1718版 必修2 第6单元 第1讲 DNA是主要的遗传物质.docx

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1718版必修2第6单元第1讲DNA是主要的遗传物质

第六单元　遗传的分子基础

全国卷5年考情导向

考点

考题

考频

1.人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ）

2013·卷ⅡT5，2015·卷ⅠT5，2016·丙卷T2

5年3考

2.DNA分子结构的主要特点（Ⅱ）

2013·卷ⅡT1

5年1考

3.基因的概念（Ⅱ）

无考题

5年0考

4.DNA分子的复制（Ⅱ）

2016·甲卷T2，2016·乙卷T29，2013·卷ⅠT2

5年3考

5.遗传信息的转录和翻译（Ⅱ）

2016·甲卷T2，2015·卷ⅡT29，2015·卷ⅠT5

2013·卷ⅠT1，2012·全国卷T1

5年5考

6.基因与性状的关系（Ⅱ）

2015·卷ⅠT32，2014·卷ⅠT32，2014·卷ⅡT32，2013·卷ⅠT6

2013·卷ⅠT31，2013·卷ⅡT32，2012·全国卷T31

5年7考

第1讲　DNA是主要的遗传物质

考点一|肺炎双球菌转化实验

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

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（如图）

（3）结论

S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。

1．判断有关肺炎双球菌转化实验叙述的正误。

（1）朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同。

（×）

【提示】　朊粒的增殖方式是改变正常蛋白质的空间构象，肺炎双球菌的增殖方式为二分裂。

（2）格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是遗传物质。

（×）

【提示】　肺炎双球菌转化实验只是证明了S型细菌中存在“转化因子”，使无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌。

（3）在转化实验中大部分R型细菌转化为S型细菌。

（×）

【提示】　在发生可遗传的变异过程中，变异的频率较低，因此只有少部分R型细菌转化为S型细菌。

（4）肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用。

（×）

【提示】　将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用，此设计思路对应于艾弗里的体外转化实验。

（5）艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术。

（√）

2．体内转化实验中，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化情况如图所示。

据图分析并填充以下有关内容：

（1）图示的实线表示R型菌，虚线表示S型菌。

（2）ab段R型菌数量减少，其原因是小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。

（3）bc段R型菌数量增多，其原因是b之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫力，造成R型菌大量繁殖。

填表比较肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验

项目

体内转化实验

体外转化实验

培养细菌

在小鼠体内

体外培养基

实验对照

R型细菌与S型细菌的毒性对照

S型细菌各组成成分的作用进行对照

巧妙构思

用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化

将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用

实验结论

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）所用材料相同

（2）体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸

（3）两实验都遵循对照原则、单一变量原则

[拓展归纳]

（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降低又逐渐恢复活性。

（2）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。

视角1考查肺炎双球菌转化实验的过程与结论

1．（2017·淄博检测）将肺炎双球菌中控制荚膜形成的相关基因记做“A”，无此相关基因记做“a”，下列对甲、乙两组转化实验的相关分析，正确的是（　　）

实验甲：

将加热杀死的S型肺炎双球菌和R型活菌的菌液混合培养

实验乙：

将加热杀死的R型肺炎双球菌和S型活菌的菌液混合培养

A．转化前的S型、R型菌的基因组成分别为AA、aa

B．甲实验中可检出R型、S型活菌，S型菌由R型菌转化而来

C．乙实验中只检出S型活菌，因为R型菌的a基因在S型菌体内不能表达

D．转化前的S型菌和转化后形成的S型菌的遗传物质相同

B　[由于肺炎双球菌为原核生物，细胞内无同源染色体，因此转化前的S型、R型菌的基因组成分别为A、a，A项错误；S型菌中的转化因子可使R型细菌转化为S型细菌，B项正确；R型菌的基因在S型菌体内能表达，但被S型菌的性状所掩盖；因此乙实验中只检测出S型活菌，C项错误；转化后由于发生了基因重组，因此转化前、后的S型菌的遗传物质不相同，D项错误。

]

2．科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。

该组实验不能得到的结果或结论是（　　）

A．实验2只出现R型菌落

B．实验1、3均出现R型和S型菌落

C．DNA是转化因子

D．DNA纯度越高转化效率就越高

D　[三组实验中，自变量是培养基加入的酶种类，实验1中加入RNA酶，由于R型菌的遗传物质是DNA，加入的是杀死的S型菌的DNA，所以RNA酶不起作用，R型菌可能发生转化，出现R型和S型菌落，同理推出实验3也出现R型和S型菌落。

