版高考生物大一轮复习第六单元遗传的物质基础第22讲DNA是主要的遗传物质学案Word下载.docx

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C．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子

D．①～④说明DNA是主要的遗传物质

答案：

C

2．（深入追问）

（1）加热杀死的S型细菌中的蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性？

提示：

不是。

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。

（2）肺炎双球菌体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？

起对照作用。

用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，结果不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化，DNA才是使R型细菌转化的物质。

1．R型细菌和S型细菌的辨别

（1）制作装片，显微镜观察是否有荚膜结构。

（2）培养形成菌落，根据培养基中两种细菌不断增殖形成菌落的形态可以区分，肉眼即可辨别。

2．体内转化和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

培养场所

在小鼠体内

培养基

实验对照

R型细菌与S型细菌的毒性对照

S型细菌各组成成分的作用进行对照

巧妙构思

将加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化

将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用

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

联系

（1）所用材料相同；

（2）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伸；

（3）两实验都遵循对照原则、单一变量原则

【感知考题】

下列关于肺炎双球菌的转化实验，正确的是（　　）

A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果（2016·

江苏，1A）

B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质（2016·

江苏，1B）

C．肺炎双球菌体外转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用（2017·

济南质检）

D．肺炎双球菌的转化实验采用了同位素标记法（2017·

泰安模拟）

[答案]　C

高分点拨——类题通法

“四点”辨明细菌体内转化问题

（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）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。

（3）加热杀死的S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内。

结果在S型细菌DNA的控制下，R型细菌体内合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌。

（4）并非所有的R型细菌都转化为S型细菌，事实上转化的效率很低，并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响，因此只有少部分R型细菌被转化为S型细菌。

【跟进题组】

命题1　肺炎双球菌的体内转化实验

1．（2017·

黑龙江大庆一模）1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：

第一组

第二组

第三组

第四组

处理

注射活的

R型菌

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

结果

小鼠不死亡

小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌

小鼠

不死亡

小鼠死亡，

从小鼠体

内分离出

S型活细菌

下列关于此实验的分析，不正确的是（　　）

A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌

B．对第4组实验的分析必须以1～3组的实验为参照

C．本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化

D．本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”

解析：

选D。

本实验只能得出存在转化因子，但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出，D错误。

2．（2017·

上饶模拟）如图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程，S型菌有荚膜且具有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，R型菌无荚膜也无毒性。

下列说法错误的是（　　）

A．与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却

B．无毒的R型菌转化为有毒的S型菌属于基因重组

C．该转化实验不能证明DNA是遗传物质

D．S型菌的DNA能抵抗机体的免疫系统，从而引发疾病

与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却，以防止高温杀死R型菌，A正确；

S型菌的DNA进入R型菌，使R型菌有毒性，实际上就是外源基因进入受体整合到受体DNA上并得以表达，属于基因重组，B正确；

该转化实验不能证明DNA是遗传物质，C正确；

由于S型菌有荚膜（荚膜属于多糖，不是DNA），进入吞噬细胞后，受荚膜的保护，能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化，从而迅速增殖、扩散，引起机体发生疾病，D错误。

命题2　肺炎双球菌的体外转化实验

3．（2017·

江苏南京、盐城二模）艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”，进行了肺炎双球菌体外转化实验。

下列有关叙述错误的是（　　）

A．添加S型细菌DNA的培养基中只长S型菌落

B．实验过程中应使用固体培养基培养R型细菌

C．实验结论是S型细菌的DNA使R型细菌发生了转化

D．实验设计思路是单独观察S型细菌各种组分的作用

选A。

肺炎双球菌体外转化实验中，添加S型细菌DNA的培养基中的菌落有S型和R型两种，A错误。

　噬菌体侵染细菌的实验

1．实验材料：

噬菌体和大肠杆菌等。

（1）噬菌体的结构

（2）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

的原料

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。

3．实验过程

（1）标记噬菌体

①35S标记噬菌体主要为蛋白质外壳。

②32P标记噬菌体的DNA。

（2）噬菌体侵染细菌过程

4．实验结果分析

（1）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。

（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。

5．结论：

DNA是遗传物质。

1．（必修2P46拓展题T1改编）在经典实验噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程中，进行搅拌、离心，得到的上清液中主要含有（　　）

