2022-2023年老高考生物一轮复习第16讲　DNA是主要的遗传物质.pdf

2023/内O1强基础增分策略容索l 02)增素能精准突破弓/l 03;悟考情演练真题知考向明考情提素养重考能生命 通过遗传物质的发现历程，理解人类对遗传物质的探索过观念生命的延续和发展全国卷内通过噬菌体侵染细菌实验中上容要求程科学清液和沉淀物放射性分析，培养思维逻辑分析能力2021全国乙(5)、2020全通过同位素标记法在实验中的近五年全国II(1)、2018全国II(5)、科学应用，培养实验设计及对实验结2018全国III(l)、2017全探究国卷考情果分析的能力国I(29)、2017全国II(2)罹基福增分策眉一、肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌的类型肺炎沼含网S型：有荚膜，有毒性，菌落光滑双球菌R型：三二荚膜，立毒性，菌落粗糙2格里菲思的体内转化实验、,仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但转化因子的本质不清楚注射(DR型活细菌不死亡S型活细菌注射l小与加热后杀死的S型细菌，1注射鼠 R型活细菌加热l混立后杀死的S型细菌I注射死亡，分离出S型活细菌不死亡死亡，分离出S型活细菌果分实验心对比说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性实验对比说明被加热杀死的S型细菌无毒性实验对比说明R型细菌能转化为S型细菌-！加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子，使R型！活细菌转化为S型活细菌、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 丿提醒(1)发生转化的只是少部分R型细菌。(2)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DNA在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。3艾弗里的体外转化实验-一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一、！直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质i筒，将它们分别埭碑细菌混合培养，研究它们各自的遗传功能-.叱牛分离提私法”。0沪而不是放付性同寄赞S型细菌位素标记法、分离提取二、-、-心）荚膜多糖脂质蛋白质DNADNA+DNA酶t t t t t 分别与R型细菌混合培养R型R型R型R型细菌R型细菌细菌细菌S型细菌细菌实验心分别说明荚膜多糖、脂质、蛋臼质没有转化作用实验说明DNA有转化作用J 一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一!DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，！即DNA是遗传物质，而蛋臼质不是遗传物质！-已旁栏边角（必修2P44“正文内容”)体外转化实验中R型细菌转化为S型细菌时所需的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？提示实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。易错辨析(1)(2021全国乙，5A)与R型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关。()(2)(2020全国II,lC)新冠病毒(SARS-CoV-2)和肺炎双球菌均可引发肺炎，但二者的结构不同，新冠病毒是一种含有单链RNA的病毒。新冠病毒与肺炎双球菌二者遗传物质所含有的核昔酸是相同的。(X)新冠病毒的遗传物质是RNA，肺炎双球菌的遗传物质是DNA，二者所含有的核昔酸不同。(3)(2020浙江7月选考，12D)离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型细菌。()(4)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌培养等技术。()二、噬菌体侵染细菌的实验1实验方法同位素标记法，用对、32p分别标记噬菌体的蛋臼质和DNA2实验材料T2噬菌体和大肠杆菌(1)噬菌体的结构。头部DNA，组成元素：C、H、O、N、PC、H、O、N、S蛋臼质，组成元素：等尾部(2)噬菌体的生活方式：在活细胞内寄生（或寄生）。3噬菌体的增殖竺兮，心、，飞皇、沁八户$吸附$t释放注人核酸t心怀卒停-装配合成核酸和蛋白质(1)模板：进入细菌体内的是噬菌体的DNA。(2)合成噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核昔酸(3)合成噬菌体蛋白质的原料为大肠杆菌的氨基酸场所为大肠杆菌的核糖体。rf气.ll 兄.,.才;t飞J。,4实验过程及结果(1)标记噬菌体,T2噬菌体属千病毒，专门寄生在大肠杆菌体内，不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体需先标记大肠杆菌-o、i、-三培含35S的培养基养基中生长lII1 皇、-.