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1、第六单元基因的本质和表达第1课DNA是主要的遗传物质考点一肺炎双球菌转化实验【核心知识突破】1.格里菲思的体内转化实验：(1)实验材料：S S型肺炎双球菌型肺炎双球菌R R型肺炎双球菌型肺炎双球菌菌落菌落_菌体菌体有多糖类荚膜有多糖类荚膜无多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性毒性_光滑粗糙有毒无毒(2)实验过程和结论：2.艾弗里的体外转化实验：3.【教材易漏知识】必修2 P44图3-3肺炎双球菌体外转化实验中的条件对照：条件对照是指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照的，给定的处理因素正是为了保证实验中对照组与实验组相比只是少了实验变量的影响，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量。通常施
2、以条件因素的对象组为对照组，施以实验因素的对象组为实验组。例如，在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，实验组是“R型活细菌+S型细菌的DNA混合培养”，条件对照组是“R型活细菌+S型细菌的DNA和DNA酶混合培养”。【微点警示】肺炎双球菌转化实验的三个误区(1)转化的实质是基因重组而非基因突变。肺炎双球菌转化是指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，而只是少部分R型细菌被转化成S型
3、细菌。(3)加热导致DNA变性后可复性。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在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。【秒判正误】1.肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质。()分析：肺炎双球菌转化实验说明DNA是遗传物质，并不能说明DNA是主要的遗传物质。2.格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。()分析：格里菲思认为加热杀死的S型细菌必然有转化因子，可以让无毒的R型活细菌转化为S型活细菌，但并未确认转化因子究竟是什么物质。3.体内转化实验的实质是S型细菌的DNA可使小鼠死亡。()分析：S型细菌的DNA并不能使小鼠死亡，而是S型细菌的DNA使R型活细
4、菌发生转化，变成S型细菌，使小鼠死亡。4.肺炎双球菌体外转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质等物质分开，分别观察其遗传作用。()分析：将DNA和蛋白质等物质分开，分别观察其遗传作用，从而寻找让R型活细菌发生转化的转化因子。5.从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R型细菌。()分析：从格里菲思实验中的第四组病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌有S型细菌和R型细菌。【命题案例研析】【典例】(2019皖南八校联考)利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是()A.通过e、f对照，能说明
5、转化因子是DNA而不是蛋白质B.f组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌C.e组可分离出R型肺炎双球菌D.能导致小鼠死亡的是a、b、c、d四组【审答技巧】(1)分析题图，辨识af组操作的不同，找到解决问题的切入口。a：煮沸冷却的S型菌；b：S型菌；c：加了R型菌DNA的S型菌；d：R型菌；e：加了S型菌蛋白质的R型菌；f：加了S型菌DNA的R型菌。(2)答题关键：R型菌转化成S型菌的原理。S型菌的DNA是R型活菌发生转化的条件，加热变性的DNA在温度降低的过程中逐渐恢复活性。【解析】选D。从题图实验过程可看出，通过e、f对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质；f组加入了S型菌的DNA，可以分离
6、出S型和R型两种肺炎双球菌；e组加入了S型菌的蛋白质，只能分离出R型肺炎双球菌。a组的S型菌经煮沸失活，d组和e组均为R型菌，均不能导致小鼠死亡；b、c组是S型细菌，f组的R型细菌有一部分转化成了S型细菌，均可导致小鼠死亡。【高考长句应答特训】(1)实验的设计思路是什么？提示：实验设计思路是把DNA与蛋白质分开，分别观察DNA或蛋白质的作用。(2)上题c试管中是否有R型菌生成？S型菌的DNA直接注入小鼠体细胞内，小鼠是否死亡？提示：有。c试管中有R型菌的DNA整合到S型菌DNA上，生成R型菌。不能死亡。让小鼠死亡的是S型菌，不是S型菌的DNA。【方法技巧】R型细菌与S型细菌数量变化规律加热杀死