A．蛋白质外壳　　　　B．较轻的大肠杆菌

C．尚未侵入的噬菌体D．噬菌体和细菌的混合物

A

2．（深入追问）

（1）噬菌体的变异类型有哪些？

只有基因突变。

（2）能否用35S和32P标记同一噬菌体？

35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。

突破1　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

突破2　肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较

项目

肺炎双球菌体外转化实验

噬菌体侵染细菌实验

设计思路

设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自的作用

处理方法

直接分离：

分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养

同位素标记法：

分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA

结论

（1）证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质；

（2）说明了遗传物质可发生可遗传的变异

（1）证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质；

（2）说明DNA能控制蛋白质的合成；

（3）说明DNA能自我复制

（1）培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒必须寄生在活细胞内，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

（2）DNA和蛋白质都含有H和C，用这两种元素标记，结果是噬菌体的蛋白质外壳和DNA都被标记，导致进行噬菌体侵染细菌实验时，不能确定哪一种物质进入细菌，从而不能确定哪一种物质是遗传物质。

（3）关注噬菌体侵染细菌实验操作的2个关键环节

①侵染时间要合适，若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。

原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。

②搅拌要充分，如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。

（4）两个实验均证明了DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质。

下列叙述错误的是（　　）

A．用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质（2016·

全国丙，2）

B．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的（2016·

江苏，1C）

C．赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质（2015·

江苏，4C）

D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖（高考海南卷）

[答案]　B

（1）题干中涉及的生物物质组成上的共同点是均含有DNA和蛋白质。

（2）列举至少三项D项中的“寄主体内的物质”：

脱氧核苷酸、氨基酸、酶、ATP、核糖体等。

“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题

命题1　噬菌体侵染细菌实验分析

江西鹰潭一中高三月考）噬菌体侵染细菌的实验进一步证实了DNA是遗传物质。

该实验更具说服力的主要原因是噬菌体（　　）

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

C．DNA可用放射性同位素32P标记

D．蛋白质可用放射性同位素35S标记

选B。

噬菌体侵染细菌的过程中DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌，只将其DNA注入大肠杆菌细胞中，从而实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独的研究二者的功能，进一步证实了DNA是遗传物质，故B项正确，A、C、D项错误。

湖北重点中学联考）下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验的有关叙述，正确的是（　　）

A．本实验所使用的被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的

B．选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA

C．采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性

D．实际操作中只能在上清液中检测到放射性，下层沉淀物中不可能检测到

噬菌体是病毒，无细胞结构，不能在培养基上单独生存，应该先用含有35S的培养基培养细菌，再用被35S标记的细菌去培养噬菌体；

选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA，便于分离；

实验中采用搅拌和离心等手段是为了把蛋白质外壳和细菌分开，再分别检测其放射性；

本实验实际操作的结果是放射性主要集中在上清液中，沉淀物中有少量放射性。

命题2　两个经典实验的比较

湖北黄冈市统考）下列有关肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同点的叙述，正确的是（　　）

A．实验材料都是原核生物

B．只有肺炎双球菌的实验利用了对照实验

C．都能证明DNA是遗传物质

D．实验处理都采用了直接分离法

选C。

噬菌体为病毒，不是原核生物；

两个实验都设计了对照实验；

两个实验都证明了DNA是遗传物质；

肺炎双球菌体外转化实验采用了直接分离法，噬菌体侵染细菌实验采用了同位素标记法。

4．（2017·

江苏启东中学月考）艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：

①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；

②放射性同位素标记法。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．两者都运用了①和②

B．前者运用了①，后者运用了②

C．前者只运用了②，后者运用了①和②

D．前者只运用了①，后者运用了①和②

艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。

而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；

运用了放射性同位素标记法。

　生物学实验中的科学技术

5．“工欲善其事，必先利其器”。

科学技术对生物学的研究和发展起着至关重要的作用。

下列有关叙述中不正确的是（　　）

A．物质分离、提纯方法使肺炎双球菌各成分分离成为可能

B．细菌培养是肺炎双球菌体外转化实验的技术基础

C．科学家利用同位素标记法研究T2噬菌体的遗传物质

D．科学家利用荧光标记的方法发现细胞膜为磷脂双分子层结构

D

　生物体内遗传物质的分析

1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验

（1）实验1

（2）实验2

（3）结论

RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。

2．生物的遗传物质[连一连]

