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1、第 3 章 基因的本质,考纲导读,思维网络,第 1 节 DNA 是主要的遗传物质,考点一,探索遗传物质的相关实验, 考点梳理 1.肺炎双球菌的类型 (1)R 型细菌：菌落_，_荚膜，_毒性。 (2)S 型细菌：菌落_，_荚膜，_毒性。,粗糙,无,无,光滑,有,有,2.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 (1)实验过程及结果,R 型活细菌 S 型活细菌,小鼠不死。 小鼠死亡，分离出 S 型活菌。,加热杀死的 S 型活细菌,小鼠不死。,加热杀死的 S 型活细菌R 型细菌,小鼠死亡，,分离出 S 型活菌。,转化因子,(2)实验结论：加热杀死的 S 型细菌中，含有某种促成无毒 性的 R 型细菌转化为有毒
2、性的 S 型细菌的_。,3.艾弗里及其同事的肺炎双球菌体外转化实验 (1)设计思路：设法将_分开，单独研究它,们各自的功能。,DNA 和其他物质,R型和S型,R型,(2)实验目的：探究 S 型细菌中的“转化因子”是 DNA 还 是蛋白质或多糖？ (3)实验过程及结果 (4) 实验结论：使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质是 _，而不是蛋白质等其他物质。,DNA,4.噬菌体侵染大肠杆菌的实验,(1)噬菌体的结构,DNA,P,蛋白质,S,(2)噬菌体的增殖,大肠杆菌,大肠杆菌的氨基酸,噬菌体,(3)实验原理：一般来说，蛋白质含_不含_，而 DNA 含_不含_。因而可将噬菌体内的 DNA 和蛋白质分
3、别用 不同的同位素标记，来分析 DNA 和蛋白质在噬菌体生命活动,过程中所起的作用。,S,P,P,S,(4)实验过程,(5)噬菌体亲子代个体与细菌之间同位素的标记关系,(6)上清液和沉淀物放射性分析,用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液含放射性的,原因：,a.保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌 细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。 b.保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代， 经离心后分布于上清液中，也会使上清液出现放射性。 用 35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性， 是由于搅拌不充分，有少量含 35S 的噬菌体吸附在细菌表面， 随细
4、菌离心到沉淀物中。,(1)因放射性检测时只能检测到部位，不能确定是何种元素 的放射性，故 35S(标记蛋白质)和 32P(标记 DNA)不能同时标记在 同一噬菌体上，应将二者分别标记，即把实验分成两组。 (2)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病 毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。 (3)噬菌体侵染细菌的实验证明了 DNA 是遗传物质，但是 没有证明蛋白质不是遗传物质。该实验可同时证明：DNA 分 子具有相对稳定性；DNA 能自我复制，使前后代保持一定的 连续性；DNA 能控制蛋白质的生物合成，但不能证明 DNA 分子产生可遗传的变异。,(4)噬菌体侵染细菌实验
5、中 32P 和 35S 的存在部位。,(5)肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的 基本思路是设法把 DNA 和蛋白质分开单独观察它们的作用。, 基础测评 ,),1.下列关于 T2 噬菌体的叙述，正确的是( A.T2 噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 B.T2 噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 C.RNA 和 DNA 都是 T2 噬菌体的遗传物质 D.T2 噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖 答案：D,2.在人类对生物遗传的探究历程中，众多学者通过实验逐,步揭示了生物性状遗传的本质。下列相关叙述，错误的是(,),A.肺炎双球菌的体外转化实验表明 DNA 是细菌内的“转 化因子” B.T2
6、噬菌体侵染细菌的实验表明 DNA 是生物主要的遗传 物质 C.伞藻的嫁接与核移植实验表明细胞核控制着生物体性状 的遗传 D.转入荧光蛋白基因的小鼠出现荧光现象，表明基因具有 遗传效应 答案：B,3.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.蛋白质比 DNA 具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以储存大量遗传信息 D.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 答案：A,考点二,DNA 是主要的遗传物质, 考点梳理 1.不同生物遗传物质,(1)生物的遗传物
