《3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)（第1課時(shí)）》學(xué)與練

學(xué)而優(yōu)·教有方PAGEPAGE1第3章第1節(jié)第1課時(shí)基因的本質(zhì)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上1.闡明科學(xué)家探索DNA是主要遺傳物質(zhì)的過程。2.通過對(duì)艾弗里實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，說明自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”自主梳理1.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)：20世紀(jì)20年代，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)是由連接而成的生物大分子。各種氨基酸可以按照，形成不同的蛋白質(zhì)。大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為是生物體的遺傳物質(zhì)。2.肺炎鏈球菌實(shí)驗(yàn)（1）肺炎鏈球菌類型多糖莢膜菌落致病性S型R型（2）格里菲斯實(shí)驗(yàn)：①實(shí)驗(yàn)材料：。②實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果、和結(jié)論組別操作小鼠狀況從小鼠分離的細(xì)菌第一組第二組第三組第四組結(jié)論（3）艾弗里實(shí)驗(yàn)：探究S型細(xì)菌中的“轉(zhuǎn)化因子”是什么物質(zhì)①實(shí)驗(yàn)材料：。②實(shí)驗(yàn)操作組別培養(yǎng)皿加入物質(zhì)接種菌培養(yǎng)皿出現(xiàn)的菌落第一組加熱殺死的S型菌提取物R型菌R型菌落、S型菌落第二組加熱殺死的S型菌提取物+蛋白酶R型菌R型菌落、S型菌落第三組加熱殺死的S型菌提取物+RNA酶R型菌R型菌落、S型菌落第四組加熱殺死的S型菌提取物+DNA酶R型菌R型菌落結(jié)論DNA酶使加熱殺死的S型菌失去轉(zhuǎn)化作用結(jié)論DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)預(yù)習(xí)檢測(cè)（限時(shí)10分鐘）1．下列有關(guān)肺炎雙球菌的說法中，正確的是（

）A．加熱致死的S型細(xì)菌和R型細(xì)菌活細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠尸體中提取到的細(xì)菌全是S型活細(xì)菌B．R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌后導(dǎo)致小鼠死亡，是因?yàn)镾型細(xì)菌的DNA具有毒性C．加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌內(nèi)，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌D．格里菲斯實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)2．艾弗里用去污劑裂解被加熱殺死的S型肺炎鏈球菌細(xì)胞，然后將裂解產(chǎn)物依次進(jìn)行下圖所示的處理后，再分別進(jìn)行肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）

A．實(shí)驗(yàn)①和⑤對(duì)照能說明轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌的DNAB．該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遵循了自變量控制的減法原理C．①②③④組實(shí)驗(yàn)中均只有S型細(xì)菌，且未出現(xiàn)R型細(xì)菌D．該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有培養(yǎng)基的成分、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)時(shí)間等3．下圖是肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)圖解，其中細(xì)胞提取物是加熱致死的S型細(xì)菌破碎后去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)制成的。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）

A．實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是設(shè)法分別研究DNA和蛋白質(zhì)各自的作用B．該實(shí)驗(yàn)在控制自變量的過程中利用了“加法原理”C．混合培養(yǎng)后4組的平板培養(yǎng)基上均會(huì)有R型細(xì)菌菌落D．該實(shí)驗(yàn)可證明DNA是遺傳物質(zhì)4．肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)菌和作為轉(zhuǎn)化因子的物質(zhì)分別是（

）A．S型細(xì)菌和多糖莢膜 B．R型細(xì)菌和蛋白質(zhì)C．R型細(xì)菌和DNA D．S型細(xì)菌和RNA5．如圖為肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答：

(1)該實(shí)驗(yàn)是在（填“艾弗里”或“格里菲思”）實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。(2)為進(jìn)一步探究細(xì)胞提取物中使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化物質(zhì)的化學(xué)成分，他們又設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)。

①實(shí)驗(yàn)中自變量的控制采用了（填“加法原理”或“減法原理”）。②實(shí)驗(yàn)中加入DNA酶的目的是，結(jié)果是（填“有”或“沒有”）R型細(xì)菌產(chǎn)生。③根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出的結(jié)論是：才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。6．1928年，格里菲思完成了著名的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，邁出了人類探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的重要一步?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題：

