遗传物质的实验验证

设计：李智勇 编号：

【考纲要求】

1.总结肺炎双球菌的转化实验的过程、现象和结论。 2.总结噬菌体侵染细菌的实验的过程和结论。 3.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。 4.探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。

考点一：证明DNA是遗传物质的经典实验分析

一、肺炎双球菌转化实验的分析 实验者 培养细菌 实验原则 实验结果 体内转化实验 格里菲思 用小鼠（体内） R型细菌与S型细菌的毒性对照 加热杀死的S型细菌能使R型细菌 →S型细菌 实验结论 S型细菌体内含有“转化因子” 体外转化实验 艾弗里及同事 用培养基（体外） S型细菌各成分作用的相互对照 S型细菌的DNA使R型细菌 →S型细菌 S型细菌的DNA是遗传物质 两实验联系： ①所用材料相同，都是肺炎双球菌R型和S型。 ②体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。 ③两实验都遵循对照原则、单一变量原则。 特别提醒：加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，使生命特征丧失，但其内部的DNA在加热结束后，随温度的恢复又逐渐恢复其活性。 二、噬菌体侵染细菌的实验分析

（1）实验方法：放射性同位素标记法。 （2）实验思路：

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用放射性同位素S和P分别标记蛋白质和DNA，直接单独地去观察它们的作用。 （3）侵染特点及过程：

①进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体的蛋白质外壳留在外面不起作用。 ②噬菌体侵染细菌经过：吸附 → 注入 → 合成 → 组装 → 释放 五个过程。 （4）结果：

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含S的噬菌体 ＋ 细菌→ 宿主细胞内无S，S分布在上清液中。

含P的噬菌体 ＋ 细菌→ 上清液中几乎无P，P主要分布在宿主细胞内。 （5）结果分析： 35 S——蛋白质外壳未进入宿主细胞内，而是留在外面。32

P——DNA进入到了宿主细胞内。 （6）实验结论：DNA是遗传物质。

（7）噬菌体侵染细菌的实验还可以说明：

①DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。 ②DNA能控制蛋白质的合成。

三、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 1.实验设计思路比较

思路相同 设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究它们各自不同的遗传功能 处理方式的区别

直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素（32P和35S） 2.两个实验遵循相同的实验设计原则 （1）肺炎双球菌转化实验中的相互对照 （2）噬菌体侵染细菌实验中的自身对照 （3）试验结论（或目的）比较

肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 噬菌体侵染细菌实验结论:证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质， 考点二、不同生物遗传物质的类型 一、

RNA是遗传物质的证据——烟草花叶病毒对烟草的感染

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（1）完整的烟草花叶病毒去感染烟草，烟草发生花叶病； （2）提取烟草花叶病毒的蛋白质去感染正常烟草，烟草正常； （3）提取烟草花叶病毒的RNA去感染正常烟草，烟草发生花叶病。 结论：__RNA是遗传物质_. 二、

不同生物遗传物质的类型 生物类型 真核生物 原核生物 病毒 核酸种类 DNA和RNA DNA和RNA DNA（或RNA） 遗传物质 只能是DNA 只能是DNA DNA（或RNA） 特别提醒：有细胞结构的生物，遗传物质都是DNA.

遗传物质的实验验证专题训练

一、选择题

1．(2013·南昌)下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，错误的是

A．艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是转化因子 B．噬菌体侵染细菌实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA

C．两个实验的设计思路都是设法将DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 D．用含P的肉汤培养基培养T2噬菌体能获得DNA被标记的T2噬菌体 2．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型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠 ②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠

③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠 ④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠( ) A．存活，存活，存活，死亡 B．存活，死亡，存在，死亡 C．死亡，死亡，存活，存活 D．存活，死亡，存活，存活

3．(2012·浙江)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做出预测，见表。其中预测正确的是( )

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A.1、3 B．1、4 C．2、3

D．2、4

4．在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管中，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4

B．1、3和4

C．2、3和4 D．1、2、3和4

5．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是( )

A．该实验证明了DNA是主要的遗传物质

B．分别用含有P的T2噬菌体和含有S的T2噬菌体进行侵染实验 C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体

D．用P标记T2噬菌体的蛋白质，用S标记T2噬菌体的DNA

6．(2012·江西)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了以下4个实验：①用未标记的噬菌体侵染S标记的细菌；②用P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；③用未标记的噬菌体侵染H标记的细菌；④用N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，经过一段时间后离心，检测到以上4个实验中放射性的主要位置依次是( )

A．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液 B．沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液 C．上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液 D．沉淀、沉淀、沉淀、沉淀和上清液

7．(2012·南京)下列有关科学家实验室研究的叙述中，错误的是( ) 实验材料 实验过程 将R型活菌与S型菌的DNA与DNA水解酶混合培养 用含S标记的噬菌体去感B 噬菌体和大肠杆菌 染普通的大肠杆菌，短时间保温 用从烟草花叶病毒分离出的RNA侵染烟草 353