7、质是 DNA 或 RNA，即生物的遗传物质是,核酸。,(2)既含有 DNA 又含有 RNA 的生物和只含有 DNA 的生物，,其遗传物质是 DNA。,(3)只含 RNA 的病毒中，RNA 才作为遗传物质。,(4)由于绝大多数生物的遗传物质是 DNA，所以说 DNA 是,主要的遗传物质。,2.RNA 也可作为遗传物质烟草花叶病毒实验 (1)实验材料：烟草花叶病毒、烟草。,(2)实验过程,(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是_。,正常,RNA,RNA,3.探索遗传物质的经典实验,DNA,RNA,DNA, 基础测评 ,1.下列哪项事实能说明 DNA 是主要的遗传物质(,),A.人们确认绝大多数生物的
8、遗传物质是 DNA 之后，发现某 些病毒的遗传物质是 RNA B.T2 噬菌体侵染细菌的实验表明 DNA 在亲子代噬菌体之 间起桥梁作用 C.艾弗里的体外转化实验表明，只有加入 S 型菌的 DNA 才 能使 R 型菌转化为 S 型菌 D.人们得出染色体与生物的遗传有关之后，发现染色体的 主要成分是 DNA 和蛋白质 答案：A,2. 下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，由此可判断(,),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 答案
9、：A,考向 1 肺炎双球菌转化实验 典例 1下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述，错误的是,(,),A.格里菲思的实验证明加热杀死的 S 型菌存在某种促进细 菌转化的因子 B.艾弗里的实验证明促成 R 型细菌向 S 型细菌转化的物质 是 DNA C.艾弗里用化学方法将 S 型细菌的各种成分分离，分别研 究其作用 D.将 S 型细菌的 DNA 与 R 型细菌混合后可将 R 型细菌全 部转化为 S 型细菌,解析格里菲思根据肺炎双球菌在小鼠体内的转化实验， 提出 S 型细菌中存在某种转化因子的假说。艾弗里用化学方法 将 S 型细菌的各种成分分开，分别进行实验，证明了起转化作 用的物质是 S 型细菌的 D
10、NA。只有少数 R 型细菌转化为 S 型 细菌。,答案D,有关“转化”的三个易误点,(1)转化的实质是基因重组而非基因突变。,肺炎双球菌转化实验是指 S 型细菌的 DNA 片段整合到 R 型细菌的 DNA 中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生 了基因重组。,(2)并非所有的 R 型细菌都被转化。,转化受到 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，因此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。,(3)加热并没有使 DNA 完全失去活性。,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 DN
11、A 在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。,考向预测 1.(2018 年浙江金华十校联考)下列关于“核酸是遗传物质,证据”相关实验的叙述，正确的是(,),A.R 型菌转化为 S 型菌属于基因突变 B.活体细菌转化实验证明了 DNA 是“转化因子” C.将 S 型菌的 DNA 注射到小鼠体内导致小鼠死亡 D.噬菌体侵染细菌实验中搅拌可使细菌外的噬菌体与细菌 分离,解析：R 型菌转化为 S 型菌属于基因重组，A 错误；活体 细菌转化实验证明了“转化因子”的存在，但是不能说明转化 因子是 DNA，B 错误；将 S 型菌的 DNA 注射到小鼠体内，不 会导致小鼠死亡，将活的 S 菌(或 S 型菌的
12、DNAR 菌)注射到 小鼠体内会导致小鼠死亡，C 错误；噬菌体侵染细菌实验中， 搅拌的目的是使细菌外的噬菌体与细菌分离，D 正确。,答案：D,2.下图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，有关说法正,确的是(,),A.都要加热处理 B.要将所有提取物与 R 型菌共同培养 C.的结果是只有 S 型或 R 型一种菌落 D.的结果可能是有 S 型、R 型两种菌落,解析：过程是将加热杀死的 S 型菌和 R 型菌混合培养， 接种到固体培养基上，经过程后，可以培养出 S 型、R 型两 种菌落，过程是分离出 S 型菌的 DNA 和蛋白质等大分子物 质，不需加热，经过程分别和 R 型菌混合培养，接种到固体 培养基
13、上，经过程后，可以培养出 S 型、R 型两种菌落或 R 型一种菌落。,答案：D,考向 2,噬菌体浸染细菌的实验,典例 2在证明 DNA 是遗传物质的过程中，T2 噬菌体侵染 大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，,正确的是(,),A.T2 噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖 B.T2 噬菌体病毒颗粒内可以合成 mRNA 和蛋白质 C.培养基中的 32P 经宿主摄取后可出现在 T2 噬菌体的核酸 中 D.人体免疫缺陷病毒与 T2 噬菌体的核酸类型和增殖过程相 同,解析T2 噬菌体只能侵染大肠杆菌，A 错误；T2 噬菌体病 毒要借助宿主细胞合成 mRNA 和蛋白质，B 错误；用
