2020版高考生物一輪復習 課堂互動探究案1 遺傳物質(zhì)的經(jīng)典探究實驗(含解析)
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1、課堂互動探究案1 遺傳物質(zhì)的經(jīng)典探究實驗 考點突破 素養(yǎng)達成 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗(國考5年1考) (全國卷:2015全國卷Ⅰ;地方卷:2018浙江、江蘇卷;2017江蘇卷;2014福建卷) 【師說考問】 考問1 肺炎雙球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗比較 項目 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 體外轉(zhuǎn)化實驗 培養(yǎng)細菌 小鼠體內(nèi)培養(yǎng) 培養(yǎng)基體外培養(yǎng) 實驗原則 R型細菌與S型細菌的毒性對照 S型細菌體內(nèi)各成分的相互對照 實驗結(jié)果 已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 S型細菌的DNA能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 實驗結(jié)論 已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌體內(nèi)含有某種“轉(zhuǎn)化因子”
2、 DNA是S型細菌的遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 聯(lián)系 ①所用材料相同,都是R型和S型肺炎雙球菌;②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是基礎,僅說明加熱后殺死的S型細菌體內(nèi)含有某種“轉(zhuǎn)化因子”,而體外轉(zhuǎn)化實驗則進一步說明“轉(zhuǎn)化因子”就是DNA;③實驗設計都遵循對照原則、單一變量原則 考問2 S型細菌和R型細菌轉(zhuǎn)化的實質(zhì) (1)加熱殺死的S型細菌,其蛋白質(zhì)變性失活,DNA在加熱過程中,雙螺旋解開,氫鍵斷裂,但緩慢冷卻時,其結(jié)構(gòu)可恢復。 (2)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中,即實現(xiàn)了基因重組。 (3)一般情況下,轉(zhuǎn)化率很低,形成的S型細菌很少,轉(zhuǎn)化后形成的S型細菌可
3、以遺傳下去,快速繁殖形成大量的S型細菌,說明S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)。 考問3 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中,小鼠體內(nèi)S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示,則: (1)ab段R型細菌數(shù)量減少的原因是小鼠體內(nèi)形成大量的對抗R型細菌的抗體,致使R型細菌數(shù)量減少。 (2)bc段R型細菌數(shù)量增多的原因是:b之前,已有少量R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌,S型細菌能降低小鼠的免疫力,造成R型細菌大量繁殖。 (3)后期出現(xiàn)的大量S型細菌是由R型細菌轉(zhuǎn)化成的S型細菌繁殖而來的。 【題組跟進】 高考題組——研考向 對生命科學史的認知與判斷 1.[2013·全國卷Ⅱ,5]在生命科學發(fā)展過程中,證明DNA是遺
4、傳物質(zhì)的實驗是( ) ①孟德爾的豌豆雜交實驗?、谀柛墓夒s交實驗?、鄯窝纂p球菌轉(zhuǎn)化實驗?、躎2噬菌體侵染大腸桿菌實驗 ⑤DNA的X光衍射實驗 A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤ 解析:孟德爾通過豌豆雜交實驗發(fā)現(xiàn)了基因的分離定律和基因的自由組合定律;摩爾根通過果蠅的雜交實驗證明了基因位于染色體上;DNA的X光衍射實驗說明了DNA分子呈螺旋結(jié)構(gòu)。證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗有肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗。 答案:C 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗分析及變式應用 2.高考重組,判斷正誤。 (1)肺炎雙球菌離體細菌轉(zhuǎn)化實驗中,S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)