(1)S型細(xì)菌莢膜的主要成分是。真正的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是第組，該組與第組對(duì)照可排除該組老鼠死亡是由于R型細(xì)菌。格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：。(2)若將第④組分離出來的細(xì)菌接種到合適的培養(yǎng)基培養(yǎng)，可觀察到的菌落形態(tài)是。7．R型肺炎鏈球菌菌體無多糖類的莢膜，是無毒性細(xì)菌，S型肺炎鏈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。細(xì)菌學(xué)家艾弗里及其同事利用肺炎鏈球菌來探究什么是遺傳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)過程如下。實(shí)驗(yàn)材料、用具:S型菌、R型菌、DNA酶、培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿等。艾弗里等人先做了以下3組實(shí)驗(yàn)。第一組:S型菌的蛋白質(zhì)+R型活菌培養(yǎng)基→R型菌落；第二組:S型菌的莢膜多糖+R型活菌培養(yǎng)基→R型菌落；第三組:S型菌的DNA+R型活菌培養(yǎng)基→S型菌落、R型菌落。請(qǐng)回答下列問題。(1)艾弗里等人后來發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)步驟并不嚴(yán)密，于是又做了第四組實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)寫出第四組實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果:。(2)從上述實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是。(3)從第三組實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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。探究提升探究提升?探究一肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化【情景材料】大多數(shù)病原菌為世人所熟知是因?yàn)樗麄儚?qiáng)大的毒力和導(dǎo)致的可怕疾病，有一小部分的幸運(yùn)兒是因?yàn)槠渌魇礁鳂拥脑?，比如肺炎鏈球菌，作為轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料被世人熟知。那個(gè)讓肺炎鏈球菌被世人熟知的實(shí)驗(yàn)就是格里菲斯的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和艾弗里的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于證明遺傳物質(zhì)的存在和成分具有重要的意義，因?yàn)楸缓笫浪懹?，同樣被人們記住的還有實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵材料，肺炎鏈球菌。肺炎鏈球菌具有多種株系，但只有光滑型的菌株有毒，可以使人類患大葉性肺炎，小鼠患敗血病。正是利用菌株毒力不同的特點(diǎn)，格里菲斯通過體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了轉(zhuǎn)化因子的存在(轉(zhuǎn)化因子就是遺傳物質(zhì)，只不過當(dāng)時(shí)沒人提出這個(gè)觀點(diǎn))。【問題探究】1.是什么原因?qū)е翿型菌轉(zhuǎn)化為S型菌？2.新產(chǎn)生的S型菌的莢膜多糖來自哪里？?探究二肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化【情景材料】1930年，格里菲斯發(fā)表論文2年后，美國(guó)洛克菲勒研究所艾弗里、亨利·道森、理查德·夏進(jìn)行了肺炎鏈球菌的離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，他們?cè)诤锌筊血清和加熱致死的S菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)R菌，結(jié)果產(chǎn)生了活的S菌。后來，艾弗里實(shí)驗(yàn)室的詹姆斯·阿洛韋將S菌過濾，除去一些細(xì)胞組分，得到一種無細(xì)胞的提取液，并用提取液進(jìn)行體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)獲得成功。但是，道森、夏和阿洛韋并未繼續(xù)探究，他們傾向于同意格里菲思的觀點(diǎn)。例如，阿洛韋在他的論文中寫到，能引起細(xì)菌特異性轉(zhuǎn)化的粗提液中的活性物質(zhì)對(duì)R菌起著特殊的刺激作用，這些R菌獲得了能夠合成任何類型的肺炎鏈球菌的莢膜多糖的能力。1934年，科林·麥克勞德加入了艾弗里實(shí)驗(yàn)室，他同艾弗里一起用阿洛韋的體外系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。1941年，他們已經(jīng)很有信心地認(rèn)為轉(zhuǎn)化因子是“胸腺類的核酸”。他們將S菌用去氧膽酸鹽溶液漂洗數(shù)次，用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀。將沉淀溶于鹽溶液，然后用氯仿抽提2～3次除去蛋白，再用乙醇沉淀。將沉淀溶于鹽溶液，加入能夠水解多糖的酶，37℃消化4～6小時(shí)后鑒定溶液中的多糖已除去。再用氯仿抽提1次除去水解糖的酶和殘留蛋白，然后用乙醇沉淀。他們就這樣從75升培養(yǎng)物中得到10～25毫克沉淀，然后將沉淀溶于鹽溶液制成細(xì)胞提取物。他們首先用S菌的細(xì)胞提取物與活的R菌混合進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，并獲得成功。接著，他們將細(xì)胞提取物用不同的酶進(jìn)行處理后，再與活的Ⅱ型R菌混合進(jìn)行轉(zhuǎn)化。具體分這樣幾組：第一組，細(xì)胞提取物用蛋白酶處理，結(jié)果能夠轉(zhuǎn)化；第二組細(xì)胞提取物用RNA酶處理，能夠轉(zhuǎn)化；第三組，細(xì)胞提取物用DNA酶處理，不能轉(zhuǎn)化；第四組，細(xì)胞提取物用脂酶處理，能夠轉(zhuǎn)化?！締栴}探究】1.艾弗里等在S型菌提取物加入蛋白酶、脂酶、RNA酶、DNA酶的作用是什么？2.艾弗里等在實(shí)驗(yàn)中采用了哪些技術(shù)手段？要點(diǎn)歸納1.肺炎鏈球菌的類型2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)自變量控制采用“減法原理”【注意問題】1.在格里菲斯實(shí)驗(yàn)中(1)實(shí)驗(yàn)①②對(duì)比說明R型細(xì)菌無致病性，S型細(xì)菌有致病性。(2)實(shí)驗(yàn)②③對(duì)比說明被加熱殺死的S型細(xì)菌無致病性。(3)實(shí)驗(yàn)②③④對(duì)比說明R型細(xì)菌可轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。(4)結(jié)論：加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。2.在艾弗里實(shí)驗(yàn)中(1)實(shí)驗(yàn)①是對(duì)照組，②③④⑤是實(shí)驗(yàn)組。(2)實(shí)驗(yàn)②③④分別說明蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)沒有轉(zhuǎn)化作用。(3)實(shí)驗(yàn)①⑤說明DNA有轉(zhuǎn)化作用。(4)結(jié)論：DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。3.轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。典例精講【例1】為研究R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型菌的轉(zhuǎn)化因子是DNA還是蛋白質(zhì)，進(jìn)行了下圖所示的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。對(duì)本實(shí)驗(yàn)作出的分析，正確的是()A.丙組培養(yǎng)基中沒有R型菌的菌落出現(xiàn)，乙組培養(yǎng)基中有R型菌的菌落出現(xiàn)B.如果用RNA酶去除提取物中的RNA，結(jié)果沒有S型菌的菌落出現(xiàn)C.如果提取S型菌蛋白質(zhì)并加入DNA酶混合后接種，結(jié)果仍有轉(zhuǎn)化活性D.如果S型菌的一段DNA插入到R菌DNA上屬于基因重組【答案】D【解析】由于丙組加入DNA酶會(huì)將DNA水解，丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落，由于乙組加入的是蛋白酶，乙組培養(yǎng)皿中有R型及S型菌落，A錯(cuò)誤；RNA酶不能水解DNA，所以用RNA酶水解去除RNA，結(jié)果仍有S型菌落出現(xiàn)，B錯(cuò)誤；如果提取S型菌蛋白質(zhì)并加入DNA酶去培養(yǎng)R型菌，結(jié)果沒有轉(zhuǎn)化活性，C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)如果S型細(xì)菌的一段DNA插入到R型細(xì)菌的DNA上屬于基因重組，D正確?！纠?】格里菲思在進(jìn)行肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，只有在小鼠體內(nèi)才能成功，他將高溫殺死的S型細(xì)菌與R型活細(xì)菌混合物在培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，很難看到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。而艾弗里在培養(yǎng)基中加了一定量的抗R型細(xì)菌的抗體，在體外就比較容易觀察到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。下列說法錯(cuò)誤的是()A.抗R型細(xì)菌抗體使S型細(xì)菌的DNA較易進(jìn)入R型細(xì)菌，易發(fā)生轉(zhuǎn)化作用B.R型細(xì)菌對(duì)小鼠免疫力的抵抗力較S型細(xì)菌弱，因此在小鼠體內(nèi)容易轉(zhuǎn)化成功C.未加抗R型細(xì)菌抗體的培養(yǎng)基中R型細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，很難看到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象D.可通過培養(yǎng)基上菌落的特征判斷是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象【答案】A【解析】由題意可知，在體外條件下，R型細(xì)菌在競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)，故很難看到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；格里菲思在進(jìn)行肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)只有在小鼠體內(nèi)才能轉(zhuǎn)化成功，而艾弗里在培養(yǎng)基中加了一定量的抗R型細(xì)菌的抗體就在體外成功重復(fù)了轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，說明S型細(xì)菌對(duì)小鼠免疫力的抵抗力更強(qiáng)，轉(zhuǎn)化生成的S型細(xì)菌在與R型細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)勢(shì)，因此在小鼠體內(nèi)容易轉(zhuǎn)化成功，B正確；艾弗里在培養(yǎng)基中加了一定量的抗R型細(xì)菌抗體，在體外就比較容易觀察到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，所以未加抗R型細(xì)菌抗體的培養(yǎng)基中R型細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，很難看到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，C正確；R型細(xì)菌的菌落表面粗糙，S型細(xì)菌的菌落表面光滑，所以實(shí)驗(yàn)過程中，通過觀察菌落的特征來判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)化，D正確。【例3】請(qǐng)?jiān)诟窭锓扑紝?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用R型活細(xì)菌、加熱殺死的S型細(xì)菌、小鼠等為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。_______________________________【答案】實(shí)驗(yàn)思路：①將加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)分離，分別得到蛋白質(zhì)和DNA。②將分離得到的S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)和DNA分別與R型細(xì)菌混合一段時(shí)間后，再分別注射入甲、乙兩組小鼠體內(nèi)，觀察兩組小鼠的生活情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論：甲組小鼠不死亡，乙組小鼠死亡，并在乙組小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)活的S型細(xì)菌，則證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。1.肺炎鏈球菌的類型2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)自變量控制采用“減法原理”1．將含有R型肺炎鏈球菌的培養(yǎng)液加入試管甲，將加熱致死的S型肺炎鏈球菌破碎后得到細(xì)胞提取物放入試管乙，并在試管乙中加入一定量的RNA酶；將試管甲、乙中的液體混合后得到試管丙。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析，正確的是（

