【生物】2018届一轮复习人教版DNA是主要的遗传物质学案-

【生物】2018届一轮复习人教版DNA是主要的遗传物质学案-

第1讲　DNA是主要的遗传物质 考纲要求 全国课标卷五年考频统计 ‎2018高考预期 人类对遗传物质的探索过程Ⅱ ‎2013课标Ⅱ，T5‎ 仍为常考点，则以选择题为主 考点1　肺炎双球菌的转化实验 ‎1．肺炎双球菌的特点 ‎(1)R型细菌：菌落________，细胞壁外无________，没有________。‎ ‎(2)S型细菌：菌落________，细菌壁外有多糖类物质组成的________，________毒性。‎ ‎2．格里菲思实验——体内转化 ‎(1)过程及结果：‎ ‎(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有________，将R型活细菌转化为________。‎ 注意：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，其内部的DNA在加热后随温度降低而又逐渐恢复活性。‎ ‎3．艾弗里实验——体外转化 ‎(1)实验过程：‎ ‎(2)实验过程分析：‎ ‎①只有加入____________，R型细菌才能转化为S型细菌。‎ ‎②S型细菌的DNA加入________后，不能使R型活细菌发生转化。‎ ‎(3)实验结论：S型细菌的________是“转化因子”，即DNA是________。‎ 注意：艾弗里实验中设置DNA＋DNA酶这一组实验的目的：①对照说明只加DNA组的结论，②说明DNA的水解产物不能实现转化。‎ 答案：1.(1)粗糙　荚膜　毒性 ‎(2)光滑　荚膜　有 ‎2．(1)不死亡　死亡　S型活细菌　不死亡　死亡　S型活细菌和R型活细菌　(2)转化因子　S型活细菌 ‎3．(1)S型　R型　R型　S型　(2)①S型细菌的DNA　②DNA酶　(3)DNA　遗传物质 判断正误]‎ ‎1．格里菲思实验证明DNA是肺炎双球菌的遗传物质。(×)‎ ‎2．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同。(×)‎ 提示：朊粒的增殖方式是改变正常蛋白质的空间构象，肺炎双球菌的增殖方式为二分裂。‎ ‎3．在生命科学发展过程中，肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质。(√)‎ ‎4．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡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设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。(√)‎ ‎5．高温处理过的S型菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应。(×)‎ 提示：高温变性后的蛋白质只是空间结构发生改变，而肽链中的肽健还存在，因此仍能与双缩脲试剂发生紫色反应。‎ 热图思考]‎ 据甲、乙两转化过程图思考并填充。‎ 甲 乙 ‎(1)利用表格比较两个转化实验的区别 体内转化实验 体外转化实验 培养细菌 在小鼠体内 体外培养基 实验对照 巧妙构思 用加热杀死的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 实验结论 加热杀死的S型细菌体内有“转化因子”‎ ‎(2)说出两个转化实验的相同点和联系。‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎________________‎ 答案：(1)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　将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用　S型细菌的DNA是遗传物质 ‎(2)提示　①相同点：所用材料相同；两实验都遵循对照原则、单一变量原则。‎ ‎②联系：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。‎ 题型一　格里菲思实验分析 ‎1．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：‎ ‎①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠 ‎②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠 ‎③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠 ‎④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠 以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(　　)‎ A．存活、存活、存活、死亡 B．存活、死亡、存活、存活 C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、死亡 解析：选B。①中DNA酶水解S型菌的DNA，所以R型菌不能转化成S型菌，所以小鼠存活；②中加入S型菌，所以小鼠死亡；③中高温加热杀死R型菌，无活菌存在，所以小鼠存活；④中S型菌被高温加热杀死，无活菌存在，所以小鼠存活。‎ ‎2．1928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 实验结果 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”‎ 解析：选D。肺炎双球菌转化实验的关键实验是向小鼠注射活的R型菌与加热杀死的S型菌，小鼠死亡，且从小鼠体内分离出了S型活细菌；该实验表明了R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化，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。‎ 细菌体内转化实验的2点提醒 ‎1．体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌使小鼠致死。‎ ‎2．并非所有的R型细菌都能被转化 由于转化受到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型细菌都能被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。‎ 题型二　艾弗里的实验分析 ‎1．科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。