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第一节核酸是遗传物质的证据第一节核酸是遗传物质的证据高频考点突破高频考点突破实验专题探究实验专题探究即时达标训练即时达标训练第一节核酸是遗传物质的证第一节核酸是遗传物质的证据据基础自主梳理基础自主梳理命题视角剖析命题视角剖析基础自主梳理基础自主梳理一、染色体是遗传物质的载体一、染色体是遗传物质的载体从化学成分讲，染色体是由从化学成分讲，染色体是由_和蛋白和蛋白质组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。质组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。DNA和和_都是染色体的主要成分。都是染色体的主要成分。二、二、DNA是遗传物质的直接证据是遗传物质的直接证据1噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验DNA、RNA组蛋白组蛋白(1)设计思路：把设计思路：把DNA与蛋白质区分开，直接地、与蛋白质区分开，直接地、单独地去观察它们的作用。单独地去观察它们的作用。(2)材料：大肠杆菌、材料：大肠杆菌、T2噬菌体。噬菌体。(3)原理：原理：T2噬菌体侵染细菌后，在噬菌体侵染细菌后，在_遗传遗传物质的作用下，利用物质的作用下，利用_的物质来合成的物质来合成自身组成物质，从而进行大量增殖。自身组成物质，从而进行大量增殖。DNA大肠杆菌大肠杆菌放射性同位素放射性同位素35S32P(4)方法：方法： _示踪法。示踪法。(5)过程过程用放射性同位素用放射性同位素_和和_分别标记不同噬菌分别标记不同噬菌体的蛋白质和体的蛋白质和DNA。用标记的噬菌体分别侵染细菌。用标记的噬菌体分别侵染细菌。在噬菌体大量增殖时，对标记物质进行检测在噬菌体大量增殖时，对标记物质进行检测35S32P(6)结论：噬菌体的增殖是在噬菌体结论：噬菌体的增殖是在噬菌体DNA的作用的作用下完成的，下完成的，_是遗传物质。是遗传物质。思考感悟思考感悟1合成子代噬菌体所需的原料是什么？所需合成子代噬菌体所需的原料是什么？所需的酶、能量、原料、场所是由谁提供的？的酶、能量、原料、场所是由谁提供的？【提示提示】氨基酸和脱氧核苷酸；细菌。氨基酸和脱氧核苷酸；细菌。DNA2肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验(1)活体细菌转化实验活体细菌转化实验材料：材料：S型细菌有荚膜，菌落光滑，有毒；型细菌有荚膜，菌落光滑，有毒；R型细菌型细菌_荚膜，菌落粗糙，无毒。荚膜，菌落粗糙，无毒。方法：分组、对照观察。方法：分组、对照观察。原理：原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。型细菌可使小鼠患败血症死亡。无无过程过程结论：加热杀死的结论：加热杀死的S型菌中含有某种型菌中含有某种_能使能使R型菌转化为型菌转化为S型菌。型菌。(2)离体细菌转化实验离体细菌转化实验方法：分组、对照观察。方法：分组、对照观察。原理：从活的原理：从活的S型菌中抽提型菌中抽提DNA、蛋白质及、蛋白质及多糖等物质，将其分别加入已培养了多糖等物质，将其分别加入已培养了R型菌的型菌的培养基中，结果发现只有加入培养基中，结果发现只有加入_时，时，R型型菌才转化为菌才转化为S型菌。型菌。转化因转化因子子DNA结论：结论：_是使是使R型菌产生稳定遗传变化型菌产生稳定遗传变化的物质即遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。的物质即遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。而且而且DNA的纯度越高，转化效率就越高。的纯度越高，转化效率就越高。 三、烟草花叶病毒的感染和重建实验三、烟草花叶病毒的感染和重建实验1烟草花叶病毒的感染实验烟草花叶病毒的感染实验DNA蛋白质蛋白质2烟草花叶病毒重建实验烟草花叶病毒重建实验3结论结论在在RNA病毒中，病毒中，_是遗传物质。是遗传物质。RNA思考感悟思考感悟2你还知道哪些病毒的遗传物质是你还知道哪些病毒的遗传物质是RNA?【提示提示】HIV、脑炎病毒、脑炎病毒、SARS病毒、禽病毒、禽流感病毒。流感病毒。高频考点突破高频考点突破噬菌体侵染细菌实验噬菌体侵染细菌实验1实验材料分析实验材料分析(1)T2噬菌体营寄生生活，不能直接在培养基中噬菌体营寄生生活，不能直接在培养基中培养。