（6）核酸是遗传物质课堂速测（含解析）——高一生物学浙科版（2019）必修二

（6）核酸是遗传物质
——高一生物学浙科版（2019）必修二课堂速测
基础检测
一、DNA是遗传物质
1．染色体的化学本质以及发挥作用的过程
(1)染色体由DNA(脱氧核糖核酸)、 和少量 (核糖核酸)组成，其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白。
(2)研究表明，虽然DNA和组蛋白都是染色体的主要成分，而且含量大致相等，在染色体行使功能过程中起着重要作用，但DNA更加具备作为遗传物质的主要特性。
2．20世纪50年代之前的观点
此前人们普遍认为DNA是相当小的分子，四种碱基在DNA分子中等量地存在，并简单重复。人们考虑到生物体结构与功能的巧妙适应性，以及发育过程和途径的极端复杂性，DNA这样简单的小分子不可能发挥出如此重要的控制作用。相比较而言，含有20种氨基酸的蛋白质大分子倒是能够提供无限数量的排列组合。
二、DNA是遗传物质的直接证据
1．DNA是遗传物质被揭示思路
当把DNA和蛋白质分开研究时，DNA是遗传物质的确切证据就逐渐被揭示出来了。
2．肺炎链球菌的类型及其致病性
肺炎链球菌是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，有几种类型，它们的毒性是不同的。
在众多的肺炎链球菌菌株中， 型(S)菌株是唯一能够引起肺炎或败血症的类型。这种菌株在培养基上能长成光滑的菌落。S型细菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜，使菌体不易受到宿主正常防护机制的破坏。另外一些菌株的外面没有荚膜，不会引起病症，长成粗糙型(R)菌落。
3．活体肺炎链球菌转化实验
(1)人物　 1928年，英国细菌学家 首先进行了活体肺炎链球菌转化实验。
(2)图示实验过程
(3)实验推测
在加热杀死的S型菌中，一定有一种物质能把某些 型菌转化为S型菌。换句话说，S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内，引起R型菌稳定的遗传变异。这就是病死小鼠中有活的S型菌的根本原因。
4．离体肺炎链球菌转化实验
(1)人物　美国细菌学家艾弗里等人又进行了离体细菌转化实验。
(2)图示实验过程
(3)实验结论
是遗传物质， 赋予了生物的遗传特性。
三、噬菌体侵染细菌的实验分析
1．实验目的
为了检验DNA是否为遗传物质， 运用同位素标记特定物质的方法，将噬菌体进行标记，使其侵染大肠杆菌，通过追踪物质的去向，进一步明确发挥遗传作用的物质究竟是DNA还是蛋白质。
2．T2噬菌体生活方式与结构组成
T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在头部内含有一个DNA分子。
3．实验过程
(1)科学家先用含放射性同位素35S的培养基培养一部分大肠杆菌，同时，用含放射性同位素
的培养基培养另一部分大肠杆菌。接着，将带标记的大肠杆菌分别用T2噬菌体感染。噬菌体侵染细菌后，利用细菌细胞内的物质合成自身的DNA和蛋白质进行增殖，导致细菌裂解，释放出大量子代噬菌体。其结果是，用放射性同位素
标记了一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素 标记了另一部分噬菌体的DNA。
(2)将两种被标记的T2噬菌体分别加入液体培养的大肠杆菌中，去侵染未被标记的细菌。经过一定的时间，当T2噬菌体在细菌体内大量繁殖后，通过搅拌把细菌和留在细菌表面的噬菌体残留部分分开，并通过离心使细菌沉到试管底部，噬菌体残留部分位于上层，对标记物质进行检测。
4．实验结果
经过检测发现，用 标记噬菌体时，放射性主要出现在上层培养液中，底层细菌几乎没有放射性；用 标记噬菌体时，放射性主要出现在底层细菌中，上层培养液几乎没有放射性。
5．结果分析
结果表明，大多数 标记的噬菌体在感染细菌时，放射性蛋白质附着在宿主细胞的外面； 标记的噬菌体感染细菌时，放射性同位素主要进入宿主细胞内，并且能在子代噬菌体中检测到 。由此证明了DNA是遗传物质。
四、有些病毒的遗传物质是RNA
1．烟草花叶病毒结构组成
烟草花叶病毒简称TMV，呈螺旋形杆状。这种病毒不含DNA，由一条RNA链和蛋白质外壳组成。
2．实验过程
首先，从TMV中分别提取占 的RNA和占 的蛋白质，然后用RNA和蛋白质分别去感染烟草。结果发现：单用病毒的RNA就可以使烟草叶片出现感染病毒的症状，说明病毒RNA进入叶子的细胞后，能繁殖出正常的子代病毒；病毒的蛋白质不能单独使烟草叶片感染；用RNA酶处理过的RNA，此时RNA被水解，没有感染效力。
3．烟草花叶病毒的重建实验
结果分析
图示表示分别来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系，而不是提供蛋白质的株系。
4．实验结论
实验证明了在只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。
5．实例
除了冠状病毒之外，造成人类疾病的R 还有小儿麻痹病毒、脑炎病毒和流感病毒等，它们的遗传物质都是RNA。
6．总结
综上所述，大部分生物的遗传物质是 ，而没有DNA只有RNA的生物，其遗传物质是 。
小试牛刀
1.肺炎链球菌的转化实验中，发生转化的细菌和作为转化因子的物质分别是( )
A.R型细菌和蛋白质 B.S型细菌和多糖荚膜
C.R型细菌和DNA D.S型细菌和RNA
2.赫尔希和蔡斯完成的噬菌体侵染细菌实验,结果证明遗传物质是( )
A.蛋白质. B.DNA C.糖类 D.脂质
3.艾弗里及其同事通过肺炎双球菌体外转化实验。证明了肺炎双球菌的遗传物质是( )
A.DNA B.蛋白质 C.RNA D.多糖
4.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：
①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌。
②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌。