该组实验不能得到的结果或结论是(　　)‎ A．实验2只出现R型菌落 B．实验1、3均出现R型和S型菌落 C．DNA是转化因子 D．DNA纯度越高转化效率就越高 解析：选D。三组实验中，自变量是培养基加入的酶种类，实验1中加入RNA酶，由于R型菌的遗传物质是DNA，加入的是杀死的S型菌的DNA，所以RNA酶不起作用，R型菌可能发生转化，出现R型和S型菌落，同理推出实验3也出现R型和S型菌落。实验2中加入DNA酶，破坏了DNA，R型菌不发生转化，只出现R型菌落。三个实验说明DNA是转化因子。本实验不能说明DNA纯度越高转化效率就越高的结论。‎ ‎2．请分析以下实验并回答问题：‎ ‎(1)某人曾重复做了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下：‎ a．将一部分S型细菌加热杀死；‎ b．制备符合要求的培养基并均匀分为若干组，将相应菌种分别接种到各组培养基上(如图中文字说明部分)；‎ c．将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况，实验结果如图所示。‎ 本实验可得出的结论是________________。‎ ‎(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中起作用的是DNA。请用DNA酶作试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。‎ ‎①实验方案如下：‎ 第一步：从S型细菌中提取出其DNA。同时，制备符合要求的培养基，并将盛有等量培养基的培养装置分别标号A、B、C；‎ 第二步：________________；‎ 第三步：________________；‎ 第四步：________________。‎ ‎②请预测实验结果并得出合理结论：________________‎ ‎________________。‎ ‎③通过本实验，还能得出的新结论：________________‎ ‎________________。‎ 解析：第(2)题是验证实验。欲证明促进R型细菌转化的物质是DNA，可用DNA酶将S型细菌的DNA破坏，看其是否还能使R型细菌转化为S型细菌。解答时可考虑以下几个方面：①设置对照实验，在实验组中加入提取的S型细菌的DNA；在对照组中，一组中不加任何提取物，另一组中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶。②单一变量的控制，即只有培养细菌的培养基中是否加入S型细菌的DNA这一个实验变量，其余的变量(如接种的细菌种类、数量以及培养条件等)应基本相同。‎ 答案：(1)S型细菌中的“某种物质”(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌，而且这种转化是可遗传的　(2)①第二步：A中不加任何提取物，B中加入提取的S型细菌的DNA，C中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶(顺序可变)　第三步：在三组培养基上分别接种等量的R型细菌　第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况　②结果预测：A中只有R型细菌菌落；B中出现R型细菌和S型细菌两种菌落；C中只有R型细菌菌落。结论：S型细菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌　③DNA只有在结构保持完整、未被破坏的前提下才具有促使R型细菌转化为S型细菌的功能 格里菲思实验与艾弗里实验三个“不同”‎ 考点2　噬菌体侵染细菌实验 ‎1．实验方法 ‎____________法，用35S、32P分别标记________________。‎ ‎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：________________。‎ ‎3．实验过程 ‎(1)标记噬菌体 ‎(2)侵染细菌 ‎4．实验结果分析 分组 结果 结果分析 对比 实验 ‎(相互 对照)‎ 含32P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噬菌体＋‎ 细菌 宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中 ‎________________________‎ ‎____________‎ ‎5.结论：________是遗传物质。‎ 答案：1.同位素标记　噬菌体的蛋白质和DNA ‎2．(1)DNA　C、H、O、N、P　蛋白质　C、H、O、N、S等　(2)活细胞寄生 ‎3．(1)大肠杆菌　大肠杆菌　噬菌体　噬菌体　(2)高　低　低　高 ‎4．32P—DNA进入了宿主细胞内　35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面 ‎5．DNA 判断正误]‎ ‎1．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质。(√)‎ ‎2．T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成。(√)‎ ‎3．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素。(×)‎ 提示：T2噬菌体的核酸中不含硫元素。‎ ‎4．赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制。(×)‎ 提示：赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质。‎ ‎5．针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，噬菌体以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。(×)‎ 提示：噬菌体是以自身的DNA为模板进行复制的。‎ ‎6．噬菌体利用细菌的酶合成自身的蛋白质。(√)‎ 热图思考]‎ ‎(1)说出子代噬菌体中蛋白质合成的原料和场所及DNA合成的模板和原料分别是什么？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实验上含有少量放射性的原因是什么？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎(3)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含有较高放射性的原因是什么？