1、6.1DNA是主要的遗传物质 2017年高考生物专题精解 肺炎双球菌的转化实验1格里菲思的体内转化实验(1)实验过程及结果：死亡不死亡死亡(2)结论：加热杀死的 S 型细菌中含有 ，将无毒的 R 型活菌转化为有毒的 S 型细菌。“转化因子”2体外转化实验艾弗里(1)实验过程及结果R型活细菌R型活细菌R型活细菌(2)结论：S 型细菌的是使 R 型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。DNA(1)体内转化实验与体外转化实验的比较比较项目体内转化实验体外转化实验操作人格里菲思艾弗里及其同事细菌培养场所小鼠体内培养基(体外)巧妙构思用加热杀死的 S 型细菌作对照将物质提纯分离各自观察结果观察小鼠是否死亡培
2、养基中菌落实验结论S 型细菌体内有转化因子S 型细菌的 DNA是遗传物质(2)体内转化实验与体外转化实验有怎样的联系？所用实验材料相同。体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延续。两实验都遵循了对照原则，单一变量原则。肺炎双球菌转化实验的分析1格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下：将无毒的 R 型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；将有毒的 S 型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡；将加热杀死的 S 型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；将 R 型活细菌与加热杀死的 S 型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。根据上述实验，下列说法不正确的是()A整个实验证明 DNA 是转化
3、因子B实验、实验可作为实验的对照C实验和实验中的死亡小鼠体内都可分离到 S 型活细菌D重复做实验与，得到同样的结果，可排除 S 型活细菌由 R 型活细菌突变而来解析：选 A。体内转化实验得到的结论是加热杀死的 S 型细菌存在转化因子，没有得出 DNA 是转化因子的结论。2艾弗里将 R 型细菌置于含 S 型细菌 DNA 的培养基中培养，得到了 S 型肺炎双球菌，下列有关叙述中正确的是()AR 型细菌转化成 S 型细菌，说明这种变异是定向的BR 型细菌转化为 S 型细菌属于基因重组C该实验不能证明 DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质D将 S 型细菌的 DNA 注射到小鼠体内也能产生 S
4、 型细菌解析：选 B。艾弗里实验中将 S 型细菌中的荚膜多糖、蛋白质和 DNA等提取出来，分别加入到培养 R 型细菌的培养基中，结果发现只有加入 DNA 时，R 型细菌才能转化成 S 型细菌，这证明 DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质；该实验中 R型细菌转化为 S 型细菌的实质是基因重组，生物的变异都是不定向的；将 S 型细菌的 DNA 注射到小鼠体内不能实现肺炎双球菌的转化。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
5、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、存活C死亡、死亡、存活、存活D存活、死亡、存活、死亡解析：选 B。中 DNA 酶水解 S 型菌的 DNA，所以 R 型菌不能转化成 S 型菌，所以小鼠存活；中加入 S 型菌，所以小鼠死亡；中高温加热杀死 R 型菌，无活菌存在，所以小鼠存活；中 S 型菌被高温加热杀死，无活菌存在，所以小鼠存活。走出肺炎双球菌转化实验的三个误区误区 1 转化的实质是基因重组而非基因突变肺炎双球菌转化实验是指 S 型细菌的 DNA 片段整合到 R
6、型细菌的 DNA 中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。误区 2 并非所有的 R 型细菌都被转化由于转化受到 DNA 的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此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。误区 3 加热并没有使 DNA 完全失去活性加热杀死 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。噬菌体侵染细菌的实验1实验过程及结果(1)标记噬菌体：35S35S32P32P(2)侵染细菌2实验结论：。DNA是噬菌体的遗传物质(1)分析噬菌体增殖的
7、条件。模板：噬菌体 DNA。合成 DNA 的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。合成蛋白质原料：大肠杆菌的氨基酸场所：大肠杆菌的核糖体。(2)实验结果异常分析。用 35S 标记噬菌体侵染细菌沉淀物中含有较高放射性的原因是什么？由于搅拌不充分，有少量含 35S 的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。用 32P 标记噬菌体侵染细菌上清液中含有较高放射性的原因是什么？a.保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。b保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液。(3)比较噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验。比较项目噬菌体侵染
8、细菌实验肺炎双球菌体外转化实验设计思路设法将 DNA 和其他物质分开，单独研究它们各自不同的遗传功能处理方法放射性同位素标记法：分别标记DNA 和蛋白质的特殊元素直接分离法：分离 S 型细菌的 DNA、RNA、蛋白质和荚膜多糖等，分别与 R 型细菌混合培养检验结果的方式检测放射性存在位置观察 R 型细菌能否转化成 S型细菌结论DNA 是遗传物质DNA 是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质噬菌体侵染细菌的实验分析1赫尔希和蔡斯用 32P 标记的 T2 噬菌体与无 32P 标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是()A搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌
9、体(外壳)与大肠杆菌分离B32P 主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性C如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低D本实验结果说明 DNA 在亲子代之间的传递具有连续性解析：选 C。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离，32P 用来标记噬菌体的 DNA，噬菌体侵染细菌时 DNA 注入大肠杆菌内，所以 32P 主要集中在沉淀物中，若混合时间较长，噬菌体被释放，则上清液中也能检测到少量放射性；本实验结果可说明DNA在亲代和子代之间具有连续性。2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
10、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。下列关于本实验及噬菌体、细菌的有关叙述正确的是()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，都是实验组C噬菌体的遗传不遵循基因的分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因的分离定律D若本组实验 B(上清液)中出现放射性，则不能证明 DNA是遗传物质解析：选 B。亲代噬菌体已用 32P 标记，因此锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中不能加入 32P 标记的无机盐。题干中给出的实
11、验目的是要探究蛋白质和 DNA 究竟哪一种是遗传物质，此实验是一个“不知”结果的探究性实验，因此，两组实验相互对照，都是实验组。噬菌体和细菌都没有染色体，也没有等位基因，所以它们都不遵循遗传定律。本组实验离心后得到的 B(上清液)中正常情况下也会出现少量放射性，可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌中，仍存在于培养液中；也可能是培养时间过长，噬菌体从大肠杆菌体内释放出来。噬菌体侵染细菌实验中应注意的三个易误点1因噬菌体蛋白质含有 DNA 没有的特殊元素 S，所以用35S 标记蛋白质；噬菌体 DNA 含有蛋白质没有的元素 P，所以用32P 标记 DNA；而 DNA 和蛋白质都含
12、有 C、H、O、N 元素，所以该实验不能标记 C、H、O、N 元素。2含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。3噬菌体侵染细菌的实验证明了 DNA 是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌中的同位素标记情况3如果用 3H、15N、35S 标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，分析正确的是()A只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA 没有被标记B子代噬菌体的外壳中可检测到 3H、15N、35SC子代噬菌体的 DNA 分子中可检测到 3H、15ND子代噬菌体的 DNA 分子中部分含有 3H、14N、32S解析：选 C。DNA
13、 分子中含有 H、N 元素，所以用 3H、15N、35S 标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和 DNA 都被标记了，A 错误；由于 3H、15N、35S 标记的噬菌体蛋白质外壳，不进入细菌，3H、15N 标记的噬菌体 DNA 分子进入细菌但不能用于合成子代噬菌体的外壳，所以子代噬菌体的外壳中应该没有放射性，B错误；由于 3H、15N 标记了噬菌体 DNA 分子，所以子代噬菌体的 DNA 分子中可检测到 3H、15N，C 正确；子代噬菌体的 DNA分子中不含有 S，D 错误。4用含 32P 和 35S 的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养 9 h，经检测共产生了 64 个子代噬菌体，下列
14、叙述正确的是()A32P 和 35S 只能分别标记细菌的 DNA 和蛋白质B子代噬菌体的 DNA 和蛋白质一定具有放射性CDNA 具有放射性的子代噬菌体占 1/32D噬菌体繁殖一代的时间约为 1 h解析：选 B。磷脂也可以被 32P 标记；子代噬菌体的 DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的，故一定具有放射性；培养 9 h 产生了 64 个子代噬菌体，说明噬菌体繁殖了 6 代，故噬菌体繁殖一代的时间为 1.5 h。“二看法”判断子代噬菌体标记情况(实验)生物遗传物质的分析1RNA 也是遗传物质的实验(1)实验材料：烟草花叶病毒和烟草，烟草花叶病毒的组成是。蛋白质和RNA(2)实验过程及结果：(3
15、)实验结果分析与结论：烟草花叶病毒的能自我复制，控制其遗传性状，因此是它的遗传物质。RNARNA2生物类型与遗传物质的种类(1)不同生物遗传物质的比较。生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA 或 RNADNA 和 RNADNA 和 RNA体内碱基种类4 种5 种5 种体内核苷酸种类4 种8 种8 种遗传物质DNA 或 RNADNADNA实例噬菌体或烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人(2)怎样理解 DNA 是主要的遗传物质？有细胞结构生物的遗传物质是 DNA，无细胞结构的生物(即病毒)的遗传物质是 DNA 或 RNA。生物界绝大多数的生物的遗传物质是 DNA，只有极少数生物的遗传物质
16、是 RNA，因而 DNA是主要的遗传物质。生物遗传物质的判断与探究1下列关于遗传物质的叙述中，错误的是()A只含有 DNA 的生物，遗传物质是 DNAB只含有 RNA 的生物，遗传物质是 RNAC有细胞结构的生物，遗传物质是 DNAD既含有 DNA 又含有 RNA 的生物，遗传物质主要是 DNA解析：选 D。既含有 DNA 又含有 RNA 的生物，遗传物质是 DNA。2甲、乙为两种不同的植物病毒，下图 1 表示由病毒甲、乙经重组形成“杂种病毒丙”的过程，用病毒丙单独侵染植物细胞，一段时间后，从植物细胞内可大量分离出的病毒是图 2中的()解析：选 D。病毒的遗传物质是核酸，核酸控制生物的性状，因
17、此子代病毒与乙相同。3自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒(简称禽流感病毒)，我国就参与了抗击禽流感的国际性合作，并已研制出预防禽流感的疫苗并投入生产应用。根据所学知识回答下列问题：(1)实验室中要获得大量禽流感病毒，不是将病毒直接接种到无细胞的培养基上，而是以活鸡胚为培养基，其原因是_。(2)利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学组分，原理是：RNA 在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色；_；DNA 与二苯胺试剂共热显蓝色。(3)实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和 RNA，不含 DNA，则证明禽流感病毒的遗传物质的最关键的实验设计思路是_。(4)请你预测用禽流感病毒的蛋白质和