7、的S型细菌与正常的R型细菌混合注入小鼠体内后，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示。(1)ab段R型细菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。(2)bc段R型细菌数量增多的原因是b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。(3)后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。(4)加热杀死的S型细菌与正常的R型细菌混合注入小鼠体内，R型细菌数量会暂时下降，但一旦S型细菌的DNA将R型细菌转化成有活性的S型细菌，小鼠的免疫力会逐渐下降，两种细菌的数量都会增加。【考点题组诊断】角度一肺炎双
8、球菌体内转化实验1.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：S型菌的DNA+DNA酶加入R型菌注入小鼠R型菌的DNA+DNA酶加入S型菌注入小鼠R型菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注入小鼠S型菌+DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()世纪金榜导学号A.存活、存活、存活、死亡B.存活、死亡、存活、死亡C.死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、存活【解析】选D。S型菌的DNA+DNA酶，DNA被水解，失去了转化作用，对后面加入的R型菌没有转化作用，R型菌无毒，注入小鼠体内，小鼠存活；R型菌的DNA+DNA酶，DNA被水
9、解，不起作用，加入S型菌，有毒性，注入小鼠体内导致小鼠死亡；R型菌+DNA酶，DNA酶对细菌不起作用，高温加热后冷却，DNA酶变性失活，R型菌被杀死(R型菌的DNA有活性，冷却后复性)，加入S型菌的DNA，没有了R型活菌，不能转化，也就相当于把两种DNA注入小鼠体内，两种DNA没有毒性，小鼠存活；S型菌+DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注入小鼠，和类似，小鼠存活。故选D。角度二肺炎双球菌体外转化实验2.(2018洛阳模拟)如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是()A.要加热处理，要将各提取物分别与R型菌混合培养B.培养基上的一个肺炎双球菌的菌落是一个群落C.如果将活
10、S型菌悬液与活R型菌悬液换一下位置，则不会发生转化D.要转入固体培养基培养，结果可能出现S、R型菌两种菌落【解析】选D。图中过程要获取蛋白质、DNA等成分，所以不能加热处理，A错误；培养基上的一个肺炎双球菌的菌落是一个种群，B错误；如果将活S型菌悬液与活R型菌悬液换一下位置，则可能会发生转化，C错误；要转入固体培养基培养，结果可能出现S、R型菌两种菌落，D正确。【易错提醒】本题易错选C。由于R型菌和S型菌亲缘关系比较近，故R型菌的DNA将S型菌转化成R型菌也是可能的，而且与R型菌转化成S型菌一样，有一定的转化率，这种可遗传的变异是基因重组。3.(金榜原创预测)格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下：
11、将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡；将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。据此分析，下列说法错误的是()A.该实验中可形成对照的是、B.过程小鼠死亡是因小鼠不能产生相关抗体所致C.过程中，小鼠体内可分离出S型活细菌数量多于R型活细菌D.重复实验与，得到同样的结果，可排除S型活细菌由R型活细菌突变而来【解析】选B。实验过程中只有一个变量的均可形成对照。的单一变量是活细菌类型，的单一变量是是否有加热杀死的S型细菌，的单一变量是是否有R型活细菌，A正确；过程中小鼠
12、也能产生相关抗体，B错误；过程中，小鼠体内可分离出S型活细菌数量多是由于S型细菌大量繁殖，因而多于R型活细菌，C正确；若S型活细菌由R型活细菌突变而来，重复实验，小鼠可能会死亡，D正确。考点二噬菌体侵染细菌的实验【核心知识突破】1.实验材料T2噬菌体：2.实验方法：_，该实验中用35S、32P分别标记_。同位素标记法蛋白质和DNA3.实验过程及结果：(1)标记T2噬菌体：(2)侵染细菌：(3)实验结果与分析：分组实验分组实验(相互对照相互对照)结果结果分析分析含含3232P P的的T T2 2噬噬菌体菌体+细菌细菌上清液中几乎无上清液中几乎无3232P P，3232P P主要分布主要分布在在_
