遗传的分子基础

第1讲遗传的分子基础

考纲要求

1.人类对遗传物质的探索过程：(1)对遗传物质的早期推测(Ⅰ)；(2)肺炎双球菌的转化实验(Ⅱ)；

(3)噬菌体侵染细菌的实验(Ⅱ)。

2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。

3.基因的概念：(1)说明基因与DNA关系的实例(Ⅰ)；(2)DNA片段中的遗传信息(Ⅱ)。

4.DNA分子的复制：(1)对DNA分子复制的推测(Ⅰ)；(2)DNA分子复制的过程(Ⅱ)。

5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。

6.基因与性状的关系(Ⅱ)。

提示 细胞增殖过程完成了遗传信息的传递，细胞分化过程完成遗传信息的表达。

考点1 遗传物质探索的经典实验

1． 肺炎双球菌的转化实验

(1)体内转化：无毒性R 型细菌＋加热杀死的S 型细菌混合――→注射

小鼠死亡。 分析：

①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恢复又逐渐恢复活性。

②R 型细菌转化成S 型细菌的原因是S 型细菌的DNA 与R 型细菌的DNA 实现重组，表现出S 型细菌的性状，此变异属于基因重组。

(2)体外转化(如图)

(3)体内转化与体外转化实验的关系：体内转化实验说明S 型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA 。

2． 噬菌体侵染细菌实验

3．

【思维辨析】 (1)格里菲斯的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA 是遗传物质 (2013·江苏，2C)( × ) 提示 格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明转化因子的存在。

(2)噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统

(2013·北京，5A)( √ )

提示 噬菌体是病毒。

(3)

噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是DNA 用15N 放射性同位素标记

(2012·上海，11C)( × )

提示 噬菌体侵染细菌的实验是用32P 标记噬菌体的DNA ，而不是用15N 标记的DNA 。

(4)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 (2012·江苏，2A)( √ ) 提示 肺炎双球菌转化实验中提取的DNA 纯度没有达到100%。

(5)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 (2012·江苏，2D)( × ) 提示 只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 。

(6)32P 、35S 标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

(2011·江苏，12D)( × )

提示 没有说明蛋白质不是遗传物质。

(7)HIV 的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸

(2009·江苏，5D)( × ) 提示 HIV 的遗传物质是RNA 。

【归纳提炼】

有关肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的问题分析

1． 体内转化实验中细菌数量变化曲线解读

体内转化实验中，小鼠体内S 型、R 型细菌含量的变化情况如图所示。

(1)ab 段：将加热杀死的S 型细菌与R 型细菌混合后注射到小鼠体内，ab 时间段内，小鼠体内还没形成大量的免疫R 型细菌的抗体，故该时间段内R 型细菌数量增多。

(2)bc 段：小鼠体内形成大量的对抗R 型细菌的抗体，致使R 型细菌数量减少。

(3)cd 段：c 之前，已有少量R 型细菌转化为S 型细菌，S 型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R 型细菌大量繁殖，所以cd 段R 型细菌数量增多。

(4)S型细菌来源：少量R型细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型细菌，故S型

细菌是从0开始的。

2．噬菌体侵染细菌实验的同位素标记解题规律

3．噬菌体侵染细菌的实验中，两次用到大肠杆菌，第一次是对噬菌体进行同位素标记，第二次是将带标记元素的噬菌体与大肠杆菌进行混合培养，观察同位素的去向。4．“DNA是主要的遗传物质”是总结多数生物的遗传物质后得出的，而不是由肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验得出的。

例1关于“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”，下列说法中错误的是

() A．设计思路相同，都是设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自的遗传功能，但分离方法不同

B．都能证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

C．格里菲思对S型细菌进行加热处理，使蛋白质变性，而DNA仍然保持生物活性，仍具有遗传效应

D．用32P标记噬菌体的DNA，让其侵染大肠杆菌后搅拌并离心，由于上清液中有部分噬菌体未侵入大肠杆菌，或者由于培养时间过长，复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，故上清液中的放射性很低

破题思路根据选项→联想相关内容→对比确认。

个性分析肺炎双球菌的转化实验采用直接分离法，噬菌体侵染细菌的实验采用间接分离法。噬菌体侵染细菌的实验不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。加热可使蛋白质变性，而DNA仍保持生物活性。D项正确解释了上清液中放射性很低的原因。

答案 B

思维延伸(1)如图1为肺炎双球菌的转化实验中的一部分图解，请据图回答：

①该实验是________(填人名)所做的肺炎双球菌转化的实验图解。

②该实验是在________(填人名)的实验的基础上进行的。

③依据上面图解的实验，可以做出________________的假设。

④为验证上面的假设，设计了如图2所示的实验：

在该实验中加入DNA酶，观察到的实验现象是__________________________________。

⑤通过上面两步实验，仍然不能说明________________________________________，为此设计了如图3所示的实验：

据此观察到的实验现象是_________________，该实验能够说明____________________。提示①艾弗里(及其同事)②格里菲思③DNA是遗传物质④培养基中只生长R型细菌⑤蛋白质、多糖等不是遗传物质培养基中只生长R型细菌蛋白质、多糖等不是遗传物质

(2)在赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验中

①能否对亲代噬菌体的蛋白质和DNA同时标记？为什么？

②如果对35S标记的噬菌体的一组不充分搅拌，其结果会怎样？

提示①不能。无法确认子代噬菌体的放射性来源于哪种物质。②沉淀物中会出现较强的放射性。

考点2遗传信息的传递与表达