二35S标记的大肠杆菌和y，二垦时;一J5S标记的噬菌茠二巳三用噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌(2)噬菌体侵染细菌一-对比实验（相互对照），炉s的噬豐住厂酐5P的噬菌体侵染普通大肠杆菌普通大肠杆菌搅拌、离心_ 后检测放射性上清液放射性高 上清液放射性低沉淀物放射性低/I1 沉淀物放射性高i 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分开离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌5实验结果分析(1)噬菌体侵染细菌时，其DNA 进入细菌的细胞中，而蛋臼质外壳留在外面。(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA 遗传的。6结论DNA 是遗传物质。方法技巧”二看法判断子代噬菌体标记情况尸气提供原料，子代噬菌体都会被标记_ 二看标记元素一噬菌体看标记生物标记DNA:子代噬菌体中会出现放射性标记蛋白质：子代噬菌体中不会出现放射性C、H、O、N1标记DNA和蛋白质：子代噬菌体中会出现放射性p s 旁栏边角（必修2p46“思考与讨论l”)以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？提示以细菌、病毒作为遗传物质探索实验的材料，具有以下优点：句个体很小，结构简单细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察遗传物质改变导致的结构和功能的变化；繁殖快20-30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。易错辨析(1)(2021广东，5D)赫尔希和蔡斯证明DNA是遗传物质的实验为DNA双螺旋结构模型构建提供了主要依据。(X)该实验并未涉及DNA分子的空间结构。(2)(2017全国II,2A)T2噬菌体可以在肺炎双球菌中复制和增殖。(X)T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌内。(3)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。(X)32p标记亲代噬菌体的DNA复制形成的子代噬菌体中有的带有32p标记，有的不带有32p标记。长句应答在噬菌体侵染细菌的实验中，某科研小组搅拌离心后的实验数据如下图所示，回答下列问题。(1)图中被侵染的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。(2)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。宇兰、,120念100I _.匡8060 40 20 被侵染的细菌存活率.赢.,.i,l.,-,.;上清液35S细胞外吓(3)上清液中的飞先增大后保持在80左右，01 2 3 4 5 6 原因是有20的噬菌体没有与细菌脱离。搅拌时间min三、烟草花叶病毒感染实验及遗传物质综合1烟草花叶病毒感染烟草的实验勹分别尸表现：正常 RNA上一表现：患病患病烟草烟草花叶病毒,RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质2生物体内的核酸种类及遗传物质核酸种类气DNA和RNA生II 结构物质DNA!1 I无细胞DNA病毒只含DNA,遗传物质为DNA结构RNA病毒只含RNA,遗传物质为RNA绝大多数生物的遗传物质是DNAI DNA是主要只有少部分生物的遗传I 的遗传物质物质是RNA旁栏边角（必修2p46“正文内容“改编）科研:r甲乙丙丁人员将感染了烟草花叶病毒的烟桨草叶片的提取液分成甲、乙、丙、丁四组，甲组不做处理，乙组加入蛋白酶，丙组加入RNA酶，丁组加深崇入DNA酶。然后分别接种到正常桨烟草叶片上一段时间，观察并记录烟草叶片上病斑的数量。下列哪项能正确表示结果？请说出推断依据。丁丙五卫矗盏祺寀A 甲乙丙丁丁丙B乙甲一矗谈崇寀c D 提示B。四组实验中，甲不做处理，作为对照；乙组加入蛋白酶，蛋白酶水解蛋白质，由于蛋白质不是遗传物质，因此，病斑数与对照组相同；丙组加入RNA酶，RNA酶水解RNA，由于RNA是遗传物质，因此病斑数明显低于对照组；丁组加入DNA酶，烟草花叶病毒无DNA，因此病斑数与对照组相同。增素倘精准突破DNA是遗传物质的证据r 能力解读4 DNA是遗传物质，蛋lf肺炎双球菌白质等不是遗传物质ll转化实验DNA是遗传物质噬菌体侵染细菌的实验.关注老教材高频考向链接新高考衍生考向c 子代飞噬菌体皇:.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若要达到实验目的，还要再设计一组用对标记T2噬菌体的实验，两组相互对照都是实验组C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D.T2噬菌体侵染细菌实验中，用32p标记的T2噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体都具有放射性.答案B解析由题于可知，亲代T2噬菌体巳用32p标记，该组实验应让32p标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，故锥形瓶中的培养液中不能加入32p标记的无机盐，A项错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的设计思路是用32p或35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，故两组都是实验组，互为对照实验，B项正确；若本组实验B中出现放射性，则可能是由培养时间过长或过短引起的实验误差，不影响实验结论，C项错误；由于大肠杆菌未被标记，因此子代噬菌体中只有一部分具有放射性，D项错误。.