）A．在試管丙中S型肺炎鏈球菌的數(shù)量多于R型B．如果將RNA酶換成蛋白酶，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同C．如果將RNA酶換為DNA酶，與之前的實(shí)驗(yàn)對(duì)照可說明肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)就是DNAD．該實(shí)驗(yàn)利用了加法原理，因變量是有無S型肺炎鏈球菌產(chǎn)生2．某科研小組在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示（實(shí)驗(yàn)②和⑤分別為兩種菌混合后注射到小鼠體內(nèi)）。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．活菌甲在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑B．通過實(shí)驗(yàn)②，鼠2的血液中只能分離出活菌乙C．加熱致死菌乙中的某種物質(zhì)能使活菌甲轉(zhuǎn)化成活菌乙D．鼠5死亡的原因是死菌甲中的某種物質(zhì)能使死菌甲轉(zhuǎn)化成活菌乙3．下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述正確的是（

）A．人的遺傳物質(zhì)是DNA，藍(lán)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是RNAB．艾弗里及其同事通過實(shí)驗(yàn)證明了肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)主要是DNAC．除了動(dòng)物、植物、真菌和細(xì)菌，其他生物的遺傳物質(zhì)都是RNAD．所有具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)都是DNA4.S型肺炎鏈球菌的某種“轉(zhuǎn)化因子”可使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。研究“轉(zhuǎn)化因子”化學(xué)本質(zhì)的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖所示下列敘述正確的是（