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ 答案：‎ ‎(1)提示　①蛋白质合成 ‎②DNA合成 ‎(2)提示　可能由于搅拌不充分，离心时间过短、转速过低等原因，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量的放射性。‎ ‎(3)提示　①保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。‎ ‎②从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。‎ 题型一　噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验 ‎1．研究者：1952年，赫尔希和蔡斯。‎ ‎2．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等。‎ ‎3．实验方法：同位素标记法和离心法。‎ ‎4．实验思路：将DNA和蛋白质分开，单独研究各自的功能。‎ ‎5．实验过程及结论 ‎(1)标记细菌 ‎(2)标记噬菌体 ‎(5)结果分析：噬菌体侵染细菌过程中，其DNA进入细菌，而蛋白质外壳仍留在外面，因此，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。‎ ‎(6)实验结论：噬菌体的遗传物质是DNA。‎ ‎6．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、直接研究它们各自不同的遗传功能 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说明遗传物质可发生可遗传的变异 ‎①证明DNA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 例　下列有关噬菌体侵染细菌的实验的说法，错误的是(　　)‎ A．赫尔希和蔡斯的实验是以T2噬菌体为材料，采用了同位素标记技术 B．用含32P的培养基直接培养噬菌体，将获得DNA含有32P标记的噬菌体 C．噬菌体侵染细菌实验能将DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用 D．用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心，结果沉淀物的放射性很高 解析]　噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此不能用含32P的培养基直接培养噬菌体，B错误。‎ 答案]　B 子代噬菌体的组成物质来源分析方法 ‎1．从蛋白质外壳方面分析：由寄主细胞提供原料氨基酸，在寄主细胞的核糖体上合成，与亲代噬菌体无关。‎ ‎2．从DNA方面分析：由亲代噬菌体提供模板，利用寄主细胞提供的脱氧核苷酸，通过半保留复制的方式，合成子代噬菌体的DNA。‎ ‎3．从子代噬菌体方面分析，释放的众多子代噬菌体中，只有少数(两个)含有亲代噬菌体DNA的单链，其余子代噬菌体的DNA均由寄主细胞提供原料合成，与亲代噬菌体无关。‎ 题组精练]‎ ‎1．如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为(　　)‎ A．可在外壳中找到15N和35S B．可在DNA中找到15N和32P C．可在外壳中找到15N D．可在DNA中找到15N、32P和35S 解析：选B。根据噬菌体的组成，其蛋白质含S而极少含P，其DNA含P而不含S，两者均含N；但噬菌体在侵染时其蛋白质留在细菌外面不起作用，而DNA进入细菌体内进行复制，复制时是利用细菌细胞中的物质为原料进行的，故在子代噬菌体的DNA中会找到15N、32P。‎ ‎2．赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无32P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。下列叙述不正确的是(　　)‎ A．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离 B．32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性 C．如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低 D．本实验结果说明DNA在亲子代之间的传递具有连续性 解析：选C。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离，32P用来标记噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时DNA注入大肠杆菌内，所以32P主要集中在沉淀物中，若混合时间较长，噬菌体被释放，则上清液中也能检测到少量放射性；本实验结果可说明DNA在亲代和子代之间具有连续性。‎ 题型二　经典实验曲线分析 ‎1．肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型活细菌和R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关格里菲思肺炎双球菌转化实验的叙述中，不正确的是(　　)‎ A．若将活的R型细菌单独注入到小鼠体内，菌体将不能存活 B．加热杀死的S型细菌在R型活细菌的转化下被激活并在小鼠体内繁殖 C．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 D．加热杀死的R型细菌不能使S型细菌转化为R型细菌 解析：选B。在小鼠正常免疫系统的作用下，活的R型细菌不能存活，A正确；加热杀死的S型细菌将部分R型细菌转化为S型细菌，而不是被激活，B错误；由于S型细菌摧毁了小鼠的免疫系统，导致bc段上升，C正确；加热杀死的R型细菌不能转化S型细菌，D正确。‎ ‎2．1952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，搅拌离心后的实验数据如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．图中被侵染细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌未裂解 B．通过用含有放射性同位素35S和32P的培养基分别培养噬菌体，再用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的变化 C．细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌，或者是侵染时间过长部分子代噬菌体从细菌中释放出来 D．