18、RNA 分别感染活鸡胚存在的几种可能性：蛋白质与 RNA 都有遗传效应，说明：蛋白质和 RNA 都是遗传物质；_，说明：_；_，说明：_；_，说明：_。解析：(1)病毒营寄生生活，只有在活细胞内才能生存。(2)DNA 可用二苯胺试剂鉴定，蛋白质可用双缩脲试剂鉴定，分别显现不同的颜色。(3)证明某生物的遗传物质的关键思路是设法把该生物的各种成分分离开来，单独地直接地观察每种成分的作用。(4)进行探究性实验的结果预测与结论分析时要考虑各种可能的情况。答案：(1)病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行(2)蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色(3)设法将禽流感病毒的蛋白质和 RNA 分开，单独地、直接地去观察它
19、们各自的作用(4)RNA 有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应 RNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质 RNA 没有遗传效应，而蛋白质有遗传效应 RNA 不是遗传物质，而蛋白质是遗传物质 RNA 和蛋白质都没有遗传效应 RNA 和蛋白质都不是遗传物质探究病毒的遗传物质的思路与方法1若探究蛋白质和核酸谁是遗传物质设法将两者分开，单独侵染宿主细胞，看能否增殖或个体是否出现患病症状即可证明。2若探究某种未知病毒遗传物质是 DNA 还是 RNA，则借助酶水解，观察能否增殖即可证明。具体步骤如下：(1)分离提纯：肺炎双球菌的转化实验。缺点：物质纯度不能保证是 100%。2同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验
20、。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把 DNA 与蛋白质区分开。3病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒。4水解酶法：利用酶的专一性，控制起作用的物质，从而判断出起作用的物质种类。1在生命科学发展过程中，证明 DNA 是遗传物质的实验是()孟德尔的豌豆杂交实验 摩尔根的果蝇杂交实验 肺炎双球菌转化实验 T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA 的 X 光衍射实验A BCD解析：选 C。孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律；摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因在染色体上；
21、肺炎双球菌转化实验证明了 DNA 是遗传物质；T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验也证明了 DNA 是遗传物质；DNA 的 X 光衍射实验为 DNA 空间结构的构建提供了依据。2艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知()A.不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子B说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明 S 型菌的 DNA 是转化因子D说明 DNA 是主要的遗传物质解析：选 C。由组实验相比可知 DNA 是 S 型菌的转化因子，蛋白质、荚膜多糖以及 DNA 的水解产物都不是 S 型菌的转化因子，故 A 错误、C 正确；从表中不能得出 B 项的结论，故 B 错误；表中信
22、息不能说明 DNA 是主要的遗传物质，故D 错误。3赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于 1952 年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了 DNA 是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体()A侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞B只将其 DNA 注入大肠杆菌细胞中CDNA 可用 15N 放射性同位素标记D蛋白质可用 32P 放射性同位素标记解析：选 B。噬菌体的结构物质有蛋白质和 DNA，对蛋白质和 DNA 进行标记要用特有元素 35S 和 32P，不能用共有元素15N，C 项错误。蛋白质的组成元素中一般没有 P，D 项错误。噬菌体侵染细菌时将 DNA 注入大肠杆菌中，
23、而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和 DNA 分离开，使实验结果更科学、更准确，故 B 项正确。4针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，下列有关噬菌体的叙述，正确的是()A利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B以宿主菌 DNA 为模板合成子代噬菌体的核酸C外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡D能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解解析：选 A。噬菌体侵染细菌时，仅将其 DNA 注入细菌体内。利用细菌细胞内的原料，以自身遗传物质为模板合成噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳，最后再组装成子代噬菌体，这种增殖方式称为复制式增殖；由于噬菌体的蛋白质外
24、壳没有进入宿主菌内，其与宿主菌蛋白质的合成无关，故 A 项正确，B、C、D三项错误。5人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是()A孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA解析：选 B。孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律，但没有证实其化学本质，A 项错误；在肺炎双球菌体外转化实验中提取的 DNA 的纯度没有达到 100%，从单独、直接观察 DNA生理效应方面分析，说服力不如噬菌体侵染细菌的实验，B 项正确；沃森和克里克提出在 DNA 双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，C 项错误；烟草花叶病毒感染烟草实验只说明烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，D 项错误。