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第六单元
遗传的分子基础
考查内容
1.通过对细菌的转化实验、噬菌体侵染细菌等相关资料的分析，了解遗传物质的认识过程(生命观念)
2.采用归纳与概括等方法，阐述核酸是一切生物的遗传物质，DNA是主要的遗传物质，某些病毒以RNA为遗传物质的事实依据(科学思维)
3.能设计简单的实验方案，探究简单的遗传相关问题，关注研究成果在生活和生产实践中的应用(科学探究、社会责任)
考点一　核酸是遗传物质的证据
1.染色体的组成和功能
2.肺炎链球菌的转化实验
(1)活体细菌转化实验(体内转化)
①实验材料：S型和R型肺炎链球菌、小鼠。
特征 S型细菌 R型细菌
菌落 光滑 粗糙
菌体 ______多糖类的胶状荚膜 无荚膜
毒性 ______毒性，使小鼠患败血症死亡 无毒
有
有
②实验过程及结果
③结论：加热杀死的S型细菌中含有能把某些R型细菌转化为S型细菌的____________。
转化因子
(2)离体细菌转化实验(体外转化)
①实验材料：S型和R型肺炎链球菌、培养基。
②实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA、蛋白质还是荚膜物质。
③实验过程及结果：
④结论：S型细菌的_______是使R型细菌产生稳定遗传变异的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
DNA
3.噬菌体侵染细菌的实验
(1)实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等。
①T2噬菌体的结构
②噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件 内容
模板 __________的DNA
合成噬菌体DNA的原料　　　　　 ____________提供的四种脱氧 核苷酸
合成噬菌
体蛋白质 原料 ____________的氨基酸
场所 大肠杆菌的核糖体
噬菌体
大肠杆菌
大肠杆菌
(2)实验方法：____________________法。
(3)实验过程及结果
①标记噬菌体
放射性同位素标记
②噬菌体侵染细菌
(4)实验结果分析
①噬菌体侵染细菌时，__________进入细菌细胞中，而__________外壳留在外面。
②子代噬菌体的各种性状是通过______________来遗传的。
(5)结论：__________是遗传物质。
DNA
蛋白质
亲代DNA
DNA
[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传。(　 　)
2.离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌。(　 　)
3.(真题节选)肺炎链球菌离体转化实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA。(　 　)
4.在肺炎链球菌转化实验中，R型菌与加热杀死的S型菌混合产生了S型菌，其生理基础是发生了基因重组。(　 　)
5.在T2噬菌体侵染细菌实验中采用了放射性同位素标记技术，在侵染实验前首先要用培养基培养获得含有32P与35S标记的噬菌体。(　 　)
6.噬菌体侵染细菌的实验中，35S标记组若搅拌充分，则沉淀中无放射性出现。(　 　)

√

√


考向1　肺炎链球菌的转化实验分析
1.加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA热稳定性较高，加热只是使DNA的氢键断裂，若将其慢慢冷却，分离的DNA单链又可以恢复。
2.R型菌转化成S型菌的实质是S型菌的DNA与R型菌的DNA实现重组，表现出S型菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。
3.由于转化受到DNA的纯度、两种菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，所以并不是所有的R型菌都能转化成S型菌。
例 1
(2022·浙江1月选考)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解
B.步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
【解析】步骤①中酶处理的目的是彻底除去底物，因此时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙，步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态，可判断是否出现S型细菌，D正确。
D
例 2
(2025·浙江A9协作体联考)加热杀死的S型菌会释放自身的DNA小片段，这些小片段和R型活菌表面的感受态因子结合后，双链被解开，其中一条链被降解，另一条链进入受体细菌，和R型菌的部分同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成杂合片段(如图所示)，使R型细菌(无荚膜多糖)转变成S型菌(有荚膜多糖)。下列说法中，错误的是
(　 　)
R型菌的DNA
A.转化形成的S型菌和原S型菌的遗传信息不同
B.转化过程中会发生磷酸二酯键的断裂和形成
C.R型菌转化成S型菌是发生了基因突变
D.受受体细菌状态等的影响，只有少数R型菌能转化成S型菌
C
【解析】由于S型菌DNA片段双链解开后，一条链被降解，另一条单链进入R型菌并与其基因相应同源区段配对，使R型菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，形成S型菌，可见，由R型菌转化形成的S型菌和原S型菌遗传信息不同，A正确；由于S型菌DNA片段的单链进入R型菌并与其基因相应同源区段配对，使R型菌DNA的相应片段一条链被切除并将其替换，因此，转化过程中会发生磷酸二酯键的断裂和形成，B正确；R型菌转化成S型菌的过程中发生了基因重组，不是基因突变，C错误；细菌的转化效率一般较低，将S型菌的DNA与R型菌混合培养后，受受体菌状态等的影响，只有少数R型菌能转化成S型菌，D正确。