一般先用标记元素培养宿主细胞，再用培养。一般先用标记元素培养宿主细胞，再用已标记的宿主细胞培养并标记已标记的宿主细胞培养并标记T2噬菌体。噬菌体。(2)P主要存在于主要存在于DNA中，而中，而S只存在于蛋白质只存在于蛋白质中，所以用中，所以用32P标记标记DNA，用，用35S标记蛋白质标记蛋白质;因为因为DNA和蛋白质中都含有和蛋白质中都含有C、H、O、N元元素，所以此实验不能用放射性的素，所以此实验不能用放射性的14C、18O、3H、15N标记。标记。2实验过程及结果实验过程及结果第一步：标记细菌第一步：标记细菌细菌含细菌含35S的培养基的培养基含含35S的细菌的细菌细菌含细菌含32P的培养基的培养基含含32P的细菌的细菌第二步：标记噬菌体第二步：标记噬菌体噬菌体含噬菌体含35S的细菌的细菌含含35S的噬菌体的噬菌体噬菌体含噬菌体含32P的细菌的细菌含含32P的噬菌体的噬菌体第三步：噬菌体侵染细菌第三步：噬菌体侵染细菌含含35S的噬菌体细菌混合培养的噬菌体细菌混合培养含含32P的噬菌体细菌混合培养的噬菌体细菌混合培养第四步：放射性检测第四步：放射性检测35S标记的一组实验，放射性主要分布在悬浮标记的一组实验，放射性主要分布在悬浮液中；液中；32P标记的一组实验，放射性主要分布在沉淀标记的一组实验，放射性主要分布在沉淀中。中。3对结果的分析对结果的分析(1)用用32P标记的噬菌体侵染细菌，理论上悬浮标记的噬菌体侵染细菌，理论上悬浮液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性。但实验实际结果悬浮液中也有一的放射性。但实验实际结果悬浮液中也有一定的放射性，而下层的放射性强度却比理论定的放射性，而下层的放射性强度却比理论值略低。原因有二：值略低。原因有二：保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于悬浮液中。到细菌细胞内，经离心后分布于悬浮液中。从噬菌体和细菌混合培养到离心分离，此从噬菌体和细菌混合培养到离心分离，此段时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子段时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子代，经离心后分布于悬浮液。代，经离心后分布于悬浮液。二者均会使上层液有一定放射性。二者均会使上层液有一定放射性。(2)用用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。中出现少量的放射性。4实验结论实验结论(1)本实验能说明本实验能说明DNA是遗传物质，但不能说是遗传物质，但不能说明蛋白质不是遗传物质。明蛋白质不是遗传物质。(2)间接证明的问题间接证明的问题DNA能够自我复制，使前后代保持一定的连能够自我复制，使前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；续性，维持遗传性状的稳定性；DNA能控制蛋白质的生物合成，从而能够控能控制蛋白质的生物合成，从而能够控制新陈代谢的过程和性状。但本实验不能证明制新陈代谢的过程和性状。但本实验不能证明“DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”。【易误警示】【易误警示】32P、35S不能同时标记在同不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记，即实验分一噬菌体上，应将二者分别标记，即实验分为两组。为两组。噬菌体的噬菌体的DNA复制及蛋白质合成，只有模复制及蛋白质合成，只有模板是亲代噬菌体提供的，所需要的原料、酶、板是亲代噬菌体提供的，所需要的原料、酶、能量、场所等均由细菌提供。能量、场所等均由细菌提供。即时应用即时应用 (随学随练，轻松夺冠随学随练，轻松夺冠)1(2011年北京西城区高三抽样年北京西城区高三抽样)下面是噬菌体下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验有关叙述正确的是验有关叙述正确的是()A本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有含有35S的培养基中获得的的培养基中获得的B本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和是其结构组成只有蛋白质和DNAC实验中采用搅拌和离心等手段是为了把实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性和蛋白质分开再分别检测其放射性D在新形成的噬菌体中没有检测到在新形成的噬菌体中没有检测到35S说明噬说明噬菌体的遗传物质是菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质而不是蛋白质解析：解析：选选B。