本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA起着重要作用 解析：选B。噬菌体为病毒，是不能直接用培养基培养的。需用活的细菌来培养的。‎ 标记噬菌体的三大误区 误区一：用含35S和32P的培养基培养噬菌体。‎ 错因：没有明确噬菌体的生活方式。噬菌体是病毒，只能寄生在活细胞内，不能利用培养基直接培养。‎ 误区二：用3H、‎14C标记细菌，再用被标记的细菌来培养噬菌体。‎ 错因：没有明确DNA和蛋白质的组成元素。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。‎ 误区三：用35S和32P标记同一噬菌体。‎ 错因：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。‎ 考点3　生物遗传物质的判断 ‎1．烟草花叶病毒侵染烟草的实验 ‎(1)实验者：1957年，格勒和施拉姆。‎ ‎(2)实验步骤 烟草花叶病毒的基本成分是________和________，用石炭酸处理烟草花叶病毒，去掉________，只留下________，再将________接种到正常烟草上，结果发生花叶病；用蛋白质部分去侵染正常烟草，______________。‎ ‎2．车前草病毒与烟草花叶病毒的转化 用车前草病毒(HRV)与烟草花叶病毒(TMV)分别感染烟叶，出现两种不同病斑(如图a、b所示)；将________的RNA与________的蛋白质结合在一起，形成一个类似“杂种”的新品种，用它进行侵染实验，结果发生的病症以及繁殖的病毒类型如下图所示。由此证实________在遗传上的作用。‎ 答案：1.(2)蛋白质　RNA　蛋白质　RNA　RNA　不发生花叶病 ‎2．HRV　TMV　RNA 判断正误]‎ ‎1．原核细胞中既有DNA，也有RNA。(√)‎ ‎2．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质。(×)‎ 提示：T2噬菌体的遗传物质是DNA。‎ ‎3．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA。(×)‎ 提示：烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。‎ ‎4．DNA是主要的遗传物质。(√)‎ ‎5．豌豆的遗传物质主要是DNA。(×)‎ 提示　豌豆为细胞生物，其遗传物质为DNA。‎ 热图思考]‎ ‎1．如何理解DNA是主要的遗传物质？‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎________________‎ ‎2．不同生物遗传物质的比较 生物类型 病毒 原核生物 真核生物 体内核酸种类 ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ 体内碱基种类 ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ 体内核苷酸种类 ‎________‎ ‎________‎ ‎8种 遗传物质 ‎________‎ ‎________‎ ‎________‎ 实例 噬菌体、烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、人 答案：1.提示　有细胞结构生物的遗传物质是DNA，无细胞结构的生物(即病毒)的遗传物质是DNA或RNA。生物界绝大多数的生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。‎ ‎2．DNA或RNA　DNA和RNA　DNA和RNA　4种　5种　5种　4种　8种　DNA或RNA　DNA　DNA 题型　遗传物质的实验分析与探究 例　下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。‎ ‎(1)实验目的：略。‎ ‎(2)材料用具：显微注射器，该流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。‎ ‎(3)实验步骤：‎ 第一步：把该流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，________________‎ ‎________________。‎ 第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。‎ 第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有该流感病毒产生。‎ ‎(4)请预测结果及结论：‎ ‎①________________‎ ‎________________；‎ ‎②________________‎ ‎________________。‎ ‎③若A、B、C三组均出现该流感病毒，则该流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。‎ 解析]　病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的，核酸是遗传物质，核酸包括DNA和RNA两类，根据题目要求探究的问题及给予的材料、试剂分析可知，实验中分别利用DNA水解酶、RNA水解酶处理该病毒核酸提取液，然后再注射到猪胚胎干细胞中培养，由于酶具有专一性，可根据培养后是否检测到该流感病毒来判断其核酸类型。‎ 答案]　(3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组核酸提取液，C组不做处理 ‎(4)①若A、C两组出现该流感病毒，B组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是RNA ‎②若B、C两组出现该流感病毒，A组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是DNA 探究遗传物质的思路和方法 ‎1．探究思路 ‎(1)若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。‎ ‎(2)若探究未知病毒遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性，破坏其一，看其二。‎ ‎2．探究方法 ‎(1)分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能保证100%。‎ ‎(2)同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。