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專題18 DNA是主要的遺傳物質 1.人類對遺傳物質的探索過程。(Ⅱ) 熱點題型一 肺炎雙球菌轉化實驗 例1、（2018江蘇卷，3）下列關于DNA和RNA的敘述，正確的是（　?。? A．原核細胞內(nèi)DNA的合成都需要DNA片段作為引物 B．真核細胞內(nèi)DNA和RNA的合成都在細胞核內(nèi)完成 C．肺炎雙球菌轉化實驗證實了細胞內(nèi)的DNA和RNA都是遺傳物質 D．原核細胞和真核細胞中基因表達出蛋白質都需要DNA和RNA的參與 【答案】D 【變式探究】（2017年江蘇卷，2）下列關于探索DNA 是遺傳物質的實驗，敘述正確的是（　?。? A．格里菲思實驗證明DNA 可以改變生物體的遺傳性狀 B．艾弗里實驗證明從S 型肺炎雙球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡 C．赫爾希和蔡斯實驗中離心后細菌主要存在于沉淀中 D．赫爾希和蔡斯實驗中細菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P 標記 【答案】C 【解析】格里菲思證明了S型菌中存在轉化因子，能夠使R型菌轉化為S型菌，但沒有提出轉化因子是什么，A錯誤；艾弗里沒有利用小鼠，是將肺炎雙球菌在培養(yǎng)基中培養(yǎng)，根據(jù)菌落特征進行判斷，證明了DNA是遺傳物質，B錯誤；赫爾希和蔡斯實驗中離心的目的是讓上清液析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的細菌，C正確； 32P標記親代噬菌體的DNA，復制形成的子代噬菌體中有的帶有32P標記，有的不帶有32P標記，D錯誤。 【變式探究】肺炎雙球菌有許多類型，有莢膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患敗血癥死亡，無莢膜的R菌無毒性。下圖為所做的細菌轉化實驗，相關說法錯誤的是 (　　) A．丙組為空白對照，實驗結果為小鼠不死亡 B．能導致小鼠患敗血癥死亡的有甲、丁兩組 C．戊組實驗表明，加S菌的蛋白質后試管中長出的還是無毒性的R菌 D．丁組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌不能將該性狀遺傳給后代 【答案】D 【提分秘籍】有關“轉化”的三個易誤點 (1)轉化的實質是基因重組而非基因突變 肺炎雙球菌轉化實驗是指S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中，使受體細胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。 (2)并非所有的R型細菌都被轉化 由于轉化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響，因此轉化過程中并不是所有的R型細菌都被轉化成S型細菌，而只是少部分R型細菌被轉化成S型細菌。 (3)加熱并沒有使DNA完全失去活性 加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。 【舉一反三】 肺炎雙球菌轉化實驗中，將加熱殺死的S型細菌與R型活細菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，在小鼠體內(nèi)S型、R型活細菌含量變化情況如圖所示。下列有關敘述錯誤的是 (　　) A．在死亡的小鼠體內(nèi)存在著S型、R型兩種類型的細菌 B．小鼠體內(nèi)出現(xiàn)S型活細菌是由于R型細菌基因突變的結果 C．曲線ab下降的原因是R型細菌被小鼠的免疫系統(tǒng)作用所致 D．曲線bc段上升，與S型細菌在小鼠體內(nèi)增殖導致小鼠免疫力降低有關 【答案】B 熱點題型二 噬菌體侵染細菌的實驗 例2、（2017年新課標Ⅱ卷，2）在證明DNA是遺傳物質的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述，正確的是（　?。? A．T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復制和增殖 B．T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質 C．培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中 D．人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同 【答案】C 【解析】T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，只能在大腸桿菌中復制和增殖，A錯誤；T2噬菌體病毒要借助宿主細胞合成mRNA和蛋白質，B錯誤；用含有32P培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用含32P標記的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，能將T2噬菌體的DNA標記上32P，即培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人體免疫缺陷病毒為HIV，它的遺傳物質是RNA，T2噬菌體的遺傳物質是DNA，D錯誤。 