5、化為S型菌,說明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。[2018·浙江卷,T23](×) (2)肺炎雙球菌活體細菌轉(zhuǎn)化實驗中,R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型菌是基因突變的結(jié)果。[2018·浙江卷,T23](×) (3)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證實了細胞內(nèi)的DNA和RNA都是遺傳物質(zhì)。[2018·江蘇卷,T3](×) (4)格里菲思實驗證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀。[2017·江蘇卷,T2](×) (5)艾弗里實驗證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。[2017·江蘇卷,T2](×) (6)朊粒的增殖方式與肺炎雙球菌的增殖方式相同。[2015·全國卷Ⅰ,T5B](×) (7)肺
6、炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。[2013·全國卷Ⅱ,T5改編](×) (8)R型肺炎雙球菌與S型肺炎雙球菌DNA混合后,R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化是基因突變的結(jié)果。(×) (9)用DNA酶處理后的S型細菌DNA與活R型細菌混合,可培養(yǎng)出S型細菌菌落和R型細菌菌落。(×) 3.[高考改編]肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗是科學家研究、確定遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗。請回答下列問題。 (1)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中涉及的S型細菌和R型細菌可以通過觀察培養(yǎng)基上的菌落來區(qū)分,區(qū)分的依據(jù)是_______________________________________________ _________________
7、_______________________________________________________。 (2)艾弗里實驗中設置DNA+DNA酶這一組實驗的目的是什么? __________________________________________。 (3)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因突變,還是基因重組?_____________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)S型細菌和R型細菌的菌落不同,S型細菌有莢膜,
8、菌落表面光滑,R型細菌無莢膜。菌落表面粗糙,可通過觀察菌落來區(qū)分這兩種肺炎雙球菌。(2)(3)可聯(lián)系教材實驗作答。 答案:(1)S型細菌形成的菌落表面光滑,R型細菌形成的菌落表面粗糙 (2)一是對照說明只加DNA組的結(jié)論,二是說明構(gòu)成DNA的基本成分不能實現(xiàn)細菌轉(zhuǎn)化 (3)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)并不是基因發(fā)生突變,而是S型細菌的DNA片段整合到了R型細菌的DNA中,即實現(xiàn)了基因重組 [實驗拓展] 生物實驗中對照實驗的類型 (1)對照組與實驗組 對照組通常指在自然狀態(tài)下或已知影響因素所造成的結(jié)果的一組實驗;而實驗組通常指某種自變量的改變對實驗結(jié)果的影響未知,需要人為探索的一組實驗。對照組能幫助人
9、們排除無關變量所造成的實驗誤差,與實驗組對照,有助于得出真實可信的結(jié)果或結(jié)論。 (2)對照類型:①空白對照。設置兩組實驗,其中施加實驗變量(要研究的因素)處理的為實驗組,常態(tài)或未施加實驗變量(要研究的因素)處理的為對照組。自變量為實驗變量的有無。一般驗證性實驗采用空白對照。②相互對照。設置三組以上的實驗,每一組既作為實驗組,同時又是其他組的對照。自變量為實驗變量的不同量度(或類別)。一般探究“××最適(佳)條件”的實驗采用相互對照。③自身對照。實驗組、對照組在同一實驗對象上進行,即實驗處理前的為對照組,處理后的為實驗組,自變量為實驗變量的處理與否,如“植物細胞質(zhì)壁分離與復原”實驗。④條件對照