‎ ‎(3)病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒。‎ ‎(4)酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”其遗传物质不是DNA，若“否”其遗传物质可能是DNA。‎ 题组精练]‎ ‎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(　　)‎ 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 解析：选A。据图示分析，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．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 ‎①‎ a型TMV→感染植物 a型 a型 ‎②‎ b型TMV→感染植物 b型 b型 ‎③‎ 组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物 b型 a型 ‎④‎ 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①　　　　　　　 B．实验②‎ C．实验③ D．实验④‎ 解析：选C。本题借助实验设计与结果分析考查生物的遗传物质，意在考查考生对生物遗传的理解。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，实验③中组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)感染植物，病斑类型为b型，病斑中分离出来的病毒类型也为b型。‎ 课堂归纳]‎ 填充：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 易错清零]‎ 易错点1　肺炎双球菌转化实验中的易错分析 提示]　(1)高温对DNA和蛋白质活性的影响 加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，这一过程不可逆；而DNA在加热过程中，氢键被打断，双螺旋解开，但缓慢冷却时又恢复活性。‎ ‎(2)体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠死亡 S型细菌与R型细菌混合培养，S型细菌的DNA进入R型细菌体内，进而在R型细菌体内控制合成了S型细菌的蛋白质，使之具有相应的毒性，因而导致小鼠死亡。‎ ‎(3)转化的实质是基因重组而非基因突变 该实验中，S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即实现了基因重组。‎ ‎(4)并非所有的R型细菌都被转化 由于转化过程受到DNA的纯度、受体菌的状态等因素的影响，并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。因此，在格里菲思实验的第四组中，可在小鼠体内同时检测到两类细菌；在艾弗里的“R型菌＋S型菌的DNA”实验组别中，可观察到培养基上出现两类细菌的菌落。‎ 易错点2　噬菌体侵染细菌实验中的易错分析 提示]　(1)噬菌体不能用培养基直接培养 病毒必须寄生在活细胞内才能生存并繁殖后代，所以标记过程中应先培养并标记细菌，再用已标记的细菌培养噬菌体。‎ ‎(2)35S和32P不能同时标记在一组噬菌体上 因实验过程中检测放射性时只能检测上清液和沉淀物两大部分，不能确定是何种元素的放射性，所以应对两组噬菌体分别进行标记。‎ ‎(3)实验只能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质 因为该实验没有如艾弗里那样独立进行DNA、蛋白质的遗传研究与分析，实验过程中，噬菌体的蛋白质没有进入菌体，因此不能证明它不是遗传物质。‎ 随堂演练]‎ ‎1．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(　　)‎ ‎①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验　③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验　⑤DNA的X光衍射实验 A．①②　　　　　　　　　 B．②③‎ C．③④ D．④⑤‎ 解析：选C。孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律。摩尔根通过果蝇杂交实验说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。‎ ‎2．(2016·高考江苏卷)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：选D。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项错误；格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验仅证明了DNA是遗传物质，B项错误；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项错误，D项正确。‎ ‎3．(2012·高考上海卷)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体(　　)‎ 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15N放射性同位素标记 D．蛋白质可用32P放射性同位素标记 解析：选B。噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N，C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P，D项错误。噬菌体侵染细菌时将DNA 注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确，故B项正确。‎ ‎4．(2012·高考江苏卷)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质 B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA 解析：选B。本题主要考查了人类对遗传物质本质的探究历程。孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律，但没有证实其化学本质，A项错误；在肺炎双球菌体外转化实验中提取的DNA的纯度没有达到100%，从单独、直接观察DNA生理效应方面分析，说服力不如噬菌体侵染细菌的实验，B项正确；沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，C项错误；烟草花叶病毒感染烟草实验只说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D项错误。