第1节 DNA是主要的遗传物质Word文件下载.docx

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与常态相比，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。

例如在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就是利用了“加法原理”。

（2）减法原理：

与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。

例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就是利用了“减法原理”。

[典例1]（2019·

天化中学期末）在肺炎链球菌的转化实验中，促进R型菌转化成S型菌的转化因子是S型菌的（　　）

A.蛋白质B.多糖

C.RNAD.DNA

答案　D

[对点练1]（2019·

宁波九校联考）（多选）肺炎链球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述正确的是（　　）

A.肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体

B.肺炎链球菌的体内转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质

C.肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质

D.粗糙型（R）菌株是唯一能够引起败血症或肺炎的菌株

解析　肺炎链球菌是导致小鼠患败血症的病原体，A正确；

肺炎链球菌的体内转化实验证明S型细菌中含有某种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，B错误；

肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，C正确；

光滑型（S）菌株是引起败血病或肺炎的菌株，D错误。

答案　AC

联想质疑

菌落是由一个微生物细胞经过繁殖而产生的肉眼可见的子细胞群体，可根据菌落的大小、形态、颜色等特征鉴别微生物的种类。

荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。

无荚膜的肺炎链球菌，感染人或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。

有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主细胞内生活并繁殖。

★R型菌无荚膜，S型菌有荚膜，荚膜对细菌有保护作用。

S型细菌的细胞提取物的制备方法：

将S型细菌用氯仿抽提数次→用乙醇沉淀→将沉淀溶于盐溶液→加入水解多糖的酶，37℃消化4～6h→再用氯仿抽提→用乙醇沉淀→制得了含有转化因子的S型细菌的细胞提取物（含有核酸以及极少量的蛋白质）。

目的：

依次去掉多糖、蛋白质、RNA、脂质和DNA，看细胞提取物是否还有转化活性。

【易错提示】

（1）转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌；

（2）由于DNA的热稳定性比蛋白质要高，所以加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质永久变性失活，但其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性；

（3）艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组都通过添加特定的酶特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了自变量控制中的“减法原理”。

（4）格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质。

艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。

噬菌体侵染细菌的实验

（1）若保温时间过短，对第一组实验和第二组实验的结果会产生什么影响？

为什么？

提示　对第一组实验无影响，但会导致第二组实验的上清液中出现较高的放射性。

因为保温时间过短，会有大量亲代噬菌体尚未将DNA注入大肠杆菌，搅拌离心后这部分完整的亲代噬菌体一并出现在上清液中。

（2）若保温时间过长，对以上两组实验的结果又会产生什么影响？

提示　对第一组实验无影响，会导致第二组实验的上清液出现较高的放射性。

因为保温时间过长，子代噬菌体已经从裂解的大肠杆菌中释放出来，经搅拌离心，这部分完整的子代噬菌体会一并出现在上清液中。

（3）若搅拌不彻底，对以上两组实验的结果又会产生什么影响？

提示　会导致第一组实验的沉淀物中出现较高的放射性，对第二组实验无影响。

因为如果搅拌不彻底，亲代噬菌体的蛋白质外壳无法与大肠杆菌细胞体分离，经离心，会同大肠杆菌细胞体一起出现在沉淀物中。

[典例2]（2019·

三明一中月考）以含（NH4）

SO4、KH

PO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种32P标记的T2噬菌体（S元素为32S），一段时间后，检测子代噬菌体的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测，最可能发生的是（　　）

选项

放射性

S元素

P元素

A

全部无

全部32S

全部31P

B

全部有

全部35S

多数32P，少数31P

C

少数有

少数32P，多数32P

D

少数32P，多数31P

解析　大肠杆菌中含有35S标记的氨基酸和含31P的脱氧核苷酸，噬菌体的DNA被32P标记，侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，只有DNA进入，并以噬菌体DNA为模板，利用大肠杆菌提供的脱氧核苷酸，进行复制，合成子代噬菌体的DNA，子代噬菌体少数含32P，多数含31P；

