第三章基因的本質(zhì)專題3.1DNA是主要的遺傳物質(zhì)☆知識腦圖☆目標(biāo)導(dǎo)航☆1.掌握肺炎雙球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗的過程和結(jié)論。(重點、難點)2.掌握噬菌體侵染細菌實驗的方法、過程及結(jié)果的分析。(重點、難點)3.理解“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的內(nèi)涵和理由。(重點)☆知識點貫通☆一、格里菲斯肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗1．肺炎雙球菌類型特點類型菌落莢膜毒性S型光滑有有R型粗糙無無2.實驗過程(1)實驗①②對比，說明R型細菌無毒性、S型細菌有毒性。(2)實驗②③對比，說明被加熱殺死的S型細菌無毒性。(3)實驗②③④對比，說明R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。(4)結(jié)論：已經(jīng)加熱殺死的S型細菌中，含有使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的“轉(zhuǎn)化因子”。二、艾弗里確定轉(zhuǎn)化因子的實驗1、實驗過程及結(jié)果：2、結(jié)論：S型細菌的DNA是使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化并產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的物質(zhì)。三、噬菌體侵染細菌的實驗1．噬菌體的結(jié)構(gòu)2．噬菌體的代謝與增殖(1)代謝：能寄生在大腸桿菌體內(nèi)，不能獨立地進行新陳代謝。(2)增殖：在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身的組成成分。3．實驗過程4．實驗結(jié)果及結(jié)論親代噬菌體寄主細胞內(nèi)子代噬菌體實驗結(jié)論32P標(biāo)記DNA有有DNA是遺傳物質(zhì)35S標(biāo)記蛋白質(zhì)無無四、RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)1．RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)(1)煙草花葉病毒的組成eq\x(煙草花葉病毒)eq\a\vs4\al(\f(組成,))eq\a\vs4\al(RNA（核酸）)eq\a\vs4\al(蛋白質(zhì)（外殼）)(2)侵染過程(3)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。五、DNA是主要的遺傳物質(zhì)核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)；具有細胞結(jié)構(gòu)的生物和大多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,即DNA是主要的遺傳物質(zhì)，☆重難點突破☆（一）肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗的比較1．要點精析項目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)細菌在小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)基實驗對照R型細菌與S型細菌的毒性對照S型細菌各組成成分的作用進行對照巧妙構(gòu)思用加熱殺死的S型細菌注射到小鼠體內(nèi)作為對照實驗來說明確實發(fā)生了轉(zhuǎn)化將物質(zhì)提純分離后，直接地、單獨地觀察某種物質(zhì)在實驗中所起的作用實驗結(jié)論S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系(1)所用材料相同(2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實驗是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的延伸(3)兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則2．考場突破肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的部分過程如下圖所示。下列敘述正確的是()A．S型肺炎雙球菌的菌落是粗糙的，R型肺炎雙球菌的菌落是光滑的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．從病死小鼠中分離得到的肺炎雙球菌只有S型菌而無R型菌D．該實驗未證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的【答案】D【解析】S型肺炎雙球菌的菌落是光滑的，R型肺炎雙球菌的菌落是粗糙的，A錯誤；因加熱殺死的S型菌不能在小鼠體內(nèi)繁殖，所以僅注射該菌后小鼠存活，B錯誤；S型菌中有活性的DNA能將部分R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，因此從病死小鼠中分離得到的肺炎雙球菌有S型菌和R型菌，C錯誤；該實驗證明S型菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子，能將R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，但不能證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的，D正確。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（二）噬菌體侵染細菌實驗和肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的比較1．要點精析比較項目噬菌體侵染細菌實驗肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗設(shè)計思路設(shè)法將DNA和其他物質(zhì)分開，單獨研究它們各自不同的功能處理方法放射性同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素直接分離法：分離S型細菌的多種組成物質(zhì)，分別與R型細菌混合培養(yǎng)檢測結(jié)果的方式檢測放射性位置觀察菌落類型結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)2．考場突破下面是噬菌體侵染細菌實驗的部分步驟示意圖，下列對此實驗敘述正確的是()A．本實驗所使用的被標(biāo)記的噬菌體是接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的B．本實驗選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNAC．實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把DNA和蛋白質(zhì)分開再分別檢測其放射性D．