高中生物 第四章 第一节 DNA是主要的遗传物质第1课时课时作业 苏教版必修2Word文件下载.docx

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（2）大肠杆菌：

单细胞原核生物。

2．实验方法

放射性同位素标记法，用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。

3．实验过程

（1）标记大肠杆菌

（2）标记T2噬菌体

（3）噬菌体侵染大肠杆菌

项目

含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌

含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌

搅拌、离心后

上清液

放射性高

放射性低

沉淀物

细菌裂解后放出的T2噬菌体

检测不到35S标记的蛋白质

检测到32P标记的DNA

4.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。

5．实验结论

DNA才是真正的遗传物质。

判断正误

（1）S型肺炎双球菌有荚膜，有毒；

R型肺炎双球菌无荚膜，无毒。

（　　）

（2）加热杀死的S型细菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到S型细菌。

（3）格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是遗传物质。

（4）艾弗里证明遗传物质是DNA而不是蛋白质。

（5）使R型双球菌转化为S型双球菌必须用S型双球菌的完整细胞。

（6）构成S型活双球菌的DNA、蛋白质、多糖等物质中，是DNA使球菌的致病性发生了转化。

（7）1952年，赫尔希和蔡斯用35S和32P同时标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA。

（8）用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，若实验中搅拌不充分，会造成上清液中有很高的放射性。

（9）噬菌体侵入大肠杆菌后，进行DNA复制和蛋白质合成的原料来自自身携带的物质。

（10）用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的DNA。

答案　

（1）√　

（2）√　（3）×

　（4）√　（5）×

　（6）√　（7）×

　（8）×

　（9）×

　（10）×

1．肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较

体内转化实验

体外转化实验

实验者

格里菲思

艾弗里及其同事

细菌培养

在小鼠体内

体外培养基

实验原则

R型细菌与S型细菌的毒性对照

S型细菌各成分的作用进行对照

实验结果

加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌

S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌

实验结论

S型细菌体内有“转化因子”

S型细菌的DNA是遗传物质

巧妙构思

用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确定发生了转化

将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用

联系

①所用材料相同

②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸

③两实验都遵循对照原则、单一变量原则

2.实验拓展分析

（1）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。

（2）R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状。

（3）转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。

根据格里菲思的实验，使R型细菌转化成S型细菌的“遗传物质”可能是什么？

为此艾弗里设计了怎样的实验？

答案　“遗传物质”可能是蛋白质、DNA或荚膜多糖，为此艾弗里将S型细菌的这些物质分别提取出来加入到R型细菌的培养基中，观察长出的活菌的种类，以判断哪种物质才是真正的遗传物质。

1．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（　　）

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

②

荚膜多糖

③

DNA

R型、S型

④

DNA（经DNA酶处理）

A．①不能证明S型菌的蛋白质不是遗传物质

B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性

C．③和④说明S型菌的DNA是遗传物质

D．①～④说明DNA是主要的遗传物质

【问题导析】

（1）①组和②组的实验结果均为只长出R型细菌，所以二者分别说明蛋白质不是遗传物质和荚膜多糖不是遗传物质；

（2）③组实验说明R型细菌→S型细菌；

（3）④组实验说明DNA的水解产物不能使R型细菌转化为S型细菌，从反面说明了只有DNA才能使R型细菌发生转化。

答案　C

【一题多变】

（1）格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。

（2）艾弗里实验中S菌的DNA＋R型活菌培养基上生存的细菌都是S型菌。

（3）肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

答案　

（1）×

（2）×

　（3）×

1．实验思路及方法

S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接地单独地观察它们各自的作用。

2．侵染特点及过程

（1）进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用。

（2）噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成→组装→释放五个过程。

3．结果及分析

分组

结果

结果分析

对比实

验（相互对照）

含32P噬菌体＋细菌

上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内

32P—DNA进入了宿主细胞内

含35S噬菌体＋细菌

宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中

35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞留在外面

由上表分析可知：

噬菌体的DNA是其亲代与子代之间联系的“桥梁”，即“DNA是遗传物质”（结论）。

1．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　因为噬菌体营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而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。