实验2中加入DNA酶，破坏了DNA，R型菌不发生转化，只出现R型菌落。

三个实验说明DNA是转化因子。

本实验不能说明DNA纯度越高转化效率就越高的结论。

]

视角2肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染实验的综合考查

3．下列有关肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同点的叙述，正确的是（　　）

A．两者都设法把蛋白质和DNA分开，单独地、直接地观察蛋白质或DNA的作用

B．两者的实验对象都是原核生物

C．两者都利用放射性同位素标记法

D．两者都能证明DNA是主要的遗传物质

A　[两个实验的材料和处理方法虽然不同，但是实验思路都是一样的，即设法将蛋白质和DNA分开，单独地、直接地观察它们的作用，A项正确；噬菌体侵染实验的实验对象噬菌体为病毒，肺炎双球菌体外转化实验未利用放射性同位素标记法，B项、C项错误；两个实验都能证明DNA是遗传物质，D项错误。

]

4．一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。

对此有关叙述错误的是（　　）

A．最初认为遗传物质是蛋白质，推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息

B．在艾弗里肺炎双球菌的转化实验中，细菌转化的实质是发生了基因重组

C．噬菌体侵染细菌实验，为使噬菌体外壳带有放射性，需用含35S的培养基培养噬菌体

D．格里菲思实验证明，S型细菌中有转化因子，使R型细菌转化为S型细菌

C　[遗传物质能储存遗传信息，组成蛋白质的氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息，A正确；艾弗里肺炎双球菌的转化实验中，R型细菌的基因与S型细菌的基因进行了整合，即发生了转化，其实质是发生了基因重组，B正确；噬菌体是专门寄生在细菌内的病毒，因此用含35S的大肠杆菌来培养噬菌体，C错误；格里菲思实验证明，S型细菌中有转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，D正确。

]

有关肺炎双球菌“转化”的两个易错点

1．转化的实质是基因重组而非基因突变。

肺炎双球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到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。

2．并非所有的R型细菌都被转化。

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型细菌都被转化成S型细菌，而只是一小部分R型细菌被转化成S型细菌。

考点二|噬菌体侵染细菌实验

1．噬菌体结构

（1）A：

蛋白质外壳；B：

DNA。

（2）组成A、B的共有元素为C、H、O、N，其中A特有S元素，B特有P元素。

2．实验过程及结果

标记大肠杆菌：

分别用含35S、32P的培养基培养大肠杆菌

↓

标记噬菌体：

分别用含35S和32P的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含35S或DNA含32P的噬菌体

　　↓

侵染细菌：

3．结论

DNA是遗传物质。

1．判断有关噬菌体侵染细菌实验叙述的正误。

（1）T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成。

（√）

（2）T2噬菌体的核酸中含硫元素。

（×）

【提示】　T2噬菌体的核酸中不含硫元素。

（3）分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体。

（×）

【提示】　分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，而不是培养噬菌体，再用被标记的大肠杆菌培养噬菌体。

（4）赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制。

（×）

【提示】　赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质。

（5）噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。

（×）

【提示】　噬菌体增殖时以自身的DNA为模板。

2．如图是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤。

（1）选用噬菌体作实验材料的原因：

其结构只有蛋白质和DNA组成。

（写出一点理由）

（2）搅拌、离心的目的在于为了把蛋白质外壳和细菌分开，再分别检测其放射性。

（3）本实验实际操作中沉淀物中有（填“有”或“没有”）少量的放射性。

1．噬菌体的增殖

（1）合成DNA的原料：

大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。

（2）合成蛋白质的原料及场所：

大肠杆菌的氨基酸、大肠杆菌的核糖体。

2．实验思路

用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。

3．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原因：

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原因：

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。

视角1考查噬菌体侵染细菌的实验的过程与结论

1．（2017·德州市高三期末）用放射性32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质并分别侵染大肠杆菌，经保温、搅拌和离心后检测离心管中物质的放射性，甲管的上清液（a1）放射性远高于沉淀物（b1）；乙管中上清液（a2）放射性远低于沉淀物（b2）。

下列分析错误的是（　　）

A．甲管中a1的放射性来自32P，乙管中b2的放射性来自35S

B．根据甲、乙两管的实验结果可推测DNA是遗传物质

C．若搅拌不充分，甲管的b1中可能出现较大的放射性

D．若保温时间过长，乙管的a2中可能出现较大的放射性

A　[被32P和35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，由于噬菌体的蛋白质外壳（被35S标记）留在大肠杆菌外面，导致甲管的上清液放射性远高于沉淀物；而噬菌体的DNA（被32P）进入到大肠杆菌的细胞中，导致乙管的沉淀物的放射性远高于上清液，由此推断甲管中a1的放射性来自35S，乙管中b2的放射性来自32P。

