2024年高考生物一輪復習專題6.1DNA是主要的遺傳物質講含解析

PAGEPAGE8專題6.1DNA是主要的遺傳物質1.人類對遺傳物質的探究過程(Ⅱ)2.DNA的結構與其作為遺傳物質的功能相適應學問點一、肺炎雙球菌轉化試驗1．體內(nèi)轉化試驗——格里菲思(1)試驗過程及結果：(2)結論：加熱殺死的S型細菌中含有“轉化因子”，將無毒的R型活菌轉化為有毒的S型細菌。2．體外轉化試驗——艾弗里(1)試驗過程及結果：(2)結論：S型細菌的DNA是使R型細菌發(fā)生轉化并產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的物質。學問點二、噬菌體侵染細菌試驗1．噬菌體結構2．試驗過程及結果(1)標記噬菌體：(2)侵染細菌：學問點三、肺炎雙球菌轉化試驗1.體內(nèi)轉化試驗與體外轉化試驗的比較體內(nèi)轉化試驗體外轉化試驗操作人格里菲思艾弗里及其同事細胞培育場所小鼠體內(nèi)培育基(體外)奇妙構思用加熱殺死的S型菌與R型活菌混合培育后進行試驗將物質分別提純并各自視察它們能否將R型活菌轉化試驗步驟試驗結論S型細菌體內(nèi)有“轉化因子”S型細菌的DNA是遺傳物質聯(lián)系①所用的材料相同，都是R型和S型兩種肺炎雙球菌②兩試驗都遵循比照原則、單一變量原則③體內(nèi)轉化試驗是基礎，僅說明S型細菌體內(nèi)有“轉化因子”，體外轉化試驗進一步證明“轉化因子”是DNA2．試驗拓展分析(1)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復原又漸漸復原活性。(2)R型細菌轉化成S型細菌的實質是S型細菌DNA與R型細菌DNA實現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S型細菌的性狀，此變異屬于廣義上的基因重組。(3)轉化后形成的S型細菌的性狀可以遺傳下去，說明S型細菌的DNA是遺傳物質。學問點四、噬菌體侵染細菌試驗1.肺炎雙球菌轉化試驗與噬菌體侵染細菌試驗的比較肺炎雙球菌體外轉化試驗噬菌體侵染細菌試驗不同點方法不同干脆分別：分別S型細菌的DNA、多糖、蛋白質等物質，分別與R型細菌混合培育間接分別：分別標記DNA和蛋白質的特征元素(32P和35S)，侵染時自然分別結論不同證明白DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質證明白DNA是遺傳物質，但沒有干脆證明蛋白質不是遺傳物質關系①試驗思路相同：都是設法把DNA和蛋白質分開，單獨視察它們的作用②都遵循了比照原則③都能證明DNA是遺傳物質，但不能證明DNA是主要的遺傳物質④由于肺炎雙球菌體外轉化試驗在物質提取時不能完全去除其他物質，因此噬菌體侵染細菌試驗更具勸服力2．上清液和沉淀物放射性分析(1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的緣由：①保溫時間過短，有一部分噬菌體還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，上清液中出現(xiàn)放射性。②噬菌體和大腸桿菌混合培育到用離心機分別，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，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。(2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的緣由：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中?？键c一肺炎雙球菌的轉化試驗【典例1】（2024浙江4月選考·20）為探討R型肺炎雙球菌轉化為S型肺炎雙球菌的轉化物質是DNA還是蛋白質，進行了肺炎雙球菌體外轉化試驗，其基本過程如圖所示：下列敘述正確的是A．甲組培育皿中只有S型菌落，推想加熱不會破壞轉化物質的活性B．乙組培育皿中有R型及S型菌落，推想轉化物質是蛋白質C．丙組培育皿中只有R型菌落，推想轉化物質是DNAD．該試驗能證明肺炎雙球菌的主要遺傳物質是DNA【答案】C【解析】艾弗里的肺炎雙球菌體外轉化試驗中，將S型菌的DNA、蛋白質和莢膜等物質分別開，與R型菌混合培育，視察S型菌各個成分所起的作用。