10、。增設了與實驗變量無關的一組實驗。常結(jié)合空白對照進行,具有反證或加強作用。 模擬題組——預趨勢 肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗分析 1.[2019·寧夏銀川一中模擬]S型肺炎雙球菌菌株是人類肺炎和小鼠敗血癥的病原體,而R型菌株卻無致病性。下列有關敘述正確的是( ) A.加熱殺死的S型菌與R型菌混合使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌屬于基因突變 B.S型菌與R型菌在結(jié)構(gòu)上最大的不同是S型菌的菌體有多糖類的莢膜 C.肺炎雙球菌利用人體細胞的核糖體合成蛋白質(zhì) D.高溫處理過的S型菌蛋白質(zhì)因變性而不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應 解析:加熱殺死的S型菌與R型菌混合使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌屬于基因重組,A項錯誤;
11、S型菌與R型菌在結(jié)構(gòu)上最大的不同是S型菌的菌體有多糖類的莢膜,可以形成光滑的菌落,B項正確;肺炎雙球菌利用自身的核糖體合成蛋白質(zhì),C項錯誤;高溫處理過的S型菌蛋白質(zhì)變性時肽鍵不斷裂,能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應,D項錯誤。 答案:B 2.[2019·上饒模擬]如圖表示格里菲思做的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的部分實驗過程,S型菌有莢膜且具有毒性,能使人患肺炎或使小鼠患敗血癥,R型菌無莢膜也無毒性。下列說法錯誤的是( ) A.與R型菌混合前必須將S型菌慢慢冷卻 B.無毒的R型菌轉(zhuǎn)化為有毒的S型菌屬于基因重組 C.該轉(zhuǎn)化實驗不能證明DNA是遺傳物質(zhì) D.S型菌的DNA能抵抗機體的免疫系統(tǒng),從
12、而引發(fā)疾病 解析:與R型菌混合前必須將S型菌慢慢冷卻,以防止高溫殺死R型菌,A正確;S型菌的DNA進入R型菌,使R型菌有毒性,實際上就是外源基因進入受體,整合到受體DNA上并得以表達,屬于基因重組,B正確;該轉(zhuǎn)化實驗不能證明DNA是遺傳物質(zhì),C正確;由于S型菌有莢膜(莢膜屬于多糖,不是DNA),進入吞噬細胞后,受莢膜的保護,能抵抗吞噬細胞的吞噬和消化,從而迅速增殖、擴散,引起機體發(fā)生疾病,D錯誤。 答案:D 肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗分析 3.[2019·濰坊模擬]下列關于肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的敘述,錯誤的是( ) A.需對S型細菌中的物質(zhì)進行分離、提純和鑒定 B.R型細菌轉(zhuǎn)化
13、為S型細菌的實質(zhì)是發(fā)生了基因重組 C.S型細菌的DNA使部分R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 D.該實驗的思路是將DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨觀察DNA的作用 解析:肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的思路是將DNA、蛋白質(zhì)、多糖等分離提純,并分別與活R型菌混合,單獨分析各類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化作用。 答案:D 4.[2019·湖南長郡中學模擬]經(jīng)查閱1944年和1946年艾弗里等人所發(fā)表論文發(fā)現(xiàn),艾弗里的原始實驗并沒有逐一分析S型細菌中的各種成分,原論文也沒有提及蛋白質(zhì)和多糖的分離、提純工作,而且在論文的預處理方法部分采取了“去除蛋白質(zhì)和莢膜多糖”步驟,后續(xù)實驗是在去除了S型細菌的蛋白質(zhì)和多糖的基礎上進行的。通過不斷
14、地去除各種成分,從而得到相對純凈的“轉(zhuǎn)化因子”。得到純化的“轉(zhuǎn)化因子”后,艾弗里對其進行了肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗,確認轉(zhuǎn)化因子就是DNA。根據(jù)以上實驗信息,下列說法正確的是( ) A.該實驗只能證明DNA是遺傳物質(zhì),不能證明蛋白質(zhì)和多糖不是遺傳物質(zhì) B.該實驗思路是將DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分離,單獨研究其作用 C.該實驗證明了蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),而赫爾希和蔡斯實驗無法證明這一點 D.該實驗可以證明DNA是主要的遺傳物質(zhì),不能證明RNA是遺傳物質(zhì) 解析:依題意可知:艾弗里是通過不斷地去除S型細菌的各種成分,從而得到相對純凈的“轉(zhuǎn)化因子”后,對其進行了肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗,因此,該實驗只
