专题梳理13 核酸是遗传物质（word版）-【精英1号】2024年高中生物学考笔记·知识梳理手册

专题梳理13　核酸是遗传物质 一、染色体的组成和功能 染色体 二、DNA是遗传物质的直接证据 (一)肺炎链球菌的转化实验 1．活体肺炎链球菌转化实验(体内转化) (1)实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。 S型细菌 R型细菌 菌落 光滑 粗糙 菌体 有多糖类的胶状荚膜 无多糖类荚膜 毒性 有毒性，使小鼠患败血症死亡 无毒 (2)实验过程及结果： 【答案】患病致死　活　活　患病致死 (3)结论：加热杀死的S型细菌中含有能把某些R型菌转化为S型菌的转化因子。 2．离体肺炎链球菌转化实验(体外转化) (1)实验材料：S型和R型细菌、培养基。 (2)实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或者多糖？ (3)实验过程及结果： 【答案】 R型　S型　R型 (4)结论：S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变异的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。 (二)噬菌体侵染细菌的实验 1．实验材料：噬菌体和大肠杆菌等。 (1)噬菌体的结构 【答案】蛋白质外壳　S　DNA　P　 (2)噬菌体的复制式增殖 增殖需要的条件 内容 模板 噬菌体的DNA 合成噬菌体DNA的原料 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸 合成噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 2．实验方法：放射性同位素标记　法。 3．实验过程及结果 4．实验结果分析 (1)噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。 (2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA来遗传的。 5．结论：DNA是遗传物质。 三、有些病毒的遗传物质是RNA 1．烟草花叶病毒的感染和重建实验 (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．生物的遗传物质归纳 (1)事实 (2)结论：生物的遗传物质是核酸，绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。 【答案】活体　转化因子　离体　DNA　DNA　RNA DNA是遗传物质的直接证据 【例题1】　肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(D) A．S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落是光滑的 B．S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活 C．从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌 D．该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的 【解析】S型肺炎双球菌菌落是光滑的，R型是粗糙的，A错误；S型菌经加热后蛋白质失活因此失去致病能力，而DNA经加热后可恢复活性，B错误；从病死的小鼠中分离出的肺炎双球菌中S型和R型均有，转化因子只能将部分R型菌转化成S型菌，C错误；该实验只证明了加热杀死的S型菌中存在某种转化因子使R型菌转化成了S型菌，并没有证明该转化因子就是DNA，D正确。 【例题2】　[2023·台州市检测]1944年，美国细菌学家艾弗里等人进行了肺炎链球菌离体转化实验，基本流程如图所示。下列叙述错误的是(　A　) A．裂解S型细菌前需将其加热杀死 B．①②③④培养液中都能分离出R型菌 C．只有③培养液中能转化出S型菌 D．实验证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质 【解析】加热杀死是格里菲思所做的小鼠体内转化实验所用的手段，艾弗里的实验裂解S型细菌前无须将其加热杀死，A错误；因为①②③④培养液中均加入R型活菌，所以①②③④培养液中都能分离出R型菌，B正确；实验结果显示，只有③培养液中能转化出S型菌，C正确；通过实验，只有DNA能够将R型菌转化为S型菌，所以实验证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质，D正确。 【例题3】　[2019·4浙江学考]为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。 下列叙述正确的是(C) A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性 B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质 C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA D．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA 【解析】高温加热会破坏转化物质DNA的活性，但随着温度的降低，DNA活性恢复，故甲组培养皿中有S型菌落和R型菌落，A错误；乙组中S型菌提取物中的蛋白质被蛋白酶催化水解，推测转化物质不是蛋白质，B错误；丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，不能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA，D错误。 【例题4】　[2019·6浙江学考]在“噬菌体侵染细菌实验”中，可通过某操作实现下图所示变化。该操作是(C) A．用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNA B．