1、考纲展示考向预览1.人类对遗传物质的探索过程2DNA分子结构的主要特点3DNA分子的复制4基因的概念 人类对遗传物质的探索过程主要是依托肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的转化实验考查科学家证明DNA是遗传物质的思路与方法，在高考中主要以选择题的形式出现，如2010年江苏生物第4题，2010上海生物第1题和第25题等。DNA分子的结构特点以及DNA分子的复制过程也是高考考查的重点，如2010年山东理综第7题考查DNA复制的特点，2010年北京理综第30题以简答题形式考查了DNA的复制等等。本部分可与现代生物科学的新进展联系，尤其是放射性同位素示踪技术和DNA指纹技术可应用于临床诊断和生活
2、实践中。今年高考中综合性考查DNA是遗传物质以及DNA的结构和分布的可能性也比较大。一、肺炎双球菌转化实验1肺炎双球菌种类比较项目S型细菌R型细菌菌落_菌体有_无_毒性有毒性，使小鼠患_死亡_ 2.格里菲思肺炎双球菌转化实验(体内转化)3艾弗里肺炎双球菌转化实验(体外转化)(1)R 型 菌 S 型 菌 _ 培 养 基 有_菌菌落。(2)R 型 菌 S 型 菌 _ 培 养 基 有_菌菌落。(3)R 型 菌 S 型 菌 _ 培 养 基 有_菌菌落。(4)R型菌S型菌DNA_培养基有_菌菌落。结论：_为促使R型菌转化为S型菌的转化因子。二、噬菌体侵染细菌实验1标记细菌细菌含_的培养基含35S的细菌。
3、细菌含32P的培养基含_的细菌。2标记噬菌体噬菌体含35S的细菌含_的噬菌体。噬菌体含_的细菌含32P的噬菌体。3噬菌体侵染细菌4结论：_是遗传物质。三、生物的遗传物质生物的主要遗传物质是_，只含RNA的病毒以_为遗传物质。答案：一、1.光滑 粗糙 多糖类荚膜 多糖类荚膜 败血症 无毒性 2.(1)R型活细菌(2)S型活细菌(3)不死亡(4)死亡 S型活细菌 S型活细菌 S型菌 转化因子 3.(1)DNA S型、R 型 (2)蛋 白 质 R 型 (3)多 糖 R 型(4)DNA酶 R型 DNA二、1.35S 32P 2.35S 32P 3.35S的噬菌体 高 低 细菌 低 高 4.DNA三、D
4、NA RNA体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及同事培养细菌用小鼠(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型细菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌S型细菌实验结论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DNA3两实验都遵循对照原则，单一变量原则1噬菌体的结构2实验思路及方法S是蛋白质特有元素，P是DNA特有元素，用放射性同位素32P和35S分别标记DN
5、A和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。3侵染特点及过程(1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质留在外面不起作用。(2)噬菌体侵染细菌的过程：吸附注入核酸合成组装裂解释放4结果含 32P的噬菌体细菌上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内。含 35S的噬菌体细菌宿主细胞内没有35S,35S分布在上清液中。5结果分析35S蛋白质外壳未进入宿主细胞内，而是留在外面。32PDNA进入到了宿主细胞内。6实验结论DNA是遗传物质。7噬菌体侵染细菌实验说明(1)DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。(2)DNA能控制蛋白质的生物合成。1相同点(1)实验思路相同：设法将DNA与其他物质
6、分开，单独地、直接地研究它们各自的作用。(2)实验设计原则相同：都遵循对照原则。2不同点(1)处理方式不同艾弗里的实验：直接将S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等分开，分别与R型细菌混合培养。赫尔希和蔡斯的实验：分别用同位素35S、32P标记噬菌体蛋白质和DNA，让其分别侵染大肠杆菌。(2)实验结论不同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的结论：证明DNA是遗传物质，在亲子代之间保持连续性。1具有细胞结构的生物(无论原核还是真核)其遗传物质都是DNA。2不具有细胞结构的生物病毒多数遗传物质是DNA，如T2噬菌体。少数遗传物质是RNA，如HIV病毒、