13、内内3232P PDNADNA进入了宿进入了宿主细胞内主细胞内含含3535S S的的T T2 2噬噬菌体菌体+细菌细菌宿主细胞内无宿主细胞内无3535S S，3535S S主要分布在上清主要分布在上清液中液中_未进入宿主细胞，留未进入宿主细胞，留在外面在外面宿主细胞35S蛋白质外壳4.实验结论：在T2噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是_，即_是遗传物质。DNADNA5.T2噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较：项目项目T T2 2噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化肺炎双球菌体外转化实验实验设计设计思路思路设法将设法将_和其他物质分开，单独地研究它们和
14、其他物质分开，单独地研究它们的作用的作用DNA项目项目T T2 2噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化肺炎双球菌体外转化实验实验处理处理方法方法放射性同位素标记法：放射性同位素标记法：分别标记分别标记DNADNA和蛋白质和蛋白质的特殊元素的特殊元素直接分离法：分离出直接分离法：分离出S S型细菌的型细菌的DNADNA、RNARNA、蛋白质和荚膜多糖等，蛋白质和荚膜多糖等，分别与分别与R R型活细菌混合型活细菌混合培养培养项目项目T T2 2噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化肺炎双球菌体外转化实验实验检验检验结果结果的方的方式式检测放射性的存在位置检测放射性
15、的存在位置观察观察R R型细菌能否转化型细菌能否转化成成S S型细菌型细菌结论结论_是遗传物质，但不是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传能证明蛋白质不是遗传物质物质_是遗传物质，而是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物蛋白质等不是遗传物质质DNADNA【微点警示】噬菌体侵染细菌实验的三点提醒(1)不能用含35S和32P的培养基培养T2噬菌体：T2噬菌体是细菌病毒，只能寄生在活细胞内，不能利用培养基直接培养。(2)不能用35S和32P标记同一T2噬菌体：放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种元素的放射性。(3)该实验涉及两次噬菌体的侵染。标记噬菌体的过程是未标记的噬菌体侵染已标记的大肠
16、杆菌的过程；侵染细菌的实验过程是已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌的过程。【秒判正误】1.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。()分析：噬菌体增殖需要细菌提供原料和酶、能量等，模板是噬菌体自身的DNA。2.噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力。()分析：噬菌体的DNA和蛋白质完全分开，而肺炎双球菌转化实验中提取的DNA纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。3.32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。()分析：该实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质。4.噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。()分析
17、：噬菌体侵染细菌的实验中，进入大肠杆菌的只有DNA，DNA控制合成了子代噬菌体的蛋白质外壳。【命题案例研析】【典例】(2017全国卷)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是()A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同【审答技巧】(1)审题关键：读题分析可知，本题考查T2噬菌体的增殖和代谢特点、子代T2噬菌体的组成物质来源、人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的异同。(
18、2)答题技巧：T2噬菌体是DNA病毒，其宿主细胞是大肠杆菌，宿主细胞为其提供能量、酶、原料等完成复制和繁殖；人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，其宿主细胞是人类的淋巴细胞。【解析】选C。T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌细胞内的病毒，A项错误；T2噬菌体缺乏独立代谢的能力，只能在宿主细胞内进行代谢，B项错误；T2噬菌体侵入宿主细胞后，利用宿主细胞的核苷酸合成自身的核酸，培养基中32P经宿主摄取后，可以出现在T2噬菌体的核酸中，C项正确；人类免疫缺陷病毒(HIV)的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA，D项错误。【核心素养新命题】科学思维分析与综合(1)在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希
