高三一轮DNA是主要的遗传物质汇总Word文档格式.docx
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巧妙构思
用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
将物质提纯分离后,直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
实验结论
加热杀死的S型细菌体内有“转化因子”
S型细菌的DNA是遗传物质
3.说出两个转化实验的相同点和联系。
提示
(1)相同点:
所用材料相同;
两实验都遵循对照原则、单一变量原则。
(2)联系:
体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸。
4.加热杀死的S型细菌中的蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性?
提示 不是。
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。
5.肺炎双球菌转化的实质是什么?
提示 肺炎双球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到了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。
题组 肺炎双球菌转化实验的分析
1.1928年,英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验:
第一组
第二组
第三组
第四组
实验
处理
注射活的
R型菌
注射活的S型菌
注射加热杀
死的S型菌
注射活的R型菌与加热杀死的S型菌
结果
小鼠
不死亡
小鼠死亡,从小鼠体内分离到S型活细菌
小鼠不死亡
下列关于此实验的分析不正确的是( )
A.实验的关键现象是第四组小鼠死亡并分离到S型活细菌
B.对第四组实验的分析必须是以第一~三组的实验为参照
C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化
D.本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”
答案 D
解析 本实验只能得出存在转化因子,但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出,D错误。
2.艾弗里将S型细菌的DNA加入到培养了R型肺炎双球菌的培养基中,得到了S型肺炎双球菌,有关叙述中正确的是( )
A.R型细菌转化成S型细菌,说明这种变异是定向的
B.R型细菌转化为S型细菌属于基因重组
C.该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA
D.将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌
答案 B
解析 艾弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质和DNA等提取出来,分别加入到培养了R型细菌的培养基中,结果只有加入S型细菌DNA时,才能使R型细菌转化成S型细菌,这说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,C错误;
该实验的生物变异属于基因重组,生物的变异都是不定向的,A错误,B正确;
将S型细菌的DNA注射到小鼠体内,不能实现肺炎双球菌的转化,D错误。
肺炎双球菌的体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠死亡
S型细菌与R型细菌混合培养时,S型细菌的DNA进入R型细菌体内。
结果在S型细菌DNA的控制下,利用R型细菌体内的化学成分合成了S型细菌的DNA和蛋白质,从而组装成了具有毒性的S型细菌。
考点二 噬菌体侵染细菌实验的分析
1.实验方法
同位素标记法,用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
2.实验材料:
T2噬菌体和大肠杆菌
(1)噬菌体的结构
(2)噬菌体的生活方式:
活细胞寄生。
3.实验过程
(1)标记噬菌体
(2)侵染细菌
4.实验结果分析
分组
结果分析
对比实验
(相互对照)
含32P噬菌体+细菌
上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内
32P—DNA进入了宿主细胞内
含35S噬菌体+细菌
宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中
35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面
5.结论:
DNA是遗传物质。
(1)可分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体( ×
(2)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等( ×
(3)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质( ×
2.说出子代噬菌体中蛋白质合成的原料和场所及DNA合成的模板和原料分别是什么?
提示
(1)蛋白质合成
(2)DNA合成
3.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,但实际上含有少量放射性的原因是什么?
提示 可能由于搅拌不充分、离心时间过短、转速过低等原因,有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现了少量的放射性。
4.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含有较高放射性的原因是什么?