在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S，說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA不是蛋白質(zhì)【答案】B【解析】病毒的繁殖離不開細胞，要標(biāo)記噬菌體，應(yīng)先標(biāo)記細菌細胞，A錯誤；本實驗選用噬菌體作為實驗材料是因為其只有蛋白質(zhì)和DNA組成，B正確；實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把細菌和噬菌體的蛋白質(zhì)外殼分開，C錯誤；僅用35S標(biāo)記噬菌體殼體蛋白做侵染細菌實驗，在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S，只能說明蛋白質(zhì)沒有進入細菌內(nèi)，而不能說明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，也不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D錯誤。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（三）生物類型與遺傳物質(zhì)的種類1．要點精析項目細胞生物非細胞生物真核生物原核生物多數(shù)病毒少數(shù)病毒核酸種類DNA和RNADNA和RNADNARNA遺傳物質(zhì)DNADNADNARNA結(jié)果絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA結(jié)論DNA是主要的遺傳物質(zhì)2．考場突破下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說法，錯誤的是()①真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA②原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA③細胞核的遺傳物質(zhì)是DNA④細胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)是RNA⑤甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNAA．①②③B．②③④C．②④⑤ D．③④⑤【答案】C【解析】細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，無論是真核生物還是原核生物；凡是有細胞結(jié)構(gòu)的生物，無論是細胞核中還是細胞質(zhì)中，遺傳物質(zhì)都是DNA；流感病毒是RNA病毒，遺傳物質(zhì)是RNA。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（四）探索“遺傳物質(zhì)”的思路和方法1．要點精析2．考場突破科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系，它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是()實驗編號實驗過程實驗結(jié)果病斑類型病斑中分離出的病毒類型①a型TMV感染植物a型a型②b型TMV感染植物b型b型③組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)＋b型TMV的RNA)→感染植物b型a型④組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)＋a型TMV的RNA)→感染植物a型a型A.實驗①B．實驗②C．實驗③D．實驗④【答案】C【解析】因為煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以決定病毒類型和病斑類型的是RNA，而不是蛋白質(zhì)。③中的RNA是b型TMV的，分離出的病毒類型就應(yīng)該是b型。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（五）R型細菌與S型細菌數(shù)量變化規(guī)律1．要點精析加熱殺死的S型細菌與正常的R型細菌混合注入小鼠體內(nèi)后，小鼠體內(nèi)S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示。(1)ab段R型細菌數(shù)量減少的原因是小鼠體內(nèi)形成大量的對抗R型細菌的抗體，致使R型細菌數(shù)量減少。(2)bc段R型細菌數(shù)量增多的原因是b之前，已有少量R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，S型細菌能降低小鼠的免疫力，造成R型細菌大量繁殖。(3)后期出現(xiàn)的大量S型細菌是由R型細菌轉(zhuǎn)化成的S型細菌繁殖而來的。(4)加熱殺死的S型細菌與正常的R型細菌混合注入小鼠體內(nèi)，R型細菌數(shù)量會暫時下降，但一旦S型細菌的DNA將R型細菌轉(zhuǎn)化成有活性的S型細菌，小鼠的免疫力會逐漸下降，兩種細菌的數(shù)量都會增加。2．考場突破將加熱殺死的S型細菌與R型細菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠體內(nèi)S型、R型細菌含量的變化情況如圖所示。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．實驗過程中，R型細菌內(nèi)DNA發(fā)生了重組B．曲線ab段，小鼠體內(nèi)還沒形成大量的相應(yīng)抗體C．曲線bc段，絕大多數(shù)的R型細菌轉(zhuǎn)化成了S型細菌D．cd段上升的原因可能是S型細菌降低了小鼠的免疫能力【答案】C【解析】R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，是S型細菌的DNA進入R型細菌體內(nèi)，使R型細菌內(nèi)DNA發(fā)生了重組，A正確；曲線ab段上升的原因是小鼠的體內(nèi)還沒有形成大量的免疫R型細菌的抗體，因而R型細菌能進行大量繁殖，B正確；曲線bc段下降的原因是一部分R型細菌被小鼠的免疫系統(tǒng)消滅，且只有少數(shù)R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌，C錯誤；從曲線中看出，可能是S型細菌數(shù)量逐漸上升，可能是S型細菌降低了小鼠的免疫能力，從而導(dǎo)致cd段R型細菌的數(shù)量上升，D正確?！钜族e辨析☆（一）有關(guān)肺炎雙球菌“轉(zhuǎn)化”的兩個易錯點1．易混點辨析(1)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因重組而非基因突變。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化。由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響，因此轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細菌都被轉(zhuǎn)化成S型細菌，而只是一小部分R型細菌被轉(zhuǎn)化成S型細菌。2．考場突破下列關(guān)于“核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)”的實驗的敘述，正確的是()A．噬菌體侵染細菌實驗中，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌后的子代噬菌體多數(shù)具有放射性B．肺炎雙球菌活體細菌轉(zhuǎn)化實驗中，R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型菌是基因突變的結(jié)果C．肺炎雙球菌離體細菌轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)D．