19、和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，据图分析标记元素所在部位并说出理由。该实验不能标记C、H、O、N这些元素的原因是什么？提示：。DNA标记的是P，是磷酸；蛋白质标记的是S，只有R基()中可能含有S；C、H、O、N是DNA和蛋白质共有的元素，不能标记，否则无法将DNA和蛋白质区分开。(2)人类免疫缺陷病毒、T2噬菌体与大肠杆菌的核酸是什么？遗传物质是什么？提示：核酸类型分别是RNA、DNA、RNA和DNA；遗传物质分别是RNA、DNA、DNA。【方法技巧】子代噬菌体的组成物质来源分析(1)从蛋白质外壳方面分析：由宿主细胞提供原料氨基酸，在宿主细胞的核糖体上合成。(2)从D
20、NA方面分析：由亲代噬菌体提供模板，利用宿主细胞提供的脱氧核苷酸，通过半保留复制的方式，合成子代噬菌体的DNA。(3)从子代噬菌体方面分析：释放的众多子代噬菌体中，只有少数含有亲代噬菌体DNA的单链，其余子代噬菌体的DNA均由宿主细胞提供原料合成。【考点题组诊断】角度一噬菌体侵染细菌实验的过程与结论1.(2018沧州名校联考)赫尔希和蔡斯于1952年所做的T2噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是T2噬菌体 ()A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中C.DNA可用15N放射性同位素标记D.蛋白质可用32P放射性同位素标记【
21、解析】选B。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会裂解宿主细胞，但不是成功的原因；T2噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确；T2噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特征元素35S和32P，不能用共有元素15N；蛋白质的组成元素中一般没有P。【知识总结】噬菌体侵染细菌实验分析(1)侵染过程(标记过程)：(2)实验方法：同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，单独、直接观察蛋白质和DNA的作用。(3)T2噬菌体只提供模板(DNA)，氨基酸(合成子代蛋白质外壳的原料)、核苷酸(合成
22、子代DNA的原料)、tRNA、核糖体、能量系统和酶系统等都由宿主提供。2.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，过程如图所示，下列有关分析正确的是世纪金榜导学号()A.理论上，b和c中不应具有放射性B.实验中b含少量放射性与过程中培养时间的长短有关C.实验中c含有放射性与过程中搅拌不充分有关D.实验结果，a、d中有少量的放射性，b、c中有大量的放射性【解析】选A。35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，所以离心后，理论上b中不应具有放射性，32P标记的噬菌体DNA进入大肠杆菌体内，离心后，放射性应在沉淀物中，因此理论上上清液c不含有放射性，A正确；搅拌的目的是将吸附在大肠杆菌
23、上的噬菌体外壳与大肠杆菌分开，若搅拌不充分，则会导致沉淀物中含有少量的放射性，B错误；实验2中上清液会含有放射性，与过程中培养时间的长短有关，C错误；实验结果，b、c中有少量的放射性，a、d中有大量的放射性，D错误。【方法技巧】噬菌体侵染细菌实验的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。保温培养时间过短，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，使上清液中出现放射性。保温培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后使大肠杆菌裂解释放子代噬菌体，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
24、，沉淀物中有放射性的原因：搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。角度二噬菌体侵染细菌实验的拓展分析3.(2019淄博模拟)有a、b两类噬菌体，它们均已被32P或35S中的一种标记过。将a、b噬菌体分别侵染甲、乙两管大肠杆菌，经保温、搅拌和离心后，检测离心管内放射性物质的位置，结果如图。下列叙述正确的是()A.实验结果表明a的蛋白质外壳和b的DNA均有放射性B.可以确定甲管的放射性来自32P，乙管的放射性来自35SC.检测结果表明噬菌体的DNA和蛋白质可侵入大肠杆菌内D.伴随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性将逐渐增强【解析】选A。读题图可知