提示
(1)保温时间过短,有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性。
(2)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出的子代经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性升高。
题组一 噬菌体侵染细菌实验的结果分析
1.如果用15N、32P、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组成结构成分中,能够找到的放射性元素为( )
A.可在外壳中找到15N和35S
B.可在DNA中找到15N和32P
C.可在外壳中找到15N
D.可在DNA中找到15N、32P和35S
解析 根据噬菌体的组成,其蛋白质含S而极少含P,其DNA含P而不含S,两者均含N;
但噬菌体在侵染时其蛋白质留在细菌外面不起作用,而DNA进入细菌体内进行复制,复制时是利用细菌细胞中的物质为原料进行的,故在子代噬菌体的DNA中会找到15N、32P。
2.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性占10%,沉淀物的放射性占90%。
上清液带有放射性的原因可能是( )
A.离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌
B.搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离
C.噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体
D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳,离心后存在于上清液中
答案 C
解析 噬菌体侵染大肠杆菌时,经过搅拌、离心,上清液是质量较轻的噬菌体外壳,沉淀物是被侵染的大肠杆菌,A项错误;
搅拌不充分,噬菌体与细菌未分离,放射性应出现在沉淀物中,B项错误;
32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA,子代噬菌体的DNA会含32P,上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后,大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体,C项正确,D项错误。
题组二 两个经典实验的曲线分析
3.肺炎双球菌转化实验中,将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后,注射到小鼠体内,在小鼠体内S型活细菌和R型活细菌含量变化情况如图所示。
下列有关格里菲思肺炎双球菌转化实验的叙述中,不正确的是( )
A.若将活的R型细菌单独注入到小鼠体内,菌体将不能存活
B.加热杀死的S型细菌在R型活细菌的转化下被激活并在小鼠体内繁殖
C.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
D.加热杀死的R型细菌不能使S型细菌转化为R型细菌
解析 在小鼠正常免疫系统的作用下,活的R型细菌不能存活,A正确;
加热杀死的S型细菌将部分R型细菌转化为S型细菌,而不是被激活,B错误;
由于S型细菌摧毁了小鼠的免疫系统,导致bc段上升,C正确;
加热杀死的R型细菌不能转化S型细菌,D正确。
4.1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能,搅拌离心后的实验数据如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中被侵染细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是作为对照组,以证明细菌未裂解
B.通过用含有放射性同位素35S和32P的培养基分别培养噬菌体,再用标记的噬菌体侵染细菌,从而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的变化
C.细胞外的32P含量有30%,原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌,或者是侵染时间过长部分子代噬菌体从细菌中释放出来
D.本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA起着重要作用
解析 实验设置要遵循对照原则和单一变量原则。
为了
防止细菌裂解释放噬菌体干扰实验结果,因此设置被侵染的细菌的实验数据作为对照,A正确。
噬菌体是病毒,不能在普通培养基上培养,而是先培养大肠杆菌,再用噬菌体侵染大肠杆菌,而且噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌,B错误。
细胞外含有少量32P,原因是侵染时间过短或过长,C正确。
本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,D正确。
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
考点三 生物遗传物质的判断
1.RNA是遗传物质的实验
结论:
烟草花叶病毒中RNA是遗传物质。
2.DNA是主要的遗传物质(连一连)
(1)病毒的遗传物质是RNA和DNA( ×
(2)生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸( √ )
(3)所有生物的遗传物质都是DNA( ×
(4)细胞核内的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质是RNA( ×
2.如何理解DNA是主要的遗传物质?