‎ 课时规范训练单独成册]‎ 一、选择题 ‎1．艾弗里的实验证明了DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，得出这一结论的关键是(　　)‎ A．用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别注射到小鼠体内，并形成对照 B．用加热杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体含量 C．从死亡小鼠体内分离获得了S型菌 D．将S型菌分离提纯并分别加入各培养基中培养R型菌，观察是否发生转化 解析：选D。将DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质分开，分别观察它们在转化中的作用，可以看到DNA能使R型细菌转化，蛋白质不能使其转化，这是实验的关键所在。‎ ‎2．艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后，一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用，形成荚膜，而不是起遗传作用”。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(记为抗—S)，提取出它的DNA，将DNA与对青霉素敏感的R型菌(记为非抗—R)‎ 共同培养。结果发现，某些非抗—R型菌已被转化为抗—S型菌并能稳定遗传。下列关于哈赤基斯实验的分析，错误的是(　　)‎ A．实验证明：细菌中一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化 B．抗—S型菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因 C．实验结果表明：上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的 D．非抗—R型菌转化为抗—S型菌是基因突变的结果 解析：选D。抗—S型菌的DNA中同时具有控制荚膜形成的基因和抗青霉素的基因。非抗—R型菌转化为抗—S型菌是基因重组，并不是基因突变的结果，D错误。‎ ‎3．下列关于人类探索遗传奥秘历程的叙述，错误的是(　　)‎ A．孟德尔在研究豌豆杂交实验时，运用了假说—演绎法 B．萨顿根据基因与染色体行为存在平行关系现象类比推理提出基因在染色体上 C．格里菲思利用肺炎双球菌研究遗传物质时，运用了放射性同位素标记法 D．沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法 解析：选C。孟德尔利用假说—演绎法以豌豆为实验材料，提出基因的分离定律和自由组合定律，A正确；萨顿利用类比推理法根据基因与染色体存在平行关系得出基因在染色体上，B正确；格里菲思利用肺炎双球菌为实验材料，利用体内转化法证明转化因子的存在，C错误；沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，利用了建构物理模型的方法。‎ ‎4．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．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 B．F组可以分离出S和R两种肺炎双球菌 C．F组产生的S肺炎双球菌可能是基因重组的结果 D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组 解析：选D。从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质；F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果；A组S型菌经煮沸已死亡、D和E组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D错误。‎ ‎5．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 解析：选D。核酸中不含硫元素，A错误；T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，B错误；任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA，C错误；T2噬菌体作为病毒，只能利用寄主细胞的物质进行增殖，D正确。‎ ‎6．噬藻体是感染蓝藻的DNA病毒。用32P标记的噬藻体感染蓝藻细胞，培养一段时间，经搅拌、离心后进行放射性检测。相关叙述正确的是(　　)‎ A．32P标记的是噬藻体DNA中的胸腺嘧啶 B．搅拌的目的是使吸附在蓝藻上的噬藻体与蓝藻分离 C．离心后放射性同位素主要分布在试管的上清液中 D．此实验证明DNA是噬藻体的遗传物质 解析：选B。32P标记的是噬藻体DNA中的磷酸基团，而不是碱基；搅拌的目的是使吸附在蓝藻表面上的噬藻体与蓝藻分离，以便于后续的检测；离心后，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中；由于缺乏对照实验，故不能说明噬菌体的遗传物质是DNA。‎ ‎7．下列关于生物体内遗传物质的说法，正确的是(　　)‎ A．细菌的遗传物质主要是DNA B．病毒的遗传物质是DNA和RNA C．有细胞结构的生物的遗传物质是DNA D．细胞质中的遗传物质是DNA或RNA 解析：选C。解答本题需要理解“是主要的遗传物质”和“是遗传物质”二者的不同。绝大多数生物，包括所有有细胞结构的生物和DNA病毒，其遗传物质都是DNA；RNA病毒的遗传物质是RNA。细菌是有细胞结构的生物，因此细菌的遗传物质是DNA。‎ ‎8．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．两者都设法把蛋白质和DNA分开，单独地、直接地观察蛋白质或DNA的作用 B．两者的实验对象都是原核生物 C．两者都利用放射性同位素标记法 D．两者都能证明DNA是主要的遗传物质 解析：选A。两个实验的材料和处理方法虽然不同，但是实验思路都是一样的，即设法将蛋白质和DNA分开，单独地、直接地观察它们的作用，故选A。‎ ‎9．如图所示，甲、乙为两种不同的病毒，经人工重建形成“新型病毒丙”，用丙病毒去侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒可表示为(　　)‎ 解析：选D。