25、，甲管中上清液有放射性，而沉淀物没有放射性，说明a标记蛋白质外壳；乙管中沉淀物有放射性，而上清液没有放射性，说明标记的是DNA，A正确；根据以上分析可知，甲管的放射性来自35S，乙管的放射性来自32P，B错误；检测结果表明噬菌体的DNA可侵入大肠杆菌内，而蛋白质没有进入大肠杆菌内，C错误；伴随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性总量不变，D错误。4.(教材素材新命题必修2 P46拓展题1变式)噬菌体侵染大肠杆菌实验中，只有噬菌体DNA进入大肠杆菌细胞，蛋白质外壳留在外面，但大肠杆菌裂解产生的子代噬菌体却跟原来的噬菌体具有一样的蛋白质外壳，下列相关说法正确的是()A.是因为放射性同位素标记
26、引起的细菌基因突变的结果B.是噬菌体DNA与细菌DNA基因重组后产生的C.由此可以证明DNA是主要的遗传物质D.是噬菌体DNA基因表达的结果【解析】选D。基因突变频率低，且具有不定向性，A错误；噬菌体DNA进入大肠杆菌后，大肠杆菌的DNA会被降解，不可能发生基因重组，B错误；由此可以证明是噬菌体DNA通过转录和翻译控制合成了蛋白质外壳，故属于基因表达的结果，且证明了DNA是遗传物质，C错误，D正确。【加固训练】1.(2018豫北四市联考)某同学模拟赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是()A.35S标记的是T2噬菌体的DNAB.沉淀物b中含放射性的高低与过程中搅拌是
27、否充分有关C.上清液a中放射性较强D.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质【解析】选A。35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，DNA不含有S；若搅拌不充分，一部分蛋白质外壳不能与大肠杆菌分离，会随大肠杆菌进入沉淀物中，使沉淀物b中放射性增强；充分搅拌离心后，含放射性的蛋白质外壳进入上清液，使上清液a中放射性较强；该实验没有标记DNA，不能说明DNA的作用，故不能证明DNA是遗传物质。2.(2018西安模拟)噬菌体的遗传物质有的是单链RNA，有的是单链DNA，有的是双链RNA，还有的是双链DNA。有些噬菌体具有将基因插入宿主DNA内的特性，使得它成为重要的分子和遗传学研究工具。下列相关叙述正确
28、的是()A.不同噬菌体的可遗传变异类型有突变和基因重组B.噬菌体与人体细胞都能进行细胞增殖和细胞分化C.将基因插入宿主DNA的噬菌体的遗传物质为双链DNAD.所有的噬菌体都可以用于“验证DNA是遗传物质”的实验【解析】选C。突变包括基因突变和染色体变异，噬菌体不具有细胞结构，不能发生染色体变异和细胞的增殖与分化，A、B错误；噬菌体的宿主应为细胞生物，而细胞生物的DNA均为双链DNA，所以具有能将基因插入宿主DNA内特性的噬菌体的遗传物质应为双链DNA，C正确；遗传物质是RNA的噬菌体不能用于“验证DNA是遗传物质”的实验，D错误。考点三DNA是主要的遗传物质【核心知识突破】1.RNA是遗传物质
29、的实验证据烟草花叶病毒对烟草细胞的感染实验：(1)实验材料：烟草花叶病毒和烟草。烟草花叶病毒的组成物质是_。蛋白质和RNA(2)实验过程及结果：(3)实验分析与结论：烟草花叶病毒的_能自我复制，并控制生物的遗传性状，因此_是它的遗传物质。RNARNA2.生物体内核酸种类、遗传物质类型及实例：生物类型生物类型核酸种类核酸种类遗传物质遗传物质实例实例有细胞有细胞结构的结构的生物生物真核生物真核生物DNADNA和和RNARNA_酵母菌、酵母菌、小麦、人小麦、人原核生物原核生物乳酸菌、乳酸菌、蓝藻蓝藻无细胞无细胞结构的结构的生物生物DNADNA病毒病毒DNADNA_T T2 2噬菌体噬菌体RNARNA
30、病毒病毒RNARNA_烟草花烟草花叶病毒叶病毒DNADNARNA【秒判正误】1.RNA或DNA是T2噬菌体的遗传物质。()分析：DNA是T2噬菌体的遗传物质，RNA不是。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。()分析：有细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质是DNA，少部分RNA病毒的遗传物质是RNA。3.大肠杆菌的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。()分析：大肠杆菌的遗传物质是DNA，故其基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。4.乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上。()分析：乳酸菌的遗传物质是DNA，主要分布在拟核中。5.DNA是玉米的主
31、要的遗传物质。()分析：玉米的遗传物质只是DNA，没有其他遗传物质。【命题案例研析】【典例】(2018合肥模拟)近年来寨卡病毒、埃博拉病毒、禽流感病毒引起的疾病肆虐全球。下列关于病毒的叙述，正确的是()A.含胸腺嘧啶的病毒和细胞一样，都是以DNA为主要的遗传物质B.病毒在合成其遗传物质和蛋白质时，模板和原料均由宿主细胞提供C.用35S或32P标记的乳酸菌不能对T2噬菌体的蛋白质或核酸进行标记D.消除病毒感染的细胞是细胞坏死的过程【审答技巧】(1)审题关键：对于“DNA是主要的遗传物质”的理解，不同于“DNA是遗传物质”；生物体内“核酸”和“遗传物质”的区别。(2)答题技巧：DNA是一切细胞生物