2．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“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

（1）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；

（2）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，二者为相互对照类型；

（3）大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；

（4）若本组实验B（上清液）中出现放射性，可能是实验时间较长，细菌裂解导致的，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。

答案　B

（1）本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的。

（2）本实验选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA。

（3）实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性。

（4）在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质。

（2）√　（3）×

　（4）×

1．1928年，格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验，成功的表明了（　　）

A．已加热杀死的S型细菌中，DNA已经失去活性而蛋白质仍具有活性

B．DNA是遗传物质

C．已加热杀死的S型细菌中，含有促使R型细菌发生转化的活性物质

D．DNA是主要的遗传物质

解析　格里菲思并没有提出遗传物质的本质。

2．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4B．1、3和4C．2、3和4D．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。

3．有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：

一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是（　　）

选项

放射性

S元素

P元素

A

全部无

全部32P

全部31P

B

全部有

全部35S

多数32P，少数31P

C

少数有

全部32S

少数32P，多数31P

D

4．如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题。

（1）图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的________。

如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的________。

（2）赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是______________。

（3）实验中采用搅拌和离心等手段，其目的是____________________。

（4）仅有图3的实验过程，________（能或不能）说明蛋白质不是遗传物质，原因是____________________。

答案　

（1）④　①　

（2）噬菌体只有蛋白质和DNA组成　（3）让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离　（4）不能　蛋白质外壳没有进入细菌体内

【基础巩固】

1．肺炎双球菌转化实验中，发现无毒R型和被加热杀死的有毒S型细菌混合后，在小鼠体内找到了下列哪些类型的细菌（　　）

①有毒R型　②无毒R型　③有毒S型　④无毒S型

A．①②B．③④C．②③D．②④

答案　C

2．加热杀死的S型细菌能促成R型细菌发生转化。

这个事实能证明（　　）

A．S型细菌的蛋白质和DNA的结构都很稳定

B．S型细菌的蛋白质的结构特别稳定

C．S型细菌的DNA结构比蛋白质的结构稳定

D．任何条件都不能破坏S型细菌DNA的结构

解析　加热杀死的S型细菌仍能促成R型细菌发生转化，说明S型细菌的蛋白质虽然失去了活性，但DNA仍具有生物活性，说明S型细菌的DNA结构比蛋白质的结构稳定。

3．格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于此实验的结论不正确的是（　　）

A．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA

B．说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌

C．说明了R型活细菌是无毒性的

D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒的

答案　A

解析　格里菲思实验只证明了S型细菌能使R型细菌发生转化，并没有证明DNA是遗传物质。

4．噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是（　　）

A．外壳中有35S和32S，核心内只含有32P

B．外壳中只有32S，核心内只含有32P

C．外壳中有35S和32S，核心内含有32P和31P

D．外壳中只有32S，核心内都含有31P

解析　在噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌细胞外面，只有DNA分子进入细菌细胞内，以噬菌体的DNA分子为模板复制出新的DNA分子和控制形成新的蛋白质外壳。