]

2．下列关于艾弗里等人的肺炎双球菌体外转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的结果的分析，不正确的是（　　）

A．S型细菌的性状是由DNA决定的

B．在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到了R型细菌中

C．噬菌体侵染细菌并经离心后，含32P的放射性同位素主要分布在离心管上清液中

D．噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成

C　[S型细菌的性状从根本上来说是由其基因（DNA上的遗传效应片段）决定的，A项正确；转化过程中，发生了基因重组，因此S型细菌的DNA可能进入到R型细菌中，B项正确；噬菌体侵染细菌后，含32P的同位素主要分布于沉淀物中，C项错误；侵染过程中，噬菌体以自身的DNA为模板，合成了蛋白质外壳，即指导了蛋白质的合成，D项正确。

]

视角2考查噬菌体侵染细菌实验中的同位素标记法

3．如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌（无放射性），对此分析正确的是（　　）

A．只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记

B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S

C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N

D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S

C　[蛋白质和DNA分子中都含有H、N元素，所以用3H、15N、35S标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和DNA都会被3H、15N标记，A错误；由于3H、15N、35S标记的蛋白质外壳，不进入细菌，3H、15N标记的DNA分子进入但不能用于合成子代噬菌体的外壳，所以子代噬菌体的外壳中应该没有放射性，B错误；由于3H、15N标记了亲代噬菌体的DNA分子，所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N，C正确；子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、全部含14N，DNA分子不含S，D错误。

]

4．（2017·保定月考）用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是（　　）

A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质

B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性

C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32

D．噬菌体繁殖一代的时间约为1h

B　[32P还存在于细菌的RNA等物质中，A项错误；噬菌体利用宿主细胞中的原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，所有子代噬菌体的DNA和蛋白质均具有放射性，B项正确，C项错误；一个噬菌体产生64个子代噬菌体，共繁殖6代，故繁殖一代的时间为1.5h，D项错误。

]

“二看法”判断子代噬菌体标记情况

考点三|生物遗传物质的判断

1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验

（1）实验过程及现象：

（2）结论。

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．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

有细胞结构的生物

真核生物

DNA和RNA

DNA

玉米、小麦、人

原核生物

DNA

乳酸菌、蓝藻

无细胞结构的生物

DNA病毒

DNA

DNA

噬菌体

RNA病毒

RNA

RNA

烟草花叶病毒

1．判断生物体内遗传物质的正误。

（1）RNA或DNA是T2噬菌体的遗传物质。

（×）

【提示】　T2噬菌体的遗传物质是DNA。

（2）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。

（√）

2．连线

生物类型　　　　　生物　　　　　　　　　遗传物质

①原核生物a．噬菌体

b．烟草花叶病毒Ⅰ.DNA

②真核生物c．R型细菌

d．黑藻Ⅱ.RNA

③病毒e．金丝猴

【答案】　①－c－Ⅰ　②－d－Ⅰ　②－e－Ⅰ　③－a－Ⅰ　③－b－Ⅱ

视角1考查生物遗传物质的探索实验

1．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是（　　）

A．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA

B．格里菲思对S型细菌进行加热处理，使蛋白质变性，而DNA相对稳定

C．在噬菌体侵染细菌的实验中，若32P标记组的上清液放射性较高，则可能原因是搅拌不充分

D．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质

B　[烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明其遗传物质是RNA，A错误；格里菲思对S型细菌进行加热处理，使蛋白质变性，而DNA相对稳定，仍能将R型细菌转化成S型细菌，B正确；在噬菌体侵染细菌的实验中，若32P标记组的上清液放射性较高，可能原因是培养时间过短或过长，C错误；孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律，但没有证实遗传因子的化学本质，D错误。

]

2．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（见下表）中，不可能出现的结果是（　　）

实验编号

实验过程

实验结果

病斑类型

病斑中分离出的病毒类型

①

a型TMV感染植物

a型

a型

②

b型TMV感染植物

b型

b型

③

组合病毒（a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA）→感染植物

b型

a型

④

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①B．实验②

C．实验③D．实验④

C　[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。

③中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型就应该是b型。

]

