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1、第18讲 核酸是遗传物质的证据 考试标准知识内容必考要求加试要求核酸是遗传物质的证据(1) 噬菌体侵染细菌的实验(2)肺炎双球菌转化实验(3)烟草花叶病毒的感染和重建实验bb abb a考点一噬菌体侵染细菌的实验1实验方法同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。2实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌(1)噬菌体的结构(2)噬菌体的生活方式：活细胞寄生。3实验过程(1)标记噬菌体(2)侵染细菌4实验结果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32PDNA进入了宿主细胞内含35S噬菌体细菌宿主细胞内无35S,35S主
2、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5.结论：DNA是遗传物质。诊断与思考1判断下列叙述的正误(1)可分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体()(2)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等()(3)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质()2在噬菌体侵染细菌实验中，说出子代噬菌体中蛋白质合成的原料和场所及DNA合成的模板和原料分别是什么？提示(1)蛋白质合成(2)DNA合成3用35S标记的噬菌体侵染细菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性的原因是什么？提示可能由于搅拌不充分或离心时间过短或
3、转速过低等原因，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量的放射性。4用32P标记的噬菌体侵染细菌，上清液中含有较高放射性的原因是什么？提示(1)保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入细菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。(2)从噬菌体和细菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。题组一噬菌体的侵染过程及标记元素的去向分析1下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验的有关叙述，正确的是()A本实验所使用的被标记的噬菌体是从接种在含有35S的
4、培养基中获得的B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DNAC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D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而不是蛋白质答案B解析病毒的繁殖离不开活细胞，要标记噬菌体，应先标记培养噬菌体的细菌细胞。实验中采用搅拌等手段是为了把细菌和噬菌体的蛋白质外壳分开。在新形成的噬菌体中没有检测到35S，不能说明蛋白质不是噬菌体的遗传物质。2如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为()A可在外壳中找到15N和35SB可在D
5、NA中找到15N和32PC可在外壳中找到15ND可在DNA中找到15N、32P和35S答案B解析根据噬菌体的组成，其蛋白质含S而极少含P，其DNA含P而不含S，两者均含N；但噬菌体在侵染时其蛋白质留在细菌外面不起作用，而DNA进入细菌体内进行复制，复制时是利用细菌细胞中的物质为原料进行的，故在子代噬菌体的DNA中会找到15N、32P。题组二噬菌体侵染细菌实验的结果分析3用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测到上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是()A离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌B搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌
6、分离C噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中答案C解析噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体外壳，沉淀物是被侵染的大肠杆菌，A项错误；搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，B项错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA会含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，C项正确，D项错误。4为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，科学家做了“噬菌体侵染细菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在细菌体内)。下
7、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、细菌的叙述中，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，都是实验组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解析图中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标记的噬菌体的侵染实验，两组相互对照，都是实验组；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；
8、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，或保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入细胞体内，经离心分布于上清液中。1“二看法”判断子代噬菌体标记情况2噬菌体侵染细菌实验的两点提醒(1)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒必须寄生在活细胞内，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(2)因检测放射性时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，所以35S和32P不能同时标记在一组噬菌体上，应对两组分别标记。考点二肺炎双球菌转化实验1肺炎双球菌类型特点类型菌落荚膜毒性S型光滑有有R型粗糙无无2.活体细菌转化实验(1)过程及结果(2)结论：加热杀死的S型菌中
9、，含有某种促成R型菌转化为S型菌的“转化因子”。3离体细菌转化实验(1)方法直接分离S型菌的DNA、荚膜物质、蛋白质等，将它们分别与R型菌混合培养，研究它们各自的遗传功能。(2)过程与结果(3)结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变异的物质，即DNA是“转化因子”，是遗传物质。诊断与思考1判断下列叙述的正误(1)活体细菌转化实验直接证明了DNA是遗传物质()(2)在活体细菌转化实验中大部分R型菌转化为S型菌()(3)加热杀死后的S型菌的DNA已经全部断裂，失去活性()(4)在离体细菌转化实验中，DNA酶将S型菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型菌发生转化()(5)在活体细菌转化实验过程中
10、，加热杀死后的S型菌的DNA没有进入R型活菌的细胞中()(6)在活体细菌转化实验中加热杀死的S型菌也能使小鼠的体细胞发生转化()2利用表格比较两个肺炎双球菌转化实验的区别项目活体细菌转化实验离体细菌转化实验培养细菌在小鼠体内体外培养基实验对照R型菌与S型菌的毒性对照S型菌各组成成分的作用进行对照巧妙构思用加热杀死的S型菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实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实验结论加热杀死的S型菌体内有“转化因子”S型菌的DNA是遗传物质3.说出两个转化实验的相同点和联系。提示(1)相同点：所用材料相同；两实验都遵循对照原则、单一变量原则。
11、(2)联系：活体细菌转化实验是离体细菌转化实验的基础，离体细菌转化实验是活体细菌转化实验的延伸。4加热杀死的S型菌中的蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性？提示不是。加热杀死S型菌的过程中，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。5肺炎双球菌转化的实质是什么？提示肺炎双球菌转化实验中S型菌的DNA片段整合到了R型菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。6离体细菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计思路的比较实验名称离体细菌转化实验噬菌体侵染细菌实验实验思路设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用设计原则对照原则和单一变
12、量原则处理方式的区别直接分离法：分离S型菌的DNA、蛋白质、荚膜等，分别与R型活菌混合培养同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)实验结论DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质题组一两个细菌转化实验的分析11928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：第一组第二组第三组第四组实验处理注射活的R型菌注射活的S型菌注射加热杀死的S型菌注射活的R型菌与加热杀死的S型菌实验结果小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离到S型活菌小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离到S型活菌下列关于此实验的分析不正确的是()A实验的关键现象是第四组
13、小鼠死亡并分离到S型活细菌B对第四组实验的分析必须是以第一三组的实验为参照C本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化D本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”答案D解析本实验只能得出存在转化因子，但是转化因子的化学本质需要通过离体细菌转化实验来得出，D错误。2离体细菌转化实验中将S型菌的DNA加入到培养了R型肺炎双球菌的培养基中，得到了S型肺炎双球菌，有关叙述中正确的是()AR型菌转化成S型菌，说明这种变异是定向的BR型菌转化为S型菌属于基因重组C该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNAD将S型菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型菌答案B解析离体细菌转化实验中将S型菌中的荚
14、膜物质、蛋白质和DNA等提取出来，分别加入到培养了R型菌的培养基中，结果只有加入S型菌DNA时，才能使R型菌转化成S型菌，这说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，C错误；该实验的生物变异属于基因重组，生物的变异都是不定向的，A错误，B正确；将S型菌的DNA注射到小鼠体内，不能实现肺炎双球菌的转化，D错误。3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：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注射入小鼠R型菌的DNADNA酶加入S型菌注射入小鼠R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注射入小鼠S型菌DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的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型菌。DNA酶会将S型菌的DNA水解，从而失去转化作用，R型菌因此未发生转化，小鼠存活；虽然DNA酶存在，但因加入了S型菌，因此小鼠死亡；中没有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；高温加热使S型菌的蛋白质及DNA酶变性，虽然S型菌的DNA还存在，但由于后面加的是R型菌的DNA，所以不能发生转化作用，小鼠存活。
