高考生物提分秘籍：专题18《DNA是主要的遗传物质》教学案（含答案）教案

1.人类对遗传物质的探索过程。(Ⅱ)

热点题型一    肺炎双球菌转化实验

例1、（江苏卷，3）下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是（　　）

A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物

B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成

C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质

D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与

【答案】D

【变式探究】（年江苏卷，2）下列关于探索DNA 是遗传物质的实验，叙述正确的是（　　）

A．格里菲思实验证明DNA 可以改变生物体的遗传性状

B．艾弗里实验证明从S 型肺炎双球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡

C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中

D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P 标记

【答案】C

【解析】格里菲思证明了S型菌中存在转化因子，能够使R型菌转化为S型菌，但没有提出转化因子是什么，A错误；艾弗里没有利用小鼠，是将肺炎双球菌在培养基中培养，根据菌落特征进行判断，证明了DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中离心的目的是让上清液析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的细菌，C正确； 32P标记亲代噬菌体的DNA，复制形成的子代噬菌体中有的带有32P标记，有的不带有32P标记，D错误。

【变式探究】肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的R菌无毒性。下图为所做的细菌转化实验，相关说法错误的是 (　　)

A．丙组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡

B．能导致小鼠患败血症死亡的有甲、丁两组

C．戊组实验表明，加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R菌

D．丁组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代

【答案】D

【提分秘籍】有关“转化”的三个易误点

(1)转化的实质是基因重组而非基因突变

肺炎双球菌转化实验是指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型细菌。

(3)加热并没有使DNA完全失去活性

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。

【举一反三】

肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述错误的是 (　　)

A．在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌

B．小鼠体内出现S型活细菌是由于R型细菌基因突变的结果

C．曲线ab下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统作用所致

D．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关

【答案】B

热点题型二    噬菌体侵染细菌的实验

例2、（年新课标Ⅱ卷，2）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

【答案】C

【解析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，只能在大肠杆菌中复制和增殖，A错误；T2噬菌体病毒要借助宿主细胞合成mRNA和蛋白质，B错误；用含有32P培养基培养大肠杆菌，再用含32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，能将T2噬菌体的DNA标记上32P，即培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒为HIV，它的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。

【变式探究】城区模拟)赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与无32P标记的大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述不正确的是 (　　)

A．搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离

B．32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性

C．如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低

D．本实验结果说明DNA在亲子代之间的传递具有连续性

【答案】C

【提分秘籍】

　(1)噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位：

　C

(2)噬菌体侵染细菌实验还能证明以下三点：

①DNA分子具有相对稳定性。

②DNA分子能自我复制，使前后代保持一定的连续性。

③DNA能控制蛋白质的生物合成，但不能证明DNA分子能产生可遗传变异。

(3)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。

(5)噬菌体侵染细菌的实验误差分析：上清液和沉淀物中为何都有放射性：

①用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上在上清液中不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性，而实验最终结果显示在离心后的上清液中，也有一定的放射性，而下层的放射性强度却比理论值略低。原因有二：一是保温时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液的放射性含量升高。

②若用35S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分，有少量35S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，使沉淀物也有一定放射性。

 【举一反三】

若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体 (　　)

A．一定有35S，其中有1个含有32P

B．一定有35S，其中有2个含有32P

C．一定有32P，其中有1个含有35S

D．一定有32P，其中有2个含有35S

【答案】B

热点题型三    RNA是遗传物质的实验和生物的遗传物质

例3．下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　　)

A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果

B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质

C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的

D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质

【答案】D

【解析】格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A项错误；格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验仅证明了DNA是遗传物质，B项错误；赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的，该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C项错误，D项正确。

【变式探究】下列关于遗传物质的说法，错误的是 (　　)

①真核生物的遗传物质是DNA

②原核生物的遗传物质是RNA

③细胞核中的遗传物质是DNA

④细胞质中的遗传物质是RNA

⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA

A．①②③　　   B．②③④　

C．②④⑤　    D．③④⑤

【答案】C

【提分秘籍】

 (1)一切有细胞结构的生物，遗传物质都是DNA。

(2)生物的遗传物质是核酸(DNA和RNA)，DNA是主要的遗传物质，是针对整个生物界而言。

(3)蛋白质不可能是遗传物质的原因：①不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往不固定；②分子结构也不稳定(易变性)；③不能遗传给后代。

【举一反三】

烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是 (　　)

A．a过程表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用

B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用

C．c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒

D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质

【答案】D

【解析】由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草叶片，因此没有证明烟草花叶病毒的RNA是不是遗传物质。

