人类对遗传物质的探索过程的专题

1、人类对遗传物质的探索过程的专题考纲要求考情分析1.人类对遗传物质的探索过程2DNA分子的结构的主要特点3DNA分子的复制4遗传信息的转录和翻译5基因对性状的控制1.理解肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验，理解探究遗传物质的实验思路2掌握DNA分子的结构特点和复制过程，理解基因的概念3掌握遗传信息转录和翻译的过程、特点、场所及相关计算4总结遗传信息的流动方向(中心法则)，理解基因控制性状的两种方式(对应学生用书P108)知识梳理一、肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌S型细菌R型细菌菌落表面光滑表面粗糙有无荚膜有无有无毒性有无(2)结论加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的转

2、化因子。3体外转化实验(1)方法：将S型细菌的DNA和蛋白质、多糖等物质分开，分别加入到培养R型细菌的培养基中。(2)结果：只有加入S型细菌的DNA，R型细菌才能转化为S型细菌。(3)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。问题探究1：艾弗里实验中设置DNADNA酶这一组实验的目的是什么？提示：一是对照说明只加DNA组的结论，二是说明DNA的水解产物不能实现转化。科目三考试 科目3实际道路考试技巧、视频教程科目四考试 科目四模拟考试题 C1科目四仿真考试2实验过程(1)标记噬菌体：用分别含35S和32P的培养基培养细菌，再用相应细菌分别培养T2噬菌体得到分别含35S蛋白质和32P D

3、NA的噬菌体。(2)侵染细菌含35S的噬菌体细菌混合培养搅拌、离心3结论：DNA是遗传物质。问题探究2：为什么用35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA?提示：原因是S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P则主要存在于DNA中。三、证明RNA是遗传物质的实验1烟草花叶病毒组成：RNA和蛋白质。2实验过程3结论：RNA是遗传物质。四、DNA是主要的遗传物质因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数生物的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。自主检测一、判断题1加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌。()【答案】2格里菲斯认为加热杀死的S型

4、细菌的DNA是转化因子。()【答案】3DNA和RNA都可作为遗传物质。()【答案】4肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质。()【答案】5细胞中含有DNA和RNA，其中DNA在遗传过程中，起主导作用。因此，DNA是主要的遗传物质。()【解析】因为绝大多数生物的遗传物质为DNA，个别生物(RNA病毒)的遗传物质为RNA，所以DNA是主要的遗传物质。【答案】6作为遗传物质必须能够复制。()【答案】二、选择题7(2011南通模拟)在肺炎双球菌感染老鼠的实验中，下列实验结果不正确的是()A注射R型菌后，老鼠不死亡B注射S型菌后，老鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型菌C注射R型

5、菌及热处理的S型菌后，老鼠死亡，从小鼠体内只能分离出活的S型菌D注射S型菌及热处理的R型菌后，老鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型菌【解析】注射R型菌及热处理的S型菌后；S型菌的DNA使部分无毒的R型菌转化为有毒的S型菌，使小鼠死亡，但并未将R型细菌全部转化，故小鼠体内既能分离出S型菌，又能分离出R型菌。【答案】C8(2011海淀检测)赫尔希与蔡斯用32P标记T2噬菌体与无标记的细菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。与此有关的叙述不正确的是()A32P主要集中在沉淀物中，上清液中也不排除有少量放射性B如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低C本实验的目的是单独研

6、究DNA在遗传中的作用D本实验说明了DNA在亲子代之间传递具有连续性【解析】32P标记的噬菌体DNA正常情况下要进入细菌体内到子代噬菌体中。在培养过程中噬菌体在细菌体内会大量繁殖，离心是为了把重的大肠杆菌沉淀，结果放射性主要在底部大肠杆菌体内的噬菌体，如果离心前混合时间过长，会导致有部分的子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，从而使上清液中放射性升高。本实验是把DNA和蛋白质分开单独地直接观察各自的作用。【答案】B9(2011江阴模拟)下列关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述中错误的是()A需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定B培养基的成分应适合噬菌体生长和繁殖C转化的有效性与提取的DNA纯度

7、密切相关D实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是【解析】细菌转化与噬菌体培养无关；细菌的培养基与噬菌体(细菌病毒)的培养基不同；噬菌体培养需要活菌。【答案】B10(2011长春模拟)下列关于“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，正确的是()A所有生物的遗传物质都是DNAB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RNAC动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNAD真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是RNA【答案】B三、非选择题11(2011晋中模拟)科学家艾弗里用肺炎双球菌来探究遗传物质的问题。实验的材料：S型细菌

