1、专题10遗传的分子基础考纲展示命题探究基础点1肺炎双球菌的转化实验(1)格里菲思体内转化实验实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠S型细菌 R型细菌菌落 光滑 粗糙菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性有毒性，使小鼠患败血症死亡无毒实验过程及结果结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。(2)体外转化实验艾弗里实验思路：将组成S型活细菌的各种物质分离提纯，并使其分别与R型活细菌混合培养，单独观察各种物质的作用。实验过程及结果实验结论：S型细菌的DNA分子是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。2噬菌体侵染细菌的实验(1)实验材料：噬菌体和大肠杆菌等。噬
2、菌体的结构噬菌体的复制式增殖增殖需要的条件 内容模板 噬菌体的DNA合成噬菌体DNA原料 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸合成噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的氨基酸场所 大肠杆菌的核糖体(2)实验方法：放射性同位素标记法。标记细菌细菌含35S的培养基含35S的细菌。细菌含32P的培养基含32P的细菌。标记噬菌体噬菌体含35S的细菌含35S的噬菌体。噬菌体含32P的细菌含32P的噬菌体。(3)实验过程及结果(4)实验结果分析噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。(5)结论：DNA是噬菌体的遗传物质。巧学助记噬菌体增殖过程一吸(附)二注(入
3、)三合成，组装、释放、再侵染。重难点1关于两个经典实验的分析归纳(1)转化的实质并不是基因发生了突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化成S型细菌。原因是转化受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。(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。(4)若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只有子代病毒的核酸被32P标记。(5)若用32P和35S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核
4、酸和蛋白质外壳中均有标记元素。(6)若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。(7)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可找到标记元素。2噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌3不同生物的遗传物质(1)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是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。(2)不同生物的遗传物质如下表：生物类型 病毒 原核生物
5、 真核生物体内核酸种类 DNA或RNA DNA和RNA DNA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RNA DNA DNA实例噬菌体或烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、人易错警示(1)格里菲思研究肺炎双球菌转化实验时，只是猜想存在着“某种转化因子”，但并不知道是什么物质，艾弗里等人证明了转化因子是DNA。(2)病毒是严格寄生的生物，只能用活细胞来培养，不能用培养基来培养。在病毒增殖的过程中，所需的原料、能量等均由宿主细胞提供，病毒只提供核酸作为模板。(3)艾弗里等人证明了DNA是遗传物质，但并不能说明DNA是主要的遗传物质。1思维辨析(1)
6、肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质。()(2)格里菲斯认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。()(3)体内转化的实质是S型细菌的DNA可使小鼠致死。()(4)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力。()(5)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。()(6)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)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。由表可知()A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型细菌的DNA是转化因子D说明DNA
7、是主要的遗传物质答案C解析中加入S型细菌的DNA培养皿中出现了S型菌，中加入了经DNA酶处理后的DNA，没有出现S型细菌，说明DNA是转化因子。3用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测后，测得上清液的放射性占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32P标记的是噬菌体的核酸，核酸在侵染过程中进入大肠杆菌，所以理论上放射性应该全部在沉淀物中。但由于噬
8、菌体的侵染过程并非都是同步的，有的噬菌体在大肠杆菌中增殖后使得细菌裂解，从而将其中带有放射性的噬菌体释放出来，经过搅拌和离心之后出现在上清液中。4下列关于DNA是生物的主要遗传物质的叙述，正确的是()A所有生物的遗传物质都是DNAB真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNAC动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此以外的其他生物的遗传物质是RNAD真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是RNA答案B解析DNA是生物的主要遗传物质是针对自然界中各种生物而言的，即凡有DNA的生物其遗传物质均为DNA(包括一切细胞生物及DNA病毒)，只有无DNA
9、的RNA病毒，其遗传物质才为RNA。1两个肺炎双球菌转化实验的结论(1)格里菲思实验的结论：加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。(2)艾弗里实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质。2噬菌体侵染细菌实验的两次标记(1)第一次标记：标记大肠杆菌，分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌。(2)第二次标记：标记噬菌体，分别用含35S和32P的大肠杆菌培养噬菌体。3证明DNA是遗传物质的两大实验的实验思路设法将DNA和蛋白质等其他物质分离开来，单独地、直接地观察它们各自的作用。4关于遗传物质的三个问题(1)真核生物和原核生物的遗传物质一定是DNA。(2)病毒的遗传
10、物质是DNA或RNA。(3)绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。考法综述高考中对肺炎双球菌转化实验的考查，以基础知识为主，试题难度不大，多数以文字信息或者图像的形式展现；对噬菌体侵染细菌实验的考查主要涉及噬菌体侵染细菌实验的原理、过程和结果及其成功的原因，误差分析，噬菌体的特点和增殖过程，以及在研究过程中运用的放射性同位素标记法。重点强调对考生识记能力和实验分析能力的考查。命题法1肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较分析1.利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是()A通过E、F
11、对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质BF组可以分离出S和R两种肺炎双球菌CF组产生的S肺炎双球菌可能是基因重组的结果D能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组答案D解析从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质；F组加入了S菌的DNA，可以分离出S和R两种肺炎双球菌，而出现的S肺炎双球菌可能是基因重组的结果；A组经煮沸、D和E组为R菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。【解题法】体内转化实验和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌用小鼠(体内)用培养基(体外)实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌体内各成分的相互对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R
