人教版高中生物总复习[知识点整理及重点题型梳理]——核酸是遗传物质的证据

人教版高中生物总复习

知识点梳理

重点题型（常考知识点）巩固练习

高考总复习 核酸是遗传物质的证据

【考纲要求】

１．理解DNA 是主要的遗传物质的原因

２．掌握证明DNA 是遗传物质经典实验的实验过程

３．掌握证明RNA 是遗传物质实验的实验过程

４．重点理解证明DNA 或RNA 是遗传物质的实验的实验原理和思路

【考点梳理】

要点一、DNA 是主要的遗传物质

1.核酸的分布（如下表）

2. DNA 是主要的遗传物质

当DNA 与RNA 同时存在或只有DNA DNA 为遗传物质 只有RNA 存在时，RNA 是遗传物质

要点二、DNA 是遗传物质的证据

1. 体内细菌转化实验——格里菲思的肺炎双球菌转化实验

（１）实验过程（如下图）： DNA 是主要 的遗传物质。

绝大多数生物的

遗传物质为DNA

（2）实验结论：加热杀死的S型菌中含有一种“转化因子”，能使R型菌转化为S型菌。

注意：①该实验中的转化因子即肺炎双球菌的遗传物质，格里菲思的实验为后人研究遗传物质奠定了良好的基础。

②本实验共设了4组对照，对于“探究什么是遗传物质”较关键的是第4组实验。

第1组实验说明S型菌有毒，第2组实验说明R型菌无毒，第3组实验说明加热杀死的S型菌已失活；

第４组实验将无毒的R型菌和加热杀死的S型菌混合后注入小鼠体内，小鼠出乎意料地死亡了且从死亡的小鼠体内分离出了S型活菌。证明R型菌转化成了S型菌，加热杀死的S型菌中含有促使R 型菌发生转化的活性物质——转化因子。

2.体外细菌转化实验——艾弗里的肺炎双球菌转化实验

（1）实验目的：探究S型菌中什么物质是转化因子（遗传物质）

（2）实验思路：将S型菌中的各种物质分开，分别起作用

（3）实验过程：

②

③

注意：

1、2组实验对照：说明DNA使R型菌转化为S型菌，即DNA是遗传物质

1、3组实验对照：说明DNA保持结构完整才能行使遗传物质的功能

（4）实验结论：DNA是遗传物质

3.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验

（1）实验材料：噬菌体和细菌（大肠杆菌）

①选择噬菌体的原因：

噬菌体是营寄生生活的病毒，结构简单，仅由蛋白质和DNA构成。

注意：不通用培养基直接培养噬菌体，应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，因为噬菌体营专性寄生生活，只有寄生在活细胞中，才能进行繁殖等生命活动。

②噬菌体侵染细菌的步骤：

吸附注入合成子代的DNA与蛋白质外壳组装被释放（噬菌体的繁殖，细菌裂解）注意：亲代噬菌体注入的是DNA，注入后便利用细菌的物质（脱氧核糖核苷酸、氨基酸、酶等）来合成自己的蛋白质和DNA。

（2）实验目的：证明DNA是遗传物质

（3）实验思路：利用同位素标记法将DNA和蛋白质区分开，分别观察它们在噬菌体侵染细菌时的作用。

因噬菌体的蛋白质含有DNA没有的元素S，可用３５S标记蛋白质，DNA含有蛋白质不常含有的元素P，也可用３２P标记DNA，从而将DNA和蛋白质区分开。

因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，不能用它们做标记元素，因为它们会同时标记两种物质从而无法将两种物质区分开。

（4）实验过程（如下图）：

做2组对照实验，一组用３２P标记DNA，一组用３５S标记蛋白质：

①标记噬菌体：首先用含３２P或３５S的培养基培养大肠杆菌（标记大肠杆菌），然后让噬菌体侵染培养好的大肠杆菌。

②被标记的噬菌体侵染大肠杆菌（未被标记）

③搅拌：使吸附在大肠杆菌上的噬菌体和大肠杆菌分开。

④离心：使上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

⑤观察沉淀物和上清液中的放射性。

（5）实验结果：

被３５S标记蛋白质的一组，上清液中放射性较高，不可在子代噬菌体中检测到３５S；

被３２P标记DNA的一组，沉淀物中放射性较高，且可在子代噬菌体中检测到３２P；

（6）实验结论：

噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA注入了大肠杆菌，DNA在子代繁殖时起重要作用，即DNA是遗传物质。

