降解，葉片不會被感染，D正確。答案D[例2]下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的說法，正確的是()A．氨基酸多種多樣的排列順序蘊含著遺傳信息，蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)B．原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，病毒的遺傳物質(zhì)是RNAC．具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物遺傳物質(zhì)都是DNAD．細(xì)胞核中遺傳物質(zhì)是DNA，細(xì)胞質(zhì)中遺傳物質(zhì)是RNA解題分析生物體的遺傳物質(zhì)是核酸，而不是蛋白質(zhì)；原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，而病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA；具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物是原核生物和真核生物，含有DNA和RNA兩種核酸，但都是以DNA作為遺傳物質(zhì)；細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)都是DNA。答案C不同生物的遺傳物質(zhì)1．肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的部分過程如圖所示。下列敘述正確的是()A．S型肺炎鏈球菌的菌落為粗糙的，R型肺炎鏈球菌的菌落是光滑的B．S型菌的DNA經(jīng)加熱后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活C．從病死小鼠中分離得到的肺炎鏈球菌只有S型菌而無R型菌D．該實驗未證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的答案D解析S型的菌落為光滑型，R型為粗糙型，A錯誤；S型菌加熱后蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致細(xì)菌死亡，所以注射S型菌后的小鼠仍能存活，B錯誤；轉(zhuǎn)化的效率不是100%，所以從病死小鼠可分離得到S型菌和R型菌，C錯誤；本實驗是肺炎鏈球菌活體轉(zhuǎn)化實驗，實驗結(jié)論是S型菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子，促使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，未證明轉(zhuǎn)化因子是DNA，D正確。2.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)化實驗，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DNAD．該實驗?zāi)茏C明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質(zhì)是DNA答案C解析轉(zhuǎn)化的效率不是100%，所以甲組培養(yǎng)皿中存在的是R和S型菌落，A錯誤；乙組蛋白質(zhì)被蛋白酶催化水解了，所以轉(zhuǎn)化物質(zhì)不是蛋白質(zhì)，可能是其他物質(zhì)，B錯誤；丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落，推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA，C正確；該實驗?zāi)茏C明肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA，D錯誤。3．噬菌體侵染細(xì)菌的實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于該實驗的敘述，正確的()A．噬菌體內(nèi)可以直接在培養(yǎng)基中培養(yǎng)B．離心的目的是使噬菌體外殼從細(xì)菌上脫離C．噬菌體與細(xì)菌混合培養(yǎng)的時間越長，實驗效果越好D．噬菌體侵染細(xì)菌后，產(chǎn)生許多遺傳信息相同的子代噬菌體答案D解析噬菌體是寄生生活方式，不能直接在培養(yǎng)基中培養(yǎng)，A錯誤；噬菌體和細(xì)菌混合培養(yǎng)的時間需適宜，實驗時間長會導(dǎo)致子代噬菌體釋放，影響實驗結(jié)果，C錯誤。4．如圖為煙草花葉病毒(TMV)的感染和重建實驗示意圖。下列敘述正確的是()A．該實驗證明了核酸是各種生物的遺傳物質(zhì)B．由圖可推知，TMV不屬于DNA病毒C．由圖可推知，A型后代和B型后代的蛋白質(zhì)相同D．由圖可推知，TMV在感染煙草時，蛋白質(zhì)未進(jìn)入煙草細(xì)胞答案B解析該實驗證明了RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，A錯誤；蛋白質(zhì)的合成受基因控制，A型和B型遺傳物質(zhì)不同，A型后代和B型后代的蛋白質(zhì)不同，C錯誤；本實驗是病毒的組裝實驗，用重組病毒去感染煙草葉，由圖無法得到TMV在感染煙草時，蛋白質(zhì)未進(jìn)入煙草細(xì)胞，D錯誤。5．關(guān)于探索核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)實驗，下列敘述正確的是()A．活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗證明S型菌中的DNA可以進(jìn)入R型菌體內(nèi)，引起R型菌穩(wěn)定的遺傳變異B．