最終再S型菌的DNA與R型菌混合的培育基中發(fā)覺了新的S型菌，證明白DNA是遺傳物質。甲組中培育一段時間后可發(fā)覺有極少的R型菌轉化成了S型菌，因此甲組培育皿中不僅有S型菌落也有R型菌落，A選項錯誤；乙組培育皿中加入了蛋白質酶，故在乙組的轉化中已經(jīng)解除了蛋白質的干擾，應當推想轉化物質是DNA，B選項錯誤；丙組培育皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不發(fā)生轉化，故可推想是DNA參加了R型菌的轉化，C選項正確；該試驗只能證明肺炎雙球菌的遺傳物質是DNA，無法證明還有其他的物質也可做遺傳物質，D選項錯誤?！九e一反三】(2024·經(jīng)典高考)肺炎雙球菌轉化試驗的部分過程如圖所示。下列敘述正確的是()A.S型肺炎雙球菌的菌落為粗糙的，R型肺炎雙球菌的菌落為光滑的B.S型菌的DNA經(jīng)加熱后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活C.從病死小鼠中分別得到的肺炎雙球菌只有S型菌而無R型菌D.該試驗未證明R型菌轉化為S型菌是由S型菌的DNA引起的【解析】S型肺炎雙球菌的菌落為光滑的，R型肺炎雙球菌的菌落為粗糙的，A錯誤；S型菌加熱后蛋白質變性，導致細菌死亡，所以注射S型菌后的小鼠仍能存活，B錯誤；轉化的效率不是100%，所以從病死小鼠中可分別得到S型菌和R型菌，C錯誤；本試驗是肺炎雙球菌體內(nèi)轉化試驗，試驗結論是S型菌中存在某種轉化因子，促使R型菌轉化為S型菌，但未證明轉化因子是DNA，D正確?！敬鸢浮緿【變式1】（浙江學軍中學2025屆模擬）下列關于肺炎雙球菌轉化試驗的說法，正確的是()A.格里菲思和艾弗里分別用不同的方法證明DNA是遺傳物質B.艾弗里試驗中S型菌DNA＋R型菌一起培育，培育基上生存的細菌都是S型菌C.肺炎雙球菌轉化試驗證明DNA是主要的遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質D.已加熱殺死的S型菌中，蛋白質已經(jīng)失去活性而DNA仍具有活性【答案】D【解析】格里菲思的體內(nèi)轉化試驗僅僅證明加熱殺死的S型細菌中存在某種“轉化因子”，沒有證明DNA是遺傳物質，艾弗里的體外轉化試驗證明DNA是遺傳物質，A錯誤；艾弗里的體外轉化試驗過程中：在R型細菌的培育基中加入S型細菌的DNA后，培育一段時間，由于S型菌的DNA能夠將R型菌轉化為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錯誤；肺炎雙球菌轉化試驗證明DNA是遺傳物質.蛋白質不是遺傳物質，C錯誤；加熱易使蛋白質變性失活，但DNA熱穩(wěn)定性較高，加熱殺死的S型細菌中，DNA仍具有活性，D正確。考點二噬菌體侵染細菌試驗【典例2】（2024江蘇卷·3）赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌試驗證明白DNA是遺傳物質，下列關于該試驗的敘述正確的是A．試驗中可用15N代替32P標記DNAB．噬菌體外殼蛋白是大腸桿菌編碼的C．噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌D．試驗證明白大腸桿菌的遺傳物質是DNA【答案】C【解析】T2噬菌體侵染細菌的試驗步驟：分別用35S或32P標記噬菌體→噬菌體與大腸桿菌混合培育→噬菌體侵染未被標記的細菌→在攪拌器中攪拌，然后離心，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質；結論：DNA是遺傳物質。N是蛋白質和DNA共有的元素，若用15N代替32P標記噬菌體的DNA，則其蛋白質也會被標記，A錯誤；噬菌體的蛋白質外殼是由噬菌體的DNA在大腸桿菌體內(nèi)編碼的，B錯誤；噬菌體的DNA合成的模板來自于噬菌體自身的DNA，而原料來自于大腸桿菌，C正確；該試驗證明白噬菌體的遺傳物質是DNA，D錯誤?！九e一反三】(2024·全國卷Ⅱ，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試驗發(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.