8、、R型细菌、DNA水解酶、培养基、培养皿等。艾弗里等人先做了以下三组实验：S型细菌的蛋白质R型活细菌R型菌落S型细菌荚膜中的多糖R型活细菌R型菌落S型细菌的DNAR型活细菌R型菌落S型菌落艾弗里等人发现实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照中的表达形式，写出第四组实验方法和结果：_。(1)上述实验可以得出的结论是_。(2)该实验最关键的设计思路是_。(3)肺炎双球菌具有的细胞器是_；控制其性状的物质是_。【答案】S型细菌的DNADNA酶R型活细菌R型菌落(1)DNA是遗传物质(2)把DNA和蛋白质、多糖分开，单独地、直接地观察DNA的作用(3)核糖体DNA12(2011郑州模拟)回答下

9、列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：(1)1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记技术完成了著名的噬菌体侵染细菌实验，如图是实验的部分步骤：写出上述实验的部分操作过程：第一步，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。如何实现对噬菌体蛋白质外壳的标记？请简要说明步骤：_。第二步：用35S标记的噬菌体与没有标记过的细菌混合。第三步：一定时间后，搅拌，离心。(2)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌，在理论上上清液不含有放射性，而实验最终结果显示，在离心液的上层，也有一定的放射性，而下层的放射性比理论值低。在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的方法是_。从理论上讲，上清液的放射

10、性应该为0，由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，因此对实验过程进行误差分析：a在实验过程中，从噬菌体与细菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性增高，其原因是_。b在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到细菌中去，将会产生误差，理由是_。(3)噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要()A细菌的DNA及其氨基酸B噬菌体的DNA及其氨基酸C噬菌体的DNA和细菌的氨基酸D细菌的DNA及噬菌体的氨基酸(4)上述实验中，不能用15N来标记噬菌体DNA，理由是_。 【答案】(1)先将细菌置于含35S标记的细菌培养基中进行培养，再用噬菌体侵染已标记的细菌(2)放射性同位

11、素标记法a.噬菌体增殖后从细菌中释放出来b未侵染的噬菌体存在于细菌外，离心后位于上清液(3)C(4)DNA和蛋白质中均有N元素(对应学生用书P109)考点1肺炎双球菌的转化实验体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及同事培养细菌小鼠(体内)培养基(体外)实验结果加热后杀死的S型细菌能使R型细菌S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌S型细菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型和S型) 体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA两个转化实验都遵循对照原则和单一变量原则典例1 (20

12、11广东)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()实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)R型A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质【解析】本题考查了肺炎双球菌转化实验的相关知识。艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质(转化因子)，但不能证明DNA是主要的遗传物质，也能证明蛋白质、多糖等物质不是转化因子(遗传物质)。【答案】C 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

13、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4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里DNAR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，也就是说转化率较低。3DNADNA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，但不是该实验的实验目的。4转化作用的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA之间实现了重组，因此，从变异类型看，该过程属于基因重组。举一反三1(2011广州检测)1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，从S型活细菌中提取了DNA、

14、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入DNA的培养基中，R型细菌转化成了S型细菌，而加入蛋白质和多糖的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。这一现象说明了()S型细菌的性状是由DNA决定的在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中DNA是遗传物质S型细菌的DNA是遗传物质，R型细菌的DNA不是遗传物质蛋白质和多糖不是遗传物质蛋白质和多糖在该转化实验中，起对照作用ABC D【解析】题干描述了艾弗里实验过程，这一实验通过对照证明S型细菌的DNA是遗传物质，控制其性状，而蛋白质和多糖等不是S型细菌的遗传物质，但其起到对照作用，本实验并未证明R型细菌的遗传物

15、质不是DNA。【答案】C2(2011长春调研)肺炎双球菌转化实验证明了()A基因位于染色体上B染色体是遗传物质的主要载体CDNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D在不含DNA的生物体内，RNA就是该生物的遗传物质【解析】肺炎双球菌转化实验即包括体外转化也包括体内转化。肺炎双球菌转化实验中，格里菲思实验的结论是已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的活性物质(转化因子)。艾弗里的实验进一步证明了DNA是遗传物质，多糖、脂质、蛋白质、DNA水解产物等不是遗传物质。【答案】C3(2011徐州模拟)“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一

16、结论的关键是()A用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照B用杀死的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的含量C从死亡小鼠体内分离获得了S型菌D将S型菌的各种因子分离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】当把S型菌的各种因子分离并分别与R型菌混合培养后，发现只有加入DNA的培养基中R型菌发生转化，出现S型菌，而加入其他因子的培养基中R型菌(如加入蛋白质)不发生转化，即不出现S型菌。由此对比得出结论。【答案】D考点2噬菌体侵染细菌实验1.噬菌体的复制式增殖(1)模板：噬菌体DNA。(2)合成DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷

17、酸。2实验步骤及结果与结论3上清液和沉淀物放射性分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：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。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子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。典例2 (2011江苏)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

18、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D32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质【解析】用35S标记的是噬菌体的外壳蛋白质，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌内，蛋白质外壳留在外面，常附着在细菌的细胞壁上，所以在侵染实验中，如果不充分搅拌，沉淀物中也有蛋白外壳，具有少量放射性。该实验只说明了DNA是遗传物质，未说明蛋白质是或不是遗传物质。【答案】C 1.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