離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實驗證明從S型菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C．煙草花葉病毒感染實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：單用病毒的RNA就可以使煙草出現(xiàn)感染病毒的癥狀D．煙草花葉病毒重建實驗的關(guān)鍵思路是將RNA和蛋白質(zhì)分開答案C解析R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，產(chǎn)生可遺傳的變異，但該變異并不能穩(wěn)定遺傳，A錯誤；使小鼠死亡的是S型活菌，B錯誤；煙草花葉病毒感染實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：單用病毒的RNA就可以使煙草出現(xiàn)感染病毒的癥狀，即該病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，C正確；煙草花葉病毒重建實驗的關(guān)鍵思路是將RNA和蛋白質(zhì)分開后再重新組合，D錯誤。知識點一DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)(肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗)1.下列敘述正確的是()A．染色體、DNA都是遺傳物質(zhì)B．DNA是染色體的主要組成成分，染色體是DNA的主要載體C．染色體中只含DNA和蛋白質(zhì)D．DNA在細(xì)胞中全部存在于染色體上答案B解析染色體主要是由DNA和蛋白質(zhì)組成，但只有DNA是遺傳物質(zhì)，在某些病毒中RNA是遺傳物質(zhì)，A錯誤；染色體中除了含有DNA和蛋白質(zhì)外，還含少量RNA，C錯誤；DNA在細(xì)胞中有的可以在線粒體或葉綠體中，不是全部都在染色體上，D錯誤。2．在肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，促進(jìn)R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌的轉(zhuǎn)化因子是S型菌的()A．蛋白質(zhì) B．多糖C．RNA D．DNA答案D解析在肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，艾弗里及其同事的實驗的巧妙之處是把S型菌的DNA、RNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)提純，分別加入到培養(yǎng)R菌的培養(yǎng)基中，單獨觀察它們的作用，實驗結(jié)果是：只有加入R型菌的DNA實驗中出現(xiàn)了R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，從而證明了DNA是遺傳物質(zhì)。3．在肺炎鏈球菌的離體轉(zhuǎn)化實驗中，向培養(yǎng)有R型菌的1、2、3、4四支試管中依次加入DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖(其中DNA、蛋白質(zhì)和多糖從活的S型菌中提取)，經(jīng)培養(yǎng)，試管內(nèi)仍然有R型菌的是()A．3和4 B.2、3和4C.1、2、3和4 D.1和2答案C解析2、3、4三個試管內(nèi)因為沒有S型細(xì)菌的DNA，所以R型細(xì)菌都不會發(fā)生轉(zhuǎn)化，因此只有R型細(xì)菌；1號試管因為有S型細(xì)菌的DNA，所以會使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，但是發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型細(xì)菌只有一部分，故試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌存在。4．肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗是證實DNA作為遺傳物質(zhì)的最早證據(jù)，下列相關(guān)敘述正確的是()A．肺炎鏈球菌是導(dǎo)致小鼠患肺炎的病原體B．肺炎鏈球菌的活體轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)C．肺炎鏈球菌的離體轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)D．粗糙型(R)菌株是唯一能夠引起敗血病或肺炎的菌株答案C解析肺炎鏈球菌是導(dǎo)致小鼠患敗血癥的病原體，A錯誤；肺炎鏈球菌的活體轉(zhuǎn)化實驗證明S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子將無毒性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為毒性的S型活細(xì)菌，B錯誤；肺炎鏈球菌的離體轉(zhuǎn)化實驗證明了轉(zhuǎn)化因子是DNA，即DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)，C正確；光滑型(S)菌株是引起敗血病或肺炎的菌株，D錯誤。故選C。5．某科研人員為了驗證格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，對實驗鼠進(jìn)行了4次注射實驗，如圖所示。下列相關(guān)敘述，正確的是()A．活菌甲是有莢膜的R型細(xì)菌，而活菌乙是無莢膜的S型細(xì)菌B．