2024年高考生物一轮复习专题6.1DNA是主要的遗传物质讲含解析

PAGEPAGE8专题6.1DNA是主要的遗传物质1.人类对遗传物质的探究过程(Ⅱ)2.DNA的结构与其作为遗传物质的功能相适应学问点一、肺炎双球菌转化试验1．体内转化试验——格里菲思(1)试验过程及结果：(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。2．体外转化试验——艾弗里(1)试验过程及结果：(2)结论：S型细菌的DNA是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。学问点二、噬菌体侵染细菌试验1．噬菌体结构2．试验过程及结果(1)标记噬菌体：(2)侵染细菌：学问点三、肺炎双球菌转化试验1.体内转化试验与体外转化试验的比较体内转化试验体外转化试验操作人格里菲思艾弗里及其同事细胞培育场所小鼠体内培育基(体外)奇妙构思用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培育后进行试验将物质分别提纯并各自视察它们能否将R型活菌转化试验步骤试验结论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所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎双球菌②两试验都遵循比照原则、单一变量原则③体内转化试验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化试验进一步证明“转化因子”是DNA2．试验拓展分析(1)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复原又渐渐复原活性。(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。(3)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。学问点四、噬菌体侵染细菌试验1.肺炎双球菌转化试验与噬菌体侵染细菌试验的比较肺炎双球菌体外转化试验噬菌体侵染细菌试验不同点方法不同干脆分别：分别S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等物质，分别与R型细菌混合培育间接分别：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)，侵染时自然分别结论不同证明白DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明白DNA是遗传物质，但没有干脆证明蛋白质不是遗传物质关系①试验思路相同：都是设法把DNA和蛋白质分开，单独视察它们的作用②都遵循了比照原则③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质④由于肺炎双球菌体外转化试验在物质提取时不能完全去除其他物质，因此噬菌体侵染细菌试验更具劝服力2．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缘由：①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。②噬菌体和大肠杆菌混合培育到用离心机分别，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缘由：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。考点一肺炎双球菌的转化试验【典例1】（2024浙江4月选考·20）为探讨R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化试验，其基本过程如图所示：下列叙述正确的是A．甲组培育皿中只有S型菌落，推想加热不会破坏转化物质的活性B．乙组培育皿中有R型及S型菌落，推想转化物质是蛋白质C．丙组培育皿中只有R型菌落，推想转化物质是DNAD．该试验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA【答案】C【解析】艾弗里的肺炎双球菌体外转化试验中，将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分别开，与R型菌混合培育，视察S型菌各个成分所起的作用。最终再S型菌的DNA与R型菌混合的培育基中发觉了新的S型菌，证明白DNA是遗传物质。甲组中培育一段时间后可发觉有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培育皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A选项错误；乙组培育皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经解除了蛋白质的干扰，应当推想转化物质是DNA，B选项错误；丙组培育皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推想是DNA参加了R型菌的转化，C选项正确；该试验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D选项错误。【举一反三】(2024·经典高考)肺炎双球菌转化试验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是()A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落为光滑的B.S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活C.从病死小鼠中分别得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌D.该试验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的【解析】S型肺炎双球菌的菌落为光滑的，R型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，A错误；S型菌加热后蛋白质变性，导致细菌死亡，所以注射S型菌后的小鼠仍能存活，B错误；转化的效率不是100%，所以从病死小鼠中可分别得到S型菌和R型菌，C错误；本试验是肺炎双球菌体内转化试验，试验结论是S型菌中存在某种转化因子，促使R型菌转化为S型菌，但未证明转化因子是DNA，D正确。【答案】D【变式1】（浙江学军中学2025届模拟）下列关于肺炎双球菌转化试验的说法，正确的是()A.格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质B.艾弗里试验中S型菌DNA＋R型菌一起培育，培育基上生存的细菌都是S型菌C.肺炎双球菌转化试验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质D.已加热杀死的S型菌中，蛋白质已经失去活性而DNA仍具有活性【答案】D【解析】格里菲思的体内转化试验仅仅证明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，没有证明DNA是遗传物质，艾弗里的体外转化试验证明DNA是遗传物质，A错误；艾弗里的体外转化试验过程中：在R型细菌的培育基中加入S型细菌的DNA后，培育一段时间，由于S型菌的DNA能够将R型菌转化为S型菌，因此添加S型菌DNA的培育基中，既有R型菌，也有S型菌，B错误；肺炎双球菌转化试验证明DNA是遗传物质.蛋白质不是遗传物质，C错误；加热易使蛋白质变性失活，但DNA热稳定性较高，加热杀死的S型细菌中，DNA仍具有活性，D正确。考点二噬菌体侵染细菌试验【典例2】（2024江苏卷·3）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌试验证明白DNA是遗传物质，下列关于该试验的叙述正确的是A．试验中可用15N代替32P标记DNAB．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D．试验证明白大肠杆菌的遗传物质是DNA【答案】C【解析】T2噬菌体侵染细菌的试验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培育→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质；结论：DNA是遗传物质。N是蛋白质和DNA共有的元素，若用15N代替32P标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记，A错误；噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA在大肠杆菌体内编码的，B错误；噬菌体的DNA合成的模板来自于噬菌体自身的DNA，而原料来自于大肠杆菌，C正确；该试验证明白噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。【举一反三】(2024·全国卷Ⅱ，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试验发挥了重要作用。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.培育基中的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【答案】C【解析】T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，所以不行以在肺炎双球菌中复制和增殖，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不行以合成mRNA和蛋白质，须要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B错误；噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌并作为模板限制子代噬菌体的合成，复制及表达需大肠杆菌供应原料、酶和ATP，所以培育基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D错误。【变式2】（安徽安庆一中2025届模拟）1952年，赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的试验，证明白DNA是遗传物质。该试验的其中一个步骤如下图所示，则下列关于混合培育的描述正确的是()A.将已被35S标记的噬菌体和未标记的细菌混合培育B.将已被32P标记的噬菌体和未标记的细菌混合培育C.将已标记的噬菌体和已标记的细菌混合培育D.将未标记的噬菌体和已标记的细菌混合培育【答案】A【解析】噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌中，而蛋白质外壳仍留在细菌外，经过离心后，蛋白质外壳在上清液中，DNA在沉淀物中。题中试验结果是上清液有放射性，沉淀物无放射性，故该试验是用35S标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，A正确。考点三DNA是主要的遗传物质【典例3】(2024·全国卷Ⅰ，29)依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，一种新病毒出现后须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，以体外培育的宿主细胞等为材料，设计试验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)试验思路，(2)预期试验结果及结论即可。(要求：试验包含可相互印证的甲、乙两个组)【解析】(1)DNA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。依据分析，本试验思路为：甲组：将宿主细胞培育在含有放射性标记尿嘧啶的培育基中，之后接种新病毒，培育一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培育在含有放射性标记胸腺嘧啶的培育基中，之后接种新病毒，培育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；若乙组收集的病毒有放射性，甲组无，即为DNA病毒。【答案】(1)试验思路：甲组：将宿主细胞培育在含有放射性标记尿嘧啶的培育基中，之后接种新病毒，培育一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培育在含有放射性标记胸腺嘧啶的培育基中，之后接种新病毒，培育一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)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；若乙组收集的病毒有放射性，甲组无，即为DNA病毒。【变式3】（福建泉州五中2025届模拟）已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探究HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是()A.本试验运用了比照原则，无空白比照组B.试验过程中重组病毒的后代是HRVC.该试验只能说明HRV的遗