噬菌体是病毒，是营活细胞寄生。噬菌体是病毒，是营活细胞寄生生活的生物，不能直接在培养基上培养。该实生活的生物，不能直接在培养基上培养。该实验搅拌是为了使细菌外吸附着的噬菌体外壳与验搅拌是为了使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离；离心是一种分离混合物的方法，在细菌分离；离心是一种分离混合物的方法，在该实验中，被感染的细菌该实验中，被感染的细菌(含有子代噬菌体的细含有子代噬菌体的细菌菌)在下层的沉淀物中，噬菌体颗粒的质量较小在下层的沉淀物中，噬菌体颗粒的质量较小,在上层的上清液中。图中实验只能说明蛋白质在上层的上清液中。图中实验只能说明蛋白质不是遗传物质，而不能说明不是遗传物质，而不能说明DNA是遗传物质。是遗传物质。肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验实验者者格里菲斯格里菲斯埃弗里及同事埃弗里及同事培养培养细菌细菌小鼠小鼠(体内体内)培养基培养基(体外体外)实验实验结果结果加热后杀死的加热后杀死的S型型细菌能使细菌能使R型细菌型细菌S型细菌型细菌S型细菌的型细菌的DNA使使R型细菌型细菌S型细型细菌菌体内转化实验体内转化实验体外转化实验体外转化实验实验实验结论结论S型细菌体内有型细菌体内有“转转化因子化因子”S型细菌的型细菌的DNA是是遗传物质遗传物质联系联系(1)所用材料相同，都是肺炎双球菌所用材料相同，都是肺炎双球菌(R型型和和S型型)(2)体内转化实验是基础，仅说明体内转化实验是基础，仅说明S型细型细菌体内有菌体内有“转化因子转化因子”，体外转化实验，体外转化实验进一步证明进一步证明“转化因子转化因子”是是DNA(3)两个转化实验都遵循对照原则两个转化实验都遵循对照原则【易误警示易误警示】蛋白质变性而蛋白质变性而DNA保持活性保持活性的原因分析：的原因分析：加热到一定程度，蛋白质分子的结构加热到一定程度，蛋白质分子的结构(空间结空间结构构)会被破坏，从而丧失生物活性。实验证明，会被破坏，从而丧失生物活性。实验证明，把把DNA溶液加热到沸点，可使其氢键断裂，双溶液加热到沸点，可使其氢键断裂，双螺旋解体。但如将其缓慢冷却，分离的单链又螺旋解体。但如将其缓慢冷却，分离的单链又可部分得以重聚，恢复其双螺旋结构。可部分得以重聚，恢复其双螺旋结构。DNA的的热稳定性强，因此，在一定温度范围内，加热热稳定性强，因此，在一定温度范围内，加热不会导致不会导致DNA变性。变性。转化作用的实质是外源转化作用的实质是外源DNA与受体与受体DNA之间之间发生了基因重组，使受体细胞获得了新的遗传发生了基因重组，使受体细胞获得了新的遗传信息，并非发生了基因突变。信息，并非发生了基因突变。D注射注射S型菌及热处理的型菌及热处理的R型菌后，小鼠死亡型菌后，小鼠死亡,从小鼠体内能分离出活的从小鼠体内能分离出活的S型菌型菌解析：解析：选选C。注射。注射R型菌及热处理的型菌及热处理的S型菌后，型菌后，小鼠死亡，从小鼠体内分离出的细菌既有活的小鼠死亡，从小鼠体内分离出的细菌既有活的S型菌也有活的型菌也有活的R型菌。型菌。实验专题探究实验专题探究验证性实验结论的确定验证性实验结论的确定1概述概述验证性实验是验证研究对象的已知属性、特征验证性实验是验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系。此类题目的实验目的以及与其他因素的关系。此类题目的实验目的一般很明确，在试题中一般描述为一般很明确，在试题中一般描述为“验证验证” “证明证明”。2方法分析方法分析(1)验证性实验的结论是唯一的，无需讨论。在验证性实验的结论是唯一的，无需讨论。在实验目的明确的前提下，实验结论就是对实验实验目的明确的前提下，实验结论就是对实验目的的肯定。目的的肯定。(2)如果实验目的没有明确提出，则应分析实验如果实验目的没有明确提出，则应分析实验变量。在平衡无关变量的前提下，自变量是引变量。在平衡无关变量的前提下，自变量是引起因变量不同的唯一原因。因变量是由自变量起因变量不同的唯一原因。因变量是由自变量的变化而产生的现象。因此，找出自变量和因的变化而产生的现象。因此，找出自变量和因变量之间的关系，就是该实验的结论。