由注射②和④的結(jié)果可知，活或死的S型細(xì)菌都能使小鼠死亡C．在死鼠2的血液中應(yīng)有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲轉(zhuǎn)化而來D．死菌乙未導(dǎo)致鼠3死亡，由此說明未處理的S型菌不會導(dǎo)致小鼠死亡答案C解析由題圖可知活菌甲是無莢膜的R型細(xì)菌，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡；而活菌乙是有莢膜的S型細(xì)菌，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，A錯誤；由注射②和④的結(jié)果可知，在死鼠2的血液中有活菌乙，其最初是由活菌甲轉(zhuǎn)化而來的，活的S型細(xì)菌能使小鼠死亡，但是死的S型細(xì)菌不能使小鼠死亡，B錯誤，C正確；死菌乙未導(dǎo)致鼠3死亡，可說明死的S型菌不會導(dǎo)致小鼠死亡，不能說明未處理的S型菌不會導(dǎo)致小鼠死亡，D錯誤。知識點二活動“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗分析”6.T2噬菌體侵染細(xì)菌的部分實驗如圖所示。下列敘述正確的是()A．①中的細(xì)菌為子代噬菌體的產(chǎn)生提供了模板和原料B．上清液出現(xiàn)放射性的原因是攪拌不充分C．②操作可使細(xì)菌外的噬菌體與細(xì)菌分離D．放射性32P大量存在于沉淀中，即可說明DNA是遺傳物質(zhì)答案C解析①中噬菌體DNA復(fù)制的模板是由噬菌體提供的，而原料、能量、酶均由細(xì)菌提供，A錯誤；根據(jù)上述分析可知，上清液出現(xiàn)放射性的原因是保溫時間過長或過短，B錯誤；②操作可使細(xì)菌外的噬菌體與細(xì)菌分離，C正確；本實驗缺少對照組，不能充分說明DNA是遺傳物質(zhì)，D錯誤。7．如果用15N、32P、35S同時標(biāo)記噬菌體后讓其侵染細(xì)菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體中，能夠找到的放射性元素及其存在的部位是()A．可在外殼中找到15N和35SB．可在DNA中找到15N和32PC．可在外殼中找到15ND．可在DNA中找到15N、32P、35S答案B解析35S雖然能標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，但留在了細(xì)菌細(xì)胞外，不能傳遞給子代。15N和32P能標(biāo)記噬菌體的DNA，進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，傳遞給子代。8．下列關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”的敘述，正確的是()A．實驗選用的T2噬菌體的頭部含有2個DNA分子B．培養(yǎng)時間過長和過短都會使32P標(biāo)記組的懸浮液放射性增強C．35S標(biāo)記組說明蛋白質(zhì)不是噬菌體的遺傳物質(zhì)D．釋放的子代噬菌體大多數(shù)能檢測到放射性答案B解析實驗選用的T2噬菌體的頭部含有1個DNA分子，A錯誤；培養(yǎng)時間過長和過短都會使32P標(biāo)記組的懸浮液放射性增強，B正確；35S標(biāo)記組噬菌體的蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，不能說明蛋白質(zhì)不是噬菌體的遺傳物質(zhì)，C錯誤；若是35S標(biāo)記組，釋放的子代噬菌體不能檢測到放射性，D錯誤。知識點三有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA9.科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是()實驗編號實驗過程實驗結(jié)果病斑類型病斑中分離出的病毒類型①a型TMV→感染植物a型a型②b型TMV→感染植物b型b型③組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)＋b型TMV的RNA)→感染植物b型a型④組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)＋a型TMV的RNA)→感染植物a型a型A．實驗① B.實驗②C．實驗③ D.實驗④答案C解析煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而不是蛋白質(zhì)，因此在③中，組合病毒的遺傳物質(zhì)是b型的RNA，因此病斑類型是b型，病斑中分離出的病毒類型也應(yīng)是b型的。10．下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是()A．煙草的遺傳物質(zhì)可被RNA酶水解B．肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)主要是DNAC．冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是RNAD．T2噬菌體的遺傳物質(zhì)可被水解成4種脫氧核糖核酸答案C解析煙草的遺傳物質(zhì)為DNA，故煙草的遺傳物質(zhì)不能被RNA酶水解，A錯誤；肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA，對于某種生物而言，遺傳物質(zhì)是確定的，不存在主要和次要的說法，B錯誤；T2噬菌體的遺傳物質(zhì)為DNA，即脫氧核糖核酸，可被水解成4種脫氧核糖核苷酸，D錯誤。11．下列關(guān)于“核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)”的經(jīng)典實驗的敘述，正確的是()A．