7、SARS病毒。3针对整个生物界来说，绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。(2010东营模拟)肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是()A在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌B小鼠体内出现S型活细菌是由于R型细菌基因突变的结果C曲线ab下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统作用所致D曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关解析：小鼠体内出现S型活细菌是由于S型细菌的DNA使R型细菌转化成了S型细菌，而不是基因突变的结果。但是R型细菌只
8、是一少部分转化成S型细菌，并非全部转化。肺炎双球菌对于小鼠而言是抗原，小鼠的免疫系统会发生免疫作用，从而使R型细菌在ab段呈下降趋势。但是S型细菌因为具有荚膜，不容易被免疫系统清除，它的增殖将降低小鼠免疫力，从而使R型细菌在bc段呈上升趋势。答案：B证明DNA是遗传物质的第一个实验证据是肺炎双球菌的转化实验，肺炎双球菌有两种类型，无荚膜(R型)细菌不能使小鼠发病；有荚膜(S型)细菌使小鼠得败血症而死亡。下列哪一项叙述不能证明DNA是遗传物质()A用S型菌给小鼠注射，小鼠死亡；用R型菌给小鼠注射，小鼠不死亡B用S型菌DNA与活R型细菌混合注射，小鼠死亡C加热杀死S型菌并与活R型细菌混合注射到小鼠
9、体内，小鼠死亡D用DNA酶处理S型菌的DNA后与R型细菌混合注射到小鼠体内，小鼠不死亡答案：A解析：从实验的严密性分析，得不到选项A的答案，A项只能证明S型菌有毒性，R型菌无毒性。赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤；培养噬菌体，35S和32P标记细菌，放射性检测，离心分离。实验步骤的先后顺序为()A BCD解析：T2噬菌体侵染细菌实验的步骤是：用放射性同位素标记细菌培养噬菌体离心分离噬菌体对噬菌体进行放射性检测。通过与选项对照可知答案为C。答案：C 噬菌体侵染细菌的实验中，在细菌体内合成蛋白质的错误叙述是()A原料和酶来自细菌而模板来自噬菌体B模板和酶来自
10、噬菌体，核糖体和氨基酸原料来自细菌C指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体，氨基酸原料来自细菌D指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体，核糖体、氨基酸原料和酶由细菌提供答案：B解析：噬菌体以自己的DNA为模板，利用细菌的原料、场所等复制自己的DNA合成自己的蛋白质外壳。下列关于生物的遗传物质的叙述中，不正确的是()A某一生物体内的遗传物质只能是DNA或RNAB除部分病毒外，生物的遗传物质都是DNAC绝大多数生物的遗传物质是DNAD生物细胞中DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质解析：除了病毒之外，所有具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质，而
11、与DNA在细胞中的含量无关。答案：D下图是对某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体()A寄生于细胞内，通过RNA遗传B寄生于细胞之间，通过蛋白质遗传C寄生于细胞内，通过蛋白质遗传D寄生于细胞之间，通过RNA遗传答案：A解析：由图中病原体组成和结构可判断这是一种RNA病毒，寄生于植物细胞内；通过RNA和蛋白质外壳侵染正常叶片后的结果可证明RNA能承担遗传任务，是遗传物质。1格里菲思(FGriffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果()A证明了DNA是遗传物质B证明了RNA是遗传物质C证明了蛋白质是遗传物质D没有具体证明哪一种物质是遗传物质答案：D解析：格
12、里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明了加热杀死的S型菌中含有促使R型菌转化为S型菌的转化因子，但不能证明哪种物质是遗传物质。2噬菌体侵染细菌的实验不能说明的是()ADNA是主要的遗传物质BDNA能自我复制CDNA对蛋白质合成有指导作用DDNA是遗传物质答案：A解析：考查遗传物质的证据。在噬菌体侵染细菌的实验中我们能看到的现象有：一个噬菌体的DNA侵染到细菌中，最终能形成与原来性状相同的新的噬菌体，说明DNA是噬菌体的遗传物质；产生了多个噬菌体说明了DNA进行了复制；蛋白质没有进去，最终产生了与原来一样的蛋白质分子，说明蛋白质的合成是受DNA分子中所含的遗传信息控制的。DNA是主要的遗传物质是针对整
13、个生物界而言的，大多数的生物的遗传物质是DNA，而不是说噬菌体的遗传物质主要是DNA。3(2010威海模拟)用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，然后用标记的噬菌体做侵染大肠杆菌的实验，进入细菌体内的成分有()A35SB32PC35S和32PD 不 含 35S 和32P答案：B解析：用 35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记DNA，在侵染过程中蛋白质外壳留在外面，DNA进入细菌体内。4DNA是主要的遗传物质，因为()A绝大多数的生物由DNA携带遗传信息BDNA分布在绝大多数生物体内C只有DNA能够自我复制DDNA是唯一能指导蛋白质合成的物质答案：A解析：绝大多数的生物由DNA携带
14、遗传信息，少数生物由RNA传递遗传信息。5(2010江苏生物)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是()实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型组合病毒(a型TMV的蛋白质b型TMV的RNA)感染植物b型a型组合病毒(b型TMV的蛋白质a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.实验B实验C实验D实验答案：C解析：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而蛋白质不是遗传物质，因此在中，组合病毒的遗传物质是b型的，因此病斑类型是b型，病斑中分离出的
15、病毒类型也应是b型的。6用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性，而实验的实际结果显示：在离心的上清液中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。(1)在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是_。(2)由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，请你对实验过程进行误差分析；在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清 液 的 放 射 性 含 量 _，其 原 因 是_。在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大 肠 杆 菌 细 胞 内，是 否 有 误 差 的 来 源 呢？_，请简述理由：_。(3)请设计
16、一个方法，来大量制备用32P标记的噬菌体。答案：(1)噬菌体已将含32P的DNA全部注入到大肠杆菌细胞内(2)升高 噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中 是 没有侵染到大肠杆菌细胞内的噬菌体经离心后分布于上清液中，出现放射性(3)先用32P标记大肠杆菌，再用噬菌体去侵染被32P标记的大肠杆菌，可大量获得被32P标记的噬菌体。解析：(1)噬菌体在侵染宿主(大肠杆菌)细胞时，只将其DNA注入，蛋白质未进入宿主细胞。由于P几乎都存在于DNA中，因此从理论上分析，上清液中应无32P。(2)实验数据与理论数据的误差的成因有两个：部分被标记的噬菌体尚未侵染到大肠杆菌细胞中或已侵染产
17、生的子代噬菌体被释放出来。(3)噬菌体无独立的代谢能力，只能在寄生过程中从宿主细胞中获取自身组成物质。因此，要用32P标记噬菌体，应先用含32P的培养基培养其宿主大肠杆菌，再让噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，即可使子代噬菌体被32P标记。7下列有关遗传物质的叙述，正确的是()ADNA是所有生物的遗传物质B真核细胞的DNA都以染色体为载体C遗传物质在亲代与子代之间传递性状D核酸是一切生物的遗传物质答案：D解析：有的生物的遗传物质是RNA；染色体是DNA的主要载体，不是唯一载体；遗传物质传递的是遗传信息。8下图示“肺炎双球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是
18、遗传物质”的是()ABCD答案：D解析：要证明“DNA是遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质”，就应单独检测DNA、蛋白质等其他物质能否使R菌转化成S菌，能的就是遗传物质，否则就不是。9为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为()A用14C和3H培养噬菌体，再去侵染细菌B用18O和32P培养噬菌体，再去侵染细菌C将一组噬菌体用32P和35S标记D一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳答案：D解析：S是蛋白质特有的元素，P是DNA特有的元素，而C、H、O是它们的共有元素，不能区分DNA和蛋白质。10(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
19、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答案：C解析：本题考查验证DNA是遗传物质的实验设计思路。肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术，两实验都没有涉及突变突变和重组。11(2010北京西城模拟)肺炎双球菌有光滑型(S型)和粗糙型(R型)两种类型。其中S型细菌外面有多糖类的荚膜，有致病性，其菌落是光滑的；R型细菌外面没有荚膜，无致病性，其菌落是粗糙的。请分析下列实验并回答问题。(1)S型肺
20、炎双球菌有不同的亚型，其主要区别在于构成荚膜的多糖存在差异。格里菲思将S型菌在特殊条件下进行体外培养，从中分离出R型菌。由此判断，R型菌的出现是_的结果。(2)格里菲思又利用S型和R型菌做了如下实验：对上述现象的正确解释是，R型菌从_中获得了_，导致细菌转化，从而恢复了形成荚膜的能力。(3)在格里菲思所做实验基础上，艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验(如下图所示)。在艾弗里设计的实验中，最关键的思路是，首先从_，然后_，观察_。(4)艾弗里所做的实验中，设置15组实验的目的是_，实验结果说明_。5、6组实验结果说明_。(5)在格里菲思所做的实验中，灭活S型菌的加热温度是6065 之间。在此温
21、度条件下，DNA失活是因为DNA分子发生_；但当温 度 恢 复 至 适 宜 温 度 后，DNA 分 子 又 会_，保持其遗传特性。(6)S型肺炎双球菌的致病物质之一是细菌分泌的 毒 素，此 毒 素 进 入 人 体 内 环 境 后 作 为_，诱 发 人 体 免 疫 系 统 产 生 相 应 的_与毒素结合，以减弱或消除毒素的毒性，此过程属于人体特异性免疫的_免疫。答案：(1)基因突变(2)S型菌 某种物质(转化因子)(3)S型细菌中提取、分离(和鉴定)出各种成分 分别与R型细菌混合培养 其后代是否有S型细菌(菌落)出现(4)相互对照 S型菌的DNA是使R型细菌发生转化的物质 DNA结构必须保持完整
22、才能行使遗传功能(或DNA结构被破坏失去遗传功能)(5)解旋(或变性)复性(恢复双螺旋结构)(6)抗原 抗体 体液解析：(1)致病性是遗传物质决定的，S型菌在特殊条件下进行体外培养，从中分离出R型菌，说明S型菌发生了基因突变。(2)S型菌虽灭活，但只是蛋白质变性，其DNA并未失活，R型菌从S型菌中获得了转化因子，导致细菌转化，从而恢复了形成荚膜的能力。(3)艾弗里设计的实验中，最关键的思路是，将肺炎双球菌各种成分分开，单独观察其作用，看哪一成分是转化因子。(4)设置15组实验是相互对照，S型菌的DNA与R型菌培养，出现了S型细菌，5、6组对照，第6组的DNA被水解，水解后的DNA不能起转化作用
23、。(5)DNA具有稳定性，6065 DNA热变性，解成单链，冷却后又会盘旋成双螺旋结构，恢复活性。(6)细菌分泌的毒素进入人体内环境后作为抗原，体液免疫产生的抗体与毒素结合，消除毒性。12(2010江苏生物)探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括()A不同生物的蛋白质在结构上存在差异B蛋白质与生物的性状密切相关C蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制D蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息答案：C解析：作为遗传物质的特点：结构上存在差异，其基本单位不同的排列组合可以贮存大量遗传信息，与生物性状密切相关，具
24、有较高的稳定性，并且能够自我复制。选项C应为DNA比蛋白质具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。13(2010上海生物)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体()A一定有35S，可能有32PB只有35SC一定有32P，可能有35SD只有32P答案：A解析：噬菌体侵染大肠杆菌时，进入的是DNA，在噬菌体DNA的指导下，利用大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料合成子代DNA，利用大肠杆菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳。DNA复制方式为半保留复制。32P标记的是亲代噬菌体的DNA,35S标记的是大肠杆菌的蛋白质或氨基酸。裂解后的所有噬菌体中，其蛋白质外壳一定有 35S，只有两个子代噬菌体的DNA有32P。