14、含有 32P 培养基培养大肠杆菌，再用含 32P 标记的大肠杆菌培养 T2 噬菌 体，能将 T2 噬菌体的 DNA 标记上 32P，即培养基中的 32P 经宿 主摄取后可出现在 T2 噬菌体的核酸中，C 正确；人体免疫缺陷 病毒为 HIV，它的遗传物质是 RNA，T2 噬菌体的遗传物质是 DNA，D 错误。,答案C,肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的,比较,(续表),考向预测 3.(2018 年北京海淀模拟)下列关于遗传物质探索历程的叙,述，正确的是(,),A.T2 噬菌体可以在肺炎双球菌中复制和增殖 B.噬菌体侵染细菌并经保温、搅拌与离心后，含 35S 的放射 性同位素主要分布在沉淀物
15、中 C.用 32P 标记的 T2 噬菌体与未标记的大肠杆菌混合培养， 一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物，如果离心前 混合时间过长，会导致上清液中放射性降低 D.“噬菌体侵染大肠杆菌实验”证明了 DNA 可以自我复 制和控制生物性状,解析：噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌， 所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖，A 错误；35S 标记的是 噬菌体的蛋白质，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌， 留在外面，经过搅拌、离心后，35S 主要存在于上清液中，B 错 误；如果离心前混合时间过长，细菌裂解，子代噬菌体释放， 会导致上清液中放射性升高，C 错误；由于注入噬菌体的 DNA 后
16、，经过 DNA 复制及合成蛋白质外壳，最终产生了大量的新 噬菌体，所以本实验结果说明 DNA 在亲子代之间的传递具有 连续性，DNA 可以自我复制和控制生物性状，D 正确。,答案：D,4.1952 年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的 蛋白质和 DNA 在侵染细菌过程中的功能，请回答下列有关问 题：,(1)实验材料对实验成功具有重要的作用，选择 T2 噬菌体作 为理想的实验材料，是因为它的结构简单，只含有蛋白质和 DNA，且_。,(2)获得分别被 32P、35S 标记的噬菌体的具体方法是_,_。 (3)侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液 和沉淀物，检测上清液中的放射性，得
17、到如上图所示的实验结 果。实验结果表明当搅拌时间在 25 min 时，上清液中的 35S、 32P 分别占初始标记噬菌体放射性的 90%和 20%，由此可以推断 出_。 图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在 100%，本组 数据的意义是作为对照组，以证明_ _。,(4)通过噬菌体侵染细菌实验发现，细菌裂解后释放出来的 噬菌体大小、形状等都与原来噬菌体一致，实验证明_ _。,答案：(1)侵染细菌过程中蛋白质与 DNA(核酸)会自然分离 (2)分别用含 32P 和 35S 的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体 分别侵染被 32P 和 35S 标记的大肠杆菌,细菌没有裂解，,(3)DNA 进入细菌，
18、蛋白质没有进入细菌 子代噬菌体没有被释放出来 (4)DNA 是噬菌体的遗传物质,考向 3,证明 DNA 是遗传物质,典例 3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,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 型细菌中存在一 种转化因子，使 R 型细
19、菌转化为 S 型细菌，B 错误；T2 噬菌体 营寄生生活，需先标记细菌，再用已标记的细菌培养噬菌体， C 错误；赫尔希和蔡斯的 T2 噬菌体侵染细菌实验证明了 DNA 是 T2 噬菌体的遗传物质，D 正确。,答案D,考向预测 5.(2018 年湖南怀化期中)关于探索 DNA 是遗传物质的实,验，下列叙述正确的是(,),A.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中 B.艾弗里实验证明从 S 型肺炎双球菌中提取的 DNA 可以使 小鼠死亡 C.格里菲思实验证明 DNA 可以改变生物体的遗传性状 D. 赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有,32P 标记,解析：赫尔希和蔡斯实验中离心后细
20、菌主要存在于沉淀中， A 正确；艾弗里进行的是体外转化实验，不涉及小鼠的存亡问 题，B 错误；格里菲思实验只证明死亡的 S 型菌含有转化因子， 没有深入到分子水平，C 错误；根据 DNA 的半保留复制，赫尔,32P,希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体中只有部分带有 标记，D 错误。 答案：A,6.下列有关实验及实验结论的叙述，错误的是(,),(续表),解析：DNA 水解酶能够水解 DNA 分子，从而使其失去遗 传效应，A 正确；用含有 35S 标记蛋白质的噬菌体去感染普通 的大肠杆菌，短时间保温，离心获得的上清液中的放射性很高， 无法说明 DNA 是否是遗传物质，B 错误；因为用从烟草花叶病