15、能證明DNA是遺傳物質(zhì),不能證明蛋白質(zhì)和多糖不是遺傳物質(zhì),A正確;艾弗里只研究了DNA的作用,沒有單獨研究蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)的作用,B錯誤;該實驗沒有證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),C錯誤;該實驗確認轉(zhuǎn)化因子就是DNA,即證明了DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明RNA是遺傳物質(zhì),D錯誤。 答案:A 比較分析噬菌體侵染細菌的實驗(國考5年3考) (全國卷:2018全國卷Ⅲ;2017全國卷Ⅱ;2015全國卷Ⅰ; 地方卷:2018浙江卷;2017江蘇卷;2016江蘇卷;2015安徽卷) 【師說考問】 考問1 觀察噬菌體的復制式增殖過程,填相應內(nèi)容 (1)模板:進入細菌體內(nèi)的噬菌體DNA。 (
16、2)合成噬菌體DNA的原料:大腸桿菌提供的四種脫氧核苷酸。 (3)合成噬菌體的蛋白質(zhì) [巧學助記] 噬菌體增殖過程 一吸(附)二注(入)三合成,組裝、釋放、再侵染。 考問2 分析子代噬菌體的放射性情況 如果用15N、32P、35S標記噬菌體后,讓其侵染細菌,可在產(chǎn)生的子代噬菌體的DNA(組成結(jié)構(gòu)成分)中找到的放射性元素是15N和32P。 考問3 噬菌體侵染細菌實驗結(jié)果分析 (1)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌,理論上沉淀物中不含放射性,但實際上含有少量放射性的原因是什么? 答案:可能由于攪拌不充分、離心時間過短、轉(zhuǎn)速過低等原因,有少量含35S的噬菌體外殼仍吸附在細菌表面,隨細
17、菌離心到沉淀物中,使沉淀物中出現(xiàn)了少量的放射性。 (2)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中含有較高放射性的原因是什么? 答案:①保溫時間過短,有一部分噬菌體未侵入大腸桿菌細胞內(nèi),經(jīng)離心后分布于上清液中,使上清液出現(xiàn)放射性。 ②從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到用離心機分離,這一段保溫時間過長,噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出的子代經(jīng)離心后分布于上清液中,也會使上清液的放射性升高。 考問4 肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較 肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗 噬菌體侵染細菌實驗 設計 思路 設法將DNA與其他物質(zhì)分開,單獨、直接研究它們各自不同的遺傳功能 處理 方法
18、 直接分離:分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等,分別與R型菌混合培養(yǎng) 同位素標記法:用同位素35S、32P分別標記蛋白質(zhì)和DNA 結(jié)論 ①證明DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) ②說明了遺傳物質(zhì)可發(fā)生可遺傳的變異 ①證明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) ②說明DNA能控制蛋白質(zhì)的合成 ③說明DNA能自我復制 【題組跟進】 高考題組——研考向 噬菌體侵染細菌實驗的綜合考查 1.[2017·全國卷Ⅱ,2]在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中,T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述,正確的是( ) A.T2噬菌體也可以在肺炎雙球