考向4两大经典实验的比较分析4在证明DNA是遗传物质的过程中，格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验、艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验以及赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验都发挥了重要作用。下列相关分析错误的是（)A艾弗里的实验能说明DNA可以从一个生物个体转移到另一个生物个体内B艾弗里的实验能证明格里菲思提出的“转化因子”是DNAC艾弗里的实验中得到的R型活细菌被32p标记后可以用来培养T2噬菌体D赫尔希和蔡斯的实验只能通过测定放射性的强度来判断，不能通过测定放射性的有无来判断.答案C解析用S型活细菌的DNA与R型活细菌混合培养，出现了S型细菌，说明DNA可以从一个生物个体转移到另一个生物个体内，从而证明了格里菲思提出的“转化因子“是DNA,A、B两项正确；T2噬菌体只能专性寄生在大肠杆菌中，C项错误；赫尔希和蔡斯的实验中，离心后的上清液和沉淀物中都有放射性，只是放射性强度差别较大，故赫尔希和蔡斯的实验只能通过测定放射性的强度来判断，不能通过测定放射性的有无来判断，D项正确。.方法突破1噬菌体侵染细菌实验中“保温”与搅拌“对放射性检测结果的影响(1)用32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌合理保温时间全部噬菌体侵染细菌且，离心未释放上清液中含噬菌体外壳沉淀物为包含噬菌体DNA的大肠杆菌无放射性过短三部分噬菌体未侵染大肠杆菌口腔日上清液有放射性过长三部分噬菌体增殖后释放出来有放射性.(2)用对标记的噬菌体侵染大肠杆菌混合、保温后1充分计上清液含噬菌体外壳I 沉淀物为包含噬菌体DNA的大肠杆菌不充分1少量噬菌体的蛋白质外壳附在大肠杆菌表面有放射性无放射性丿上清液放射性高，沉淀物放射性低.2艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计思路的比较实验名称艾弗里肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验实验思路设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自的作用设计原则对照原则和单一变量原则处理方式直接分离法分离S型细菌的同位素标记法分别标记DNADNA、多糖、蛋臼质等，分别与的区别和蛋臼质的特征元素(32p和35S)R型活细菌混合培养检测方式观察菌落类型检测放射性同位素存在位置实验结论DNA是遗传物质，蛋臼质不是遗DNA才是遗传物质传物质.主题二DNA是主要的遗传物质r 能力解读4 绝大多数生物白堂售物质为DNA极少数塑壅尸湟售物质为RNA证据烟草花叶病毒RNA是遗传物质，蛋白感染烟草实验质不是遗传物质.关注老教材高频考向链接新高考衍生考向命题解读4 RNA是遗传物质的证据DNA是主要遗传物质的缘由关注RNA作为遗传物质的实例分析强化生物遗传物质确认的实验方案设计与分析.考向探究考向1遗传物质探索经典实验综合分析1下列与遗传物质探索实验及结论相关的叙述，正确的是()A赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验表明病毒中有DNA，没有蛋臼质B格里菲思肺炎双球菌转化实验证明了S型细菌的DNA可将R型细菌转化为S型细菌C赫尔希和蔡斯实验与艾弗里实验均应用了同位素标记技术D将烟草花叶病毒(TMV)的RNA与车前草病毒(HRV)的蛋臼质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，则能检测到TMV的RNA和蛋臼质，不能检测到HRV的蛋臼质.答案D解析噬菌体侵染细菌实验中，病毒的蛋白质外壳留在外面，未曾侵入，A项错误；格里菲思实验只证明了加热致死的S型细菌中含有某种“转化因子”,并未涉及转化因子的化学本质，B项错误；艾弗里实验并未使用同位素标记技术，C项错误；TMV的RNA可指导TMV的蛋白质合成，不能指导HRV的蛋白质合成，D项正确。.考向2RNA病毒遗传物质探索2烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同如图甲。将TMV的遗传物质和蛋臼质分离，也砉a病斑b病斑并分别单独感染健康烟叶，结果如甲TMV的蛋白质外壳TMV的遗传物质图乙。科学家将不同病毒的遗传I 1 3 杂种病毒物质与蛋臼质重新组合形成“杂三感染种病毒”，然后感染健康烟叶如图即札烟叶l丙。依据实验，下列推论合理的是 霆TMV HRV 蛋白质外壳遗传物质蛋白质外壳遗传物质TMV的蛋白质外壳HRV的遗传物质c()乙丙.A图甲实验结果说明病毒的蛋臼质外壳能感染烟叶B图乙实验结果说明TMV的蛋臼质外壳能感染烟叶C图丙实验结果是烟叶被感染，并且表现出b病斑D.TMV和HRV两种病毒具有相 同的遗传物质答案C解析图甲实验结果不能说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶，A项错误；图乙过程中用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，烟叶没有出现病斑，说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，B项错误；图丙表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的遗传物质重建的“杂种病毒“感染烟叶，烟叶被感染，并表现出b病斑，C项正确；该实验没有研究TMV和HRV两种病毒的遗传物质是什么，故不能判断两种病毒的遗传物质是否相同，D项错误。.考向3遗传物质确认方案及设计3.