21、 毒分离出的 RNA 侵染烟草，所以烟草感染出现病斑，能说明烟 草花叶病毒的 RNA 可能是遗传物质，C 正确；将已用 15N 标记 DNA 的大肠杆菌，培养在普通(14N)培养基中，经三次分裂后， 形成子代 8 个，由于半保留复制，含 15N 的 DNA 分子是 2 个， 占 DNA 总数的 1/4，D 正确。,答案：B,7.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,T2 噬 菌 体 侵 染 大 肠 杆 菌 实 验,肺炎双球菌转化实验 DNA 的 X 光衍射实验,A.,B.,C.,D.,解析：孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的
22、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位于染色 体上；DNA 的 X 光衍射实验为 DNA 双螺旋结构的发现提供了 重要依据；肺炎双球菌转化实验和 T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验 均证明了 DNA 是遗传物质。 答案：C,考向 4,RNA 是遗传物质的实验证据,典例 4下图表示科研人员验证烟草花叶病毒(TMV)遗传,物质的实验过程，由此推断正确的是(,),A.烟草细胞的遗传物质是 RNA B.烟草细胞的细胞膜上有 RNA 的载体 C.从被感染的烟草中分离出的病毒其蛋白质和 TMV 的相 同 D.接种的 RNA 在烟草细胞中进行了逆转录,解析从 TMV 中提取的 RNA 能使烟
23、草感染病毒，而提取 的蛋白质却不能使烟草感染病毒，这说明 RNA 是 TMV 的遗传 物质，可在烟草细胞内合成 TMV 的蛋白质。,答案C,考向预测 8.(2018 年贵州铜仁期末)如下图甲、乙为两种不同的病毒， 经人工重建形成“杂种病毒丙”，用丙病毒侵染植物细胞，在,植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是 A、B、C、D 中的(,),A,B,C,D,解析：分析题图可知“重组病毒丙”的组成是甲病毒的蛋 白质外壳和乙病毒的 RNA，又知 RNA 病毒的遗传物质是 RNA 而不是蛋白质外壳，因此重组病毒丙的遗传物质是乙病毒的 RNA，丙病毒的子代的蛋白质外壳是由乙病毒的 RNA 控制合 成的，应与乙病
24、毒的蛋白质外壳相同，丙病毒的子代的 RNA 由 乙病毒的 RNA 复制而来，与乙病毒的 RNA 相同。所以丙病毒 侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒与乙病毒相同。,答案：D,9.根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为 RNA 病毒和 DNA 病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害。通 常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。,假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放 射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设 计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2) 预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、 乙两个组),解析(1)DNA
25、 和 RNA 的化学组成存在差异，如 DNA 特有 的碱基是 T，而 RNA 特有的碱基是 U，因此可用放射性同位素 分别标记碱基 T 和碱基 U，通过检测子代的放射性可知该病毒 的类型。实验思路如下：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿 嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒 并检测其放射性。另一组中，将宿主细胞培养在含有放射性标 记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收 集病毒并检测其放射性。(2)若甲组收集的病毒有放射性，乙组 无，即为 RNA 病毒；反之为 DNA 病毒。,答案：(1)实验思路,甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基 中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射 性。,乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养 基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放 射性。,(2)预期实验结果及结论,若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为 RNA 病毒；反,之为 DNA 病毒。,