12、型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌实验结论加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”DNA是S型细菌的遗传物质两实验的联系所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；体内转化实验是基础，仅说明加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；两实验都遵循对照原则、单一变量原则命题法2噬菌体侵染细菌的实验分析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“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专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。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述中，
13、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；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。3结合遗传物质的相关实
14、验，回答下列问题。(1)艾弗里及其同事进行了肺炎双球菌的转化实验，该实验成功的最关键的实验设计思路是_。(2)上述实验证明了_。(3)后来，赫尔希和蔡斯用_法，进一步证明DNA是噬菌体的遗传物质。实验包括4个步骤：噬菌体与大肠杆菌混合培养 用35S和32P分别标记噬菌体 放射性检测 离心分离。该实验步骤的正确顺序是_(用数字表示)。(4)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质存在于_(上清液、沉淀物)中。(5)噬菌体的DNA连续复制n次后，含亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体个体应占总数的_。(6)在噬菌体的蛋白质合成过程中，遗传信息的流动途径表达式是_。答案(1)
15、分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质，单独研究它们各自的功能(2)肺炎双球菌的“转化因子”是DNA(3)放射性同位素标记 (4)沉淀物(5)1/2n1(6)DNARNA蛋白质解析(1)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质才能单独研究它们各自的功能。(2)DNA是遗传物质，是肺炎双球菌的“转化因子”。(3)噬菌体侵染细菌是用了32P、35S分别标记DNA和蛋白质，去研究它们各自的作用。(4)被32P标记的噬菌体的DNA会进入大肠杆菌中，大肠杆菌会在沉淀物中。(5)DNA连续复制n次后生成2n个子代DNA，含有亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体的DNA有2个，所以占总数的2/2n1
16、/2n1。【解题法】噬菌体侵染细菌的实验中标记元素的选择和子代噬菌体的放射性分析(1)用35S和32P作为标记元素的原因分析：蛋白质的组成元素是C、H、O、N、S等，DNA的组成元素是C、H、O、N、P，所以用35S标记蛋白质，用32P标记DNA。(2)噬菌体侵染细菌过程中，亲代噬菌体的蛋白质没有进入细菌内，所以子代噬菌体蛋白质中的所有成分均来自细菌。亲代噬菌体的DNA进入细菌内，且进行半保留复制，所以子代噬菌体的DNA分子中可能含有亲代DNA链，也可能不含有。因此分析时应注意放射性标记对象是噬菌体还是细菌，二者对应的结果不同，具体见表：噬菌体细菌 被标记的物质子代噬菌体32P、32S31P、
17、32S亲代噬菌体的DNA只有含有亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体具有放射性，其余均不具有放射性31P、35S31P、32S亲代噬菌体的蛋白质 均不具有放射性31P、32S32P、32S细菌内含P的物质，如DNA、核苷酸等因为合成子代噬菌体的原料全部来自细菌，所以这两种情况下子代噬菌体均具有放射性31P、32S31P、35S细菌内含S的物质，如蛋白质、氨基酸等命题法3遗传物质的判断与分析4.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是()Aa过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用Bb过程表示用HRV
18、的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用Cc、d过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒D该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质答案D解析由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草叶片，因此没有证明烟草花叶病毒的RNA是不是遗传物质。【解题法】探究遗传物质是DNA、RNA还是蛋白质的思路(1)基本设计思路：设法将DNA(或RNA)与蛋白质分开，单独地直接地观察各自的作用。(2)基本设计原则：对照原则。1人或动物PrP基因编码
19、一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是()A朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化DPrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程答案C解析据题中信息可知朊粒是PrP基因所编码的蛋白质空间结构变化后形成的，因此还属于蛋白质，宿主细胞的基因组属于DNA范畴，不可能整合到宿主细胞的基因组中，A错误；细菌增殖方式为二分裂，与朊粒不相同，B错误；
20、由题中信息可知，PrP基因编码的蛋白质与朊粒间因空间结构的不同而功能不同，C正确；PrPc转变为PrPsc只是蛋白质空间结构发生了改变，D错误。2关于T2噬菌体的叙述，正确的是()AT2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素BT2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中CRNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质DT2噬菌体可利用宿主体内的物质大量增殖答案D解析T2噬菌体由蛋白质和核酸构成，其中蛋白质中含有S元素，而核酸不含有，A错误；T2噬菌体是细菌病毒，其宿主细胞是细菌，而酵母菌是真菌，B错误；T2噬菌体是DNA病毒，不含RNA，其遗传物质是DNA，C错误；病毒以自身的遗传物质为模板，利用宿主细胞内的物质为原料
21、进行大量增殖，D正确。3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ABC D答案C解析孟德尔通过豌豆杂交实验，提出了分离定律和自由组合定律；摩尔根通过果蝇杂交实验，证明了基因在染色体上；肺炎双球菌的体外转化实验，证明了DNA是遗传物质；T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，运用同位素标记法，证明了DNA是遗传物质；DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构的确定提供了有力的证据。4下列有关生物遗传物质的说法中，正确的是()肺炎双球菌转化实验及摩尔根的果蝇杂交实验，都证明了DNA是遗传物质
22、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烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是RNA32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质A1项正确 B2项正确C3项正确 D4项正确答案A解析肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质，摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上，错。烟草花叶病毒感染烟草实验说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是所有病毒，错。32P、35S标记的噬菌体侵染实验说明DNA进入了宿主细胞，可以传给子代，所以DNA是遗传物质，但是没能排除蛋白质的作用，所以不能说明蛋白质不是遗传物
23、质，错。T2噬菌体的遗传物质是DNA，错。噬菌体侵染细菌实验中病毒的核酸和蛋白质完全分开，肺炎双球菌体外转化实验中蛋白质和核酸无法全部分离，所以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，正确。5用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未被标记的噬菌体在此细菌中培养9 h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是()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1.0 h答案B解析32P还存在于细菌RNA等物质中，A项错误；噬菌体利用宿主细胞中的原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，所有子代噬菌体的DNA和蛋白质均具有放射性，C项应为100%，B项正确，C项错误；一个噬菌体产生64个子代噬菌体，共繁殖6代，故D项为1.5小时。