1.人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程(Ⅱ)
2.實(shí)驗(yàn)：DNA的粗提取與鑒定

1.認(rèn)識(shí)DNA分子作為遺傳物質(zhì)所應(yīng)具備的特征（生命觀念）
2.總結(jié)細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程（科學(xué)思維）
3.分析人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)探究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路（科學(xué)探究）

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．肺炎雙球菌類(lèi)型
　　特點(diǎn)
類(lèi)型　　
菌落
莢膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
無(wú)
無(wú)
2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

(1)實(shí)驗(yàn)①②對(duì)比，說(shuō)明R型細(xì)菌無(wú)毒性、S型細(xì)菌有毒性。
(2)實(shí)驗(yàn)②③對(duì)比，說(shuō)明被加熱殺死的S型細(xì)菌無(wú)毒性。
(3)實(shí)驗(yàn)②③④對(duì)比，說(shuō)明R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。
(4)結(jié)論：已經(jīng)加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的“轉(zhuǎn)化因子”。
3．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

(1)實(shí)驗(yàn)①②分別說(shuō)明莢膜多糖、蛋白質(zhì)沒(méi)有轉(zhuǎn)化作用。
(2)實(shí)驗(yàn)③④說(shuō)明DNA有轉(zhuǎn)化作用，DNA的水解產(chǎn)物沒(méi)有轉(zhuǎn)化作用。

1．格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)直接證明了DNA是遺傳物質(zhì)。(×)
[提示]　格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)只是證明了S型細(xì)菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”，使無(wú)毒的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒的S型細(xì)菌。
2．從格里菲思的第④組死亡小鼠身上分離得到的S型活細(xì)菌是由S型死細(xì)菌轉(zhuǎn)化而來(lái)的。(×)
[提示]　S型活細(xì)菌是由R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化來(lái)的。
3．從格里菲思實(shí)驗(yàn)中的第④組病死小鼠體內(nèi)分離得到的肺炎雙球菌只有S型細(xì)菌而無(wú)R菌細(xì)菌。(×)
[提示]　病死小鼠體內(nèi)分離得到的肺炎雙球菌有兩種類(lèi)型。
4．在艾弗里的實(shí)驗(yàn)中，DNA酶將S型細(xì)菌的DNA分解為脫氧核苷酸，因此不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。(√)
5．艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)采用了物質(zhì)提純、鑒定與細(xì)菌體外培養(yǎng)等技術(shù)。(√)

　肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較
項(xiàng)目
體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
培養(yǎng)細(xì)菌
在小鼠體內(nèi)
體外培養(yǎng)基
實(shí)驗(yàn)對(duì)照
R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對(duì)照
S型細(xì)菌各組成成分的作用進(jìn)行對(duì)照
巧妙構(gòu)思
用加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化
將物質(zhì)提純分離后，直接地、單獨(dú)地觀察某種物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)中所起的作用
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”
S型細(xì)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(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸
(3)兩實(shí)驗(yàn)都遵循對(duì)照原則、單一變量原則


1．肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置“S型細(xì)菌的DNA中加DNA酶”實(shí)驗(yàn)組的作用是什么？
[提示]　起對(duì)照作用。用DNA酶分解從S型活細(xì)菌中提取的DNA，結(jié)果不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，說(shuō)明DNA才是使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)，排除脫氧核苷酸的作用。
2．請(qǐng)?jiān)诟窭锓扑紝?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用R型活細(xì)菌、加熱殺死的S型細(xì)菌、小鼠等為實(shí)驗(yàn)材料。設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。簡(jiǎn)要寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。
[提示]　實(shí)驗(yàn)思路：①將加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)物質(zhì)分離，分別得到蛋白質(zhì)和DNA。②將分離得到的S型細(xì)菌蛋白質(zhì)和DNA分別與R型細(xì)菌混合一段時(shí)間后，再分別注射入甲、乙兩組小鼠體內(nèi)，觀察兩組小鼠的生活情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論： 甲組小鼠不死亡，乙組小鼠死亡，并在乙組小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)活的S型細(xì)菌，則證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

