版高考生物复习第六单元第19讲DNA是主要的遗传物质讲义.docx

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版高考生物复习第六单元第19讲DNA是主要的遗传物质讲义

第19讲　DNA是主要的遗传物质

[考纲明细]　人类对遗传物质的探索过程

课前自主检测

判断正误并找到课本原话

1．S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症，具有毒性。

（P43—正文）（√）

2．格里菲思证明了将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型细菌的物质是DNA。

（P43—正文）（×）

3．艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行提纯和鉴定，将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别与R型菌混合培养。

（P43—正文）（√）

4．艾弗里证明了DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

（P44—正文）（√）

5．T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。

（P44—正文）（√）

6．T2噬菌体的化学组成中60%是蛋白质，40%是DNA，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。

（P45—相关信息）（√）

7．赫尔希和蔡斯在分别含有放射性同位素35S和32P的培养基中直接培养T2噬菌体。

（P45—正文）（×）

8．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒。

（P45—正文）（√）

（2016·江苏高考）下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，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

B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质

C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的

D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质

答案　D

解析　格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的，该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误，D正确。

知识自主梳理

一、肺炎双球菌转化实验

1．体内转化实验——格里菲思

（1）实验材料：

S型和R型肺炎双球菌、小鼠。

[特别提醒]

1．格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是遗传物质。

最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里。

2．格里菲思实验第四组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里DNA＋R型活菌培养基上生存的细菌都是R型和S型都有，但是R型多。

[特别提醒]

1．DNA＋DNA水解酶＋R型活菌培育只有R型细菌，该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质，而不是为了证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质，尽管此实验可以证明该问题，但这不是该实验的实验目的。

2．转化过程中只是少部分R型细菌转化为S型细菌，且转化实质为基因重组。

[深入思考]（P46—思考与讨论）

以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点？

提示　①细菌是单细胞生物，个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。

病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳且在侵染过程中，核酸和蛋白质会分开。

②繁殖快。

细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。

（2）实验过程及结果

（3）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

（1）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。

（2）方法：

直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，将它们分别与R型活细菌混合培养，研究它们各自的遗传功能。

（3）实验过程及结果

（4）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。

二、噬菌体侵染细菌实验

1．实验方法

同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。

2．实验材料：

T2噬菌体和大肠杆菌

（1）噬菌体的结构

（2）噬菌体的生活方式：

活细胞寄生。

（3）噬菌体的复制式增殖

[特别提醒]

1．噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体的DNA做模板起指导作用外，其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。

2．该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素。

3．必须分两组分别标记进行实验，不能同时对噬菌体既标记35S，又标记32P。

[特别提醒]肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较

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、直接研究它们各自不同的功能

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能控制蛋白质合成

③说明DNA能自我复制

3.实验思路

设法将DNA和蛋白质分开，单独研究它们各自的功能。

4．实验过程及结果

（1）标记大肠杆菌

（2）噬菌体侵染细菌

①搅拌的目的：

使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。

②离心的目的：

让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

③上清液和沉淀物中放射性结果分析

（3）细菌裂解，释放出子代噬菌体，并检测子代噬菌体放射性，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。

5．结论

（1）噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌细胞，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——DNA才是真正的遗传物质。

三、RNA是遗传物质的实验

1．过程及结果

（1）烟草花叶病毒烟草叶出现病斑

（2）

2．结论：

RNA是遗传物质。

[易错判断]

1．有细胞结构的生物遗传物质都是DNA。

（√）

2．无细胞结构的生物遗传物质都是RNA。

（×）

3．人体内核酸彻底水解得到8种核苷酸。

（×）

4．一切生物的遗传物质是核酸。

（√）四、DNA是主要的遗传物质

总结：

DNA为主要的遗传物质。

考点题型突破

考点　　肺炎双球菌转化实验

题型　肺炎双球菌转化实验

1．1928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。

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组小鼠死亡并分离出S型活细菌

B．分析第4组实验时必须是以第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”