探索遗传物质的经典实验总结

命题1　病毒感染及重组实验

1．如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒（TMV）遗传物质”的实验过程，由此可以判断下列说法正确的是（　　）

A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA

B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中

C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程

D．RNA是TMV的主要遗传物质

从图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A正确；

通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；

此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；

此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，同种生物的遗传物质没有主次之分，D错误。

2．某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，如表所示。

其中预测，正确的是（　　）

“杂合”噬菌体

的组成

实验预期结果

预期结果序号

子代表现型

甲种DNA＋

乙种蛋白质

1

与甲种一致

2

与乙种一致

乙种DNA＋

甲种蛋白质

3

4

A．1、3　　　　　　　B．1、4

C．2、3D．2、4

以DNA为遗传物质的噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳留在体外，DNA注入大肠杆菌中，指导合成相应噬菌体的蛋白质。

因此当甲种DNA＋乙种蛋白质的重组噬菌体侵染大肠杆菌时，其子代应表现为甲种噬菌体的性状；

当乙种DNA＋甲种蛋白质的重组噬菌体侵染大肠杆菌时，其子代应表现为乙种噬菌体的性状。

命题2　生物体内遗传物质的判断

3．狂犬病毒、大肠杆菌、酵母菌和人体内的遗传物质分别是（　　）

A．RNA　　DNA　　DNA　　DNA

B．RNA　　RNA　　DNA　　DNA

C．RNA　　RNA　　RNA　　DNA

D．DNA　　DNA　　DNA　　DNA

4．下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是（　　）

A．DNA是绝大多数生物的遗传物质

B．有的生物的遗传物质是RNA

C．在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质

D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质

生物的遗传物质是核酸，有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但只有DNA是遗传物质。

没有细胞结构的病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。

总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。

常见的错误说法：

“×

×

（具体的某种生物名称）的遗传物质主要是DNA”“×

（具体的某种生物名称）的主要遗传物质是DNA”等。

对于具体的生物而言，其遗传物质是确定的，要么是DNA，要么是RNA，只能是其中的一种，因此对于具体的某种生物而言，“DNA”“RNA”或“遗传物质”的前面不能加“主要”两个字。

[核心体系构建]

[填空]　①肺炎双球菌转化　②噬菌体侵染细菌　③烟草花叶病毒侵染烟草　④DNA　⑤RNA

[规范答题必备]

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、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。

课时作业

浙江嘉兴二模）下列有关肺炎双球菌的叙述，正确的是（　　）

A．具有核糖体，其形成与核仁有关

B．遗传物质是RNA，只位于拟核区

C．能产生可遗传变异，其来源只有基因突变

D．与R型菌相比，S型菌不易受宿主正常防护机制的破坏

肺炎双球菌是原核生物，细胞中有核糖体，但没有核仁，A错误；

肺炎双球菌的遗传物质是DNA，B错误；

将加热杀死的S型菌与R型菌混合培养获得S型菌的原理是基因重组，C错误；

与R型菌相比，S型菌有荚膜，有毒，不易受宿主正常防护机制的破坏，所以S型菌容易导致机体患病，D正确。

邯郸模拟）格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验证实了（　　）

①DNA是遗传物质　②RNA是遗传物质　③DNA是主要的遗传物质　④蛋白质和多糖不是遗传物质　⑤S型细菌的性状是由DNA决定的　⑥在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的体内