要点诠释：①用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，侵染时间要适宜：

时间过短，噬菌体未完全侵入大肠杆菌，时间过长，有些细菌裂解释放出子代噬菌体，均

会使被３２P标记DNA的一组，沉淀物中放射性降低，而上清液中放射性升高，影响实验结

果。

②搅拌要充分：如果搅拌不充分，噬菌体与大肠杆菌不能完全分开，会使被３５S标记蛋白质

的一组，上清液中放射性降低，而沉淀物中放射性升高，影响实验结果。

③噬菌体侵染细菌的实验表明了DNA是遗传物质，但没有证明蛋白质不是遗传物质。因为生

物有许多种，本实验说明蛋白质不是噬菌体的遗传物质，不能说明蛋白质不是其他生物的

遗传物质。

要点三、RNA是遗传物质的证据

１.烟草花叶病毒感染烟草叶实验

（1）实验思路：将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开，分别去感染烟草叶片

（2）实验结果：被RNA感染的烟草出现病变，而被蛋白质感染的烟草表现正常

（3）实验结论：RNA是遗传物质

２.病毒重建实验

TMV（烟草花叶病毒）和HRV（车前草病毒）均能感染烟草，使烟草叶片出现病斑，但病斑形状不同。

（1）实验思路：将TMV和HRV的RNA和蛋白质分开，进行病毒重组，然后用重组病毒感染烟草叶片，观察病斑的形状，推测其由蛋白质还是RNA决定（如下图）：

（２）实验结果：病斑的形状和重组病毒的RNA一致，从被感染的烟叶中分离出所繁殖的病毒，发现其类型取决于提供RNA的株系。

（3）实验结论：RNA是遗传物质，能控制自身蛋白质的合成。

【典型例题】

类型一、肺炎双球菌转化实验

【核酸是遗传物质的证据Ｐ１０】

例1．肺炎双球菌有光滑型（S型）和粗糙型（R型）两种类型。其中S型细菌外面是多糖类的荚膜，有致病性，其菌落是光滑的；R型细菌外面没有荚膜，无致病性，其菌落是粗糙的。请分析下列实验并回答问题。

（1）S型肺炎双球菌有不同的亚型，其主要区别在于构成荚膜的多糖存在差异。格里菲斯将S-Ⅱ型菌在特殊条件下进行体外培养，从中分离出R-Ⅱ型菌。由此判断，R-Ⅱ型菌的出现是__________的结果。

（2）格里菲斯又利用S型和R型菌做了如下实验：

格里菲斯对上述现象的理论解释是，R-Ⅱ型菌从_____________中获得了_______________，导致细菌转化，从而恢复了形成荚膜的能力。

（3）在格里菲斯所做实验基础上，艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验（如下图所示）。

在艾弗里设计的实验中，最关键的思路是，首先从______________________________________，然后__________________________，观察______________________________________。

（4）艾弗里所做的实验中，设置1~5组相互对照的实验结果说明。5、6组实验结果说明__________________________________。

（5）在格里菲斯所做的实验中，灭活S-Ⅲ型菌的加热温度是60～65℃之间。在此温度条件下，DNA失活是因为DNA分子发生______________；但当温度恢复至适宜温度后，DNA分子又会_________________，保持其遗传特性。

【答案】（１）基因突变；（2）（灭活的）S-Ⅲ型菌；某种物质（转化因子）（3）S-Ⅲ型菌中提取、分离出不同的物质；让它们分别与R-Ⅱ型菌混合；是否有S-Ⅲ型菌菌落出现（R-Ⅱ型菌是否发生转化）（4）S-Ⅲ型菌的DNA是使R型细菌发生转化的物质，DNA是遗传物质；只有DNA结构保持完整才能行使其遗传功能。（5）解旋（变性）；恢复双螺旋结构（复性）；

【解析】（1）自然培养时S型菌中出现了R型菌，应是基因突变的结果；（2）此小题需注意审题，答从S-Ⅲ型菌中获得了转化因子，而不能凭主观印象答从S型菌中获得了转化因子（3）此小题与第（2）小题一样需要注意审题，应答从S-Ⅲ型菌中提取、分离出不同的物质，让它们分别与R-Ⅱ型菌混合，观察是否有S-Ⅲ型菌菌落出现（4）（5）略