答案　D

解析　实验中没有从S型菌体内提取DNA，单独直接地观察DNA的作用，故不能证明DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子。

2．（广东高考）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．①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子

B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性

C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子

D．①～④说明DNA是主要的遗传物质

答案　C

解析　①中R型菌中加入S型菌的蛋白质，没有S型菌生长，能证明蛋白质不是转化因子，A错误；②中加入S型菌的荚膜多糖，没有S型菌生长，证明荚膜多糖不是转化因子，不能说明S型菌的荚膜多糖有酶活性，B错误；③中加入S型菌的DNA，培养皿中长出了S型菌，④中加入经DNA酶处理的DNA，DNA酶分解DNA，培养皿中无S型菌，因此，③④证明DNA是转化因子，C正确；①～④说明DNA是遗传物质，不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误。

易错警示

关于“转化”的两点提醒

考点　　噬菌体侵染细菌的实验

题型一噬菌体侵染细菌的实验分析

1．（2018·山东实验中学第一次诊断）赫尔希和蔡斯所做实验的正确步骤是（　　）

①检测上清液和沉淀物中的放射性物质　②用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌　③搅拌、离心　④用未标记的噬菌体侵染标记的大肠杆菌　⑤短时间保温

A．④②⑤③①B．②⑤④③①

C．②④⑤③①D．④⑤②③①

答案　A

解析　噬菌体侵染细菌实验中，应用未标记的噬菌体侵染标记的大肠杆菌，使噬菌体被标记，然后用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，短时间保温后搅拌离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质，A正确。

2．关于“噬菌体侵染细菌”的实验的叙述，正确的是（　　）

A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体

B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养

C．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

D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是主要的遗传物质

答案　C

解析　病毒只能寄生在活细胞中，培养基不能培养噬菌体，A错误；该实验分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行保温培养，但时间不能过长，也不能过短，B错误；用35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，而噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳并没有进入细菌内，离心后分布在上清液中，若沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分，少数蛋白质外壳未与细菌分离所致，C正确；噬菌体侵染实验说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误。

知识拓展

噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析

（1）32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌

（2）35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌

题型二同位素示踪法及标记问题

3．某研究性学习小组做了两组实验：

甲组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌；乙组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌。

下列有关分析正确的是（　　）

A．短时间保温、搅拌、离心后，甲组上清液放射性很强而沉淀物几乎无放射性

B．短时间保温、搅拌、离心后，乙组上清液与沉淀物放射性都很强

C．甲组子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、35S

D．乙组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H

答案　D

解析　甲组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌时，由于T2噬菌体的蛋白质含3H、35S，其DNA含3H、不含35S，短时间保温、搅拌、离心后，上清液因含有T2噬菌体的蛋白质外壳（含3H、35S）而放射性强，而沉淀物因含有T2噬菌体的DNA（含3H）也具有较强放射性，A错误；乙组用无放射性的T2噬菌体去侵染3H、35S标记的大肠杆菌，短时间保温、搅拌、离心后，由于T2噬菌体的蛋白质外壳（不含3H和35S）没有放射性，离心后的上清液应几乎没有放射性，但沉淀物因含3H、35S标记的大肠杆菌放射性很强，B错误；甲组子代T2噬菌体的DNA分子是以亲代T2噬菌体的DNA分子为模板进行复制得到的，故可以检测到3H，但不能检测到35S（因亲代噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌），C错误；乙组子代T2噬菌体利用来自用3H、35S标记的大肠杆菌的氨基酸（可能含有3H、35S）、脱氧核苷酸（可能含有3H）分别合成子代噬菌体的蛋白质、DNA分子，前者可检测到3H、35S，后者可检测到3H，D正确。

4．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，其中有1个含有32P

B．一定有35S，其中有2个含有32P

C．一定有32P，其中有1个含有35S

D．一定有32P，其中有2个含有35S

答案　B

解析　噬菌体侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内部的是（1个32P标记）DNA，蛋白质外壳留在大肠杆菌