）A．步驟①中，酶處理時(shí)間不宜過長(zhǎng)，以免底物完全水解B．步驟②中，甲或乙的加入量不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果C．步驟④中，固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基更有利于細(xì)菌轉(zhuǎn)化D．步驟⑤中，通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細(xì)胞形態(tài)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.（2021·全國(guó)·高考真題）在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識(shí)所做的下列推測(cè)中，不合理的是（

）A．與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)B．S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成C．加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響D．將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌6.某研究小組在南極冰層中發(fā)現(xiàn)一種全新的病毒，為探究該病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，做了如下實(shí)驗(yàn)，回答下列問題：Ⅰ．實(shí)驗(yàn)步驟：①取健康且生長(zhǎng)狀況基本一致的小白鼠若干，隨機(jī)均分成四組，編號(hào)為A、B、C、D。②將下表補(bǔ)充完整，并將配制溶液分別注射入小白鼠體內(nèi)。組別ABCD注射溶液該病毒核酸提取物和RNA酶該病毒核酸提取物生理鹽水③相同條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察比較各組小白鼠的發(fā)病情況。Ⅱ．結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：①若，則DNA是該病毒的遺傳物質(zhì)；②若，則RNA是該病毒的遺傳物質(zhì)。第3章第1節(jié)第1課時(shí)基因的本質(zhì)課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上1.闡明科學(xué)家探索DNA是主要遺傳物質(zhì)的過程。2.通過對(duì)艾弗里實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，說明自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”自主梳理1.對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)：20世紀(jì)20年代，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)是由連接而成的生物大分子。各種氨基酸可以按照，形成不同的蛋白質(zhì)。大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為是生物體的遺傳物質(zhì)。2.肺炎鏈球菌實(shí)驗(yàn)（1）肺炎鏈球菌類型多糖莢膜菌落致病性S型R型（2）格里菲斯實(shí)驗(yàn)：①實(shí)驗(yàn)材料：。②實(shí)驗(yàn)操作、結(jié)果、和結(jié)論組別操作小鼠狀況從小鼠分離的細(xì)菌第一組第二組第三組第四組結(jié)論（3）艾弗里實(shí)驗(yàn)：探究S型細(xì)菌中的“轉(zhuǎn)化因子”是什么物質(zhì)①實(shí)驗(yàn)材料：。②實(shí)驗(yàn)操作組別培養(yǎng)皿加入物質(zhì)接種菌培養(yǎng)皿出現(xiàn)的菌落第一組加熱殺死的S型菌提取物R型菌R型菌落、S型菌落第二組加熱殺死的S型菌提取物+蛋白酶R型菌R型菌落、S型菌落第三組加熱殺死的S型菌提取物+RNA酶R型菌R型菌落、S型菌落第四組加熱殺死的S型菌提取物+DNA酶R型菌R型菌落結(jié)論DNA酶使加熱殺死的S型菌失去轉(zhuǎn)化作用結(jié)論DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)【答案】1.多種氨基酸不同的順序排列蛋白質(zhì)2.（1）類型多糖莢膜菌落致病性S型有光滑有R型無粗糙無（2）①健康小鼠、S型菌、R型菌②組別操作小鼠狀況從小鼠分離的細(xì)菌第一組注射活的R型菌不患敗血癥，健康R型活菌第二組注射活的S型菌患敗血癥，死亡S型活菌第三組注射加熱殺死的S型菌不患敗血癥，健康沒有第四組注射活的R菌+加熱殺死的S型菌患敗血癥，死亡R型活菌和S型活菌結(jié)論已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子（3）①加熱殺死的S型菌提取物，蛋白酶、RNA酶、脂酶、DNA酶②組別培養(yǎng)皿加入物質(zhì)接種菌培養(yǎng)皿出現(xiàn)的菌落第一組加熱殺死的S型菌提取物R型菌R型菌落、S型菌落第二組加熱殺死的S型菌提取物+蛋白酶R型菌R型菌落、S型菌落第三組加熱殺死的S型菌提取物+RNA酶R型菌R型菌落、S型菌落第四組加熱殺死的S型菌提取物+DNA酶R型菌R型菌落結(jié)論DNA酶使加熱殺死的S型菌失去轉(zhuǎn)化作用結(jié)論DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)預(yù)習(xí)檢測(cè)（限時(shí)10分鐘）1．下列有關(guān)肺炎雙球菌的說法中，正確的是（

）A．加熱致死的S型細(xì)菌和R型細(xì)菌活細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠尸體中提取到的細(xì)菌全是S型活細(xì)菌B．R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌后導(dǎo)致小鼠死亡，是因?yàn)镾型細(xì)菌的DNA具有毒性C．加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌內(nèi)，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌D．格里菲斯實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)【答案】C【解析】加熱致死的S型細(xì)菌和R型細(xì)菌活細(xì)菌混合注射到小鼠體內(nèi)，S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子，可將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，因此能分離出S型活細(xì)菌，但是只有一小部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，所以提取的細(xì)菌有R型細(xì)菌也有S型細(xì)菌，A錯(cuò)誤；R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌后導(dǎo)致小鼠死亡，是因?yàn)镾型細(xì)菌使小鼠患敗血癥而死，B錯(cuò)誤；加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌內(nèi)，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，C正確；格里菲思的實(shí)驗(yàn)僅證明了S型細(xì)菌內(nèi)存在促成轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子，艾弗里實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。2．艾弗里用去污劑裂解被加熱殺死的S型肺炎鏈球菌細(xì)胞，然后將裂解產(chǎn)物依次進(jìn)行下圖所示的處理后，再分別進(jìn)行肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（

）

A．實(shí)驗(yàn)①和⑤對(duì)照能說明轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌的DNAB．該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)遵循了自變量控制的減法原理C．①②③④組實(shí)驗(yàn)中均只有S型細(xì)菌，且未出現(xiàn)R型細(xì)菌D．該實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有培養(yǎng)基的成分、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)時(shí)間等【答案】C【解析】①包括S型細(xì)菌細(xì)胞的所有裂解產(chǎn)物，⑤加DNA酶除去了DNA，⑤不能完成轉(zhuǎn)化，說明轉(zhuǎn)化因子是S型細(xì)菌的DNA，A正確；該實(shí)驗(yàn)設(shè)法分別單獨(dú)除去莢膜、蛋白質(zhì)、RNA、DNA，然后與常態(tài)比較，遵循自變量控制的減法原理，B正確；①②③④組實(shí)驗(yàn)中部分R型菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，仍然有部分R型細(xì)菌沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化，C錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)的自變量是加入去莢膜的酶、蛋白酶、RNA酶、DNA酶分別除去莢膜、蛋白質(zhì)、RNA、DNA，所以培養(yǎng)基的成分、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)時(shí)間等均屬于無關(guān)變量，D正確。3．下圖是肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)圖解，其中細(xì)胞提取物是加熱致死的S型細(xì)菌破碎后去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)制成的。下列敘述錯(cuò)誤的是（

）

A．實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是設(shè)法分別研究DNA和蛋白質(zhì)各自的作用B．該實(shí)驗(yàn)在控制自變量的過程中利用了“加法原理”C．混合培養(yǎng)后4組的平板培養(yǎng)基上均會(huì)有R型細(xì)菌菌落D．該實(shí)驗(yàn)可證明DNA是遺傳物質(zhì)【答案】B【解析】該實(shí)驗(yàn)中，艾弗里將S型細(xì)菌的提取物分別加入蛋白酶、RNA酶和DNA酶，以除去相應(yīng)的分子，分別研究它們各自的作用，所以在控制自變量的過程中利用了“減法原理”，A正確、B錯(cuò)誤；混合培養(yǎng)后4組的平板培養(yǎng)基上均會(huì)有R型菌，但只有第④組不會(huì)出現(xiàn)S型菌落，C正確；該實(shí)驗(yàn)可證明DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)，D正確。4．肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)菌和作為轉(zhuǎn)化因子的物質(zhì)分別是（

）A．S型細(xì)菌和多糖莢膜 B．R型細(xì)菌和蛋白質(zhì)C．R型細(xì)菌和DNA D．S型細(xì)菌和RNA【答案】C【解析】肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型細(xì)菌的DNA可以使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S活細(xì)菌，故發(fā)生轉(zhuǎn)化的細(xì)菌和作為轉(zhuǎn)化因子的物質(zhì)分別是R型細(xì)菌和DNA。5．如圖為肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答：

(1)該實(shí)驗(yàn)是在（填“艾弗里”或“格里菲思”）實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。(2)為進(jìn)一步探究細(xì)胞提取物中使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化物質(zhì)的化學(xué)成分，他們又設(shè)計(jì)了下面的實(shí)驗(yàn)。

①實(shí)驗(yàn)中自變量的控制采用了（填“加法原理”或“減法原理”）。②實(shí)驗(yàn)中加入DNA酶的目的是，結(jié)果是（填“有”或“沒有”）R型細(xì)菌產(chǎn)生。③根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出的結(jié)論是：才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)?！敬鸢浮?1)格里菲思(2)①減法原理②分解S型細(xì)菌細(xì)胞提取物中的DNA有③DNA/脫氧核糖核酸【解析】（1）圖中顯示該實(shí)驗(yàn)是將去除了絕大部分蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖類的S型細(xì)菌的提取物加入到含活R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果出現(xiàn)了S型活細(xì)菌。該實(shí)驗(yàn)是20世紀(jì)40年代，艾弗里和他的同事做過的，在此之前，英國(guó)科學(xué)家格里菲思等人以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，發(fā)現(xiàn)S型細(xì)菌中存在轉(zhuǎn)化因子，可以使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有致病性的S型細(xì)菌。圖示的實(shí)驗(yàn)是在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。（2）在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，控制自變量可以用加法原理和減法原理，與常態(tài)比較，人為添加某種影響因素為加法原理，人為去除某種影響因素為減法原理。圖示結(jié)果表明，分別用蛋白酶、RNA酶、酯酶處理S型細(xì)菌的提取物后，細(xì)胞提取物仍然具有轉(zhuǎn)化活性，這種自變量的控制采用了減法原理。DNA酶可以水解DNA，由此推測(cè)實(shí)驗(yàn)中加入DNA酶的目的是去除S型細(xì)菌提取物中的DNA，探究細(xì)胞提取物中的DNA對(duì)轉(zhuǎn)化過程的影響。用DNA酶處理S型細(xì)菌細(xì)胞提取物，結(jié)果是細(xì)胞提取物失去了轉(zhuǎn)化活性，沒有S型活細(xì)菌產(chǎn)生，但是活的R型細(xì)菌仍然存在。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出的結(jié)論是轉(zhuǎn)化因子很可能是DNA，DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。6．1928年，格里菲思完成了著名的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，邁出了人類探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的重要一步?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題：