煙草花葉病毒感染和重建實驗中，用TMVA的RNA和TMVB的蛋白質(zhì)重建的病毒感染煙草葉片細胞后，可檢測到A型病毒，說明RNA是TMVA的遺傳物質(zhì)【答案】D【解析】DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，新鏈合成過程中的原料由細菌提供，故只有少部分子代噬菌體具有放射性，A錯誤；肺炎雙球菌活體細菌轉(zhuǎn)化實驗中，R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型菌是基因重組的結(jié)果，B錯誤；肺炎雙球菌離體細菌轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說明DNA是遺傳物質(zhì)，但沒有做S型菌的蛋白質(zhì)能否使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的實驗，不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，C錯誤；煙草花葉病毒感染和重建實驗中用TMVA的RNA和TMVB的蛋白質(zhì)混合后感染煙草，所繁殖的病毒類型為A型，說明RNA是TMVA的遺傳物質(zhì)，D正確。筆記：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿☆鞏固練習(xí)☆1.下列有關(guān)“DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)”的敘述，不正確的是()A．同時含有DNA和RNA的生物體，其遺傳物質(zhì)主要是DNA，其次是RNAB．細胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)也是DNAC．具有細胞結(jié)構(gòu)的生物體均以DNA作為遺傳物質(zhì)D．在生物界中，只有部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA【答案】A【解析】同時含有DNA和RNA的生物體，其遺傳物質(zhì)是DNA，A錯誤；細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，主要存在于細胞核中，少量存在于細胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中，B正確；具有細胞結(jié)構(gòu)的生物體均以DNA作為遺傳物質(zhì)，C正確；DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)，RNA是少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)，D正確。2.下圖表示肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．DNA酶的作用是水解S型菌的DNAB．結(jié)果1中S型肺炎雙球菌占絕大多數(shù)C．該實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)D．結(jié)果2中全部為R型肺炎雙球菌【答案】B【解析】DNA酶可以水解DNA，A正確；結(jié)果1中少數(shù)R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，S型肺炎雙球菌占少數(shù)，B錯誤；該實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，C正確；結(jié)果2中全部為R型肺炎雙球菌，D正確。3.下面是噬菌體侵染細菌實驗的部分步驟示意圖，下列對此實驗的有關(guān)敘述正確的是()A．本實驗所使用的被標(biāo)記的噬菌體是接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的B．本實驗選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNAC．實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把DNA和蛋白質(zhì)分開再分別檢測其放射性D．在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S，說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA不是蛋白質(zhì)【答案】B【解析】病毒的繁殖離不開細胞，要標(biāo)記噬菌體，應(yīng)先標(biāo)記細菌細胞，A錯誤；本實驗選用噬菌體作為實驗材料是因為其只有蛋白質(zhì)和DNA組成，B正確；實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把細菌和噬菌體的蛋白質(zhì)外殼分開，C錯誤；僅用35S標(biāo)記噬菌體殼體蛋白做侵染細菌實驗，在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S，只能說明蛋白質(zhì)沒有進入細菌內(nèi)，而不能說明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，也不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D錯誤。4.下列關(guān)于噬菌體侵染細菌實驗的敘述，正確的是()A．標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA時，可用含35S和32P的合成培養(yǎng)基分別培養(yǎng)噬菌體B．用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌，離心后上清液有放射性可能是保溫時間過長所致C．該實驗的結(jié)果說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是D．該實驗還可說明噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是由細菌的遺傳物質(zhì)控制合成的【答案】B【解析】標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA時，應(yīng)先用含35S和32P的合成培養(yǎng)基標(biāo)記細菌，再用含35S和32P標(biāo)記的細菌侵染噬菌體，A項錯誤；用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌，離心后上清液有放射性可能是保溫時間過長，子代噬菌體釋放出來造成的，B項正確；該實驗的結(jié)果說明DNA是遺傳物質(zhì)，不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，也不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)C項錯誤；噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是由噬菌體的遺傳物質(zhì)控制的，D項錯誤。5.肺炎雙球菌能引起人患肺炎和小鼠患敗血癥。已知有許多不同菌株，但只有光滑型(S)菌株能引起疾病。這些有毒菌株在每一細胞外面有多糖類的膠狀莢膜保護，使它們不被宿主的正常防御機構(gòu)破壞。以下是1928年格里菲思所做的實驗，據(jù)圖回答下列問題：(1)從D組實驗中的小鼠體內(nèi)可分離出______________________________。(2)為了解釋上述實驗現(xiàn)象，1