【总结升华】本题是考察DNA是遗传物质的证据的基本题型，难度不大，但可通过此题检验自己是否清楚相关知识。

举一反三：

【变式1】格里菲思进行了肺炎双球菌转化实验，下列哪一项不是格里菲思实验的意义（）

Ａ.提出了转化因子的概念。Ｂ.证实了遗传物质是DNA

Ｃ.奠定了艾弗里实验的基础Ｄ.开辟了用微生物研究遗传学的新途径【答案】Ｂ

类型二、噬菌体侵染细菌实验

【核酸是遗传物质的证据Ｐ１４】

例2．下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验的有关叙述正确的是

A．本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的

B．本实验选用噬菌体做实验材料的原因之一是其结构简单，只有蛋白质和DNA组成

C．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

D．在新形成的噬菌体中没有检测到35S说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质【答案】B

【解析】噬菌体是营专性寄生生活的生物，只能生活在活细胞中，不能直接在培养基中培养；噬菌体结构简单，是选取它为实验材料的重要原因；搅拌和离心是为了将噬菌体和细菌分开，而不是将蛋白质和DNA 分开，将蛋白质和DNA分开是噬菌体侵染细菌时的自发自觉行为；新形成的噬菌体中没有检测到35S，仅能说明蛋白质不是遗传物质，若要证明DNA是遗传物质还需将该组实验与另一组实验（用３２P标记噬菌体DNA）对照说明。

【总结升华】本题是考察噬菌体侵染细菌实验的典型题，考察的知识点较简单，D项需要慎重理解。

举一反三：

【变式1】疯牛病的病原体仅由一团蛋白质组成，由其感染牛的脑细胞后，繁殖出来的新个体仍是与原来一样的一小团蛋白质，这一事实能说明（）

A．DNA是主要的遗传物质 B．RNA也可作为遗传物质

C．只有核酸才是遗传物质 D．蛋白质也能作为遗传物质

【答案】D

【解析】此题是一个新情境题，疯牛病的病原体仅由蛋白质组成，新个体仍是与原来一样的蛋白质说明其遗传物质是蛋白质，解答此题不能受已有经验的影响，要仔细分析题意。

类型三、RNA是遗传物质的证据

【核酸是遗传物质的证据Ｐ１8】

例3．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）主要由蛋白质外壳和RNA组成，这两种病毒感染烟草时都能引起花叶病，但在烟叶上出现的病斑不同。请分析并回答：

⑴为确定烟草花叶病毒的遗传物质，实验设计思路是首先将病毒的_____________________，然后

______________，若实验结果是，则可以推测烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。

⑵科学家还进行了著名的病毒重建实验。实验过程如下：

用杂合病毒感染烟草，甲、乙烟叶上出现的分别为的病斑和的病斑，从感染后的两组烟草细胞中均分离提纯得到了完整的病毒。请画出分离得到的病毒的模式图。

【答案】（1）蛋白质外壳和RNA分开；分别去侵染烟草；RNA侵染的烟草出现花叶病而蛋白质侵染的

烟草则不出现花叶病；（２）车前草病毒（HRV）；烟草花叶病毒（TMV）；

【解析】本题较简单，注意实验思路。

【总结升华】本题较全面的考查了证明RNA是遗传物质实验的相关知识，考查的知识点较基础，可用于检验是否掌握了相关知识。

举一反三：

【变式1】某植物学家在试图分离马铃薯纺锤形块茎病（多年来被认为是病毒病）的病毒时，发现其病原体不是病毒，而是一种不具蛋白质的裸露的RNA，现称之为类病毒。类病毒作为生物，其理由是它们，它的遗传物质为（）

A．具有传染性；DNA； B．能自我复制；RNA

C．能独立进行代谢；RNA D．能使生物致病；蛋白质

【答案】B

【解析】生物的特征有：能进行新陈代谢、有生长发育和繁殖的现象、具有应激性、有遗传和变异的特征、可适应环境也可影响环境、大多以细胞为结构和功能的基本单位等。类病毒不能独立进行新陈代谢，它仅由RNA构成，其遗传物质应为RNA。