变量之间的关系，就是该实验的结论。实战演练实战演练 (专项提能，小试牛刀专项提能，小试牛刀)一科研小组对某病毒遗传物质进行了如下实一科研小组对某病毒遗传物质进行了如下实验：验：实验原理：略实验原理：略实验目的：探究某病毒的遗传物质是实验目的：探究某病毒的遗传物质是DNA还还是是RNA。材料用具：显微注射器，某病毒的核酸提取材料用具：显微注射器，某病毒的核酸提取物、活鸡胚、物、活鸡胚、DNA酶、酶、RNA酶。酶。实验步骤：实验步骤：第一步：取等量活鸡胚分为两组，用显微注第一步：取等量活鸡胚分为两组，用显微注射技术分别向两组活鸡胚中注射有关物质。射技术分别向两组活鸡胚中注射有关物质。第二步：在适宜条件下培养。第二步：在适宜条件下培养。第三步：分别从培养后的活鸡胚中抽取样品，第三步：分别从培养后的活鸡胚中抽取样品，检测是否产生该种病毒。检测是否产生该种病毒。请将与实验相关的内容填入下表。请将与实验相关的内容填入下表。注射的注射的物质物质实验现象预测实验现象预测(有有无该病毒产生无该病毒产生)相关判断相关判断(该病该病毒的遗传物质毒的遗传物质)第第一一组组如果如果_，如果如果_，则则_是遗传是遗传物质则物质则_是是遗传物质遗传物质第第二二组组如果如果_，如果如果_，则则_是遗传是遗传物质则物质则_是是遗传物质遗传物质解析：解析：本实验的自变量是核酸的种类本实验的自变量是核酸的种类(通过通过DNA酶和酶和RNA酶来操纵酶来操纵)，因变量是病毒的产，因变量是病毒的产生情况。当加入生情况。当加入DNA酶时核酸提取物若为酶时核酸提取物若为DNA将被水解，若核酸是将被水解，若核酸是RNA，则不被水解，反之，则不被水解，反之亦然。亦然。答案：答案：注射的注射的物质物质实验现象预测实验现象预测(有有无该病毒产生无该病毒产生)相关判断相关判断(该病毒的该病毒的遗传物质遗传物质)第第一一组组核酸提核酸提取物取物DNA酶酶如如果果有有，如果如果无无，则则RNA是遗传物质是遗传物质则则DNA是遗传物质是遗传物质第第二二组组核酸提核酸提取物取物RNA酶酶如果如果有有，如果如果无无，则则DNA是遗传物质是遗传物质则则RNA是遗传物质是遗传物质命题视角剖析命题视角剖析视角视角1 紧扣教材重点紧扣教材重点肺炎双球菌转化实验肺炎双球菌转化实验 (2011年武汉二中第一次模拟年武汉二中第一次模拟)1944年，美年，美国科学家埃弗里和他的同事，从国科学家埃弗里和他的同事，从S型活细菌中提型活细菌中提取了取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后分别加、蛋白质和多糖等物质，然后分别加入培养入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加型细菌的培养基中。结果发现只有加入入DNA的培养基中，的培养基中，R型细菌转化成了型细菌转化成了S型细菌型细菌,而加入蛋白质和多糖的培养基中，而加入蛋白质和多糖的培养基中，R型细菌不型细菌不能发生这种变化。这一现象说明了能发生这种变化。这一现象说明了()S型细菌的性状是由型细菌的性状是由DNA决定的决定的在转化过程中，在转化过程中，S型细菌的型细菌的DNA可能进入到可能进入到R型细菌细胞中型细菌细胞中DNA是遗传物质是遗传物质S型细菌的型细菌的DNA是遗传物质，是遗传物质，R型细菌的型细菌的DNA不是遗传物质不是遗传物质蛋白质和多糖不是遗传物质蛋白质和多糖不是遗传物质蛋白质和多糖在该转化实验中，起对照作用蛋白质和多糖在该转化实验中，起对照作用ABC D【尝试解答】【尝试解答】C【解析】【解析】题干描述了埃弗里实验过程，这一题干描述了埃弗里实验过程，这一实验通过对照证明实验通过对照证明S型细菌的型细菌的DNA是遗传物质是遗传物质,控制其性状，而蛋白质和多糖等不是控制其性状，而蛋白质和多糖等不是S型细菌型细菌的遗传物质，但其起到对照作用，本实验并未的遗传物质，但其起到对照作用，本实验并未证明证明R型细菌的遗传物质是什么。型细菌的遗传物质是什么。【探规寻律】【探规寻律】(1)加热杀死的加热杀死的S型细菌，其蛋型细菌，其蛋白质变性失活，但白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。恢复。(2)转化的实质是转化的实质是S型细菌的型细菌的DNA片段整合到了片段整合到了R型细菌的型细菌的DNA中，即实现了基因重组。中，即实现了基因重组。(3)转化后形成的转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的型细菌的DNA是遗传物质。是遗传物质。