(1)S型細(xì)菌莢膜的主要成分是。真正的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是第組，該組與第組對(duì)照可排除該組老鼠死亡是由于R型細(xì)菌。格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：。(2)若將第④組分離出來的細(xì)菌接種到合適的培養(yǎng)基培養(yǎng)，可觀察到的菌落形態(tài)是?！敬鸢浮?1)多糖④①加熱殺死的S型細(xì)菌中存在轉(zhuǎn)化因子(2)既有光滑菌落也有粗糙型菌落【解析】（1）S型細(xì)菌莢膜的主要成分是多糖。第④組加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌一同注射到小鼠體內(nèi)，結(jié)果小鼠死亡，從而可推測(cè)出小鼠體內(nèi)有S型細(xì)菌，說明R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，故真正的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是第④組。第①組將R型細(xì)菌直接注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡，故該組（第④組）與第①組對(duì)照可排除該組（第④組）老鼠死亡是由于R型細(xì)菌引起。格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是加熱殺死的S型細(xì)菌中存在轉(zhuǎn)化因子，能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。（2）第④組分離出來的細(xì)菌有S型細(xì)菌和R型細(xì)菌，因此，可觀察到的菌落形態(tài)是既有光滑菌落也有粗糙型菌落。7．R型肺炎鏈球菌菌體無多糖類的莢膜，是無毒性細(xì)菌，S型肺炎鏈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。細(xì)菌學(xué)家艾弗里及其同事利用肺炎鏈球菌來探究什么是遺傳物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)過程如下。實(shí)驗(yàn)材料、用具:S型菌、R型菌、DNA酶、培養(yǎng)基、培養(yǎng)皿等。艾弗里等人先做了以下3組實(shí)驗(yàn)。第一組:S型菌的蛋白質(zhì)+R型活菌培養(yǎng)基→R型菌落；第二組:S型菌的莢膜多糖+R型活菌培養(yǎng)基→R型菌落；第三組:S型菌的DNA+R型活菌培養(yǎng)基→S型菌落、R型菌落。請(qǐng)回答下列問題。(1)艾弗里等人后來發(fā)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)步驟并不嚴(yán)密，于是又做了第四組實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)寫出第四組實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果:。(2)從上述實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是。(3)從第三組實(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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?！敬鸢浮?1)S型菌的DNA+DNA酶+R型活菌培養(yǎng)基→R型菌落(2)DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)(3)能(4)本實(shí)驗(yàn)未能證實(shí)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(shí)驗(yàn)方法是用DNA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?yàn)镾型菌的DNA水解后其活性喪失。第四組實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果為：S型菌的DNA+DNA酶+R型活菌培養(yǎng)基→R型菌落。（2）比較題述4組實(shí)驗(yàn)：用DNA酶處理S型菌的DNA后，再與R型活菌混合培養(yǎng)，培養(yǎng)基上只有R型菌生長(zhǎng)，可以得出DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)。（3）部分R型菌能轉(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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)不能證明蛋白質(zhì)和莢膜多糖不是遺傳物質(zhì)。（5）S型菌有莢膜，菌落表面光滑，R型菌無莢膜，菌落表面粗糙。?探究一肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化【情景材料】大多數(shù)病原菌為世人所熟知是因?yàn)樗麄儚?qiáng)大的毒力和導(dǎo)致的可怕疾病，有一小部分的幸運(yùn)兒是因?yàn)槠渌魇礁鳂拥脑颍热绶窝祖溓蚓鳛檗D(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料被世人熟知。那個(gè)讓肺炎鏈球菌被世人熟知的實(shí)驗(yàn)就是格里菲斯的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和艾弗里的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于證明遺傳物質(zhì)的存在和成分具有重要的意義，因?yàn)楸缓笫浪懹?，同樣被人們記住的還有實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵材料，肺炎鏈球菌。肺炎鏈球菌具有多種株系，但只有光滑型的菌株有毒，可以使人類患大葉性肺炎，小鼠患敗血病。正是利用菌株毒力不同的特點(diǎn)，格里菲斯通過體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了轉(zhuǎn)化因子的存在(轉(zhuǎn)化因子就是遺傳物質(zhì)，只不過當(dāng)時(shí)沒人提出這個(gè)觀點(diǎn))?！締栴}探究】1.是什么原因?qū)е翿型菌轉(zhuǎn)化為S型菌？2.新產(chǎn)生的S型菌的莢膜多糖來自哪里？【答案】1.死亡的小鼠體內(nèi)（受體細(xì)胞）保留了合成S型菌莢膜多糖的物質(zhì)，2.新產(chǎn)生的S型菌的莢膜多糖來自R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌的細(xì)胞?探究二肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化【情景材料】1930年，格里菲斯發(fā)表論文2年后，美國(guó)洛克菲勒研究所艾弗里、亨利·道森、理查德·夏進(jìn)行了肺炎鏈球菌的離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，他們?cè)诤锌筊血清和加熱致死的S菌的液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)R菌，結(jié)果產(chǎn)生了活的S菌。后來，艾弗里實(shí)驗(yàn)室的詹姆斯·阿洛韋將S菌過濾，除去一些細(xì)胞組分，得到一種無細(xì)胞的提取液，并用提取液進(jìn)行體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)獲得成功。但是，道森、夏和阿洛韋并未繼續(xù)探究，他們傾向于同意格里菲思的觀點(diǎn)。例如，阿洛韋在他的論文中寫到，能引起細(xì)菌特異性轉(zhuǎn)化的粗提液中的活性物質(zhì)對(duì)R菌起著特殊的刺激作用，這些R菌獲得了能夠合成任何類型的肺炎鏈球菌的莢膜多糖的能力。1934年，科林·麥克勞德加入了艾弗里實(shí)驗(yàn)室，他同艾弗里一起用阿洛韋的體外系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。1941年，他們已經(jīng)很有信心地認(rèn)為轉(zhuǎn)化因子是“胸腺類的核酸”。他們將S菌用去氧膽酸鹽溶液漂洗數(shù)次，用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀。將沉淀溶于鹽溶液，然后用氯仿抽提2～3次除去蛋白，再用乙醇沉淀。將沉淀溶于鹽溶液，加入能夠水解多糖的酶，37℃消化4～6小時(shí)后鑒定溶液中的多糖已除去。再用氯仿抽提1次除去水解糖的酶和殘留蛋白，然后用乙醇沉淀。他們就這樣從75升培養(yǎng)物中得到10～25毫克沉淀，然后將沉淀溶于鹽溶液制成細(xì)胞提取物。他們首先用S菌的細(xì)胞提取物與活的R菌混合進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，并獲得成功。