考查肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．(2019·衡水中學(xué)五調(diào))格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)
實(shí)驗(yàn)1：R型細(xì)菌＋小鼠→存活
實(shí)驗(yàn)2：S型細(xì)菌＋小鼠→死亡
實(shí)驗(yàn)3：S型細(xì)菌＋加熱＋小鼠→存活
實(shí)驗(yàn)4：S型細(xì)菌＋加熱＋R型細(xì)菌＋小鼠→死亡
A．實(shí)驗(yàn)1為空白對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)2、3和4均為實(shí)驗(yàn)組
B．能從實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)4中死亡的小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌和R型活細(xì)菌
C．該實(shí)驗(yàn)證明了S型細(xì)菌的DNA可在R型活細(xì)菌內(nèi)表達(dá)出相應(yīng)的蛋白質(zhì)
D．對(duì)比實(shí)驗(yàn)2、3的結(jié)果，說(shuō)明加熱能使有毒性的S型活細(xì)菌失去毒性
D　[本題主要考查遺傳物質(zhì)的探索歷程，考查學(xué)生的理解能力和實(shí)驗(yàn)與探究能力。四組實(shí)驗(yàn)相互對(duì)照，均為實(shí)驗(yàn)組，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)2中小鼠體內(nèi)只存在S型細(xì)菌，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該實(shí)驗(yàn)只能證明轉(zhuǎn)化因子的存在，但不能證明其化學(xué)成分，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．(2019·太原模擬)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表所示。由表可知(　　)
實(shí)驗(yàn)組號(hào)
接種菌型
加入S型細(xì)菌的物質(zhì)
培養(yǎng)皿長(zhǎng)菌情況
①
R型
蛋白質(zhì)
R型
②
R型
莢膜多糖
R型
③
R型
DNA
R型、S型
④
R型
DNA(經(jīng)DNA酶處理)
R型
A．①不能證明S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子
B．②說(shuō)明S型細(xì)菌的莢膜多糖有酶活性
C．③和④說(shuō)明S型細(xì)菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子
D．①～④說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
C　[第①②組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明蛋白質(zhì)和莢膜多糖與R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌無(wú)關(guān)，A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；第③組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA與R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌有關(guān)，第④組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA被水解后的產(chǎn)物不能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，C項(xiàng)正確；①～④只能說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)，而不能說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
　有關(guān)肺炎雙球菌“轉(zhuǎn)化”的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
(1)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)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(xì)菌都被轉(zhuǎn)化。由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細(xì)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(guò)程中并不是所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，而只是一小部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。
考查肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的拓展
3．(2019·山東德州第一次月考)將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠體內(nèi)S型、R型細(xì)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中，R型細(xì)菌內(nèi)DNA發(fā)生了重組
B．曲線ab段，小鼠體內(nèi)還沒(méi)形成大量的相應(yīng)抗體
C．曲線bc段，絕大多數(shù)的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌
D．cd段上升的原因可能是S型細(xì)菌降低了小鼠的免疫能力
C　[R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，是S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌體內(nèi)，使R型細(xì)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(méi)有形成大量的免疫R型細(xì)菌的抗體，因而R型細(xì)菌能進(jìn)行大量繁殖，B正確；曲線bc段下降的原因是一部分R型細(xì)菌被小鼠的免疫系統(tǒng)消滅，且只有少數(shù)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，C錯(cuò)誤；從曲線中看出，可能是S型細(xì)菌數(shù)量逐漸上升，可能是S型細(xì)菌降低了小鼠的免疫能力，從而導(dǎo)致cd段R型細(xì)菌的數(shù)量上升，D正確。]




T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)

1．實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體和大腸桿菌等
(1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)

(2)T2噬菌體的復(fù)制式增殖
增殖需要的條件
內(nèi)容
模板
T2噬菌體的DNA
合成T2噬菌體DNA的原料
大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸
合成T2噬菌體蛋白質(zhì)
原料
大腸桿菌的氨基酸
場(chǎng)所
大腸桿菌的核糖體
2.實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法。
3．實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果

4．實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
組別
現(xiàn)象
分析原因
35S標(biāo)記T2噬菌體→細(xì)菌
上清液放射性很高
蛋白質(zhì)外殼沒(méi)有進(jìn)入大腸桿菌，離心后存在于上清液中
沉淀物放射性低
攪拌不充分，有少量含35S的T2噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中
32P標(biāo)記T2噬菌體→細(xì)菌
沉淀物放射性很高
DNA進(jìn)入大腸桿菌，離心后存在于沉淀物中
上清液放射性低
(1)保溫時(shí)間過(guò)短，有一部分T2噬菌體還沒(méi)有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)；(2)保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，T2噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代T2噬菌體

1．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)不如肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)具有說(shuō)服力。(×)
[提示]　噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)比肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)更具有說(shuō)服力。
2．赫爾希和蔡斯分別用35S和32P標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，下列被標(biāo)記的部位組合為①②。(√)

3．分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。(×)
[提示]　分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，而不是培養(yǎng)噬菌體，再用被標(biāo)記的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。
4．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中。(√)
5．用1個(gè)含35S標(biāo)記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌，裂解釋放的子代噬菌體中只有2個(gè)含35S。(×)
[提示]　子代噬菌體都不含35S。
6．32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)分別說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。(×)
[提示]　不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)和肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較
比較項(xiàng)目
噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)
肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
設(shè)計(jì)思路
設(shè)法將DNA和其他物質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)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(xì)菌的多種組成物質(zhì)，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)
檢測(cè)結(jié)果的方式
檢測(cè)放射性位置
觀察菌落類(lèi)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)


1．在生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)材料是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵。在證明哪類(lèi)物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，艾弗里和赫爾希選用細(xì)菌或病毒作實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)是什么？
[提示]　實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)是①個(gè)體小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；②繁殖快。
2．結(jié)合教材兩大經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，嘗試總結(jié)作為遺傳物質(zhì)具備的條件有哪些？
[提示]　(1)在細(xì)胞生長(zhǎng)和繁殖的過(guò)程中能夠精確地復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性。
(2)能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過(guò)程。
(3)具有儲(chǔ)存大量遺傳信息的潛在能力。
(4)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代。

考查噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)
1．(2019·云南曲靖一中模擬)如圖是用32P標(biāo)記噬菌體并侵染細(xì)菌的過(guò)程，有關(guān)敘述正確的是(　　)
①用32P標(biāo)記噬菌體―→―→③攪拌、離心―→
A．過(guò)程①32P標(biāo)記的是噬菌體外殼的磷脂分子和內(nèi)部的DNA分子
B．過(guò)程②應(yīng)短時(shí)保溫，有利于吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離
C．過(guò)程③離心的目的是析出噬菌體外殼，使被感染的大腸桿菌沉淀
D．過(guò)程④沉淀物的放射性很高，說(shuō)明噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)
C　[過(guò)程①32P標(biāo)記的是噬菌體內(nèi)部的DNA分子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)程②應(yīng)短時(shí)保溫的目的是讓噬菌體侵入細(xì)菌細(xì)胞，B項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)程③離心的目的是析出噬菌體顆粒，使被感染的大腸桿菌沉淀 ，C項(xiàng)正確；過(guò)程④沉淀物的放射性很高，說(shuō)明噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞中，在子代噬菌體中檢測(cè)到放射性，才能說(shuō)明噬菌體的DNA是遺傳物質(zhì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
2．(2019·濰坊市一模)下列關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　)
A．標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA時(shí)，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(xì)菌，離心后上清液有放射性可能是保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)所致
C．該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是
D．該實(shí)驗(yàn)還可說(shuō)明噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是由細(xì)菌的遺傳物質(zhì)控制合成的
B　[標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA時(shí)，應(yīng)先用含35S和32P的合成培養(yǎng)基標(biāo)記細(xì)菌，再用含35S和32P標(biāo)記的細(xì)菌侵染噬菌體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌，離心后上清液有放射性可能是保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，子代噬菌體釋放出來(lái)造成的，B項(xiàng)正確；該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)，不能說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，也不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)C項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤。]
噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的拓展考查
3．(2019·佛山模擬)用T2噬菌體侵染大腸桿菌，在感染后2、4、6、8、10 min時(shí)向培養(yǎng)基中加入一定量的3H－尿嘧啶，培養(yǎng)適宜時(shí)間后，粉碎大腸桿菌分離得到RNA，并分別與熱變性后的含T2噬菌體DNA的單鏈組、含大腸桿菌DNA的單鏈組混合雜交，檢測(cè)兩組的放射性強(qiáng)度并把結(jié)果繪制成曲線，兩組雜交后的結(jié)果對(duì)應(yīng)的曲線分別是(　　)

A．b、a　　　　　 B．c、d
C．d、c D．a(chǎn)、b
D　[分析題意可知，大腸桿菌感染T2噬菌體后，其內(nèi)T2噬菌體的DNA上基因表達(dá)強(qiáng)烈，且隨著感染時(shí)間的延長(zhǎng)，粉碎大腸桿菌分離得到的RNA中放射性越強(qiáng)；而大腸桿菌的基因表達(dá)反而會(huì)越來(lái)越弱。因此兩組雜交后的結(jié)果為T(mén)2噬菌體組雜交帶放射性比例逐漸上升最后達(dá)到飽和，對(duì)應(yīng)曲線a；大腸桿菌組雜交帶放射性比例呈下降趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)曲線b。]
4．(2017·全國(guó)卷Ⅰ)根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類(lèi)型。有些病毒對(duì)人類(lèi)健康會(huì)造成很大危害。通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類(lèi)型。
假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換。請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類(lèi)型。簡(jiǎn)要寫(xiě)出(1)實(shí)驗(yàn)思路，(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論即可。(要求：實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組)
[解析]　考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)、同位素標(biāo)記法。該實(shí)驗(yàn)的目的是鑒定一種病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，要求使用的實(shí)驗(yàn)方法是同位素標(biāo)記法。DNA和RNA的元素組成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只標(biāo)記化學(xué)元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之處在于含氮堿基不同，因此可在培養(yǎng)基中分別加入含有放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶和含有放射性標(biāo)記的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶來(lái)合成DNA，還是利用了含有放射性標(biāo)記的尿嘧啶來(lái)合成RNA。
[答案]　(1)思路：
甲組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。
乙組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。
(2)結(jié)果及結(jié)論：
若甲組收集的病毒有放射性，乙組無(wú)，則該新病毒為RNA病毒；反之，則為DNA病毒。

RNA也是遺傳物質(zhì)
1．RNA也是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)
(1)煙草花葉病毒侵染煙草葉細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)
①實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象

②實(shí)驗(yàn)結(jié)論
RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。
(2)病毒重建及其對(duì)煙草葉細(xì)胞的感染
①實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

②結(jié)果分析與結(jié)論：重組病毒所繁殖的病毒類(lèi)型取決于提供RNA的病毒類(lèi)型。
2．DNA是主要的遺傳物質(zhì)
(1)原因：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。
(2)生物的遺傳物質(zhì)[連線]

[提示]　

1．只有細(xì)胞內(nèi)的核酸才是攜帶遺傳信息的物質(zhì)。(×)
[提示]　病毒的核酸也是攜帶遺傳信息的物質(zhì)。
2．真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。(√)
3．生物的遺傳物質(zhì)的基本組成單位是脫氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。(√)
4．細(xì)胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)是RNA。(×)
[提示]　細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA。
5．小麥的遺傳物質(zhì)主要是DNA。(×)
[提示]　小麥的遺傳物質(zhì)是DNA。

探索“遺傳物質(zhì)”的思路和方法
(1)探究思路
①若探究哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)——設(shè)法將該物質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)看作用。
②若探究未知病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA——利用酶的專(zhuān)一性。
(2)4種方法



1．歸納不同生物的遺傳物質(zhì)
生物類(lèi)型
病毒
原核生物
真核生物
體內(nèi)核酸種類(lèi)
DNA或RNA
DNA和RNA
DNA和RNA
體內(nèi)堿基種類(lèi)
4種
5種
5種
體內(nèi)核苷酸種類(lèi)
4種
8種
8種
遺傳物質(zhì)
DNA或RNA
DNA
DNA
實(shí)例
噬菌體、煙草花葉病毒
乳酸菌、藍(lán)藻
玉米、小麥、人
2.如何理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)？
[提示]　細(xì)胞生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)都是DNA，只有RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，故對(duì)整個(gè)生物界來(lái)說(shuō)，主要的遺傳物質(zhì)是DNA。