19、菌中復制和增殖 B.T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì) C.培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中 D.人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同 解析:T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,只能在大腸桿菌中復制和增殖,A錯誤;T2噬菌體毒要借助宿主細胞合成mRNA和蛋白質(zhì),B錯誤;用含有32P培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌,再用含32P標記的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體,能將T2噬菌體的DNA標記上32P,即培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中,C正確;人體免疫缺陷病毒為HIV,它的遺傳物質(zhì)是RNA,T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯誤。
20、 答案:C 2.高考重組,判斷正誤。 (1)T2噬菌體可感染肺炎雙球菌導致其裂解。[2018·全國卷Ⅲ,T5C](×) (2)噬菌體侵染細菌實驗中,用32P標記的噬菌體侵染細菌后的子代噬菌體多數(shù)具有放射性。[2018·浙江卷,T23A](×) (3)赫爾希和蔡斯實驗中離心后細菌主要存在于沉淀中,細菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P標記。[2017·江蘇卷,T2CD](×) (4)赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的。[2016·江蘇卷,T1C](×) (5)赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。[2016·江蘇卷,T1D](√) (6)T2噬菌體的
21、核酸由脫氧核糖核苷酸組成。[2015·全國卷Ⅰ,T1C](√) (7)赫爾希和蔡斯用35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA,證明了DNA的半保留復制。[2014·江蘇卷,T4D](×) (8)T2噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)中含硫元素。[2013·海南卷,T13A](×) (9)DNA和RNA都是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。[2013·海南卷,T13C](×) (10)T2噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質(zhì)大量增殖。[2013·海南卷,T13D](√) (11)噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗更具說服力。[2012·江蘇卷,T2B](√) [高考VS,教材] 高考溯源 以上內(nèi)容主要是對
22、教材必修2 P44~45噬菌體侵染細菌實驗相關內(nèi)容的考查,把握實驗方法、原理、結(jié)論及對本實驗與肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗對比,找出其異同點是解題的關鍵。 [即時對練] (必修2 P44圖3-3改編)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗,結(jié)果如下表。由表可知( ) 實驗組號 接種菌型 加入S型細菌物質(zhì) 培養(yǎng)皿長菌情況 ① R 蛋白質(zhì) R型 ② R 莢膜多糖 R型 ③ R DNA R型、S型 ④ R DNA(經(jīng)DNA酶處理) R型 A.①不能證明S型細菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B.②說明S型細菌的莢膜多糖有酶活性 C.③和④說明S型細菌的DNA是轉(zhuǎn)化
23、因子 D.①~④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析:本實驗分別用S型細菌的蛋白質(zhì)、莢膜多糖及DNA與R型菌混合,只有S型菌的DNA才可實現(xiàn)由R型菌向S型菌的轉(zhuǎn)化,表明三類物質(zhì)中只有DNA為轉(zhuǎn)化因子,而“DNA+DNA酶”組別恰能驗證DNA被破壞后,將喪失轉(zhuǎn)化功能,由此更加增強了“DNA為轉(zhuǎn)化因子”的說服力,①~④并未證明DNA是主要遺傳物質(zhì)。 答案:C 實驗細節(jié)的深層次分析及意外結(jié)果的原因分析 3.[經(jīng)典高考]赫爾希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌體侵染細菌的著名實驗進一步證實了DNA是遺傳物質(zhì)。這項實驗獲得成功的原因之一是噬菌體( ) A.侵