考向2　噬菌体侵染细菌的实验分析
1.32P标记的噬菌体侵染未标记大肠杆菌
2.35S标记的噬菌体侵染未标记大肠杆菌
例 3
(2022·浙江6月选考)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　 　)
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【解析】噬菌体侵染细菌的实验中需要分开研究噬菌体的DNA和蛋白质，A错误；搅拌是为了使大肠杆菌菌体外的噬菌体及噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离，B错误；离心是为了沉淀含子代噬菌体的大肠杆菌，使其与菌体外的噬菌体及噬菌体蛋白质外壳等分离，便于放射性的检测，C正确；该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
C
例 4
(2020·浙江1月选考)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析中，错误的是(　 　)
A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生含32P的子代噬菌体
B.甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体
C.乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体
C
【解析】甲组标记的是噬菌体的DNA，由于噬菌体侵染大肠杆菌并非高度同步，因此混合培养一段时间后搅拌、离心，甲组的悬浮液可含极少量32P，但不产生含32P的子代噬菌体，A正确；DNA复制方式为半保留复制，由于大肠杆菌不能提供32P，因此经若干代复制后，大多数子代噬菌体的DNA不含32P，B正确；乙组标记的是噬菌体的蛋白质外壳，而在侵染过程中蛋白质外壳不能进入宿主细胞，且宿主细胞不提供35S，因此子代噬菌体均不含35S，C错误，D正确。
考点二　有些病毒的遗传物质是RNA
1.烟草花叶病毒对烟草叶片细胞的感染实验
(1)实验过程及现象
(2)结论
__________是烟草花叶病毒的遗传物质，__________不是烟草花叶病毒的遗传物质。
RNA
蛋白质
2.病毒重建及其对烟草叶片细胞的感染
(1)实验过程及结果
(2)结果分析与结论
重组病毒所繁殖的病毒类型取决于______________的病毒类型。
提供RNA
3.人类的探索结论
__________是主要的遗传物质。__________生物的遗传物质是DNA，而没有DNA只有RNA的生物，其遗传物质是RNA。
4.不同生物的遗传物质
常见的RNA病毒有____________________________________。
生物类型 病毒 原核生物 真核生物
核酸种类 _________________ _________________ DNA和RNA
碱基种类 ______种 ______种 ______种
核苷酸种类 ______种 ______种 ______种
遗传物质 ____________________ ____________ ____________
实例 噬菌体、烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝细菌 玉米、小麦、人
DNA
大部分
DNA或 RNA
DNA和 RNA
4
5
5
4
8
8
DNA或 RNA
DNA
DNA
烟草花叶病毒、HIV、流感病毒等

[自我诊断]正确的打“√”，错误的打“ ”。
1.流感病毒、新冠病毒和原核细胞的遗传物质都是RNA。(　 　)
2.TMV A病毒的RNA与TMV B病毒的蛋白质重建病毒，后代为TMV A病毒。(　 　)
3.含有RNA的生物，其遗传物质为RNA。(　 　)
√

1.探究思路
(1)若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。
(2)若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素示踪法。
2.探究方法
(1)分离提纯法：如离体细菌转化实验。缺点是物质纯度不能保证100%。
(2)同位素示踪法：如噬菌体侵染细菌的实验。
方法：分别标记二者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。
目的：把DNA与蛋白质区分开。
(3)病毒重组法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒，用杂种病毒去感染宿主细胞。
(4)酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”，其遗传物质不是DNA，若“否”，其遗传物质可能是DNA。
考向　探究遗传物质的思路与方法
例 5
(2025·浙江1月选考)多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述，正确的是(　 　)
A.S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B.水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C.控制伞藻伞帽形状的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D.烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