考查煙草花葉病毒侵染煙草葉實(shí)驗(yàn)
1．繼發(fā)現(xiàn)DNA是生物體的遺傳物質(zhì)之后，科學(xué)家們又將目光轉(zhuǎn)向部分不含DNA的RNA病毒，煙草花葉病毒(TMV)就是其中的一種，它能使煙草葉片出現(xiàn)花葉病斑，如圖所示為相關(guān)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)

A．通過(guò)本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明極少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
B．圖中用X溶液處理TMV的目的是將病毒的RNA和蛋白質(zhì)分離
C．組成RNA的化學(xué)元素為C、H、O、N、P
D．該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘f(shuō)明蛋白質(zhì)不是TMV的遺傳物質(zhì)
A　[本實(shí)驗(yàn)只能證明TMV的遺傳物質(zhì)是RNA，A項(xiàng)錯(cuò)誤；為探究病毒的遺傳物質(zhì)類(lèi)型，需進(jìn)行圖示操作，即使用X溶液將病毒的RNA和蛋白質(zhì)分離，分別研究?jī)烧叩淖饔?，B項(xiàng)正確；組成RNA的元素包括C、H、O、N、P，C項(xiàng)正確；該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘f(shuō)明蛋白質(zhì)不是TMV的遺傳物質(zhì)，D項(xiàng)正確。]
2．科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個(gè)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(shí)驗(yàn)(見(jiàn)下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是(　　)
實(shí)驗(yàn)編號(hào)
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
病斑類(lèi)型
病斑中分離出的病毒類(lèi)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
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(shí)驗(yàn)①　 B．實(shí)驗(yàn)② C．實(shí)驗(yàn)③ D．實(shí)驗(yàn)④
C　[因?yàn)闊煵莼ㄈ~病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以決定病毒類(lèi)型和病斑類(lèi)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(lèi)型就應(yīng)該是b型。]
考查生物的遺傳物質(zhì)
3．(2019·鄭州模擬)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(shí)含有DNA和RNA的生物體，其遺傳物質(zhì)主要是DNA，其次是RNA
B．細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)也是DNA
C．具有細(xì)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
A　[同時(shí)含有DNA和RNA的生物體，其遺傳物質(zhì)是DNA，A錯(cuò)誤；細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，主要存在于細(xì)胞核中，少量存在于細(xì)胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中，B正確；具有細(xì)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。]



提取和鑒定DNA(實(shí)驗(yàn))
1．實(shí)驗(yàn)原理
(1)DNA與蛋白質(zhì)在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同

溶解規(guī)律
2 mol·L－1
NaCl溶液
0.14 mol·L－1
NaCl溶液
DNA

溶解
析出
蛋白質(zhì)
NaCl溶液物質(zhì)的量濃度從2 mol/L逐漸降低的過(guò)程中，溶解度逐漸增大
部分發(fā)生鹽析沉淀
溶解
(2)DNA不溶于冷酒精溶液，但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精，利用這一原理可將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步分離。
(3)DNA＋二苯胺藍(lán)色。
2．實(shí)驗(yàn)流程
材料的選?。哼x用DNA含量相對(duì)較高的生物組織
↓
破碎細(xì)胞(以雞血為例)：雞血細(xì)胞→加蒸餾水→用玻璃棒
攪拌→用紗布過(guò)濾→收集濾液
　　↓
去除雜質(zhì)：利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度
不同，通過(guò)控制NaCl溶液的濃度去除雜質(zhì)
↓
DNA的析出：將處理后的溶液過(guò)濾，加入與濾液體積
相等的、冷卻的體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精溶液
↓
DNA的鑒定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺試劑，混合
均勻后將試管在沸水中加熱5 min，溶液變成
藍(lán)色