同时利用大肠杆菌提供的氨基酸，合成噬菌体的蛋白质外壳，子代噬菌体全部含有35S。

[对点练2]（2019·

都匀一中期末）某研究小组模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了如下实验：

①用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌；

②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌。

短时间培养后进行搅拌离心，检测到放射性存在的主要部位依次是（　　）

A.沉淀物、沉淀物B.沉淀物、上清液

C.上清液、沉淀物D.上清液、上清液

解析　短时间培养后，子代噬菌体在细菌体内不释放出来，离心后存在于沉淀物中。

①实验中，用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，蛋白质外壳没有进入细菌，所以离心后主要在上清液中检测到放射性。

②实验中，32P存在于子代噬菌体的DNA中，其放射性主要存在于沉淀物中。

答案　C

【归纳总结】

噬菌体侵染细菌实验过程

实验过程

实验组别

一

二

设计思路

S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素，用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接地、单独地观察它们的作用

标记大肠杆菌

含35S的培养基＋无标记的大肠杆菌→含35S的大肠杆菌

含32P的培养基＋无标记的大肠杆菌→含32P的大肠杆菌

标记噬菌体

无标记的噬菌体→侵染含35S的大肠杆菌→含35S的噬菌体

无标记的噬菌体→侵染含32P的大肠杆菌→含32P的噬菌体

噬菌体侵染细菌

含35S的噬菌体＋无标记的大肠杆菌→混合培养→搅拌后离心

含32P的噬菌体＋无标记的大肠杆菌→混合培养→搅拌后离心

实验结果

上清液放射性很高，沉淀物放射性很低

上清液放射性很低，沉淀物放射性很高

实验分析

噬菌体侵染细菌时，含32P的噬菌体DNA进入了细菌体内，而含35S的噬菌体蛋白质外壳并未进入细菌体内

结论

DNA是噬菌体的遗传物质

注入宿主细胞内的T2噬菌体的DNA，消耗宿主细胞内的脱氧核苷酸和氨基酸，指导宿主细胞合成T2噬菌体的DNA和蛋白质。

35S和32P不能同时标记在一个噬菌体上，因为在放射性检测时，只能检测到放射性的存在部位和放射性强弱，而不能检测到是何种元素的放射性。

★噬菌体侵染细菌的电镜照片

【知识锁链】

用35S和32P作为标记元素的原因：

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。

S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素，分别用35S和32P作为标记元素，可单独分析两者是否具有遗传效应。

DNA作为遗传物质应具备的特点包括：

结构较为稳定；

能够精确地复制自身，保持一定的连续性；

可以储存大量的遗传信息，保证遗传信息的完整性和相对独立性；

能够指导作为性状表现者的蛋白质的合成。

烟草花叶病毒的侵染实验

1.烟草花叶病毒侵染烟草的实验

（1）实验材料

烟草花叶病毒是一种RNA病毒，只含有RNA和蛋白质，不含有DNA，能感染烟草，使其出现相应的病斑。

（2）实验过程

（3）实验结论　烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。

2.完成下表

生物类型

细胞生物

非细胞生物

真核生物

原核生物

DNA病毒

RNA病毒

实例

真菌、原生生物、所有动植物

细菌、蓝细菌、放线菌等

噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等

HIV、SARS病毒、烟草花叶病毒等

核酸种类

DNA和RNA

DNA

RNA

遗传物质

归纳：

绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数病毒的遗传物质是RNA。

DNA是主要的遗传物质。

横向比较得出的结论，并不是针对一种生物而言

[典例3]（2019·

青岛高一检测）下列关于遗传物质的说法，错误的是（　　）

①真核生物的遗传物质是DNA　②原核生物的遗传物质是RNA　③细胞核中的遗传物质是DNA　④细胞质中的遗传物质是RNA　⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA

A.①②③B.②③④

C.②④⑤D.③④⑤

解析　细胞生物无论是真核生物还是原核生物，遗传物质都是DNA；

凡是有细胞结构的生物，无论是细胞核中还是细胞质中，遗传物质都是DNA；

甲型H1N1流感病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA。

[对点练3]（2019·

齐齐哈尔八中期末）（多选）下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（　　）

A.大肠杆菌的遗传物质是DNA而非RNA

B.酵母菌的遗传物质分布在染色体、叶绿体和线粒体中

C.烟草花叶病毒的遗传物质含有硫元素

D.HIV的遗传物质初步水解产生4种核糖核苷酸

解析　大肠杆菌为原核生物，其遗传物质是DNA，A正确；

酵母菌是真核生物，具有真正的细胞核，含有线粒体，但是没有叶绿体，B错误；

烟草花叶病毒的遗传物质为RNA，不含有硫元素，C错误；

HIV的遗传物质为RNA，初步水解产生4种核糖核苷酸，D正确。

答案　AD

对于整个生物界来说，由于绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以DNA是主要的遗传物质；

对于某一种具体的生物来说，其遗传物质要么是DNA，要么是RNA，不能说某种生物的遗传物质主要是DNA。

课堂小结

随堂检测

1.艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中没有光滑菌落产生的是（　　）

A.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋RNA酶

B.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋蛋白酶

C.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋酯酶

D.有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物＋DNA酶

解析　D项中S型细菌的DNA已被DNA酶水解，不能使R型活菌转化形成S型活菌。

2.若用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，则对于子代噬菌体的叙述，正确的是（　　）

A.外壳可能含有3H

B.DNA可能含有3H

C.外壳和DNA都可能含有3H

D.外壳和DNA都不可能含有3H

解析　用3H标记噬菌体标记的是噬菌体的DNA和蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，DNA注入细菌，而外壳留在外面；