【解析】S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核区DNA传递给子代，A错误；水稻、小麦和玉米的遗传物质是DNA，而非“主要是DNA”，B错误；遗传物质通过复制传递遗传信息，而不是表达，C错误；烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA，水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。
D
例 6
(2025·浙江A9协作体联考)烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如图甲所示。将TMV的遗传物质和蛋白质分离，并分别单独感染健康烟叶，结果如图乙所示。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如图丙所示。依据实验，下列推论中，合理的是(　 　)
甲 乙 丙
A.图甲实验结果说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶
B.图乙实验结果说明TMV的蛋白质外壳能感染烟叶
C.图丙实验结果是烟叶被感染，并且表现出b病斑
D.TMV和HRV两种病毒具有相同的遗传物质
C
【解析】图甲中含有蛋白质外壳和遗传物质的病毒使烟叶产生病斑，实验结果不能说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶，A不符合题意；图乙实验过程中用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，烟叶没有出现病斑，说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，B不符合题意；图丙实验表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的遗传物质重建的“杂种病毒”感染烟叶，烟叶被感染，并表现出b病斑，C符合题意；TMV和HRV引起的病斑不同，说明两种病毒的遗传物质不同，D不符合题意。
课时作业
答案速对
第六单元 作业25　核酸是遗传物质
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D B C D D A B 见答案
1.(2025·绍兴模拟)对于遗传物质本质的探索，科学家们开展了诸多实验，这些实验所体现的科学精神与科学思维，为后人树立了典范。下列关于遗传物质相关探索实验叙述，正确的是(　 　)
A.加热杀死S型细菌的DNA能进入小鼠细胞引起小鼠死亡
B.肺炎链球菌离体细菌转化实验证明自然界中蛋白质不是遗传物质
C.35S标记的噬菌体侵染细菌实验中，沉淀物中几乎没有放射性，证明DNA是遗传物质
D.噬菌体侵染细菌实验中，需先将噬菌体培养在含细菌的放射性同位素培养基上，以标
记噬菌体
【解析】加热杀死的S型细菌的DNA不会引起小鼠死亡，能引起小鼠死亡的是活的S型细菌，A错误；肺炎链球菌离体细菌转化实验证明肺炎链球菌的蛋白质不是其遗传物质，不能证明自然界中蛋白质不是遗传物质，B错误；35S标记的噬菌体侵染细菌实验中，沉淀物中几乎没有放射性，证明蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，C错误；噬菌体为病毒，没有细胞结构，噬菌体侵染细菌实验中，需先将噬菌体培养在含细菌的放射性同位素培养基上，以标记噬菌体，D正确。
D
B
2.(2025·衢州模拟)科学家通过系列实验证明了DNA是主要的遗传物质。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.活体肺炎链球菌转化实验推测R型菌中存在某种“转化因子”
B.离体肺炎链球菌转化实验证实DNA 是使R型菌发生转化的物质
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明DNA 是T2 噬菌体的主要遗传物质
D.烟草花叶病毒的感染与重建实验证明RNA是烟草的遗传物质
C
3.噬菌体侵染细菌实验分析的活动如图所示(甲和丙为悬浮液，乙和丁为沉淀物)。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.若其他操作正常，随过程①时间延长，则甲中含有35S的蛋白质外壳的量会增多
B.若各过程操作正确，则乙中存在35S标记的子代噬菌体
C.丙中可能含有32P的亲代噬菌体、亲代噬菌体蛋白质外壳、含32P和不含32P的子代噬菌
体
D.若②和③操作不当，会使丁中含32P的放射性增强
【解析】由于35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，蛋白质外壳不能进入细菌，故若其他操作正常，无论①保温过程时间是否延长，都不会影响甲(悬浮液)中含35S的蛋白质外壳的量的多少，而乙(沉淀物)中不会存在35S标记的子代噬菌体，A、B错误；32P标记的是T2噬菌体的DNA分子，丙(悬浮液)中可能含有32P的亲代噬菌体(未侵入细菌)、亲代噬菌体蛋白质外壳、含32P和不含32P的子代噬菌体(细菌破裂后释放出来的子代噬菌体)，C正确；若②和③操作不当，会使放射性物质进入悬浮液中，则会导致丁(沉淀物)中含32P的放射性减弱，D错误。
D
4.利用同位素标记技术进行的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验是人类探究遗传物质的过程中非常重要的实验。下列关于如图所示实验的分析，正确的是(　 　)
A.若在子代噬菌体乙中检测到放射性，则不需要对照即可证明DNA是遗传物质
B.若图中实验所用同位素均为32P，则子代噬菌体甲和乙带有放射性的概率分别是100%
和0
C.用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，悬浮液具有放射性一定是保温时间过短造
成的
D.若让35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，搅拌不充分会使沉淀物中出现较高