培育基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中D.人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同【答案】C【解析】T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，不能侵染肺炎雙球菌，所以不行以在肺炎雙球菌中復制和增殖，A錯誤；病毒沒有細胞結構，不能獨立生活，所以在T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)不行以合成mRNA和蛋白質，須要借助宿主細胞來合成mRNA和蛋白質，B錯誤；噬菌體侵染細菌時，其DNA進入細菌并作為模板限制子代噬菌體的合成，復制及表達需大腸桿菌供應原料、酶和ATP，所以培育基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D錯誤?！咀兪?】（安徽安慶一中2025屆模擬）1952年，赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌的試驗，證明白DNA是遺傳物質。該試驗的其中一個步驟如下圖所示，則下列關于混合培育的描述正確的是()A.將已被35S標記的噬菌體和未標記的細菌混合培育B.將已被32P標記的噬菌體和未標記的細菌混合培育C.將已標記的噬菌體和已標記的細菌混合培育D.將未標記的噬菌體和已標記的細菌混合培育【答案】A【解析】噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌中，而蛋白質外殼仍留在細菌外，經(jīng)過離心后，蛋白質外殼在上清液中，DNA在沉淀物中。題中試驗結果是上清液有放射性，沉淀物無放射性，故該試驗是用35S標記的噬菌體去侵染未標記的細菌，A正確。考點三DNA是主要的遺傳物質【典例3】(2024·全國卷Ⅰ，29)依據(jù)遺傳物質的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型，有些病毒對人類健康會造成很大危害，通常，一種新病毒出現(xiàn)后須要確定該病毒的類型。假設在宿主細胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培育的宿主細胞等為材料，設計試驗以確定一種新病毒的類型，簡要寫出(1)試驗思路，(2)預期試驗結果及結論即可。(要求：試驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)【解析】(1)DNA和RNA的化學組成存在差異，如DNA特有的堿基是T，而RNA特有的堿基是U，因此可用放射性同位素分別標記堿基T和堿基U，通過檢測子代的放射性可知該病毒的類型。依據(jù)分析，本試驗思路為：甲組：將宿主細胞培育在含有放射性標記尿嘧啶的培育基中，之后接種新病毒，培育一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細胞培育在含有放射性標記胸腺嘧啶的培育基中，之后接種新病毒，培育一段時間后收集病毒并檢測其放射性。(2)若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；若乙組收集的病毒有放射性，甲組無，即為DNA病毒。【答案】(1)試驗思路：甲組：將宿主細胞培育在含有放射性標記尿嘧啶的培育基中，之后接種新病毒，培育一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細胞培育在含有放射性標記胸腺嘧啶的培育基中，之后接種新病毒，培育一段時間后收集病毒并檢測其放射性。(2)結果及結論：若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；若乙組收集的病毒有放射性，甲組無，即為DNA病毒?！咀兪?】（福建泉州五中2025屆模擬）已知煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能侵染煙草葉片，且兩者都由蛋白質和RNA組成，如圖是探究HRV的遺傳物質是蛋白質還是RNA的操作流程圖。請據(jù)圖分析下列說法錯誤的是()A.本試驗運用了比照原則，無空白比照組B.試驗過程中重組病毒的后代是HRVC.該試驗只能說明HRV的遺