【方法技巧】探究遗传物质是DNA、RNA还是蛋白质

(1)基本设计思路：设法将DNA(或RNA)与蛋白质分开，单独地直接地观察各自的作用。

(2)基本设计原则：对照原则。

(3)病毒培养基的选择：

病毒是没有细胞结构的一类寄生生物，它们仅由核酸和蛋白质外壳组成，既无产能酶系，也无蛋白质和核酸合成酶系，不能在培养基上直接培养，只能利用宿主的活细胞培养。

(4)探究实验中如何设置单一变量：

禽流感病毒体内有RNA和蛋白质，要探究到底哪一种是它的遗传物质，需要设置对照实验进行探究，而控制单一变量是设置对照实验所必须遵循的原则，即需要单独观察每一种物质的作用效果，因此需利用分离提纯法或同位素标记法。

1．（江苏卷，3）下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是（　　）

A．原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物

B．真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成

C．肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质

D．原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与

【答案】D

1．（年江苏卷，2）下列关于探索DNA 是遗传物质的实验，叙述正确的是（　　）

A．格里菲思实验证明DNA 可以改变生物体的遗传性状

B．艾弗里实验证明从S 型肺炎双球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡

C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中

D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P 标记

【答案】C

【解析】格里菲思证明了S型菌中存在转化因子，能够使R型菌转化为S型菌，但没有提出转化因子是什么，A错误；艾弗里没有利用小鼠，是将肺炎双球菌在培养基中培养，根据菌落特征进行判断，证明了DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中离心的目的是让上清液析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的细菌，C正确； 32P标记亲代噬菌体的DNA，复制形成的子代噬菌体中有的带有32P标记，有的不带有32P标记，D错误。

2．（年新课标Ⅱ卷，2）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

【答案】C

1.（上海卷.28）在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为

A.58      B.78C.82D.88

【答案】C

【解析】构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有20总共需要订书钉

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【考点定位】本题考查DNA的结构。

1.(课标I卷.1)下列叙述错误的是   （   ）

A.DNA与ATP中所含元素的种类相同

B.一个tRNA分子中只有一个反密码子

C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成

D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上

【答案】D

【解析】DNA的元素组成是：C、H、O、N、P，ATP的元素组成是C、H、O、N、P；A叙述正确。反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合的三个相邻的碱基组成的，一个密码子（除终止密码子）编码一个氨基酸，而一个tRNA一次只能转运一个氨基酸，由此可推知一个tRNA上只有一个反密码子；B叙述正确。T2噬菌体由DNA和蛋白质构成，构成DNA的单位是脱氧核糖核苷酸；C叙述正确。细菌是原核生物，原核细胞中无线粒体；D叙述错误。

1.（2014·江苏卷）4.下列叙述与生物学史实相符的是

A.孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律

B.范·海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气

C.富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献

D.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T２噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制

【答案】C

2．(2014·福建理综，28节选)人类对遗传的认知逐步深入：

(1)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养，出现了S型菌。有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为________，否定了这种说法。

(2)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，该模型用________解释DNA分子的多样性，此外，________的高度精确性保证了DNA遗传信息稳定传递。

【答案】(1)SⅢ　(2)碱基对排列顺序的多样性　碱基互补配对

【解析】(1)如果S型菌出现是由于基因突变导致的，根据基因突变不定向的特点，产生的S型菌可能有SⅠ、SⅡ、SⅢ三种类型；而实验中全为SⅢ，否定了上述说法。

(2)DNA分子的多样性是由于碱基排列顺序的多样性；保证DNA遗传信息稳定遗传给后代的是高度精确的碱基互补配对机制。

3．(2013·课标全国理综Ⅱ，5)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(　　)

①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验　③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验   ⑤DNA的X光衍射实验

A．①②  B．②③ 

C．③④  D．④⑤

【答案】C

【解析】孟德尔的豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律；摩尔根的果蝇杂交实验验证了萨顿的假说——基因位于染色体上，肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠细菌的实验证明了DNA是遗传物质，DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构模型的构建提供了理论依据，所以C正确，A、B、D错误。

4．(2013·海南，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是(　　)

A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖

【答案】D

5．(2012·江苏)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是(　　)

A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质

B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力

C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数

D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA

【答案】B

【解析】孟德尔发现了遗传因子并证实了其传递规律，但并没有证实其化学本质；因噬菌体侵染细菌的实验通过同位素标记的方法将DNA和蛋白质彻底分离开来，故比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力；沃森和克里克构建DNA双螺旋结构时利用了前人的一个重要成果，那就是嘌呤数等于嘧啶数；烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，并不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA。