苏教版必修2同步讲义及练习第四章 8Word格式文档下载.docx

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4.艾弗里的转化实验

（1）实验过程及结果

（2）结论：

DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

例1

　某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：

①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠

②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠

③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠

④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠

以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（　　）

A.存活，存活，存活，死亡

B.存活，死亡，存活，死亡

C.死亡，死亡，存活，存活

D.存活，死亡，存活，存活

答案　D

解析　能使小鼠死亡的是活的S型细菌，而不是S型细菌的DNA。

①中有活的R型细菌，无毒性，小鼠存活；

②中有活的S型细菌，小鼠死亡；

③中有S型细菌的DNA和无活性的R型细菌，无活性的R型细菌无法转化成活的S型细菌，S型细菌的DNA无法使小鼠死亡；

④中有R型细菌的DNA和无活性的S型细菌，无法使小鼠死亡。

例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（　　）

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型

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。

易错易混

　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）体内转化实验的结论是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）。

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。

例3

　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.①②B.①③　C.①④D.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，对照图解标号被标记的部分应分别选择①②。

例4

　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，两组为相互对照实验；

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。

方法点拨

　同位素标记法在噬菌体侵染细菌实验中的应用分析

（1）用哪种标记元素

若用32P和35S，则分别标记了DNA和蛋白质，若用C、H、O等，则同时标记了DNA和蛋白质。

（2）注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同

DNA和蛋白质

噬菌体

32P

35S

14C、3H、18O、15N

细菌

31P

32S

12C、2H、16O、14N

子代噬菌体

32P（少数）、31P（全部）

C、H、O、N的两种同位素都有

1.判断正误

（1）格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质（　　）

（2）艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质（　　）

（3）1952年，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA（　　）

（4）用含35S的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）×

2.肺炎双球菌转化实验证明了（　　）

A.基因位于染色体上

B.染色体是遗传物质的主要载体

C.DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

D.在不含DNA的生物体内，RNA就是该生物的遗传物质

3.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4

C.2、3和4D.1、2、3和4

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型细菌只是一小部分，故试管内仍然有R型细菌存在。

4.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。

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。

答案　

（1）B→D→A→E→C　

（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的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（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。

[对点训练]

题组一　肺炎双球菌的转化实验

1.肺炎双球菌的转化实验中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是（　　）

A.R型细菌和S型细菌B.R型细菌和R型细菌

C.S型细菌和S型细菌D.S型细菌和R型细菌

解析　肺炎双球菌转化实验证明灭活的S型细菌体内有某种转化因子存在，它能使R型活细菌转化为S型细菌。

2.（2018·

菏泽高一检测）在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有（　　）

①有毒的R型活细菌　②无毒的R型活细菌　③有毒的S型活细菌　④无毒的S型活细菌

A.①④B.②③

C.③D.①③

3.（2018·

北京延庆高一期末）如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是（　　）

S型细菌→破碎的S型细菌→提取的S型细菌DNA＋R型细菌→

　　　↓

DNA酶水解S型细菌DNA＋R型细菌→

A.DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA

B.结果1中S型细菌占绝大多数

C.该实验证明DNA是遗传物质

D.结果2中全部为R型细菌

解析　DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA，A正确；

结果1中少数R型细菌转化为S型细菌，S型细菌占少数，B错误；

该实验证明DNA是遗传物质，C正确；

结果2中全部为R型细菌，D正确。

4.格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验证实了（　　）

①DNA是遗传物质　②RNA是遗传物质　③DNA是主要的遗传物质　④蛋白质和多糖不是遗传物质　⑤S型细菌的性状是由DNA决定的　⑥在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的体内

A.①④⑤⑥B.②④⑤⑥

C.②③⑤⑥D.③④⑤⑥

解析　肺炎双球菌的转化实验证实了DNA是遗传物质，蛋白质和多糖不是遗传物质；

R型细菌向S型细菌转化的内因是S型细菌的DNA进入了R型细菌的体内，并成功表达了某些性状。

5.（2017·

常州学测）下图表示科研工作者重复“肺炎双球菌转化实验”的步骤，分析有关描述，错误的是（　　）

A.该实验证明起转化作用的物质是DNA

B.1、2、3组为该实验的对照组

C.第4组中正常的R型细菌有部分转化成了S型细菌

D.第4组实验中分离出的S型细菌的后代仍然是S型细菌

解析　图示为重复格里菲思的实验，不能得出DNA是“转化因子”。

6.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（　　）

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

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型细菌的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型细菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。

