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DNA是主要的遗传物质知识讲解

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DNA是主要的遗传物质

【典例导悟】

【典例1】某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验,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

【思路点拨】本题主要考查肺炎双球菌转化实验的过程、结果及其分析。解答本题可从以下几点分析:

【自主解答】选D。①中DNA酶将S型细菌的DNA分解,转化因子不存在,R型细菌不能转化为S型细菌。②直接将S型细菌注射到小鼠体内。③在高温加热过程中,R型细菌被杀死,虽加入了转化因子——S型细菌的DNA,也不能生成S型细菌。④中R型细菌的DNA不能转化R型细菌。通过以上分析可知,只有②中含有有毒的S型细菌,导致小鼠死亡。

【互动探究】(1)上述实验中,小鼠体内只有一种肺炎双球菌的有哪些?

(2)若将上述实验中DNA酶改为RNA酶,实验结果如何?

提示:(1)①②。(2)①②组小鼠死亡。

【变式训练】S型细菌具有多糖类荚膜,R型细菌则不具有。下列叙述错误的是(  )

A.培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质,能产生一些具荚膜的细菌

B.培养R型活细菌时加S型细菌的DNA的完全水解产物,不能产生具荚膜的细菌

C.培养R型活细菌时加S型细菌的DNA,能产生具荚膜的细菌

D.培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质,不能产生具荚膜的细菌

【解析】选A。只有S型细菌的遗传物质DNA才可以使R型细菌发生转化,表现出S型细菌的某些性状,产生具有荚膜的细菌。S型细菌的遗传物质是DNA而不是蛋白质或多糖类物质,也不是DNA的完全水解产物。

【典例2】(2010·南京高一检测)1952年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记法,完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。

(1)下图中锥形瓶内的培养液是用来培养________。

(2)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中,则获得该实验中的噬菌体的培养方法是_________。

A.用含35S的培养基直接培养噬菌体

B.用含32P的培养基直接培养噬菌体

C.用含35S的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体

D.用含32P培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体

(3)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌,离心后,发现上清液中有放射性物质存在,这些放射性物质的来源可能是____________。

【规范解答】(1)若要标记噬菌体,必须先标记大肠杆菌,再用噬菌体去侵染大肠杆菌,因为噬菌体只能寄生在活细胞中,不能用培养液直接培养噬菌体。

(2)若在上清液中放射性较高,说明用35S标记的蛋白质外壳,若在沉淀物中放射性较高,则说明用32P标记的DNA。

(3)用32P标记噬菌体后,沉淀物中放射性较高。若上清液中也有少量放射性物质,可能的原因是:没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体。

答案:(1)大肠杆菌   (2)C

(3)没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体

【规律方法】生物学发展史上应用同位素示踪技术的实验还有:研究分泌蛋白的合成及分泌途径;验证光合作用释放的氧全部来自于水等。

【变式训练】如果用3H、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结构成分中,能够找到放射性元素的为(   )

A.可在外壳中找到15N和35S、3H

B.可在DNA中找到3H、15N、32P

C.可在外壳中找到15N和35S

D.可在DNA中找到15N、32P、35S

【解析】选B。3H、15N既可标记在噬菌体的DNA分子上,又可标记在噬菌体的蛋白质外壳上,而32P只能标记在噬菌体的DNA分子上,35S只能标记在噬菌体的蛋白质外壳上。噬菌体侵染细菌时,只有其DNA进入细菌细胞,蛋白质外壳没有进入,子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳都以细菌的成分为原料合成,所以在产生的子代噬菌体的结构成分中,只能找到噬菌体的DNA分子上带的3H、15N和32P,完全没有35S。

【学业达标训练】

1.下列对肺炎双球菌和T2噬菌体的相关描述中,正确的是(  )

A.T2噬菌体可寄生在乳酸菌体内

B.T2噬菌体头部和尾部的外壳都由蛋白质构成

C.R型细菌在培养基上形成的菌落表面光滑

D.S型细菌可使人和小鼠患肺炎死亡

【解析】选B。T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,其头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成,S型细菌的菌落表面光滑,R型细菌的菌落表面粗糙,S型细菌可使人患肺炎或使小鼠患败血症。

2.(2009·广东高考)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.应用同位素示踪技术,研究DNA在亲代与子代之间的传递

【解析】选C。肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪法,两实验都没有突变和重组。

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