24、染大腸桿菌后會裂解宿主細胞 B.只將其DNA注入大腸桿菌細胞中 C.DNA可用15N放射性同位素標記 D.蛋白質(zhì)可用32P放射性同位素標記 解析:噬菌體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)有蛋白質(zhì)和DNA,對蛋白質(zhì)和DNA進行標記要用特有元素35S和32P,不能用共有元素15N,故C項錯誤;蛋白質(zhì)的組成元素中一般沒有P,故D錯誤;噬菌體侵染細胞時把DNA注入大腸桿菌中,而蛋白質(zhì)外殼留在外面,這一特性將蛋白質(zhì)和DNA分離開,使實驗結(jié)果更科學、更準確,故B項正確。 答案:B 4.[經(jīng)典高考]關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述,正確的是( ) A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬
25、菌體 B.分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,進行長時間的保溫培養(yǎng) C.用35S標記的噬菌體侵染實驗中,沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D.用32P、35S標記的噬菌體侵染細菌實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 解析:噬菌體是病毒,離開活細胞不能生存;在用35S和32P標記的噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌時,保溫培養(yǎng)的時間不能過長,否則子代噬菌體會從大腸桿菌中釋放出來,從而影響實驗結(jié)果;用35S標記的噬菌體侵染細菌實驗中,沉淀物中有少量放射性是因為攪拌不充分,使含35S的蛋白質(zhì)外殼殘留在細菌上;噬菌體侵染細菌的實驗只能說明DNA是遺傳物質(zhì)
26、,不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 答案:C [實驗拓展] 噬菌體侵染細菌實驗中子代噬菌體元素來源的判斷方法 T2噬菌體侵染細菌時,用放射性元素標記的物質(zhì)不同,放射性在子代出現(xiàn)的情況也不同: (1)若用32P和35S標記T2噬菌體而宿主細胞未被標記,相當于間接地將核酸和蛋白質(zhì)分開,只在部分子代T2噬菌體的核酸中有32P標記。 (2)若用32P和35S標記宿主細胞而T2噬菌體未被標記,則在子代T2噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)外殼中均有標記元素。 (3)若用C、H、O、N等標記T2噬菌體而宿主細胞未被標記,則只在部分子代T2噬菌體的核酸中有標記元素。 (4)若用C、H、O、N等標記宿主細胞而T
27、2噬菌體未被標記,則在子代T2噬菌體的核酸和蛋白質(zhì)外殼中均可找到標記元素。 模擬題組——預趨勢 噬菌體侵染細菌實驗的結(jié)果分析 1.[2019·重慶模擬]在“噬菌體侵染細菌的實驗”中,如果對35S標記的噬菌體一組(甲組)不進行攪拌、32P標記的噬菌體一組(乙組)保溫時間過長,其結(jié)果是( ) A.甲組沉淀物中會出現(xiàn)較強放射性,乙組上清液中也會出現(xiàn)較強放射性 B.甲組上清液中會出現(xiàn)較強放射性,乙組上清液中也會出現(xiàn)較強放射性 C.甲組沉淀物中會出現(xiàn)較強放射性,乙組沉淀物中也會出現(xiàn)較強放射性 D.甲組上清液中會出現(xiàn)較強放射性,乙組沉淀物中也會出現(xiàn)較強放射性 解析:噬菌體侵染細菌的實驗
28、中對35S標記的噬菌體一組(甲組)不進行攪拌,則噬菌體的外殼不會從大腸桿菌上脫落,所以沉淀物中會有較強的放射性;而32P標記的噬菌體一組(乙組)保溫時間過長,大腸桿菌中的噬菌體釋放出來,使得上清液中的放射性較強。 答案:A 2.[2019·江蘇南通模擬]下列關于T2噬菌體侵染32P標記的大腸桿菌的實驗分析中,正確的是( ) A.實驗中溫度對實驗結(jié)果無影響,因此屬于無關變量 B.噬菌體保溫時間過短會導致離心后上清液放射性減弱 C.子代噬菌體的DNA雙鏈不可能均被標記上32P D.本實驗證明了DNA才是噬菌體真正的遺傳物質(zhì) 解析:噬菌體侵染細菌時,DNA進入到細菌的細胞中,而蛋白質(zhì)
29、外殼則留在細菌細胞外,在噬菌體的DNA的指導下,利用細菌細胞中的物質(zhì)來合成噬菌體的組成成分;因為噬菌體較輕,攪拌離心后,大腸桿菌主要集中在沉淀物中,噬菌體及其蛋白質(zhì)外殼存在于上清液中。實驗中溫度屬于無關變量,通過影響有關酶的活性而對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響,A項錯誤;用32P標記的是大腸桿菌DNA,若保溫時間過短,在大腸桿菌內(nèi)增殖的子代噬菌體沒有被釋放出來,會導致離心后上清液放射性減弱,B項正確;依據(jù)DNA分子的半保留復制,從第二代起,會出現(xiàn)DNA雙鏈均被標記上32P的子代噬菌體,C項錯誤;若要證明DNA是遺傳物質(zhì),需用32P標記的噬菌體和35S標記的噬菌體分別侵染未標記的大腸桿菌進行實驗,所以本實驗