32、和DNA病毒的遗传物质；病毒在合成其遗传物质和蛋白质时，模板由病毒自身提供，原料由宿主细胞提供；T2噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌，不是别的细菌。【解析】选C。T是DNA分子特有的碱基，因此含胸腺嘧啶的病毒和细胞一样，都是以DNA为遗传物质，A错误；病毒在合成其遗传物质和蛋白质时，模板由病毒自身提供，B错误；T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌细胞内的病毒，不能寄生在乳酸菌中，C正确；消除病毒感染的细胞是细胞凋亡的过程，D错误。【核心素养新命题】科学探究实验结果交流将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，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，若检测到放射性，说明什么问题？提示：该
33、病毒是RNA病毒。【方法规律】探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA的方法(1)酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”，其遗传物质不是DNA，若“否”，其遗传物质可能是DNA。(2)标记法：DNA与RNA的碱基不完全相同。前者含有胸腺嘧啶，后者含有尿嘧啶。若提供给病毒宿主细胞不同标记的碱基，可通过检测放射性判断遗传物质的类型。【考点题组诊断】角度一烟草花叶病毒侵染实验1.(2018深圳模拟)以下是证明RNA为遗传物质的实验图解，请据图中的信息，选出正确的选项()世纪金榜导学号A.不同类型的外壳互换，说明外壳对病毒的侵染不起作用B.病毒的后代
34、性状只和核酸有关，因为只有核酸侵入细胞C.病斑类型的不同，根本上是由病毒外壳的抗原特异性决定的D.该实验不用“同位素追踪”的原因是RNA全保留复制，后代含有放射性的个体少【解析】选B。外壳对病毒生命活动的发生是必不可少的；从图示可看出后代性状与参与侵染的RNA有关，与蛋白质无关；病毒表现的致病特性根本上是由其核酸决定的；全保留复制不是后代放射性个体少的原因。角度二生物的遗传物质2.若某种生物的遗传物质碱基组成如下图，则此生物最可能是()A.T2噬菌体B.肺炎双球菌C.烟草花叶病毒D.酵母菌【解析】选C。该生物的遗传物质中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不同，说明该生物的遗传物质为RNA。A、B、D生物的
35、遗传物质均为DNA，只有C项生物的遗传物质为RNA。3.(2017全国卷)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)【解析】本题主要考查DNA与RNA的区别及同位素标记在实验中的应用。(1)根据遗传物质的化学组成不同，DNA含有碱基T，RNA含有碱基U，可分别用放射
36、性同位素标记胸腺嘧啶和尿嘧啶，分别培养宿主细胞，得到分别标记的宿主细胞后再分别培养新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)由于遗传物质的复制需消耗相应的核苷酸，若遗传物质是RNA，则新合成的RNA中一定含有碱基U，则标记T的一组检测不到放射性，而标记U的一组检测到放射性；若遗传物质是DNA，新合成的DNA中一定含有碱基T，则标记U的一组检测不到放射性，而标记T的一组检测到放射性。答案：(1)实验思路。甲组：将宿主细胞放在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，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：将宿主细胞放在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段
37、时间后收集病毒并检测其放射性。(2)预期实验结果及结论。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。【加固训练】1.(2018通化模拟)下图是对某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体()A.寄生于细胞内，通过RNA遗传B.寄生于细胞之间，通过蛋白质遗传C.寄生于细胞内，通过蛋白质遗传D.寄生于细胞之间，通过RNA遗传【解析】选A。由图中病原体的组成和结构可判断这是一种RNA病毒，寄生于植物细胞内；通过RNA和蛋白质外壳侵染正常叶片后的结果可证明RNA能承担遗传任务，是遗传物质。2.(2018洛阳模拟)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品