A．①④⑤⑥　　　　　B．②④⑤⑥

C．②③⑤⑥D．③④⑤⑥

3．某同学重复噬菌体侵染细菌的实验，由于对其中一组噬菌体进行同位素标记时有误（其他操作正确），导致两组实验结果如表：

组别

同位素分布情况

一

沉淀物中放射性很高，上清液中放射性很低

二

沉淀物和上清液中放射性均较高

以上两组实验对噬菌体进行标记的元素分别是（　　）

A．32P、35SB．35S、32P

C．32P、14CD．32P、32P

解答本题首先要清楚教材相关实验中两组实验的结果：

用32P标记的一组放射性主要出现在沉淀物中，用35S标记的一组放射性主要出现在上清液中。

然后对比表格中的实验结果可知，第一组是正常的，该组是用32P标记的一组。

另一组应为35S标记的一组，但因在同位素标记时有误而出现了异常。

将第二组正常的实验结果与异常的实验结果进行对比并分析可知：

沉淀物和上清液中均有较高的放射性，其原因一定是用蛋白质和DNA共有的元素对噬菌体进行了标记，如14C或18O或3H或15N。

4．如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列说法中正确的是（　　）

A．该实验的设计遵循了对照原则和单一变量原则

B．a、d组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果

C．从d组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而成的

D．从变异的角度看，细菌的转化属于基因突变

对照原则和单一变量原则是生物实验设计的基本原则，图中的实验是肺炎双球菌的体内转化实验，四组实验的处理方法不同并相互对照，A正确。

a、d两组小鼠是由于感染了S型活细菌后患败血症死亡的，B错误。

d组小鼠体内出现的S型活细菌是由R型活细菌转化而来的，C错误。

从变异的角度看，细菌的转化属于基因重组，D错误。

5．（2017·

北京海淀模拟）下列对噬菌体侵染细菌实验的分析，不正确的是（　　）

A．实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间

B．本实验分别研究了DNA和蛋白质在噬菌体增殖中的作用

C．以32P标记的一组实验可确定DNA与蛋白质是否进入了细菌

D．细菌裂解后，32P标记组的子代噬菌体有放射性

实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间，离心应在细胞裂解前完成，A正确；

本实验用32P和35S分别标记DNA和蛋白质，从而分别研究了DNA和蛋白质在噬菌体增殖中的作用，B正确；

以32P标记的一组实验只能确定DNA是否进入了细菌，C错误；

子代噬菌体的DNA是以32P标记的DNA为模板合成的，故子代噬菌体有放射性，D正确。

6．（2017·

济宁模拟）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．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌

B．通过E、F对照的结果，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质

C．F组产生的S型肺炎双球菌能将此性状传递给后代

D．S型和R型两种肺炎双球菌的产生是细胞分化的结果

7．如图为噬菌体侵染细菌的实验中搅拌时间与放射性强弱关系的曲线图，实验过程中被感染的细菌基本没有发生裂解。

下列相关叙述正确的是（　　）

A．实验中用35S、32P分别标记的是噬菌体的DNA、蛋白质

B．实验过程中充分搅拌能使所有的噬菌体与细菌脱离

C．实验结果说明适宜的搅拌时间为2min左右

D．此实验能证明噬菌体的遗传物质主要是DNA

据图分析，该实验中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，用32P标记DNA，因为仅蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中，A错误。

据图可知，搅拌6min之后，上清液中35S为80%，说明还有20%吸附在细菌表面，所以实验过程中充分搅拌不能使所有的噬菌体与细菌脱离，B错误。

由图示可知，搅拌2min之后，随着搅拌时间增加，上清液中32P和35S的放射性不变，说明适宜的搅拌时间为2min左右，C正确。

噬菌体侵染细菌实验只能证明噬菌体的遗传物质是DNA，不能证明噬菌体的遗传物质主要是DNA，D错误。

8．（2017·

南昌模拟）某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，下列有关分析错误的是（　　）

A．仅通过图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质

B．沉淀物b放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关

C．离心前混合时间过长会导致上清液放射性升高

D．①过程中与35S标记的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌

仅通过图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质；

沉淀物b放射性的高低，与②过程中搅拌是否充