接著，他們將細(xì)胞提取物用不同的酶進(jìn)行處理后，再與活的Ⅱ型R菌混合進(jìn)行轉(zhuǎn)化。具體分這樣幾組：第一組，細(xì)胞提取物用蛋白酶處理，結(jié)果能夠轉(zhuǎn)化；第二組細(xì)胞提取物用RNA酶處理，能夠轉(zhuǎn)化；第三組，細(xì)胞提取物用DNA酶處理，不能轉(zhuǎn)化；第四組，細(xì)胞提取物用脂酶處理，能夠轉(zhuǎn)化。【問題探究】1.艾弗里等在S型菌提取物加入蛋白酶、脂酶、RNA酶、DNA酶的作用是什么？2.艾弗里等在實(shí)驗(yàn)中采用了哪些技術(shù)手段？【答案】1.艾弗里在S型菌提取物中加入蛋白酶、脂酶、RNA酶、DNA酶的作用是特異性地去除了一種物質(zhì)，然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么變化。2.細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。要點(diǎn)歸納1.肺炎鏈球菌的類型2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)自變量控制采用“減法原理”【注意問題】1.在格里菲斯實(shí)驗(yàn)中(1)實(shí)驗(yàn)①②對(duì)比說明R型細(xì)菌無致病性，S型細(xì)菌有致病性。(2)實(shí)驗(yàn)②③對(duì)比說明被加熱殺死的S型細(xì)菌無致病性。(3)實(shí)驗(yàn)②③④對(duì)比說明R型細(xì)菌可轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。(4)結(jié)論：加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。2.在艾弗里實(shí)驗(yàn)中(1)實(shí)驗(yàn)①是對(duì)照組，②③④⑤是實(shí)驗(yàn)組。(2)實(shí)驗(yàn)②③④分別說明蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)沒有轉(zhuǎn)化作用。(3)實(shí)驗(yàn)①⑤說明DNA有轉(zhuǎn)化作用。(4)結(jié)論：DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。3.轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。典例精講【例1】為研究R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型菌的轉(zhuǎn)化因子是DNA還是蛋白質(zhì)，進(jìn)行了下圖所示的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。對(duì)本實(shí)驗(yàn)作出的分析，正確的是()A.丙組培養(yǎng)基中沒有R型菌的菌落出現(xiàn)，乙組培養(yǎng)基中有R型菌的菌落出現(xiàn)B.如果用RNA酶去除提取物中的RNA，結(jié)果沒有S型菌的菌落出現(xiàn)C.如果提取S型菌蛋白質(zhì)并加入DNA酶混合后接種，結(jié)果仍有轉(zhuǎn)化活性D.如果S型菌的一段DNA插入到R菌DNA上屬于基因重組【答案】D【解析】由于丙組加入DNA酶會(huì)將DNA水解，丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落，由于乙組加入的是蛋白酶，乙組培養(yǎng)皿中有R型及S型菌落，A錯(cuò)誤；RNA酶不能水解DNA，所以用RNA酶水解去除RNA，結(jié)果仍有S型菌落出現(xiàn)，B錯(cuò)誤；如果提取S型菌蛋白質(zhì)并加入DNA酶去培養(yǎng)R型菌，結(jié)果沒有轉(zhuǎn)化活性，C錯(cuò)誤；本實(shí)驗(yàn)如果S型細(xì)菌的一段DNA插入到R型細(xì)菌的DNA上屬于基因重組，D正確?！纠?】格里菲思在進(jìn)行肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，只有在小鼠體內(nèi)才能成功，他將高溫殺死的S型細(xì)菌與R型活細(xì)菌混合物在培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，很難看到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。而艾弗里在培養(yǎng)基中加了一定量的抗R型細(xì)菌的抗體，在體外就比較容易觀察到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。下列說法錯(cuò)誤的是()A.抗R型細(xì)菌抗體使S型細(xì)菌的DNA較易進(jìn)入R型細(xì)菌，易發(fā)生轉(zhuǎn)化作用B.R型細(xì)菌對(duì)小鼠免疫力的抵抗力較S型細(xì)菌弱，因此在小鼠體內(nèi)容易轉(zhuǎn)化成功C.未加抗R型細(xì)菌抗體的培養(yǎng)基中R型細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，很難看到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象D.可通過培養(yǎng)基上菌落的特征判斷是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)化現(xiàn)象【答案】A【解析】由題意可知，在體外條件下，R型細(xì)菌在競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)，故很難看到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；格里菲思在進(jìn)行肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)只有在小鼠體內(nèi)才能轉(zhuǎn)化成功，而艾弗里在培養(yǎng)基中加了一定量的抗R型細(xì)菌的抗體就在體外成功重復(fù)了轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，說明S型細(xì)菌對(duì)小鼠免疫力的抵抗力更強(qiáng)，轉(zhuǎn)化生成的S型細(xì)菌在與R型細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)勢(shì)，因此在小鼠體內(nèi)容易轉(zhuǎn)化成功，B正確；艾弗里在培養(yǎng)基中加了一定量的抗R型細(xì)菌抗體，在體外就比較容易觀察到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，所以未加抗R型細(xì)菌抗體的培養(yǎng)基中R型細(xì)菌的競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，很難看到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，C正確；R型細(xì)菌的菌落表面粗糙，S型細(xì)菌的菌落表面光滑，所以實(shí)驗(yàn)過程中，通過觀察菌落的特征來判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)化，D正確?！纠?】請(qǐng)?jiān)诟窭锓扑紝?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用R型活細(xì)菌、加熱殺死的S型細(xì)菌、小鼠等為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。_______________________________【答案】實(shí)驗(yàn)思路：①將加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)分離，分別得到蛋白質(zhì)和DNA。②將分離得到的S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)和DNA分別與R型細(xì)菌混合一段時(shí)間后，再分別注射入甲、乙兩組小鼠體內(nèi)，觀察兩組小鼠的生活情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論：甲組小鼠不死亡，乙組小鼠死亡，并在乙組小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)活的S型細(xì)菌，則證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。1.肺炎鏈球菌的類型2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)3.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)自變量控制采用“減法原理”1．將含有R型肺炎鏈球菌的培養(yǎng)液加入試管甲，將加熱致死的S型肺炎鏈球菌破碎后得到細(xì)胞提取物放入試管乙，并在試管乙中加入一定量的RNA酶；將試管甲、乙中的液體混合后得到試管丙。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析，正確的是（