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实验结果与结论 只生成R型菌，说明DNA被水解后，就失去遗传效应 离心获得的上清液中的放射性很高，说明DNA是遗传物质 烟草感染出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质 经三次分裂后，含 N的DNA占DNA总数的1/4，说明DNA分子的复制方式是半保留复制 15A R型和S型肺炎双球菌 C 烟草花叶病毒和烟草 将已用N标记DNA的大肠D 大肠杆菌 杆菌培养在普通(N)培养基中 14158．(2012·衡阳)下列关于“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”的表述正确的是( )

A．肺炎双球菌的转化实验属于基因工程，其变异原理是基因重组 B．两个实验都证明DNA是主要的遗传物质

C．噬菌体侵染细菌的实验搅拌离心操作前的保温时间不宜过长

D．两个实验的关键都是通过物质分离提纯技术把DNA和蛋白质分开单独起作用 9．(2013·江苏阜宁月考)同位素标记法与噬菌体侵染细菌实验，下列现象不会发生的是( )

A. 若用P和S标记病毒而宿主细胞未被标记，只在子代病毒的核酸中有P标记 B．若用P和S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素

C. 若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素

D．若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素

二、非选择题

10．如图为用P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：

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(1)根据上述实验对下列问题进行分析：锥形瓶中的培养液是用来培养____________，其内的营养成分中是否含P？________。

(2)对下列可能出现的实验误差进行分析：

①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体________，仍存在于________。

②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体

______________________________________________________。 (3)请你设计一个给T2噬菌体标记上P的实验：

①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入________，作为合成DNA的原料； ②____________________________________________________；

③在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的________被标记上P。

11．在20世纪以前，大多数科学家认为蛋白质是遗传物质，后来英国科学家格里菲思和美国科学家艾弗里先后用肺炎双球菌的转化实验，以及1952年赫尔希与蔡斯利用T2噬菌

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体为实验材料，运用放射性同位素标记的新技术，完成了另一个更有说服力的实验，证明了DNA是遗传物质。

(1)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，从小鼠体内分离出S型活细菌，说明S型细菌中的转化因子使无毒的R型活细菌转化成了有毒的S型活细菌，你认为该转化因子是( )

A．荚膜 B．合成荚膜的酶

C．与合成荚膜的酶有关的基因 D．整个S型细菌的DNA

(2)在T2噬菌体实验中，为什么选择S和P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记？___________________ _____________________________________________________。

(3)在T2噬菌体实验中，怎样培养含有放射性S的T2噬菌体？________。

(4)分析肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体实验，DNA作为遗传物质应该具备________和________的特点。

12．R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌；S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。

实验材料、用具：S型细菌、DNA水解酶、培养基、培养器等。 艾弗里等人先做了三组实验：

培养基

①S型细菌的蛋白质＋R型活细菌――→R型菌落

培养基

②S型细菌荚膜的多糖＋R型活细菌――→R型菌落

培养基

③S型细菌的DNA＋R型活细菌――→S型菌落

(1)艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照①②③中表达式写出第四组实验方法和结果：④____________________________________。

(2)从上述实验可以得出结论____________________________。

(3)从③④组实验可知，S型细菌的DNA或基因能否通过R型细菌的细胞膜？_____________________________________________。

(4)有人认为，上述四组实验并不能说明蛋白质和多糖不是遗传物质，你猜想理由可能是

什

么

？

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_______________________________________________________________________________

遗传物质的实验验证专题训练答案

1-9 DDBDB DBCC

10答案 (1)大肠杆菌 不含有 (2)①没有侵入大肠杆菌 培养液中 ②从大肠杆菌体内释放出来 (3)①用P标记的脱氧核苷酸

②在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养 ③DNA

11答案 (1)C (2)因为只有蛋白质分子中含有S，而P几乎都存在于DNA分子中 (3)先用含有S的培养基培养大肠杆菌，再用这种大肠杆菌培养T2噬菌体 (4)能决定生物的性状(或控制蛋白质的合成) 使前后代保持连续性(或可以自我复制)

培养基

12答案 (1)S型细菌的DNA＋DNA酶＋R型活细菌――→R型菌落 (2)DNA是遗传物质 (3)能 (4)未能证明蛋白质和多糖已进入细菌体内

解析 本题为教材中的经典实验，只要能熟记教材中的艾弗里所做的各种对照实验的环节，解答前3小题就很容易；解答第4小题时，主要考虑培养基中的蛋白质和多糖是否进入细菌细胞内，若这两种物质未进入细菌细胞内，则题干中的实验结果就不能说明蛋白质和多糖不是遗传物质。

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