1．材料的選取：選用DNA含量相對(duì)較高的生物組織。
2．破碎細(xì)胞
(1)動(dòng)物的紅細(xì)胞，吸水破裂。
(2)植物細(xì)胞：加入洗滌劑、食鹽后研磨。
3．除去雜質(zhì)的方法
(1)方法一：利用DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度的不同，通過(guò)調(diào)節(jié)NaCl溶液的濃度除去溶于和不溶于NaCl溶液中的雜質(zhì)。
(2)方法二：利用DNA對(duì)酶的耐受性，直接在濾液中加入嫩肉粉，反應(yīng)10～15 min，嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)，而不會(huì)破壞DNA。
(3)方法三：利用DNA對(duì)高溫的耐受性，將濾液放在60～75 ℃的恒溫水浴箱中保溫10～15 min，使蛋白質(zhì)變性沉淀而DNA分子還未變性。
4．DNA的析出
向處理后的濾液中加入與濾液體積相等的、冷卻的酒精溶液(體積分?jǐn)?shù)為95%)，靜置2～3 min，溶液中會(huì)出現(xiàn)白色絲狀物，用玻璃棒沿一個(gè)方向攪拌，卷起絲狀物。
5．DNA的鑒定
在沸水浴的條件下，DNA遇二苯胺會(huì)變成藍(lán)色。
6．實(shí)驗(yàn)時(shí)注意問(wèn)題
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程兩次用到蒸餾水的目的不同
第一次的目的是使成熟的雞血細(xì)胞漲破釋放出DNA，第二次的目的是稀釋NaCl溶液，使DNA從溶液中析出。
(2)獲取較純的DNA的關(guān)鍵
①充分?jǐn)嚢桦u血細(xì)胞液(加入足量的蒸餾水)，以便使細(xì)胞膜和核膜破裂。
②沉淀DNA時(shí)必須用冷酒精(體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精，至少在5 ℃以下存放24 h)。

1．如圖中能反映DNA溶解度與NaCl溶液濃度之間關(guān)系的是(　　)


C　[依據(jù)DNA粗提取的原理，在NaCl的濃度為0.14 mol/L時(shí)DNA分子的溶解度最小，利于DNA分子的析出，濃度過(guò)大或過(guò)小，DNA分子的溶解度都會(huì)增大。]
2．(2015·江蘇高考改編)圖甲、乙分別為“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)中部分操作步驟示意圖，下列敘述不正確的是(　　)

A．圖甲、乙中加入蒸餾水稀釋的目的相同
B．圖甲中完成過(guò)濾之后保留濾液
C．圖乙中完成過(guò)濾之后棄去濾液
D．在圖甲雞血細(xì)胞液中加入少許嫩肉粉有助于去除雜質(zhì)
A　[圖甲中加入蒸餾水的目的是使雞血細(xì)胞吸水漲破，釋放其中的核物質(zhì)，圖乙中加入蒸餾水的目的是降低NaCl溶液的濃度，使DNA的溶解度降低從而析出DNA；由于DNA溶于水，所以圖甲中完成過(guò)濾后DNA存在于濾液中，需保留濾液；圖乙中DNA析出，則過(guò)濾后棄去濾液，保留黏稠物；在圖甲雞血細(xì)胞液中加入少許嫩肉粉可將蛋白質(zhì)水解，有利于去除雜質(zhì)。]


1.細(xì)菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA進(jìn)入R型細(xì)菌中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。
2．加熱并沒(méi)有使DNA完全失去活性：加熱殺死S型細(xì)菌的過(guò)程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨著溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。
3．并非所有的R型細(xì)菌都能被轉(zhuǎn)化，只是小部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。轉(zhuǎn)化效率與DNA純度有關(guān)，純度越高，轉(zhuǎn)化效率越高。
4．體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)不能簡(jiǎn)單地說(shuō)成S型細(xì)菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型細(xì)菌可使小鼠致死。
1.格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是加熱殺死的S型細(xì)菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”。
2．艾弗里實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定性變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)，且蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
3．在T2噬菌體的化學(xué)組成中，僅蛋白質(zhì)分子中含有S，P幾乎都存在于DNA分子中。
4．證明DNA是遺傳物質(zhì)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)思路是設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)分離開(kāi)，單獨(dú)地、直接地觀察它們的生理作用。
5．病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA；細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA。