提示 有细胞结构生物的遗传物质是DNA,无细胞结构的生物(即病毒)的遗传物质是DNA或RNA。
生物界绝大多数的生物的遗传物质是DNA,只有极少数生物的遗传物质是RNA,因而DNA是主要的遗传物质。
3.不同生物遗传物质的比较
生物类型
病毒
原核生物
真核生物
体内核酸种类
DNA或RNA
DNA和RNA
体内碱基种类
4种
5种
体内核苷酸种类
8种
遗传物质
DNA
实例
噬菌体、烟草花叶病毒
乳酸菌、蓝藻
玉米、小麦、人
题组 遗传物质的实验分析与探究
1.如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程,由此可以判断( )
A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D.RNA是TMV的主要遗传物质
答案 A
解析 据图示分析,TMV放入水和苯酚中后,RNA和蛋白质分离,A正确;
通过接种的方式,TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中,B错误;
此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程,C错误;
此实验说明TMV的遗传物质是RNA,而不是蛋白质,同种生物的遗传物质没有主次之分,D错误。
2.下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤,请将其补充完整。
(1)实验目的:
略。
(2)材料用具:
显微注射器,该流感病毒的核酸提取液,猪胚胎干细胞,DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)实验步骤:
第一步:
把该流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组,
________________________________________________________________________。
第二步:
取等量的猪胚胎干细胞分成三组,用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。
第三步:
将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间,然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品,检测是否有该流感病毒产生。
(4)请预测结果及结论:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
③若A、B、C三组均出现该流感病毒,则该流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
答案 (3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组核酸提取液,C组不做处理
(4)①若A、C两组出现该流感病毒,B组没有出现,则该流感病毒的遗传物质是RNA ②若B、C两组出现该流感病毒,A组没有出现,则该流感病毒的遗传物质是DNA
解析 病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的,核酸是遗传物质,核酸包括DNA和RNA两类,根据题目要求探究的问题及给予的材料、试剂分析可知,实验中分别利用DNA水解酶、RNA水解酶处理该病毒核酸提取液,然后再注射到猪胚胎干细胞中培养,由于酶具有专一性,可根据培养后是否检测到该流感病毒来判断其核酸类型。
探究遗传物质的思路和方法
(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若探究未知病毒遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性,破坏其一,看其二。
(2)探究方法
①分离提纯法:
艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验,缺点是物质纯度不能保证100%。
②同位素标记法:
噬菌体侵染细菌的实验。
方法:
分别标记两者的特有元素;
将病毒的化学物质分开,单独、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:
烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。
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。
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。
知识网络 答题语句
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要语强记
1.格里菲思实验的结论是:
加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”。
2.艾弗里实验的结论是:
DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质,即DNA是遗传物质。
3.在T2噬菌体的化学组成中,仅蛋白质分子中含有S,P几乎都存在于DNA分子中。
4.证明DNA是遗传物质的相关实验的实验思路是:
设法将DNA与蛋白质等其他物质分离开,单独地、直接地观察它们的生理作用。
5.病毒的遗传物质是DNA或RNA;
细胞生物的遗传物质是DNA。
探究高考 明确考向
1.(2013·
新课标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.①②B.②③C.③④D.④⑤
解析 ①孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律;
②摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因在染色体上;
③肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质;
④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验也证明了DNA是遗传物质;
⑤DNA的X光衍射实验为DNA空间结构的构建提供了依据。
2.(2011·
广东,2)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如表所示。
由表可知( )
实验组号
接种菌型
加入S型细菌的物质
培养皿长菌情况
①
蛋白质
②
荚膜多糖
③
R型、S型
④
DNA(经DNA酶处理)
A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子
B.②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性
C.③和④说明S型细菌的DNA是转化因子
D.①~④说明DNA是主要的遗传物质
解析 实验过程中,①组加入的蛋白质和②组加入的荚膜多糖不能促进R型细菌的转化,说明二者不是转化因子,A选项错误;
③组加入的DNA能促进R型细菌的转化,④组加入的经DNA酶处理的DNA不能促进R型细菌转化,说明DNA是转化因子,C选项正确;
B、D选项均不能得到证明。
3.(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
解析 核酸中不含硫元素,故A错误;
