1、第 21 讲 DNA 是主要的遗传物质考纲要求 人类对遗传物质的探索过程() 。考点一 肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌类型特点类型 菌落 荚膜 毒性S 型 光滑 有 有R 型 粗糙 无 无2.格里菲思的体内转化实验(1)过程及结果(2)结论：加热杀死的 S 型细菌中，含有某种促成 R 型细菌转化为 S 型细菌的“转化因子” 。3艾弗里的体外转化实验(1)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 型细菌混合培养，研究它们各自的遗传功能。(2)过程与结果(3)结论：DNA 才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质，即 DNA 是“转化因子” ，是遗传物质。深度思考
2、(1)加热杀死的 S 型细菌中是否所有物质都永久丧失了活性？提示 不是。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恢复又逐渐恢复活性。(2)肺炎双球菌转化的实质是什么？提示 肺炎双球菌转化实验中 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 发生了基因重组。题组一 格里菲思实验的分析1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，错误的是( )第一组 第二组 第三组 第四组实验处理注射 R 型活细菌 注射 S 型活细菌注射加热后杀死的 S 型细菌注射 R 型活细菌与加热杀死的 S型
3、细菌混合液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A.对实验结果的分析，四组实验必须相互对照B实验说明活的 R 型肺炎双球菌发生了某种类型的转化C该实验结论为“DNA 是使 R 型细菌转化为 S 型细菌的转化因子”D获得该实验结论的关键步骤是第四组小鼠死亡并分离出 S 型活细菌答案 C解析 四组实验必须相互对照， 说明活的 R 型肺炎双球菌发生了某种类型的转化；该实验结论为加热杀死的 S 型细菌中必然含有某种促成 R 型细菌转 化的“转化因子” ，而 获得该实验结论的关键步骤是第四组实验结果，即小鼠死亡并分离出 S 型活细菌。2S
4、 型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型( 如、等)，不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换；在特殊条件下离体培养 S型肺炎双球菌可从中分离出R型菌。格里菲思将加热杀死的 S型菌与 R型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病并大量死亡，而且从患病死亡的小鼠体内获得了具有活性的 S型菌；而单独注射加热杀死的 S型菌，小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是( )AS型菌经突变形成了耐高温型菌BS 型菌是由 R型菌突变形成的CR型菌经过转化形成了 S型菌D加热后 S 型菌可能未被完全杀死答案 C解析 加热杀死的 S型菌与 R型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病并大量死亡，而且从患病死亡小鼠体内获得了具有
5、活性的 S型菌；而单独注射加热杀死的 S型菌，小鼠未死亡，说明 R型菌经过转化形成了 S型菌。易错警示细菌体内转化实验的 2 点提醒(1)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。(2)肺炎双球菌的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 型细菌混合培养时，S 型细菌的 DNA 进入 R 型细菌体内。结果在 S 型细菌DNA 的控制下，利用 R 型细菌体内的化学成分合成了 S 型细菌的
6、 DNA 和蛋白质，从而组装成了具有毒性的 S 型细菌。题组二 艾弗里实验的分析3艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，结果如表所示。由表可知 ( )实验组号接种菌型 加入 S 型细菌的物质 培养皿长菌情况 R 型 蛋白质 R 型 R 型 荚膜多糖 R 型 R 型 DNA R 型、S 型 R 型 DNA(经 DNA 酶处理) R 型A.不能证明 S 型细菌的蛋白质不是转化因子B说明 S 型细菌的荚膜多糖有酶活性C和说明 S 型细菌的 DNA 是转化因子D说明 DNA 是主要的遗传物质答案 C解析 实验过程中，组加入的蛋白质和组加入的荚膜多糖不能促进 R 型细菌的转化，说明二者不是
7、转化因子，A 错误；组加入的 DNA 能促进 R 型细菌的转化，组加入的经DNA 酶处理的 DNA 不能促进 R 型细菌转化， 说明 DNA 是转化因子；B、 D 选项均不能得到证明。4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：S 型菌的 DNADNA 酶加入 R 型菌注射入小鼠R 型菌的 DNADNA 酶加入 S 型菌注射入小鼠R 型菌DNA 酶高温加热后冷却加入 S 型菌的 DNA注射入小鼠S 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、死亡C死亡、死亡、存活、存活D存