）A．在試管丙中S型肺炎鏈球菌的數(shù)量多于R型B．如果將RNA酶換成蛋白酶，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同C．如果將RNA酶換為DNA酶，與之前的實(shí)驗(yàn)對(duì)照可說明肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)就是DNAD．該實(shí)驗(yàn)利用了加法原理，因變量是有無S型肺炎鏈球菌產(chǎn)生【答案】C【解析】RNA酶可水解RNA，故試管中肺炎鏈球菌的DNA仍然存在，但由于轉(zhuǎn)化效率不是100%，并且一般不高，所以在試管丙中既有R型菌也有S型菌，且S型肺炎鏈球菌的數(shù)量少于R型，A錯(cuò)誤；蛋白酶破壞了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，但其遺傳物質(zhì)DNA還在，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)錯(cuò)誤果與題干中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，B錯(cuò)誤；如果將酶換為DNA酶，則不能發(fā)生轉(zhuǎn)化，與之前的實(shí)驗(yàn)對(duì)照可說明DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)，C正確；該實(shí)驗(yàn)利用了酶解法，即減法原理，D錯(cuò)誤。2．某科研小組在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示（實(shí)驗(yàn)②和⑤分別為兩種菌混合后注射到小鼠體內(nèi)）。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．活菌甲在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑B．通過實(shí)驗(yàn)②，鼠2的血液中只能分離出活菌乙C．加熱致死菌乙中的某種物質(zhì)能使活菌甲轉(zhuǎn)化成活菌乙D．鼠5死亡的原因是死菌甲中的某種物質(zhì)能使死菌甲轉(zhuǎn)化成活菌乙【答案】C【解析】活菌甲、乙分別對(duì)應(yīng)R型細(xì)菌和S型細(xì)菌，所以活菌甲在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)②是將活菌甲和加熱致死菌乙混合后注射到鼠2體內(nèi)，加熱致死菌乙中的某種物質(zhì)能使部分活菌甲轉(zhuǎn)化成活菌乙，因此鼠2的血液中能分離出活菌甲和乙，B錯(cuò)誤；由于實(shí)驗(yàn)②是將活菌甲和加熱致死菌乙混合后注射到鼠2體內(nèi)，加熱致死菌乙中的某種物質(zhì)能使部分活菌甲轉(zhuǎn)化成活菌乙，熱致死菌乙中的某種物質(zhì)能使活菌甲轉(zhuǎn)化成活菌乙，C正確；鼠5死亡的原因是活菌乙具有致死效應(yīng)，D錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述正確的是（

）A．人的遺傳物質(zhì)是DNA，藍(lán)細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是RNAB．艾弗里及其同事通過實(shí)驗(yàn)證明了肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)主要是DNAC．除了動(dòng)物、植物、真菌和細(xì)菌，其他生物的遺傳物質(zhì)