④用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌。
以上4个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位是( )
A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液
B.沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
C.上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液
D.沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
5.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验，进行了以下2个实验：①用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌②用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌以上2个实验，保温适当时间后离心，理论上检测到放射性的主要部位分别是( )
A.沉淀和上清液、沉淀 B.上清液、沉淀
C.沉淀和上清液、上清液 D.沉淀和上清液、沉淀和上清液
6.噬菌体侵染细菌的实验证明( )
A.RNA是遗传物质 B.DNA是遗传物质
C.蛋白质是遗传物质 D.多糖是遗传物质
7.肺炎链球菌的体外转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，下列哪一项是这两个实验的共同点？( )
A.都证明了蛋白质是遗传物质 B.都用到微生物培养技术
C.都用到DNA分离提纯技术 D.都用到了离心分离技术
8.下列关于艾弗里肺炎双球菌体外转化实验的叙述，错误的是( )
A.该实验是在英国科学家格里菲思的实验基础上进行的
B.该体外转化实验证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
C.实验过程中，通过观察菌落的特征来判断是否发生转化
D.肺炎双球菌体外转化与DNA重组技术的实质是相同的
答案以及解析
1.答案：C
解析：肺炎链球菌的转化实验中，S型细菌的DNA可以使R型活细菌转化成S活细菌，故发生转化的细菌和作为转化因子的物质分别是R型细菌和DNA。故选C。
2.答案：B
解析：赫尔希和蔡斯完成的噬菌体侵染细菌实验，结果证明DNA是T2噬菌体的遗传物质,B项正确。
3.答案：A
解析：在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。艾弗里及其同事的肺炎双球菌体外转化实验，将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用，证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质。故选A
4.答案：D
解析：①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，35S将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P标记噬菌体的DNA，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，3H可以标记噬菌体的DNA和蛋白质，3H将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；④用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于14C可以标记噬菌体的DNA和蛋白质，14C标记的噬菌体的蛋白质外壳出现在上清液中，14C标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中，所以离心后能在沉淀物和上清液中都检测到放射性。
5.答案：A
解析：①用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于DNA和蛋白质都含有氮元素，故15N标记噬菌体的DNA和蛋白质，离心后，15N标记蛋白质外壳出现在上清液中，15N标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性。
②用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，3H标记将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性。
故选A。
6.答案：B
解析：噬菌体侵染细菌的实验，用35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的噬菌体的DNA分子，完全实现了DNA和蛋白质的分离，充分证明DNA是遗传物质，ACD错误，B正确。故选B。
7.答案：B
解析：两个实验都证明了DNA是遗传物质，A项不符合题意；两个实验分别需要对肺炎链球菌和大肠杆菌进行培养，B项符合题意；两个实验都没有用到DNA分离提纯技术，C项不符合题意；只有T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中用到了离心分离技术，D项不符合题意。
8.答案：B
解析：艾弗里实验是在英国科学家格里菲斯实验基础上进行的，目的是为了证明转化因子究竟是什么物质，A正确；该体外转化实验证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，B错误；C、R型细菌和S型细菌的菌落特征不同，实验过程中，通过观察菌落的特征来判断是否发生R型细菌向S型细菌的转化，C正确；肺炎双球菌体外转化与DNA重组技术的实质是相同的，其实质都是基因重组，D正确。
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