8、活、死亡、存活、存活答案 D解析 能使小鼠死亡的是活的 S 型菌。 DNA 酶会将 S 型菌的 DNA 水解，从而失去转化作用，R 型菌因此未发生转化，小鼠存活；虽然 DNA 酶存在，但因加入了 S 型菌，因此小鼠死亡； 中没有 R 型活菌，S 型菌的 DNA 不起作用，小鼠存活；高温加热使 S 型菌的蛋白质及 DNA 酶变性，虽然 S 型菌的 DNA 还存在，但由于后面加的是 R 型菌的 DNA，所以不能发生转化作用，小鼠存活。归纳提升体内转化实验和体外转化实验的比较项目 体内转化实验 体外转化实验培养细菌用小鼠(体内) 用培养基(体外)实验原则R 型细菌与 S 型细菌的毒性对照 S 型细菌
9、体内各成分的相互对照实验结果加热杀死的 S 型细菌能使 R 型细菌转化为 S 型细菌S 型细菌的 DNA 能使 R 型细菌转化为 S 型细菌实验结论加热杀死的 S 型细菌体内含有某种“转化因子”DNA 是 S 型细菌的遗传物质两实验的联系所用材料相同，都是 R 型和 S 型肺炎双球菌；体内转化实验是基础，仅说明加热杀死的 S 型细菌体内含有某种“转化因子” ，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；两实验都遵循对照原则、单一变量原则考点二 噬菌体侵染细菌的实验1实验材料：T 2 噬菌体和大肠杆菌。2实验方法：同位素示踪法，该实验中用 35S、 32P 分别标记蛋白质和 DNA。3实验
10、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32PDNA 进入了宿主细胞内含 35S 噬菌体细菌宿主细胞内无 35S,35S 主要分布在上清液中35S蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面5.结论：在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是 DNA，即 DNA 是遗传物质。思维诊断(1)T2 噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖(2013海南，13D)( )(2)T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了 DNA 是遗传物质(2013新课标，5 改编)( )(3)噬菌体的蛋白质可用
11、32P 放射性同位素标记 (2012上海，11D)( )(4)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等(2012山东， 5B)( )(5)32P、 35S 标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明 DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质(2011江苏，12D)( )题组一 噬菌体侵染细菌实验的分析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 35SB可在 DNA 中找到 15N 和 32PC可在外壳中找到 15ND可在 DNA 中找到 15N、 32P 和 35S答案 B解析 根据噬菌体的组
12、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为证明蛋白质和 DNA 究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T 2 噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用 32P 标记，A 、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述中，正确的是( )A图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入 32P 标记的无机盐B若要
13、达到实验目的，还要再设计一组用 35S 标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组C噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律D若本组实验 B(上清液)中出现放射性，则不能证明 DNA 是遗传物质答案 B解析 图中锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明 DNA 是遗传物质， 还应设计一组用 35S 标记的噬菌体的侵染实验，两 组相互对照，都是实验组；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本 组实验 B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，细菌裂解导致的。技法提炼噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)32P 标记的噬菌体侵染未被标记的细菌培养时间短部分
14、噬菌体还未吸附、侵染至大肠杆菌细胞离心后未吸附至大肠杆菌细胞的噬菌体分布在上清液 32P 标记的一组上清液中放射性也较高。培养时间过长噬菌体在大肠杆菌内大量繁殖大肠杆菌裂解死亡，释放出子代噬菌体离心后噬菌体将分布在上清液 32P 标记的一组上清液中放射性也较高。(2)搅拌后离心，将吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌细胞分离搅拌不充分留在大肠杆菌细胞表面的噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中 35S 标记的一组沉淀物放射性较高。搅拌过于剧烈大肠杆菌细胞被破坏释放出其中的噬菌体 32P 标记的一组上清液中放射性较高。特别提醒 培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因 为
15、病毒必须寄生在活细胞内，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。因检测 放射性 时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，所以 35S 和 32P 不能同时标记在一组噬菌体上，应对 两组分别标记。题组二 艾弗里实验与噬菌体侵染细菌实验的比较分析3下列对肺炎双球菌和 T2 噬菌体的相关叙述中，正确的是( )AT 2 噬菌体可寄生在乳酸菌体内BT 2 噬菌体头部和尾部的外壳都由蛋白质构成CR 型细菌在培养基上形成的菌落表面光滑DS 型细菌可使人和小鼠患肺炎死亡答案 B解析 T2 噬菌体是一种 专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，其头部和尾部的外壳都由蛋白质构成，S 型细菌的菌落表面光滑，R 型细菌的菌
16、落表面粗糙，S 型细菌可使人患肺炎或使小鼠患败血症。 4下列有关艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是( )A两者都运用了放射性同位素标记法B两者都运用了微生物作为实验材料C两者都证明了 DNA 是遗传物质，RNA 等不是遗传物质D两者的实验思路均是设法把 DNA 与 RNA 分开，单独观察它们的作用答案 B解析 艾弗里的肺炎双球菌转化实验没有运用同位素标记法；艾弗里选择肺炎双球菌，赫尔希和蔡斯选择噬菌体、大肠杆菌作 为实验材料， B 项正确，噬菌体侵染细菌实验只证明了DNA 是遗传物质，而不能证明 RNA 不是遗传物质；噬菌体侵染细菌实验的设计思路是设法
17、将 DNA 与蛋白质分开，而不是将 DNA 与 RNA 分开。归纳提升肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同比较项目 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验不同点方法不同直接分离：分离 S 型细菌的 DNA、多糖、蛋白质等，分别与 R 型细菌混合培养同位素标记法：分别用 32P 和 35S 标记 DNA 和蛋白质结论不同证明 DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质证明 DNA 是遗传物质相同点均使 DNA 和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用；都遵循了对照原则；都能证明 DNA 是遗传物质，但都不能证明 DNA 是主要的遗传物质考点三 生物的遗传物质1RNA 作为遗传物质的
18、证据(烟草花叶病毒感染烟草的实验 )(1)过程完整的烟草花叶病毒 烟草叶出现病斑(2)结果分析与结论烟草花叶病毒的 RNA 能自我复制，并控制其遗传性状，因此 RNA 是它的遗传物质。2完善下表中生物体内核酸种类及遗传物质类型生物类型 核酸种类 遗传物质 实例真核生物玉米、小麦、人有细胞结构的生物原核生物DNA 和RNADNA乳酸菌、蓝藻DNA 病毒 DNA DNA 噬菌体无细胞结构的生物 RNA 病毒 RNA RNA烟草花叶病毒思维诊断(1)肺炎双球菌的转化实验，证明 DNA 是主要的遗传物质( )(2)病毒的遗传物质是 RNA 和 DNA( )(3)DNA 是噬菌体的主要遗传物质( )(4
19、)生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸( )(5)所有生物的遗传物质都是 DNA( )(6)真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是 DNA，少部分病毒的遗传物质是 RNA( )题组 遗传物质的判断与分析1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 组实验结果(见下表) 中，不可能出现的是 ( )实验编号实验结果实验过程病斑 病斑中分离出的病毒类型感染烟草类型 a 型 TMV 感染植物 a 型 a 型 b 型 TMV 感染植物 b 型 b 型组合病毒(a 型 TMV的蛋白质b 型TMV 的 RNA)感染植物b 型
20、 a 型组合病毒(b 型 TMV的蛋白质a 型TMV 的 RNA)感染植物a 型 a 型A实验 B实验C实验 D实验答案 C解析 因为烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，所以决定病毒类型和病斑类型的是 RNA，而不是蛋白质。中的 RNA 是 b 型 TMV 的，分离出的病毒类型就应该是 b 型。2下列关于遗传物质的说法，错误的是( )真核生物的遗传物质是 DNA 原核生物的遗传物质是 RNA 细胞核中的遗传物质是 DNA 细胞质中的遗传物质是 RNA 甲型 H1N1 流感病毒的遗传物质是 DNA 或RNAA BC D答案 C解析 真核生物和原核生物的遗传物质都是 DNA；细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA；甲型 H1N1 流感病毒属于 RNA 病毒，遗传物质是 RNA。易错警示关于如何确定遗传物质的 2 个要点(1)细胞内既有 DNA 又有 RNA，但只有 DNA 是遗传物质。(2)病毒只含有一种核酸DNA 或 RNA，遗传物质是 DNA 或 RNA。