然后利用细菌的脱氧核苷酸合成自身的DNA，利用细菌的氨基酸合成自身的蛋白质，所以子代噬菌体外壳一定不含有3H，DNA可能含有3H。

答案　B

3.（2019·

攀枝花期末）DNA是主要的遗传物质，因为（　　）

A.绝大多数生物由DNA携带遗传信息

B.细胞生物都含有DNA

C.只有DNA能够自我复制

D.DNA是唯一能指导蛋白质合成的物质

解析　具有细胞结构的生物和绝大多数的病毒均是由DNA携带遗传信息，A正确；

细胞生物都含有DNA和RNA，故无法说明DNA是主要的遗传物质，B错误；

RNA也能够自我复制，C错误；

RNA也能指导蛋白质合成，D错误。

答案　A

4.真核生物的DNA主要分布在（　　）

A.拟核中B.细胞核中

C.线粒体中D.叶绿体中

5.下表为艾弗里的肺炎链球菌转化实验过程，请据图回答：

组别

第一组

第二组

第三组

第四组

第五组

步骤一

不加酶

蛋白酶

RNA酶

酯酶

DNA酶

步骤二

有R型细菌的培养基＋S型细菌的细胞提取物，混合培养

（1）表中第二组，向含有R型细菌的培养基和S型细菌的细胞提取物的混合物中，加入蛋白酶，进行混合培养，后代中的细菌类型为________型。

（2）表中第五组，向含有R型细菌的培养基和S型细菌的细胞提取物的混合物中，加入DNA酶，进行混合培养，后代中的细菌类型为________型。

（3）表中能发生转化的是第____________组。

（4）该实验说明：

_________________________________________________

________________________________________________________________。

答案　

（1）R和S　

（2）R　（3）一、二、三、四

（4）DNA是该生物的遗传物质，蛋白质等其他物质不是该生物的遗传物质

课时作业

（时间：

30分钟）

强化点1　肺炎链球菌的转化实验

1.用R型和S型肺炎链球菌进行实验，其过程和结果如图所示。

据图分析可知（　　）

A.RNA是转化因子B.荚膜多糖具有生物活性

C.DNA是转化因子D.DNA是主要的遗传物质

解析　本实验属于肺炎链球菌转化实验的体外转化实验，图中只有加入DNA的一组才发生转化，与其他组形成对照，说明DNA是转化因子。

2.（2019·

天水一中期中）1928年，英国微生物学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验。

关于此实验的分析正确的是（　　）

第1组

第2组

第3组

第4组

实验处理

注射活的R型菌

注射活的S型菌

注射加热杀死的S型菌

注射活的R型菌与加热杀死的S型菌

小鼠不死亡

小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌

A.此实验说明“DNA才是使R型菌转化为S型菌的转化因子”

B.此实验说明“RNA才是使R型菌转化为S型菌的转化因子”

C.该实验的设计遵循了对照原则和单一变量原则

D.第4组实验中只能分离出S型细菌，不能分离出R型细菌

解析　此实验说明S型菌中存在某种转化因子，这种转化因子能将R型菌转化为S型菌，而不能证明转化因子到底是什么，A、B错误；

该实验的设计遵循了对照原则和单一变量原则，C正确；

第4组实验中可分离出R型和S型菌，D错误。

天水一中期中）下列关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验的叙述，错误的是（　　）

A.本实验中不加酶的一组是对照组

B.本实验中加入不同酶的组别之间相互对照

C.只有不加酶的一组和加入DNA酶的一组能够发生转化

D.加入不同酶的目的是利用减法原理来控制自变量

解析　只有加入DNA酶的一组不会发生转化，其余几个组都能发生转化。

强化点2　噬菌体侵染细菌的实验

4.（2019·

福建师大二附中期中）下列对噬菌体侵染细菌实验的分析，错误的是（　　）

A.32P标记的实验组可确定DNA和蛋白质是否进入了细菌

B.实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间

C.本实验分别研究了DNA和蛋白质在噬菌体增殖中的作用

D.细菌裂解后，32P标记组的部分噬菌体有放射性

解析　32P标记的是噬菌体的DNA，因此以32P标记的一组实验只能确定DNA是否进入了细菌，A错误；

实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间，从而确定培养的时间，防止子代噬菌体释放出来，B正确；

本实验分别用35S标记蛋白质和32P标记DNA，研究了DNA和蛋白质在噬菌体增殖中的作用，C正确；

32P标记的是DNA，能够进入细菌，所以细菌裂解后，32P标记组的部分子代噬菌体有放射性，D正确。

5.（2019·

温州十校联合体期末）在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验，其中一组实验如下图所示（用32P标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌培养物），下列有关叙述中正确的是（　　）

A.该组实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

B.将普通噬菌体放在含32P的培养液中即可得到32P标记的噬菌体

C.上清液检测到放射性的原因可能是步骤①的时间过长或过短

D.该实验中运用了放射性同位素标记技术和差速离心技术

解析　该组处理缺少对比实验，不能得出结论，A错误；

噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，必须寄生于细菌细胞中，因此不能用含32P的培养液培养，B错误；