【變式探究】城區(qū)模擬)赫爾希和蔡斯用32P標記的T2噬菌體與無32P標記的大腸桿菌混合培養(yǎng)，一段時間后經(jīng)攪拌、離心得到了上清液和沉淀物。下列敘述不正確的是 (　　) A．攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的噬菌體(外殼)與大腸桿菌分離 B．32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能檢測到少量的放射性 C．如果離心前混合時間過長，會導致上清液中放射性降低 D．本實驗結果說明DNA在親子代之間的傳遞具有連續(xù)性 【答案】C 【提分秘籍】 　(1)噬菌體侵染細菌實驗中32P和35S的存在部位： 　C (2)噬菌體侵染細菌實驗還能證明以下三點： ①DNA分子具有相對穩(wěn)定性。 ②DNA分子能自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性。 ③DNA能控制蛋白質的生物合成，但不能證明DNA分子能產(chǎn)生可遺傳變異。 (3)含放射性標記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，因為病毒營專性寄生生活，故應先培養(yǎng)細菌，再用細菌培養(yǎng)噬菌體。 (4)噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA是遺傳物質，但是沒有證明蛋白質不是遺傳物質。 (5)噬菌體侵染細菌的實驗誤差分析：上清液和沉淀物中為何都有放射性： ①用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上在上清液中不含放射性，下層沉淀物中應具有很高的放射性，而實驗最終結果顯示在離心后的上清液中，也有一定的放射性，而下層的放射性強度卻比理論值略低。原因有二：一是保溫時間過短，有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，使上清液出現(xiàn)放射性；二是從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離，這一段保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液的放射性含量升高。 ②若用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上沉淀物中不含放射性，但可能由于攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物也有一定放射性。 【舉一反三】 若1個35S標記的大腸桿菌被1個32P標記的噬菌體侵染，裂解后釋放的所有噬菌體 (　　) A．一定有35S，其中有1個含有32P B．一定有35S，其中有2個含有32P C．一定有32P，其中有1個含有35S D．一定有32P，其中有2個含有35S 【答案】B 熱點題型三 RNA是遺傳物質的實驗和生物的遺傳物質 例3．下列關于探索DNA是遺傳物質實驗的相關敘述，正確的是(　　) A．格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因突變的結果 B．格里菲思實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質 C．赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的 D．赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質 【答案】D 【解析】格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因重組的結果，A項錯誤；格里菲思實驗證明了S型肺炎雙球菌中含有轉化因子，艾弗里實驗僅證明了DNA是遺傳物質，B項錯誤；赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是利用大腸桿菌中含32P的脫氧核苷酸標記的，該實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質，C項錯誤，D項正確。 【變式探究】下列關于遺傳物質的說法，錯誤的是 (　　) ①真核生物的遺傳物質是DNA ②原核生物的遺傳物質是RNA ③細胞核中的遺傳物質是DNA ④細胞質中的遺傳物質是RNA ⑤甲型H1N1流感病毒的遺傳物質是DNA或RNA A．①②③　　 B．②③④　 C．②④⑤　 D．③④⑤ 【答案】C 【提分秘籍】 (1)一切有細胞結構的生物，遺傳物質都是DNA。 (2)生物的遺傳物質是核酸(DNA和RNA)，DNA是主要的遺傳物質，是針對整個生物界而言。 (3)蛋白質不可能是遺傳物質的原因：①不能進行自我復制，而且它在染色體中的含量往往不固定；②分子結構也不穩(wěn)定(易變性)；③不能遺傳給后代。 【舉一反三】 煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙葉，但二者致病斑不同，如圖所示。下列說法中不正確的是 (　　) A．a(chǎn)過程表示用TMV蛋白質外殼感染煙葉，結果說明TMV的蛋白質外殼沒有侵染作用 B．b過程表示用HRV的RNA單獨接種煙葉，結果說明其有侵染作用 C．c、d過程表示用TMV外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結果說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現(xiàn)病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中分離出車前草病毒 D．該實驗證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質，蛋白質外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質 【答案】D 【解析】由于該實驗中并沒有用煙草花葉病毒的RNA侵染煙草葉片，因此沒有證明煙草花葉病毒的RNA是不是遺傳物質。 【方法技巧】探究遺傳物質是DNA、RNA還是蛋白質 (1)基本設計思路：設法將DNA(或RNA)與蛋白質分開，單獨地直接地觀察各自的作用。 (2)基本設計原則：對照原則。 (3)病毒培養(yǎng)基的選擇： 病毒是沒有細胞結構的一類寄生生物，它們僅由核酸和蛋白質外殼組成，既無產(chǎn)能酶系，也無蛋白質和核酸合成酶系，不能在培養(yǎng)基上直接培養(yǎng)，只能利用宿主的活細胞培養(yǎng)。 (4)探究實驗中如何設置單一變量： 禽流感病毒體內(nèi)有RNA和蛋白質，要探究到底哪一種是它的遺傳物質，需要設置對照實驗進行探究，而控制單一變量是設置對照實驗所必須遵循的原則，即需要單獨觀察每一種物質的作用效果，因此需利用分離提純法或同位素標記法。 1．（2018江蘇卷，3）下列關于DNA和RNA的敘述，正確的是（　　） A．原核細胞內(nèi)DNA的合成都需要DNA片段作為引物 B．真核細胞內(nèi)DNA和RNA的合成都在細胞核內(nèi)完成 C．肺炎雙球菌轉化實驗證實了細胞內(nèi)的DNA和RNA都是遺傳物質 D．原核細胞和真核細胞中基因表達出蛋白質都需要DNA和RNA的參與 【答案】D 1．（2017年江蘇卷，2）下列關于探索DNA 是遺傳物質的實驗，敘述正確的是（　?。? A．格里菲思實驗證明DNA 可以改變生物體的遺傳性狀 B．艾弗里實驗證明從S 型肺炎雙球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡 C．赫爾希和蔡斯實驗中離心后細菌主要存在于沉淀中 D．赫爾希和蔡斯實驗中細菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P 標記 【答案】C 【解析】格里菲思證明了S型菌中存在轉化因子，能夠使R型菌轉化為S型菌，但沒有提出轉化因子是什么，A錯誤；艾弗里沒有利用小鼠，是將肺炎雙球菌在培養(yǎng)基中培養(yǎng)，根據(jù)菌落特征進行判斷，證明了DNA是遺傳物質，B錯誤；赫爾希和蔡斯實驗中離心的目的是讓上清液析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被感染的細菌，C正確； 32P標記親代噬菌體的DNA，復制形成的子代噬菌體中有的帶有32P標記，有的不帶有32P標記，D錯誤。 2．（2017年新課標Ⅱ卷，2）在證明DNA是遺傳物質的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述，正確的是（　?。? A．T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復制和增殖 B．T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質 C．培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中 D．人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同 【答案】C 1.（2016上海卷.28）在DNA分子模型的搭建實驗中，若僅有訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構建一個含 10對堿基（A有6個）的DNA雙鏈片段，那么使用的訂書釘個數(shù)為 A.58 B.78C.82D.88 【答案】C 【解析】構成一個脫氧核苷酸需要2個訂書釘，20個個脫氧核苷酸總共需要40個；一條DNA單鏈需要9個訂書釘連接，兩條鏈共需要18個；雙鏈間的氫鍵數(shù)共有20總共需要訂書釘 40 【考點定位】本題考查DNA的結構。 1.(2015課標I卷.1)下列敘述錯誤的是 （ ） A.DNA與ATP中所含元素的種類相同 B.