19、又标记32P，否则无法判断检测到的放射性是DNA的还是蛋白质的。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该实验不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质外壳留在外面，其作用不能证明。4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。 5两个经典实验的实验设计思路和设计原则对照原则是相同的，但所用技术手段(物质提纯与分离技术和同位素标记技术)、实验材料、实验结论(能否证明蛋白质不是遗传物质方面)都是不相同的。 举一反三1(2011北京西城抽测)下面是噬菌体侵染细菌实验的部

20、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接种在含有35S的培养基中获得的B本实验选用噬菌体做实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNAC实验中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在新形成的噬菌体中没有检测到35S说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质【解析】本题中等难度，考查学生对实验的理解和分析能力。所需知识点包括噬菌体侵染细菌实验过程中的有关知识。被标记的噬菌体是先在含有35S的培养基上培养大肠杆菌，再用大肠杆菌培养噬菌体而获得的，故A项错；实验中采用搅拌和离心的目的是将蛋白质外壳和大肠杆菌分开；在新形成的噬菌体

21、中没有检测到35S，说明蛋白质外壳未进入新形成的噬菌体，对其作用无法判断。【答案】B2(2011临川模拟)噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代菌体中35S和32P的分布规律是()A外壳内有35S和32S，核心内只含有32PB外壳内只有32S，核心内只含有32PC外壳内有35S和32S，核心内含有32P和31PD外壳内只有32S，核心内都含有31P【解析】噬菌体是一类以细菌为寄主的病毒，由含S的蛋白质构成的外壳和由DNA构成的核心组成。在噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌细胞外面，只有DNA分子

22、进入细菌细胞内，以噬菌体的DNA分子为模板复制出新的DNA分子和控制形成新的蛋白质外壳。在复制的子代DNA分子中，由于原料由细菌提供，因此子代DNA中只有2个DNA分子中含有噬菌体DNA分子提供的32P和细菌提供的31P，其余只含31P，故全部子代噬菌体都含31P；而合成蛋白质外壳所用的原料均由细菌提供，因此不会含有35S。【答案】D3(2011莆田质检)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。下列关于这两个实验的叙述正确的是()A二者都应用同位素示踪技术B二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应C艾弗里的实验设置了对照，赫尔

23、希与蔡斯的实验没有对照D二者都诱发了DNA突变【解析】肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路都是设法把DNA和蛋白质分开，研究各自的效应，都遵循对照原则。二者都没有诱发DNA突变，其中只有噬菌体侵染细菌实验应用了同位素示踪技术。【答案】B考点3DNA是主要的遗传物质1.RNA也可作为遗传物质烟草花叶病毒实验2.DNA是主要的遗传物质典例3 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()A.实验B实验C实验D实验【解析】烟草花叶病毒是RNA病毒，遗传特性是由RNA决定的，实验组合病毒的遗传物质是

24、b型TMV的RNA，所以分离出的病毒类型应该是b型。【答案】C 1.一切生物的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。2凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。3大多数病毒的遗传物质是DNA称为DNA病毒(如噬菌体)；只有极少数病毒的遗传物质是RNA，称为RNA病毒。4只要有DNA，DNA就为遗传物质；没有DNA，只有RNA，RNA才为遗传物质。5遗传物质的探究方法(1)分离提纯：肺炎双球菌的转化实验。缺点：物质纯度不能保证是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

25、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。6作为遗传物质必须具备的4个条件(1)在生长和繁殖的过程中，能够精确地复制自己，在前后代具有一定的连续性。(2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。(4)结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。举一反三1(2010芜湖一检)甲、乙为两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂种病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的

26、新一代病毒可表示为()【解析】在病毒中遗传物质应为核酸，重组病毒产生的后代应与提供核酸的病毒相同。【答案】D2自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒(简称禽流感病毒)，我国就参与了抗击禽流感的国际性合作，并已经研制出预防禽流感的疫苗。根据所学知识回答下列问题：(1)实验室中要获得大量禽流感病毒，不是将病毒直接接种到无细胞的培养基上，而是以活鸡胚为培养基，其原因是_。(2)利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学组分，原理是：RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色；_；_。(3)实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和RNA，不含DNA，则证明禽流感病毒的遗传物质的最关键的实验设计思路是_。(4)请你预测用禽流感病毒的蛋白质和RNA分别感染活鸡胚存在的几种可能性：蛋白质与RNA都有遗传效应，说明：蛋白质和RNA都是遗传物质；_，说明：_；_，说明：_；_，说明：_。【解析】本题是教材经典实验的延伸。着重考查化学成分的鉴定原理、证明遗传物质的关键设计思路以及探究性实验的结果预测和结论分析。(1)病毒营寄生生活，只有在活细胞内才能生存。(2)DNA可用二苯胺试剂鉴定，蛋白质可