肺炎鏈球菌活體轉(zhuǎn)化實驗證明了S型菌的DNA能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌B．從S型活菌中抽提的DNA與R型活菌混合懸浮培養(yǎng)，可觀察到光滑型菌落C．32P標(biāo)記的T2噬菌體和大腸桿菌混合后未經(jīng)過攪拌，則沉淀物中的放射性下降D．單獨使用煙草花葉病毒TMVA的RNA感染煙草，可從煙草細(xì)胞中分離出TMVA答案D解析肺炎鏈球菌活體轉(zhuǎn)化實驗證明加熱殺死的S型菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”，能夠使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成S型細(xì)菌，A錯誤；從S型活菌中抽提的DNA與R型活菌混合懸浮培養(yǎng)后，需接種到固體培養(yǎng)基上才可觀察到光滑型菌落，B錯誤；32P標(biāo)記的是T2噬菌體的DNA，該噬菌體和大腸桿菌混合后，若未經(jīng)過攪拌，則離心后32P標(biāo)記的噬菌體的DNA都分布在沉淀中，不會導(dǎo)致沉淀物中的放射性下降，C錯誤；煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，故單獨使用煙草花葉病毒TMVA的RNA感染煙草會使煙草感染煙草花葉病毒，最終可從煙草細(xì)胞中分離出TMVA，D正確。12．下列探索核酸是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗中，對“核酸是遺傳物質(zhì)”結(jié)論的得出不是必需的是()A．用DNA酶處理從S型菌中提取的DNA樣品，再做轉(zhuǎn)化實驗B．用TMV的蛋白質(zhì)和RNA分別感染煙葉后，再做TMV的重建實驗C．從活的S型菌中提取蛋白質(zhì)、莢膜等物質(zhì)，分別與活的R型菌混合D．噬菌體32P標(biāo)記組除了要檢測沉淀中的放射性還要檢測上清液中的放射性答案B解析用DNA酶處理從S型菌中提取的DNA樣品，再做轉(zhuǎn)化實驗，這與只加入S型細(xì)菌DNA的一組形成對照，是必需的，A不符合題意；用TMV的蛋白質(zhì)和RNA分別感染煙葉后，即可證明RNA是遺傳物質(zhì)，不需再做TMV的重建實驗，B符合題意；從活的S型菌中提取蛋白質(zhì)、莢膜等物質(zhì)，分別與活的R型菌混合，這樣可證明蛋白質(zhì)、莢膜等物質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子，是必需的，C不符合題意；噬菌體35P標(biāo)記組除了要檢測沉淀中的放射性，還要檢測上清液中的放射性，D不符合題意。13．R型肺炎雙球菌菌體無多糖類的莢膜，是無毒性細(xì)菌，S型肺炎雙球菌菌體有多糖類的莢膜，是有毒性細(xì)菌，可使人患肺炎或使小鼠患敗血癥?？茖W(xué)家埃弗里及其同事利用肺炎雙球菌來探究什么是遺傳物質(zhì)的問題。實驗材料、用具：S型菌、R型菌、DNA水解酶、培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿等。埃弗里等人先做了以下3組實驗：第一組：S型菌的蛋白質(zhì)＋培養(yǎng)有R型活菌的培養(yǎng)基→R型菌落；第二組：S型菌的莢膜多糖＋培養(yǎng)有R型活菌的培養(yǎng)基→R型菌落；第三組：S型菌的DNA＋培養(yǎng)有R型活菌的培養(yǎng)基→S型菌落、R型菌落。(1)埃弗里等人后來發(fā)現(xiàn)上述實驗步驟并不嚴(yán)密，于是又做了第四組實驗，請寫出第四組實驗方法和結(jié)果：__________________________________。(2)從上述實驗可以得出的結(jié)論是________________________________。(3)從第三組實驗可知，S型菌的DNA或基因能否通過R型菌的細(xì)胞膜？________。(4)有人認(rèn)為，上述4個實驗并不能說明蛋白質(zhì)和莢膜多糖不是遺傳物質(zhì)，理由是____________________________________。(5)實驗中涉及的S型菌和R型菌可以通過觀察培養(yǎng)基上的菌落來區(qū)分，區(qū)分的依據(jù)是________________________________。答案(1)S型菌的DNA＋DNA水解酶＋培養(yǎng)有R型活菌的培養(yǎng)基→R型菌落(2)DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)(3)能(4)本實驗未能證實蛋白質(zhì)和莢膜多糖通過細(xì)菌細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的情況(5)S型菌形成的菌落表面光滑，R型菌形成的菌落表面粗糙解析(1)第四組實驗方法是用DNA水解酶處理S型菌的DNA后，再與R型活菌混合培養(yǎng)，觀察結(jié)果，應(yīng)該只有R型菌落，因為S型菌的DNA水解后其生理功能喪失。(2)比較上述4組實驗可以得出DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)。(3)R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說明S型菌的DNA進(jìn)入R型菌內(nèi)并與它的DNA實現(xiàn)重組，即能說明S型菌的DNA能通過R型菌的細(xì)胞膜。(4)由于該實驗沒有證明蛋白質(zhì)和莢膜多糖通過細(xì)菌細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的情況，所以有人認(rèn)為該實驗不能證明蛋白質(zhì)和莢膜多糖不是遺傳物