重组病毒的核酸来自乙病毒，则新一代病毒的性状与乙病毒相同。‎ ‎10．下图为T2噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T2噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是(　　)‎ A．可在培养基中加入3H尿嘧啶用以标记RNA B．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物 C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T2噬菌体及大肠杆菌的转录 D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制 解析：选C。大肠杆菌可吸收培养基中所加入的3H尿嘧啶来合成RNA，进而完成RNA的标记，A正确；参与分子杂交的放射性RNA是相应生物DNA转录产生的，B正确；分析两曲线可知，随T2噬菌体感染细菌时间的延长，和T2噬菌体DNA杂交的放射性RNA持续增加，和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA不断减少，这是因为噬菌体感染细菌后，水解细菌DNA，并利用其水解产物来合成噬菌体DNA，故随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，而细菌基因的表达受到抑制，D正确；第0 min时，噬菌体尚未感染细菌，因此与DNA杂交的RNA只来自大肠杆菌的转录，C错误。‎ ‎11．下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中，正确的是(　　)‎ A．细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是RNA B．“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质 C．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA D．细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA 解析：选C。细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质也是DNA，A错误；“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是遗传物质，B错误；细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA或DNA，D错误。‎ 二、非选择题 ‎12．如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题。‎ ‎(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的________。‎ ‎(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是________________‎ ‎________________。‎ ‎(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是________________‎ ‎________________。‎ ‎(4)仅有图3的实验过程，________(填“能”或“不能”)说明DNA是遗传物质，原因是________________。‎ 解析：(1)32P标记的是①(磷酸基团)，⑤(肽键)不含S，有些R基含S，故35S标记的是R基。(2)噬菌体侵染细菌的实验设计思路是单独地观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成，这是它被选为实验材料的原因之一。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，以便观察放射性存在的部位。(4)图3实验中不能体现DNA在噬菌体繁殖中的作用，不能说明噬菌体的DNA是遗传物质。‎ 答案：(1)④　①‎ ‎(2)噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成 ‎(3)让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离 ‎(4)不能　实验不涉及DNA ‎13．研究发现少数病毒(如烟草花叶病毒，简称TMV)体内仅有蛋白质和RNA两种化学成分，这类生物性状(如TMV能感染正常的烟草叶片，使之出现相应的病斑)的遗传是受蛋白质控制还是受RNA控制？请设计实验探究TMV的遗传物质。‎ 实验原理：‎ ‎(1)利用水—苯酚溶液可以将TMV分离，获得TMV的蛋白质和RNA。‎ ‎(2)TMV能感染正常烟草使之出现相应的病斑。‎ ‎(3)遗传物质能使生物性状保持相对稳定。‎ 实验材料：烟草花叶病毒、正常生长的烟草、水—苯酚溶液、试管、玻璃棒等必需的实验仪器。‎ 主要实验步骤：‎ ‎(1)利用水—苯酚溶液分离TMV，获得纯净的TMV的蛋白质和RNA。‎ ‎(2)取正常生长的烟草植株，选取________________‎ ‎________________。‎ ‎(3)分别用完整的____________、____________、____________感染A、B、C三叶片。‎ ‎(4)正常培养烟草植株，并注意观察____________。‎ 实验结果预测及结论：‎ ‎(1)________________‎ ‎________________，‎ 说明TMV中蛋白质是遗传物质。‎ ‎(2)________________‎ ‎________________，‎ 说明TMV中RNA是遗传物质。‎ 解析：根据实验要探究的问题及实验原理，可以确定本实验设计的主要思路是首先将烟草花叶病毒进行分离，获得病毒蛋白质和RNA，再分别探究它们是否在遗传中起作用。根据题干信息“TMV能感染正常的烟草叶片，使之出现相应的病斑”‎ ‎，可以确定本实验的实验指标是能否使正常烟草感染，出现相应病斑。同时作为遗传物质，还应能使生物性状，如病毒的感染性在传种接代中保持连续和稳定。‎ 答案：主要实验步骤：‎ ‎(2)生长状态基本相同的三片叶片，编号为A、B、C ‎(3)TMV　TMV的蛋白质　TMV的RNA ‎(4)相应叶片的表现症状 实验结果预测及结论：‎ ‎(1)若A、B叶出现病斑，C叶正常，并且用B病斑组织感染正常的烟草叶片，也能出现相同病斑 ‎(2)若A、C叶片出现病斑，B叶正常，并且用C病斑组织感染正常的烟草叶片，也能出现相同病斑