30、不能證明DNA才是噬菌體真正的遺傳物質(zhì),D項錯誤。 答案:B 兩個經(jīng)典實驗的比較及曲線分析 3.[2019·湖北黃岡市統(tǒng)考]下列有關肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的異同點的敘述,正確的是( ) A.實驗材料都是原核生物 B.只有肺炎雙球菌的實驗利用了對照實驗 C.都能證明DNA是遺傳物質(zhì) D.實驗處理都采用了直接分離法 解析:噬菌體為病毒,不是原核生物;兩個實驗都設計了對照實驗;兩個實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì);肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗采用了直接分離法,噬菌體侵染細菌實驗采用了同位素標記法。 答案:C 4.[經(jīng)典模擬]在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中,將加熱殺死的S型
31、細菌與R型活細菌相混合后,注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,則小鼠體內(nèi)S型、R型細菌含量變化情況最可能是( ) 解析:分析該過程可知,最初是由于R型細菌沒有莢膜保護會被小鼠免疫系統(tǒng)處理,部分死亡,數(shù)量下降,一段時間后部分R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌,S型細菌有毒性,會使小鼠免疫力下降,直至死亡,因此R型細菌、S型細菌數(shù)量都會增加,B正確。 答案:B 聚焦生物的遺傳物質(zhì)(國考5年2考) (全國卷:2018全國卷Ⅲ;2017全國卷Ⅰ;地方卷:2018浙江卷;2015重慶卷) 【師說考問】 考問1 煙草花葉病毒重建的實驗 (1)過程 (2)構(gòu)建的重組病毒,其遺傳性狀與提供RNA的病毒性
32、狀完全一致,與提供蛋白質(zhì)的病毒性狀不同,說明RNA是遺傳物質(zhì)。 結(jié)論:只有RNA而沒有DNA的病毒中,RNA是遺傳物質(zhì)。 考問2 完善下表中生物體內(nèi)核酸種類及遺傳物質(zhì)類型 易錯警示 關于如何確定遺傳物質(zhì)的兩個要點 (1)細胞內(nèi)既有DNA又有RNA,但只有DNA是遺傳物質(zhì)。 (2)病毒只含有一種核酸——DNA或RNA,遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。 【題組跟進】 高考題組——研考向 煙草花葉病毒實驗的考查 1.高考重組,判斷正確。 (1)從煙草花葉病毒中可以提取到RNA。[2018·全國卷Ⅲ,T5A](√) (2)煙草花葉病毒感染和重建實驗中,用TMVA
33、的RNA和TMVB的蛋白質(zhì)重建的病毒感染煙草葉片細胞后,可檢測到A型病毒,說明RNA是TMVA的遺傳物質(zhì)。[2018·浙江卷,T23D](√) 病毒遺傳物質(zhì)檢測的設計思路與結(jié)果預測 2.[2017·全國卷Ⅰ,29]根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學組成,可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常,一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。 假設在宿主細胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換,請利用放射性同位素標記的方法,以體外培養(yǎng)的宿主細胞等為材料,設計實驗以確定一種新病毒的類型。簡要寫出(1)實驗思路,(2)預期實驗結(jié)果及結(jié)論即可。(要求:實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)
34、 解析:(1)由于DNA和RNA有各自的特有堿基,DNA特有堿基為T,RNA特有堿基為U,在用放射性同位素標記堿基U的培養(yǎng)基中培養(yǎng)宿主細胞,使宿主細胞含有放射性。再用病毒去侵染含放射性的宿主細胞,看子代病毒是否含有放射性,為甲組;在用放射性同位素標記堿基T的培養(yǎng)基中培養(yǎng)宿主細胞,使宿主細胞含有放射性。再用病毒去侵染含放射性的宿主細胞,看子代病毒是否含有放射性,為乙組。 (2)若甲組收集的病毒有放射性,乙組無,即為RNA病毒;反之為DNA病毒。 答案:(1)思路: 甲組:將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標記尿嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并監(jiān)測其放射性。 乙組:將宿主