38、系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验的结果(见下表)中，不可能出现的是()实验实验编号编号实验过程实验过程实验结果实验结果病斑病斑类型类型病斑中分离病斑中分离出的病毒类型出的病毒类型a a型型TMVTMV感染植物感染植物a a型型a a型型b b型型TMVTMV感染植物感染植物b b型型b b型型组合病毒组合病毒(a(a型型TMVTMV的蛋白的蛋白质质+b+b型型TMVTMV的的RNA)RNA)感染感染植物植物b b型型a a型型组合病毒组合病毒(b(b型型TMVTMV的蛋白的蛋白质质+a+a型型TMVTMV的的RNA)RNA)感染感染植物植物a a型型a a型型A.实验B.实验C
39、.实验D.实验【解析】选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。中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型应该是b型，因此C项符合题意。答案速填：1无2粗糙3有4光滑5加热杀死的S型菌中有转化因子，可以使R型菌转变成S型菌6DNA是转化因子7基因重组8同位素标记法9先用含32P或35S的培养基培养大肠杆菌，再用标记好的大肠杆菌培养噬菌体10DNA是遗传物质11上清液12沉淀物第2课DNA分子的结构、复制和基因的本质考点一DNA分子的结构【核心知识突破】1.DNA分子的结构：2.DNA分子的特性：(1)相对稳定性：DNA分子中_交替连接的方式不
40、变，两条链间_的方式不变。(2)多样性：不同的DNA分子中_数目不同，排列顺序多种多样。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有_种。磷酸和脱氧核糖碱基互补配对脱氧核苷酸4n(3)特异性：每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的_，代表了特定的遗传信息。碱基对排列顺序3.碱基互补配对原则及相关计算：(1)碱基互补配对原则：DNA碱基互补配对原则是指在DNA分子形成碱基对时，A一定与T配对，G一定与C配对的一一对应关系。(2)有关推论。任意两个非互补碱基之和恒等，如A+G=T+C=A+C=T+G。在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA
41、分子中的一条链上A1+T1=n%，则A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。双链DNA分子中，非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中，一条链上 则 所以互补链上 简记为“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值乘积为1”。4.【教材易漏知识】必修2 P58“科学技术社会”、P60“思维拓展”：DNA指纹图谱法的基本操作从生物样品中提取DNA(DNA一般都有部分的降解)，可运用PCR技术扩增出DNA片段或者完整的基因组DNA，然后将扩增出的DNA用合适的限制酶切成DNA片段，利用电泳技术将这些片段按大小分
42、开后，转移至尼龙滤膜上，然后将已标记的DNA探针与膜上具有互补碱基序列的DNA片段杂交，用放射自显影便可获得DNA指纹图谱。【微点警示】DNA分子结构三点提醒(1)DNA在DNA酶作用下能够水解生成4种脱氧核苷酸；脱氧核苷酸彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和4种含氮碱基。(2)相邻的碱基在DNA分子的一条单链中通过“-脱氧核糖-磷酸-脱氧核糖-”相连接，在DNA的双链之间通过“氢键”相连接。(3)不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团，两条链各有一个3端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团；DNA分子链的方向是从磷酸基到脱氧核糖，两条链反向平行。【秒判正误】1.分子大小相同、碱基含量相同的脱氧核苷酸分子所
43、携带的遗传信息一定相同。()分析：遗传信息是指碱基对的排列顺序。与分子大小、碱基含量无关。2.双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的。()分析：双链DNA分子中一条链上的磷酸和脱氧核糖是通过磷酸二酯键连接的。3.DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。()分析：DNA分子的多样性是指不同的DNA分子中脱氧核苷酸数目不同，排列顺序多种多样；特异性是指每种DNA分子都有区别于其他DNA分子的特定的碱基对排列顺序，均与空间结构无关。4.人体内控制-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种。()分析：若某确定的基因中有n个碱基对，则碱基对