题组二　噬菌体侵染细菌的实验

7.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验与赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验是关于探究遗传物质的两个经典实验，下列叙述正确的是（　　）

A.两个实验均采用了对照实验和同位素标记的方法

B.两者的关键设计思路都是把DNA与蛋白质分离，研究各自的效应

C.赫尔希与蔡斯对同一组噬菌体的蛋白质和DNA分别采用35S和32P标记

D.两个实验都证明了DNA是细菌的遗传物质

解析　肺炎双球菌转化实验采用了对照实验的方法，但没有采用同位素标记法，A项错误；

两个实验的关键设计思路都是将DNA和其他物质分开，单独地、直接地观察它们各自的遗传效应，B项正确；

噬菌体侵染细菌的实验分两组，一组是32P标记的噬菌体，另一组是35S标记的噬菌体，C项错误；

肺炎双球菌的体外转化实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA，噬菌体侵染细菌的实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D项错误。

8.（2017·

全国Ⅱ，2）在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。

下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是（　　）

A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖

B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质

C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中

D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同

解析　T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖，A错误；

病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B错误；

噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP，所以培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；

人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，T2噬菌体是DNA病毒，因此二者的核酸类型和增殖过程不相同，D错误。

9.如图表示用同位素32P、35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质外壳，然后进行“噬菌体侵染细菌的实验”，侵染后产生的子代噬菌体（10～1000个）与亲代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的DNA分子和蛋白质分子含有的标记元素应分别是（　　）

A.31P、32P；

32SB.31P、32P；

C.31P、32P；

32S、35SD.32P；

32S、35S

解析　噬菌体侵染细菌时将含32P的DNA注入细菌内充当模板，以细菌内含31P的脱氧核苷酸为原料合成子代噬菌体的DNA，同时以细菌体内含32S的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳。

故子代噬菌体的DNA中含有32P、31P，蛋白质中含有32S。

10.用噬菌体感染3H标记的细菌，待细菌解体后3H（　　）

A.随细菌的解体而消失

B.发现于噬菌体的外壳及DNA中

C.仅发现于噬菌体的DNA中

D.仅发现于噬菌体的外壳中

解析　噬菌体侵染细菌后利用细菌细胞内的物质合成自身的DNA和蛋白质外壳，组装成新的子代噬菌体，细菌裂解后，子代噬菌体释放出来，因此3H存在于噬菌体的外壳及DNA中，B正确。

11.如图所示为生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌的实验，下列有关分析错误的是（　　）

A.理论上b中不应具有放射性

B.b中放射性的高低与②过程中搅拌是否充分有关

C.b中放射性的高低与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

解析　35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，因蛋白质外壳较轻，经离心后在上清液中，因此理论上b中不应具有放射性，A正确；

b中具有放射性的可能原因是搅拌不充分，导致细菌跟蛋白质外壳没有完全分开，B正确，C错误；

由于该实验没有研究DNA的作用，故不能证明DNA是遗传物质，D正确。

12.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。

[综合强化]

13.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。

大肠杆菌

脱氧核苷酸

氨基酸

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草的叶细胞，则能说明________________。

（4）分析材料二中A～D的结果，哪项不正确？

________。

说明理由：

_______________

__________________________________________________________________________。

（5）材料一和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是烟草花叶病毒的遗传物质　（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）材料一和材料二共同说明的问题是DNA是遗传物质。

14.1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术完成了噬菌体侵染细菌的实验，实验的部分过程如图所示：

（1）写出以上实验的部分操作过程。

第一步：

________________________________________；

第二步：

________________________________________。

（2）以上实验的最后结果说明：

________________________________。

（3）现已制备好分别含3H、14C、15N、18O、32P、35S6种同位素的培养基，植物愈伤组织细胞，动物组织细胞，大肠杆菌及其他必需的器材。

请从中选取所需材料，实现上述第一步操作。

实验原理：

______________________________________。

实验步骤：

②________________________________________________________________________；

③________________________________________________________________________。

（4）正确选择实验材料对实验成功具有重要的作用，选择T2噬菌体作为实验材料，是因为它的结构简单，只含有蛋白质和DNA，且_______________________________________。

答案　

（1）用35S标记噬菌体的蛋白质外壳　将被35S标记的噬菌体与细菌混合

（2）噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内

（3）实验原理：

噬菌体只能在细菌细胞内营寄生生活

①选取含35S放射性同位素的培养基进行灭菌

②向培养基中接种大肠杆菌，置于适宜条件下培养

③用上述大肠杆菌培养噬菌体

（4）侵染细菌过程中蛋白质与DNA会自然分离

15.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________

________

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__________________________________________。

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