(2017全国I)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）.答案(1)思路甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿瞪唗的培养基中，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瞪唗的培养基中，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。.考题点睛多维解题要求利用同位素标记法，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考查病毒类型确认方法心忽略如何才能使病毒获得放射性标记不能牢记DNA、RNA中特定碱基(“T”与“U”)这一区别心欲使病毒获得放射性，需先用含相应放射性原料的培养基培养宿主细胞，先让其获得放射性DNA合成的特定原料为胸腺啼唗，RNA合成的特定原料为尿瞪唗,类考计力探毒，设能学病认验析科养言言昙t 核心素养.方法突破1遗传物质探索经典实验结论归纳肺炎双球菌转化实验格里菲思的体结论S型细菌中含有内转化实验“转化因子”艾弗里的体结论DNA是使R型细外转化实验一菌产生稳定遗传变化的物质噬菌体侵染细结论DNA是遗传物质菌实验尸RNA是遗传物质烟草花叶病毒结论感染烟草竺竺其他许多实验己钮江DNA是遗传物质结论DNA是主要的遗传物质.2不同生物的核酸或遗传物质归纳物类型病毒原核生物1真核生物体内核酸种类OC)NA或RNAPNA和RNAloNA禾廿RNA沐内碱基种类H种15种内核旮酸种类H种|8种18种传物质NA或RNA)NA DNA 1实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻压米、小麦、人.悟考情演练真题1.(2020浙江1月选考）某研究小组用放32p标记的-:s标记的射性同位素叩、35S分别标记T2噬菌噬菌体飞厂大肠杆菌:r,t.!J%!1.f.:噬菌体体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，甲乙并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是（)A甲组的悬浮液含极少量32p标记的噬菌体DNA，但不产生含32p的子代噬菌体B甲组被感染的细菌内含有32p标记的噬菌体DNA，也可产生不含32p的子代噬菌体c乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋臼质，也可产生含35S的子代噬菌体D乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋臼质，也不产生含35S的子代噬菌体答案C解析甲组离心后，放射性主要在沉淀物中，由于部分噬菌体未来得及侵染大肠杆菌，所以悬浮液中含有少量放射性，由于甲组的悬浮液中不存在大肠杆菌，所以噬菌体无法繁殖产生含32p标记的子代噬菌体，A项正确；甲组被感染的细菌内含有32p标记的噬菌体DNA，由于DNA进行半保留复制，故可产生不含32p的子代噬菌体，B项正确；3ss标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染细菌的时候，蛋白质外壳留在外面，只有DNA注入细菌中，因此乙组的悬浮液含大量3ss标记的噬菌体蛋白质，不会产生含3ss的子代噬菌体，C项错误；乙组被感染的细菌内不含3ss标记的噬菌体蛋白质，由于细菌提供的原料中不含3ss，所以也不产生含3ss的子代噬菌体，D项正确。2.(2019江苏）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关千该实验的叙述正确的是()A实验中可用15N代替32p标记DNAB噬菌体外壳蛋臼是大肠杆菌编码的C噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA答案C解析DNA和蛋白质中都含有N元素，因此不能用15N代替32p标记DNA,A项错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖，B项错误，C项正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，不能证明大肠杆菌的遗传物质是DNA,D项错误。3.(2018浙江4月选考）下列关千“核酸是遗传物质的证据的相关实验的叙述正确的是（)A噬菌体侵染细菌实验中，用32p标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性B肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果C肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋臼质不是遗传物质D烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMVA的RNA和TMVB的蛋臼质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMVA的遗传物质答案D解析DNA复制为半保留复制，合成新链的原料由细菌提供，只有少部分子代噬菌体具有放射性，A项错误；肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果，B项错误；肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，只能说明DNA是遗传物质，C项错误。本课结束