视角2生物遗传物质的判断

3．下列关于颤藻和黑藻这两种生物遗传物质的叙述，正确的是（　　）

A．遗传物质都是DNA

B．既分布于细胞核中，也分布于细胞质中

C．均含有四种碱基、两种五碳糖

D．转录时都必需有DNA聚合酶、四种核苷酸、能量等条件

A　[颤藻属于原核生物，黑藻属于真核生物，原核生物和真核生物的遗传物质都是DNA，A正确；颤藻属于原核生物，没有被核膜包被的成形的细胞核，因此其遗传物质主要分布在拟核中，B错误；均含有五种碱基（A、C、G、U、T）、两种五碳糖（核糖和脱氧核糖），C错误；转录时都必需有RNA聚合酶、四种核糖核苷酸、能量等条件，D错误。

]

4．下列关于遗传物质的叙述中，正确的是（　　）

①在女性的乳腺细胞中含有人类的全部遗传信息　②同种生物个体间的DNA分子完全相同　③核酸是生物的遗传物质　④一个DNA分子可以体现许多性状　⑤真核细胞的DNA分子主要存在于细胞核中

A．①②④⑤B．①③④⑤

C．②③④D．③⑤

D　[女性的乳腺细胞中不含有Y染色体，①错误；同种生物个体间的不同DNA分子的碱基对的排列顺序不同，②错误；核酸是遗传信息的携带者，③正确；DNA分子可通过控制蛋白质的合成控制生物的性状，不能体现生物的性状，④错误；真核细胞的DNA分子主要分布于细胞核中，⑤正确。

]

真题验收|感悟高考　淬炼考能

1．（2013·全国卷Ⅱ）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（　　）

①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验

③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验　⑤DNA的X光衍射实验

A．①②B．②③

C．③④D．④⑤

C　[根据证明DNA是遗传物质的两个经典实验——肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，可直接选出答案。

①发现了基因的分离定律和自由组合定律，②证明了基因位于染色体上，③④都证明了DNA是遗传物质，⑤为DNA双螺旋结构模型的构建提供了有力的证据。

]

2．（2013·海南高考）关于T2噬菌体的叙述，正确的是（　　）

A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖

D　[T2噬菌体由蛋白质和核酸构成，其中蛋白质中含有硫元素，而核酸不含有，A错误；T2噬菌体是细菌病毒，其寄主细胞是细菌，而酵母菌是真菌，B错误；T2噬菌体是DNA病毒，不含RNA，其遗传物质是DNA，C错误；病毒可以以自身的遗传物质为模板，利用寄主细胞内的物质为原料进行大量增殖，D正确。

]

3．（2012·江苏高考）人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程。

下列有关叙述正确的是（　　）

A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质

B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力

C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数

D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA

B　[孟德尔通过假说—演绎法证明了遗传因子在亲子代间的传递规律，但受当时科学水平所限，他并没有证实遗传因子的化学本质。

艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验虽能证明肺炎双球菌的遗传物质不是蛋白质而是DNA，但因为在提取DNA时还不能将其中的0.02%的蛋白质去掉，受到当时一些科学家的质疑。

噬菌体侵染细菌实验则能证明噬菌体的遗传物质是没有掺杂任何蛋白质的DNA，因此比艾弗里的实验更具说服力。

在DNA的双螺旋结构中嘧啶数总是等于嘌呤数。

烟草花叶病毒感染烟草实验只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能证明其他病毒的遗传物质是RNA。

]

4．（2012·重庆高考）针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。

下列有关噬菌体的叙述，正确的是（　　）

A．利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质

B．以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸

C．外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡

D．能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解

A　[噬菌体增殖时首先将其DNA注入到宿主细胞中，然后在宿主细胞内以噬菌体DNA为模板，以宿主菌体内的脱氧核苷酸、氨基酸等为原料，复制子代噬菌体的DNA，并合成子代噬菌体的蛋白质外壳，之后再组装成子代噬菌体，最后细菌细胞破裂，子代噬菌体被释放出去。

故A项正确，B、C项错误；噬菌体是病毒，二分裂是细菌的繁殖方式，D项错误。

]

1．格里菲思实验的结论是：

加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。

2．艾弗里实验的结论是：

DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即DNA是遗传物质。

3．在T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中。

4．证明DNA是遗传物质的相关实验的实验思路是：

设法将DNA与蛋白质等其他物质分离开，单独地、直接地观察它们的生理作用。

5．病毒的遗传物质是DNA或RNA；细胞生物的遗传物质是DNA。