44、可能的排列方式不会是4n，而是小于4n。5.磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架。()分析：磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成DNA链的基本骨架，碱基排列在内侧。【命题案例研析】【典例】(2017海南高考)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述，正确的是()A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同B.前一个比值越大，双链DNA分子的稳定性越高C.当两个比值相同时，可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子，后一比值等于1【审答技巧】(1)审题技巧：抓住关键词“(A+
45、T)/(G+C)”与“(A+C)/(G+T)”两个比值的意义，“DNA分子中”指的是DNA双链中。(2)答题关键：“(A+T)/(G+C)”在DNA双链中、任一条DNA分子单链中都相等。“(A+C)/(G+T)”在不同物种的DNA双链中都等于1。【解析】选D。双链DNA分子中A=T、G=C，因此其(A+C)/(G+T)=1，但(A+T)/(G+C)的值不确定，A项错误，D项正确；由于G和C之间含有三个氢键，含有的能量高，因此(A+T)/(G+C)的值越小时，双链DNA分子的稳定性越高，B项错误；(A+T)/(G+C)和(A+C)/(G+T)的值相同时，只能推断出4种碱基数目相同，无法判断出这个
46、DNA分子是双链，C项错误。【高考长句应答特训】如何辨识某份DNA样品是双链分子还是单链分子？提示：若A=T且C=G，则一般为双链，否则为单链。【方法规律】小技巧解决DNA分子中有关碱基比例的计算(1)审清题意：搞清题中已知的和所求的碱基比例是占整个DNA分子碱基的比例，还是占DNA分子一条链上碱基的比例。(2)图文转换：画一个DNA分子模式图，并在图中标出已知的和所求的碱基；根据碱基互补配对原则及其规律进行计算。【考点题组诊断】角度一DNA分子碱基的相关计算1.(2014山东高考)某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其
47、所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()世纪金榜导学号【解题指南】(1)分析题图，获得解题信息。(2)利用碱基互补配对原则，借助特殊值作出准确判断。【解析】选C。本题主要考查对DNA分子碱基互补配对原则的理解。双链DNA分子中，(A+C)/(T+G)一定等于1，故A项错误；当一条链中(A1+C1)/(T1+G1)=1时，其互补链中存在(A2+C2)/(T2+G2)=(T1+G1)/(A1+C1)=1，B项错误；在DNA分子中，存在(A1+T1)/(G1+C1)=(A2+T2)/(G2+C2)=(A+T)/(G+C)，故C项正确、D项错误。2.(2019临川模拟)从某生物组织中提取
48、DNA进行分析，其中鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基数的46%，又知该DNA分子的一条链(H链)所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，则与H链相对应的另一条链中，腺嘌呤、胞嘧啶分别占该链全部碱基数的()A.26%、22%B.24%、28%C.14%、11%D.11%、14%【解析】选A。已知DNA分子中，鸟嘌呤与胞嘧啶之和占全部碱基总数的46%，即C+G=46%，则C=G=23%、A=T=50%-23%=27%。又已知该DNA的一条链所含的碱基中28%是腺嘌呤，24%是胞嘧啶，即A1=28%、C1=24%，根据碱基互补配对原则，A=(A1+A2)2，C=(C1+C2)2，则A2=26%，C2
49、=22%。3.(金榜原创预测)蓝藻细胞的DNA分子为环状，酵母菌细胞的DNA分子为链状，下列相关说法正确的是()A.环状DNA分子中没有游离的磷酸基团B.环状DNA分子中(A+C)/(T+G)1C.环状DNA分子不具有规则的双螺旋结构D.环状DNA分子比链状DNA分子更稳定【解析】选A。环状DNA链首尾相连，DNA链呈环状，不会有裸露的5和3端，不会有游离的磷酸基团，A正确；环状DNA分子也是规则的双螺旋结构，也遵循碱基互补配对原则，故(A+C)/(T+G)=1，B、C错误；DNA分子的稳定性要看氢键数目的多少，不是看DNA分子形状，D错误。【知识总结】从DNA分子的空间结构看DNA分子的稳定
50、性(1)每个DNA片段中，有2个游离的磷酸基团；每个脱氧核糖连接着2个磷酸，每条单链上相邻碱基不直接相连。(2)磷酸、脱氧核糖的排列顺序是不变的，不包含遗传信息，而碱基对的排列顺序是可变的，碱基对的排列顺序就蕴藏着遗传信息。(3)磷酸和脱氧核糖之间的化学键是磷酸二酯键，两条链相邻的2个碱基之间是氢键。A与T之间有两个氢键，G与C之间有3个氢键，氢键越多，结构越稳定，即G-C碱基对比例越大越稳定。角度二DNA分子的结构和特性4.在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片40个，磷酸塑料片100个，