35、細胞培養(yǎng)在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并監(jiān)測其放射性。 (2)結(jié)果及結(jié)論: 若甲組收集的病毒有放射性,乙組無,即為RNA病毒;反之為DNA病毒。 名師點睛 本題考查利用同位素標記法區(qū)分病毒的種類、病毒體內(nèi)只有一種核酸、DNA和RNA的區(qū)別和病毒的培養(yǎng)等知識點,要求考生遵循課本上噬菌體侵染細菌實驗的過程,掌握DNA與RNA在堿基上的區(qū)別,病毒是非細胞結(jié)構(gòu)的生物,必須在含有宿主細胞的培養(yǎng)基上培養(yǎng)才能進行代謝和繁殖是解題的關鍵。 模擬題組——預趨勢 遺傳物質(zhì)的實驗分析與探究 1.[2019·深圳高三調(diào)研考試]將甲細菌提取物(含A、B
36、、C、D四種有機物的混合物)和活的乙細菌混合培養(yǎng)一段時間后,從培養(yǎng)基中分離出了活的甲細菌。在無法對上述四種物質(zhì)進行分離和提純的前提下,為確定A~D中是哪種物質(zhì)能使乙細菌轉(zhuǎn)化為甲細菌,請根據(jù)題意設計相關實驗。要求寫出實驗設計思路、預期結(jié)果及結(jié)論。 (1)設計思路:________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)預期結(jié)果:__________________________________________。
37、 (3)結(jié)論:_____________________________________________________。 解析:該實驗的目的是探究甲細菌中含有的A、B、C、D四種有機物,哪種化合物可使乙細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。由于A、B、C、D四種有機物無法分離和提純,故只能將其分成4份,再向其中分別加入分解A的酶、分解B的酶、分解C的酶、分解D的酶。再將處理后組別中加入乙細菌,觀察其轉(zhuǎn)化情況。若其中某一個組別沒有分離出活的甲細菌,表明該物質(zhì)是促進乙細菌轉(zhuǎn)化為甲細菌的物質(zhì)。 答案:(1)取適量的甲細菌的細胞提取物分成4等份,分別放在4支試管并編號,再分別加入可分解A、B、C、D的酶,一段時間后,
38、分別和有乙細菌的培養(yǎng)基混合培養(yǎng)并觀察結(jié)果 (2)其中有一組混合培養(yǎng)基中沒有分離出活的甲細菌 (3)加酶后沒有分離出活的甲細菌的實驗組中所含對應的有機物為轉(zhuǎn)化物質(zhì) 生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的考查 2.[經(jīng)典模擬]下列有關生物體遺傳物質(zhì)的敘述,正確的是( ) A.豌豆的遺傳物質(zhì)主要是DNA B.酵母菌的遺傳物質(zhì)主要分布在染色體上 C.T2噬菌體的遺傳物質(zhì)含有硫元素 D.HIV的遺傳物質(zhì)水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸 解析:豌豆是具備細胞結(jié)構(gòu)的生物,其遺傳物質(zhì)為DNA,而不是A項所述的“主要是DNA”,A項錯誤;酵母菌的遺傳物質(zhì)為DNA,主要分布于細胞核內(nèi)的染色體上,少量在細胞質(zhì)內(nèi),B項正確;
39、T2噬菌體的遺傳物質(zhì)為DNA,其中不含硫元素,C項錯誤;HIV的遺傳物質(zhì)為RNA,水解產(chǎn)物應是4種核糖核苷酸,D項錯誤。 答案:B 課堂總結(jié) 網(wǎng)絡建構(gòu) [網(wǎng)絡建構(gòu)] [答題必備] 1.格里菲思實驗的結(jié)論是:加熱殺死的S型細菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”。 2.艾弗里實驗的結(jié)論是:DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定性變化的物質(zhì),即DNA是遺傳物質(zhì)。 3.在T2噬菌體的化學組成中,僅蛋白質(zhì)分子中含有S,P幾乎都存在于DNA分子中。 4.證明DNA是遺傳物質(zhì)的相關實驗的實驗思路是:設法將DNA與蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)分離開,單獨地、直接地觀察它們的生理作用。 5.病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA;細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA。 10
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