真題體驗(yàn)| 感悟高考　淬煉考能
1．(2019·海南高考)下列實(shí)驗(yàn)及結(jié)果中，能作為直接證據(jù)說(shuō)明“核糖核酸是遺傳物質(zhì)”的是(　　)
A．紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紅花，F(xiàn)2中紅花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲
C．加熱殺死的S型肺炎雙球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌
D．用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測(cè)不到放射性
B　[紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)1為紅花，F(xiàn)2中紅花∶白花＝3∶1，屬于性狀分離現(xiàn)象，不能說(shuō)明RNA是遺傳物質(zhì)，A錯(cuò)誤；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲，說(shuō)明病毒甲的RNA是遺傳物質(zhì)，B正確；加熱殺死的S型肺炎雙球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌，只能說(shuō)明加熱殺死的S型菌中存在轉(zhuǎn)化因子，不能說(shuō)明RNA是遺傳物質(zhì)，C錯(cuò)誤；用放射性同位素標(biāo)記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測(cè)不到放射性，說(shuō)明蛋白質(zhì)未進(jìn)入大腸桿菌，不能證明RNA是遺傳物質(zhì)，D錯(cuò)誤。]
2．(2019·江蘇高考)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì)，下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是(　　)
A．實(shí)驗(yàn)中可用15N代替32P標(biāo)記DNA
B．噬菌體外殼蛋白是大腸桿菌編碼的
C．噬菌體DNA的合成原料來(lái)自大腸桿菌
D．實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA
C　[蛋白質(zhì)和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P標(biāo)記DNA，A錯(cuò)誤；噬菌體外殼蛋白是由噬菌體體內(nèi)控制噬菌體外殼蛋白合成的相關(guān)基因編碼的，B錯(cuò)誤；DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，噬菌體侵染大腸桿菌后，會(huì)利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成噬菌體DNA，C正確；該實(shí)驗(yàn)證明了T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，D錯(cuò)誤。]
3．(2018·浙江高考)下列關(guān)于“核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)”的實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是(　　)
A．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，用32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)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(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)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(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說(shuō)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(shí)驗(yàn)中，用TMV A的RNA和TMV B的蛋白質(zhì)重建的病毒感染煙草葉片細(xì)胞后，可檢測(cè)到A型病毒，說(shuō)明RNA是TMV A的遺傳物質(zhì)
D　[DNA復(fù)制為半保留復(fù)制，新鏈合成過(guò)程中的原料由細(xì)菌提供，故只有少部分子代噬菌體具有放射性，A錯(cuò)誤；肺炎雙球菌活體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤；肺炎雙球菌離體細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，說(shuō)明DNA是遺傳物質(zhì)，但沒(méi)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(shí)驗(yàn)，不能說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，C錯(cuò)誤；煙草花葉病毒感染和重建實(shí)驗(yàn)中用TMV A的RNA和TMV B的蛋白質(zhì)混合后感染煙草，所繁殖的病毒類(lèi)型為A型，說(shuō)明RNA是TMV A的遺傳物質(zhì)，D正確。]
4．(2017·全國(guó)卷Ⅱ)在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過(guò)程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述，正確的是(　　)
A．T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復(fù)制和增殖
B．T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì)
C．培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中
D．人類(lèi)免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類(lèi)型和增殖過(guò)程相同
C　[T2噬菌體只能寄生在大腸桿菌中，并在其細(xì)胞中復(fù)制和增殖，A錯(cuò)誤；T2噬菌體只有在宿主細(xì)胞內(nèi)才能合成mRNA和蛋白質(zhì)，B錯(cuò)誤；培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)部，在宿主細(xì)胞內(nèi)，T2噬菌體以自身DNA為模板，以宿主細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)(含32P的脫氧核苷酸等)為原料合成子代噬菌體，因此培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人類(lèi)免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌體所含的核酸是DNA，故兩者的核酸類(lèi)型不同，增殖過(guò)程不完全相同，D錯(cuò)誤。]

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