T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中,故B错误;
任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA中的一种,T2噬菌体的遗传物质是DNA,故C错误;
T2噬菌体作为病毒,只能利用宿主细胞的物质进行增殖,D正确。
4.(2012·
江苏,2)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都是RNA
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,A项错误;
证明DNA是遗传物质的实验中,因噬菌体侵染细菌的实验能通过同位素示踪技术将DNA和蛋白质彻底分离开来分析,故此实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力,B项正确;
DNA双螺旋结构中嘌呤数等于嘧啶数,C项错误;
烟草花叶病毒感染烟草的实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,但并不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA,如噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。
5.(2012·
上海,11)赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。
这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( )
A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C.DNA可用15N放射性同位素标记
D.蛋白质可用32P放射性同位素标记
解析 噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA,对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P,不能用共有元素15N,C项错误;
蛋白质的组成元素中一般没有P,D项错误;
噬菌体侵染细菌时将DNA注入大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,这一特性将蛋白质和DNA分离开,使实验结果更科学、更准确,故B项正确。
6.(2010·
海南,13)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA,重新组合为“杂合”噬菌体,然后分别感染大肠杆菌,并对子代噬菌体的表现型作出预测,见表。
其中预测正确的是( )
“杂合”噬菌体的组成
实验预期结果
预期结果序号
子代表现型
甲的DNA+乙的蛋白质
1
与甲种一致
2
与乙种一致
乙的DNA+甲的蛋白质
3
4
A.1、3B.1、4
C.2、3D.2、4
解析 因为DNA是噬菌体的遗传物质,所以组成成分为甲的DNA和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致;
组成成分为乙的DNA和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。
练出高分
1.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下4个实验:
①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是( )
A.存活、存活、存活、死亡
B.存活、死亡、存活、死亡
C.死亡、死亡、存活、存活
D.存活、死亡、存活、存活
解析 能使小鼠死亡的是活的S型菌。
①DNA酶会将S型菌的DNA水解,从而失去转化作用,R型菌因此未发生转化,小鼠存活;
②虽然DNA酶存在,但因加入了S型菌,因此小鼠死亡;
③中没有R型活菌,S型菌的DNA不起作用,小鼠存活;
④高温加热使S型菌的蛋白质及DNA酶变性,虽然S型菌的DNA还存在,但由于后面加的是R型菌的DNA,所以不能发生转化作用,小鼠存活。
2.S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等),不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换;
在特殊条件下离体培养S-Ⅱ型肺炎双球菌可从中分离出R-Ⅱ型菌。
格里菲思将加热杀死的S-Ⅲ型菌与R-Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内,小鼠患病并大量死亡,而且从患病死亡的小鼠体内获得了具有活性的S-Ⅲ型菌;
而单独注射加热杀死的S-Ⅲ型菌,小鼠未死亡。
此实验结果能支持的假设是( )
A.S-Ⅲ型菌经突变形成了耐高温型菌
B.S-Ⅲ型菌是由R-Ⅱ型菌突变形成的
C.R-Ⅱ型菌经过转化形成了S-Ⅲ型菌
D.加热后S-Ⅲ型菌可能未被完全杀死
解析
加热杀死的S-Ⅲ型菌与R-Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内,小鼠患病并大量死亡,而且从患病死亡小鼠体内获得了具有活性的S-Ⅲ型菌;
而单独注射加热杀死的S-Ⅲ型菌,小鼠未死亡,说明R-Ⅱ型菌经过转化形成了S-Ⅲ型菌。
3.利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。
各组肺炎双球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。
下列说法不正确的是( )
A.通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
解析 从图示实验过程看出,通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质;
F组加入了S型菌的DNA,可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌;
而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果;
A组经煮沸,D和E组为R型菌,均不能导致小鼠死亡,D项错误。
4.某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验,有关分析错误的是( )
A.35S标记的是噬菌体的DNA
B.沉淀物b中含放射性的高低,与②过程中搅拌是否充分有关
C.上清液a中放射性较强
D.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质
解析 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,DNA不含有S元素,A项错误。
充分搅拌离心后,含放射性的蛋白质外壳进入上清液,使上清液a中放射性较强;
若搅拌不充分,一部分蛋白质外壳不能与大肠杆菌分离,会随大肠杆菌进入沉淀中,使沉淀物中放射性增强,B、C项正确。
该实验没有标记DNA,不能说明DNA的作用,故不能证明DNA是遗传物质,D项正确。
5.为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质,赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T
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