一個tRNA分子中只有一個反密碼子 C.T2噬菌體的核酸由脫氧核糖核苷酸組成 D.控制細菌性狀的基因位于擬核和線粒體中的DNA上 【答案】D 【解析】DNA的元素組成是：C、H、O、N、P，ATP的元素組成是C、H、O、N、P；A敘述正確。反密碼子是tRNA上能與mRNA上的密碼子通過堿基互補配對結合的三個相鄰的堿基組成的，一個密碼子（除終止密碼子）編碼一個氨基酸，而一個tRNA一次只能轉運一個氨基酸，由此可推知一個tRNA上只有一個反密碼子；B敘述正確。T2噬菌體由DNA和蛋白質構成，構成DNA的單位是脫氧核糖核苷酸；C敘述正確。細菌是原核生物，原核細胞中無線粒體；D敘述錯誤。 1.（2014江蘇卷）4.下列敘述與生物學史實相符的是 A.孟德爾用山柳菊為實驗材料，驗證了基因的分離及自由組合規(guī)律 B.范海爾蒙特基于柳枝扦插實驗，認為植物生長的養(yǎng)料來自土壤、水和空氣 C.富蘭克林和威爾金斯對DNA雙螺旋結構模型的建立也作出了巨大的貢獻 D.赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標記T２噬菌體的蛋白質和DNA，證明了DNA的半保留復制 【答案】C 2．(2014福建理綜，28節(jié)選)人類對遺傳的認知逐步深入： (1)格里菲思用于轉化實驗的肺炎雙球菌中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多種類型，R型菌是由SⅡ型突變產(chǎn)生。利用加熱殺死的SⅢ與R型菌混合培養(yǎng)，出現(xiàn)了S型菌。有人認為S型菌出現(xiàn)是由于R型菌突變產(chǎn)生，但該實驗中出現(xiàn)的S型菌全為________，否定了這種說法。 (2)沃森和克里克構建了DNA雙螺旋結構模型，該模型用________解釋DNA分子的多樣性，此外，________的高度精確性保證了DNA遺傳信息穩(wěn)定傳遞。 【答案】(1)SⅢ　(2)堿基對排列順序的多樣性　堿基互補配對 【解析】(1)如果S型菌出現(xiàn)是由于基因突變導致的，根據(jù)基因突變不定向的特點，產(chǎn)生的S型菌可能有SⅠ、SⅡ、SⅢ三種類型；而實驗中全為SⅢ，否定了上述說法。 (2)DNA分子的多樣性是由于堿基排列順序的多樣性；保證DNA遺傳信息穩(wěn)定遺傳給后代的是高度精確的堿基互補配對機制。 3．(2013課標全國理綜Ⅱ，5)在生命科學發(fā)展過程中，證明DNA是遺傳物質的實驗是(　　) ①孟德爾的豌豆雜交實驗?、谀柛墓夒s交實驗　③肺炎雙球菌轉化實驗?、躎2噬菌體侵染大腸桿菌實驗 ⑤DNA的X光衍射實驗 A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤ 【答案】C 【解析】孟德爾的豌豆雜交實驗發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和自由組合定律；摩爾根的果蠅雜交實驗驗證了薩頓的假說——基因位于染色體上，肺炎雙球菌轉化實驗和T2噬菌體侵染大腸細菌的實驗證明了DNA是遺傳物質，DNA的X光衍射實驗為DNA雙螺旋結構模型的構建提供了理論依據(jù)，所以C正確，A、B、D錯誤。 4．(2013海南，13)關于T2噬菌體的敘述，正確的是(　　) A．T2噬菌體的核酸和蛋白質中含硫元素 B．T2噬菌體寄生于酵母菌和大腸桿菌中 C．RNA和DNA都是T2噬菌體的遺傳物質 D．T2噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質大量增殖 【答案】D 5．(2012江蘇)人類對遺傳物質本質的探索經(jīng)歷了漫長的過程，下列有關敘述正確的是(　　) A．孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律和化學本質 B．噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌體外轉化實驗更具說服力 C．沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結構中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù) D．煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質是RNA 【答案】B 【解析】孟德爾發(fā)現(xiàn)了遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律，但并沒有證實其化學本質；因噬菌體侵染細菌的實驗通過同位素標記的方法將DNA和蛋白質徹底分離開來，故比肺炎雙球菌體外轉化實驗更具說服力；沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構時利用了前人的一個重要成果，那就是嘌呤數(shù)等于嘧啶數(shù)；煙草花葉病毒感染煙草實驗只能說明煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，并不能說明所有病毒的遺傳物質都是RNA。