变式训练变式训练肺炎双球菌转化实验证明了肺炎双球菌转化实验证明了()A基因位于染色体上基因位于染色体上B染色体是遗传物质的主要载体染色体是遗传物质的主要载体CDNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D在不含在不含DNA的生物体内，的生物体内，RNA就是该生就是该生物的遗传物质物的遗传物质解析：解析：选选C。肺炎双球菌转化实验中，格里。肺炎双球菌转化实验中，格里菲斯实验的结论是已经被加热杀死的菲斯实验的结论是已经被加热杀死的S型细型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质质(转化因子转化因子)。埃弗里进一步证明。埃弗里进一步证明DNA是遗是遗传物质。传物质。噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验 (2010年高考上海卷年高考上海卷)若若1个个35S标记的大肠标记的大肠杆菌被杆菌被1个个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体的所有噬菌体()A一定有一定有35S，可能有，可能有32P B只有只有35SC一定有一定有32P，可能有，可能有35S D只有只有32P【尝试解答】【尝试解答】A视角视角2 洞察高考热点洞察高考热点【解析】【解析】被被32P标记的噬菌体侵入大肠杆菌标记的噬菌体侵入大肠杆菌后，利用大肠杆菌中的脱氧核苷酸来复制形成后，利用大肠杆菌中的脱氧核苷酸来复制形成子代噬菌体的子代噬菌体的DNA，根据半保留复制原则，新，根据半保留复制原则，新合成的全部合成的全部DNA分子中将有两个分子中将有两个DNA分子含分子含有被有被32P标记的母链，而新合成的蛋白质全部标记的母链，而新合成的蛋白质全部由大肠杆菌中被由大肠杆菌中被35S标记的氨基酸合成，因此标记的氨基酸合成，因此一定含有一定含有35S。【探规寻律探规寻律】噬菌体亲子代个体与细菌之噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系间的同位素标记关系DNA蛋白质蛋白质DNA和蛋白质和蛋白质噬菌体噬菌体32P35S14C、3H、18O、15N细菌细菌31P32S12C、1H、16O、14N子代噬子代噬菌体菌体32P、31P32SC、H、O、N两种两种都有都有互动探究互动探究(1)上题中若释放上题中若释放100个噬菌体，那个噬菌体，那么含么含31P的噬菌体有多少个？的噬菌体有多少个？(2)若该大肠杆菌被若该大肠杆菌被1个个15N标记的噬菌体侵染标记的噬菌体侵染,释放的所有噬菌体结果又如何？释放的所有噬菌体结果又如何？【提示】【提示】(1)100个。个。(2)一定含一定含35S和可能有和可能有15N。视角视角3 突破易错疑点突破易错疑点对生物的遗传物质易于混淆对生物的遗传物质易于混淆正是由于绝大多数生物的遗传物质是正是由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，故，故有有“DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质”之说。之说。自我挑战自我挑战 下列有关核酸与遗传物质关系的叙下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是述，不正确的是()ADNA是绝大多数生物的遗传物质是绝大多数生物的遗传物质B有的生物种类的遗传物质是有的生物种类的遗传物质是RNAC在真核生物中，在真核生物中，DNA和和RNA都是遗传物都是遗传物质，其中质，其中DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质D核酸是所有生物的遗传物质，其中核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是是主要的遗传物质主要的遗传物质【尝试解答】【尝试解答】C【解析】【解析】生物的遗传物质是核酸，有细胞结生物的遗传物质是核酸，有细胞结构的生物含有构的生物含有DNA和和RNA两种核酸，但两种核酸，但DNA是遗传物质，没有细胞结构的病毒只含有是遗传物质，没有细胞结构的病毒只含有DNA或或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是是DNA，即，即DNA是主要的遗传物质。是主要的遗传物质。
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