将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混合 C．将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌 D．离心并检测悬浮液和沉淀物中的放射性 【解析】在“噬菌体侵染细菌实验”中涉及以下三步操作：①放射性同位素标记的噬菌体与细菌混合，噬菌体侵染细菌；②在搅拌器中搅拌，使细菌外的噬菌体与细菌分离；③离心，检测悬浮液和沉淀物中的放射性同位素。由上图所示信息可知属于第二步操作，C正确。 【例题5】　[2020·1浙江学考]某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，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，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是(C) 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标记的噬菌体蛋白质，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标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体 【解析】32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经搅拌、离心后，放射性主要存在于沉淀中，悬浮液中含有少量放射性的原因可能是有部分噬菌体未来得及侵染细菌，由于甲组的悬浮液中不存在大肠杆菌，因此噬菌体无法繁殖产生含32P标记的子代噬菌体，A正确；甲组被感染的细菌内含32P标记的噬菌体DNA，产生的子代噬菌体中只有少部分是含32P的，大部分是不含32P标记的，B正确；乙组35S标记的是噬菌体蛋白质，噬菌体蛋白质不进入细菌体内，所以35S标记的噬菌体蛋白质主要在悬浮液中，被感染的细菌内也无法产生含35S标记的子代噬菌体，更何况乙组的悬浮液中不存在大肠杆菌，噬菌体无法繁殖产生子代噬菌体，C错误，D正确。 【例题6】　　[2022·诸暨市学考模拟] 材料一：T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的化学组成中60%是蛋白质，40%是DNA。对这两种物质的分析表明，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。 材料二：1952年，赫尔希和蔡斯分别用放射性同位素35S、32P标记的T2噬菌体去侵染细菌，侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。待细菌裂解后检测释放出来的子代噬菌体，发现其大小、形状等都与原来噬菌体一致。 请回答下列有关问题： (1)为获得标记的噬菌体，首先用含有(填“含有”“不含有”)放射性标记的培养基培养大肠杆菌，再用其培养噬菌体。为区别两组实验的结果，应分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质。 (2)材料二中，搅拌的目的是使吸附在细菌外的噬菌体与细菌分离。结果表明，当搅拌时间在2～5min，上清液中的35S、32P分别占初始标记噬菌体放射性的90%和20%左右，由此可以推断出DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，子代噬菌体没有被释放出来。 (3)子代噬菌体的性状与原噬菌体一致，说明噬菌体的性状是通过亲代的DNA 遗传的。 (4)假定一个被32P标记的噬菌体产生了500个子代噬菌体，其中含有32P的个体数是2，含非放射性P元素的个体数是500。 【解析】(1)噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存。因此，若要大量制备带标记的噬菌体，需先用含有放射性的大肠杆培养基培养，再用被标记的大肠杆菌去标记噬菌体。32P标记的是噬菌体的DNA，35S标记的是噬菌体的蛋白质。(2)搅拌的目的是将噬菌体和细菌震脱，所以搅拌时间过短时，含有放射性的蛋白质外壳就会留在细菌表面留在沉淀物中，从而使得上清液中的放射性较低。由于32P表示噬菌体的DNA，35S标记的噬菌体的蛋白质，实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的90%和20%，证明DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。(3)亲子代噬菌体的性状相同，是通过亲代的DNA遗传的，从而证明了DNA是遗传物质。(4)由于DNA是半保留复制，假定一个被32P标记的噬菌体产生了500个子代噬菌体，其中含有32P的个体数只有2个，含非放射性P元素的个体数是500。 有些病毒的遗传物质是RNA 【例题7】　[2018·11浙江学考]下列关于遗传物质的叙述，正确的是(C) A．烟草的遗传物质可被RNA酶水解 B．肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA C．劳氏肉瘤病毒的遗传物质可逆转录出单链DNA D．T2噬菌体的遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核酸 【解析】烟草是植物，其遗传物质是DNA，不能被RNA酶水解，A错误；肺炎双球菌的遗传物质就是DNA，对于整个生物界来说，DNA是主要的遗传物质，B错误；劳氏肉瘤病毒的遗传物质是RNA，且它是逆转录病毒，能以RNA为模板逆转录出单链DNA，C正确；T2噬菌体的遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核苷酸，D错误。 (1)核酸是一切生物的遗传物质(除朊病毒外)； (2)DNA是绝大多数生物的遗传物质(包括所有的真核生物、原核生物和DNA病毒)； (3)RNA是少数病毒(RNA病毒)的遗传物质； (4)病毒的遗传物质只有一种(DNA或RNA)。 学科网（北京）股份有限公司 $$