在复制的子代DNA分子中，由于原料由细菌提供，因此子代DNA中含有31P；

而合成蛋白质外壳所用的原料均由细菌提供，因此都不会含有35S。

5．在“噬菌体侵染细菌的实验”中，如果对35S标记的噬菌体一组（甲组）不进行搅拌、32P标记的噬菌体一组（乙组）保温时间过长，其结果是（　　）

A．甲组沉淀物中也会出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性

B．甲组上清液中也会出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性

C．甲组沉淀物中也会出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性

D．甲组上清液中也会出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性

解析　两组实验的正常现象是甲组的放射性主要出现在上清液中，乙组的放射性主要出现在沉淀物中。

如果没有对甲组进行搅拌，则吸附在细菌表面的噬菌体外壳和细菌一起经离心进入沉淀物，导致沉淀物中放射性较强。

如果对乙组保温时间过长，则感染了噬菌体的细菌会裂解，释放出其中的子代噬菌体，经搅拌、离心后会导致上清液中放射性较强。

6．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。

这两个实验在设计思路上的共同点是（　　）

A．重组DNA片段，研究其表型效应

B．诱发DNA突变，研究其表型效应

C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应

D．应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递

解析　肺炎双球菌转化实验没有用到同位素标记法，两实验都没有突变和重组。

故A、B、D错误。

【巩固提升】

7．证明DNA是遗传物质的第一个实验证据是肺炎双球菌的转化实验，肺炎双球菌有两种类型，无荚膜（R型）细菌不能使小鼠发病；

有荚膜（S型）细菌使小鼠得败血症而死亡。

下列哪一项叙述不能证明DNA是遗传物质（　　）

A．用S型活细菌给小鼠注射，小鼠死亡；

用R型活细菌给小鼠注射，小鼠不死亡

B．用S型细菌的DNA与R型活细菌混合注射，小鼠死亡

C．加热杀死S型细菌并与R型活细菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡

D．用DNA酶处理S型细菌的DNA后与R型细菌混合注射到小鼠体内，小鼠不死亡

解析　从实验的严密性分析得不到选项A的答案。

8．“肺炎双球菌的转化实验”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

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。

9．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：

①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；

②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；

③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。

一段时间后进行离心，检测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

解析　①放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸中；

②放射性主要集中在子代噬菌体蛋白质外壳中；

③放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸和留在细菌外的蛋白质外壳中。

10．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，见下表。

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

4

A.1、3B．1、4C．2、3D．2、4

解析　由题可知，两种噬菌体均为DNA病毒，即DNA决定了病毒的遗传性状，甲的DNA＋乙的蛋白质组成“杂合”噬菌体，“杂合”噬菌体的子代表现型与甲种一致；

乙的DNA＋甲的蛋白质组成“杂合”噬菌体，“杂合”噬菌体的子代表现型与乙种一致。

11．为验证“遗传物质是DNA，而不是蛋白质”，一位同学设计了如下实验步骤：

第一步：

S型细菌中提取DNA；

第二步：

用提取的DNA培养R型细菌。

预测结果：

R型细菌转化为S型细菌。

实验结论：

遗传物质是DNA，而不是蛋白质。

有关专家认为，上述实验步骤的设计欠严谨，不能达到实验目的，请回答：

（1）上述实验步骤设计的不严谨之处是：

①________________________________________________。

②___________________________________________________。

③___________________________________________________。

（2）为达到该实验目的，你对上述实验步骤的补充是：

①______________________________________________。

结果预测：

R型细菌并没有转化为S型细菌。

②___________________________________。

R型细菌没有转化为S型细菌。

③___________________________________________。

发现有荚膜的性状代代相传。

答案　

（1）①该实验没有证明蛋白质不是遗传物质　②没有设置对照（即没有排除R型细菌自身转化成S型细菌）　③没有证明DNA引起的转化是可遗传的

（2）①从S型细菌中提取蛋白质，用提取的蛋白质培养R型细菌　②单独培养R型细菌，观察其变化　③让转化成的S型细菌继续繁殖，观察子代性状

解析　验证性实验是先有结论，然后设计实验验证结论。

实验前已知实验原理，对实验现象有一定的认识，实验设计应体现出严密性和科学性，并遵循一定的原则。

该实验的自变量是S型细菌分离出的DNA、蛋白质分别直接作用于R型细菌，因变量是是否产生有荚膜的S型细菌，故应设计相互对照；

为排除R型细菌自身转化成S型细菌，应设计空白对照；

为增加实验的说服力，应对转化成的S型细菌进行培养，观察其后代的性状，说明DNA是遗传物质。

12．1952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。

（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”。

这句话指出了噬菌体作实验材料具有________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1min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）将噬菌体和细菌振脱　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　本题主要考查噬菌体侵染大肠杆菌的实验。

（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。

【走进高考】

13．（2013·

海南卷，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

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其中的一种，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。

14．（2012·

上海，11）赫尔希（A.Hershey）和蔡斯（M.Chase）于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。

这项实验获得成功的原因之一是噬菌体（　　）

A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞

B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中

C．DNA可用15N放射性同位素标记

D．蛋