放射性
【解析】若在子代噬菌体乙中检测到放射性，说明噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌，仅据此不能证明DNA是遗传物质，还需要设置对照组才可证明DNA是遗传物质，A错误；噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需原料来自大肠杆菌，且DNA复制方式为半保留复制，因此若图中实验所用同位素均为32P，则子代噬菌体甲带有放射性的概率是100%，子代噬菌体乙有少量带有放射性，概率并不为0，B错误；用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，悬浮液具有放射性的原因是保温时间过短或过长，C错误；若让35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，搅拌不充分会导致部分蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌上，离心后使沉淀物中出现较高的放射性，D正确。
5.(2025·浙江十校联考)肺炎链球菌S型与R型菌株，都对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出一种抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验，下列关于各组实验结果的分析，正确的是(　 　)
A.组1中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B.组2中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C.组3培养基中含有青霉素，可出现PenrS型菌落
D.组4培养基不会出现R型菌落和S型菌落
D
【解析】抗青霉素的S型(PenrS型)细菌的DNA是转化因子，在组1中将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，部分小鼠会患败血症，注射青霉素治疗后，体内有抗青霉素的S型细菌存在的小鼠不能康复，A错误；组2培养基为普通培养基，乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后只有PenrS型细菌的菌落能继续生长，B错误；组3培养基中含有青霉素，R型细菌不能生长，也不能发生转化，所以不会出现菌落，C错误；组4中因为PenrS型细菌的DNA被水解而无转化因子，且R型细菌不抗青霉素，所以无菌落生长，D正确。
A
6.用不同的放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌，得到相关数据如图所示。下列叙述中，错误的是(　 　)
A.用放射性同位素标记法记录被标记的DNA和蛋白质的数量增减，得出实验结论
B.曲线①表示子代噬菌体没有释放
C.曲线②③表示噬菌体蛋白质未进入细菌，噬菌体DNA能进入细菌体内
D.本实验证明在T2噬菌体的遗传过程中，DNA起作用
【解析】根据题意分析，在被侵染的细菌全部存活的前提下，上清液中的35S 随着搅拌时间的增加而增加，细胞外的32P的含量不变。本题通过放射性同位素标记法记录被标记DNA和蛋白质的位置，判断DNA和蛋白质哪个成分进入了大肠杆菌中参与遗传，得出实验结论，A错误；曲线①表示被侵染的大肠杆菌全部存活，故没有子代噬菌体被释放，B正确；35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记噬菌体的DNA，故根据曲线②③可判断蛋白质未进入细菌，噬菌体DNA能进入细菌体内，C正确；本实验证明了T2 噬菌体参与遗传的物质是DNA，D正确。
7.(2025·杭州模拟)烟草花叶病毒和车前草病毒均由一条RNA链和蛋白质外壳组成，如图所示为两种病毒的重建实验。下列叙述中，正确的是　(　 　)
A.该实验证明了RNA是某些病毒的主要遗传物质
B.重建形成的病毒，病毒形态可能无法稳定维持
C.两种病毒的重建过程中发生了基因重组
D.可利用3H对两种成分进行标记开展实验探究
B
【解析】该实验证明了RNA是某些病毒的遗传物质，不能证明RNA是主要的遗传物质，A错误；重建形成的病毒其性状由所含有的RNA控制，由于RNA是单链，易发生变异，因此病毒形态可能无法稳定维持，B正确；两种病毒的重建过程是将不同病毒的RNA和蛋白质进行重新组合，不属于基因重组，C错误；由于蛋白质和RNA都含有H，因此利用3H对两种成分进行标记不能进行区分，D错误。　
8.如图所示为赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题：
图1 图2 图3
(1)图3中用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的______(填序号，下同)。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的______。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是__________________________ __________。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是__________________________________。
(4)仅由图3的实验过程，________(填“能”或“不能”)说明DNA是遗传物质，原因是______________________。
④
①
噬菌体只由蛋白质外壳和
DNA组成
让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离
不能
该实验不涉及DNA

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