该实验中，步骤①培养的时间过长或过短都会导致上清液放射性增加，C正确；

该实验中运用了放射性同位素标记技术和离心技术，但是没有使用差速离心技术，D错误。

6.（2019·

本溪一中期末）如果用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合正确的是（　　）

A.①②B.①③

C.①④D.②④

解析　从图中可以判断出：

①是氨基酸的R基，R基上可含有S元素，如半胱氨酸；

②是磷酸基团，是DNA中含有P的部位，③是脱氧核糖，④是含氮碱基。

噬菌体侵染细菌的实验中，应该用35S标记T2噬菌体的蛋白质中氨基酸的R基，即①，用32P标记T2噬菌体的DNA中脱氧核苷酸的磷酸基团，即②。

强化点3　DNA是主要的遗传物质

7.（2019·

宁夏一中期末）下列关于遗传物质的说法正确的是（　　）

A.T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质

B.真核生物细胞中的遗传物质都是DNA，病毒中的遗传物质都是RNA

C.染色体和DNA都是生物的遗传物质

D.虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但他们最关键的实验设计思路都是用微生物为实验材料

解析　T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，A正确；

真核生物细胞中的遗传物质都是DNA，病毒中的遗传物质是RNA或者DNA，B错误；

DNA是生物的遗传物质，染色体是DNA的载体，C错误；

虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但他们最关键的实验设计思路都是将DNA和蛋白质分开单独研究他们各自的功能，D错误。

8.（2019·

长安一中期末）科学家从烟草花叶病毒（TMV）中分离出a型、b型两个不同品系，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（　　）

编号

病斑类型

病斑中分离出的病毒类型

①

a型TMV感染植物

a型

②

b型TMV感染植物

b型

③

a型TMV的蛋白质和b型TMV的RNA组合病毒感染植物

④

b型TMV的蛋白质和a型TMV的RNA组合病毒感染植物

A.实验①B.实验②

C.实验③D.实验④

解析　a型TMV→感染植物，病斑类型是a型，病斑中分离出的病毒类型是a型，①正确；

b型TMV→感染植物，病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型是b型，②正确；

由于该RNA病毒中RNA是遗传物质，因此a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA→感染植物，病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型是b型，③正确；

由于该RNA病毒中RNA是遗传物质，因此b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA→感染植物，病斑类型是a型，病斑中分离出的病毒类型是a型，④错误。

9.（2019·

南昌二中月考）下列四种病毒中，遗传信息储存在DNA分子中的是（　　）

A.引发禽流感的病原体B.烟草花叶病毒

C.引起乙肝的病原体D.引起AIDS的病原体

解析　流感病毒、烟草花叶病毒和HIV都是RNA病毒，乙肝病毒是DNA病毒，遗传信息就储存在DNA中。

10.（2019·

北师大附中期末）病毒的遗传物质是（　　）

A.都为DNAB.都为RNA

C.蛋白质D.DNA或RNA

11.鱼体内的遗传物质水解后，对水解产物的判断错误的是（　　）

A.1种五碳糖B.4种脱氧核苷酸

C.4种含氮碱基D.8种核苷酸

解析　鱼体内同时含有DNA和RNA，但其遗传物质是DNA。

DNA初步水解产物为4种脱氧核苷酸，DNA彻底水解产物为磷酸、脱氧核糖和含氮碱基四种（A、T、C、G）。

12.（2019·

扬州中学月考）（多选）肺炎链球菌的体外转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验是人类探索遗传物质史中的经典实验，这两个实验涉及到（　　）

A.同位素示踪技术B.微生物培养技术

C.DNA分离提纯技术D.差速离心分离技术

解析　肺炎链球菌的体外转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验都涉及微生物培养技术，此外，前者还涉及DNA分离提纯技术，后者还涉及同位素示踪技术。

答案　ABC

13.（2019·

重庆一中月考）（多选）下列能说明核酸是遗传物质的是（　　）

A.烟草花叶病毒的RNA与霍氏车前病毒的蛋白质重建而成的新病毒，能感染烟草并增殖出完整的烟草花叶病毒

B.将加热杀死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内，最终能分离出活的S型菌

C.T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞后能指导合成T2噬菌体的蛋白质外壳

D.将S型菌的DNA与R型菌混合培养，培养基中长出的菌落有R型和S型两种

解析　烟草花叶病毒的RNA与霍氏车前病毒的蛋白质重建而成的新病毒，能感染烟草并增殖出完整的烟草花叶病毒，说明RNA是遗传物质，A正确；

将加热杀死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内，最终分离出活的S型菌，只能