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(通用版)2019版高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題四 遺傳的分子基礎(chǔ) 考點(diǎn)12 探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)學(xué)案

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1、 考點(diǎn)12 探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變:肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中,使受體菌獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組。 (2)轉(zhuǎn)化的只是少部分R型細(xì)菌:由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等的影響,實(shí)驗(yàn)中并不是所有的R型細(xì)菌都轉(zhuǎn)化成了S型細(xì)菌,而只是小部分R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 (3)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)只是證明已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子;體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)、莢膜多糖等不是遺傳物質(zhì)。 (4

2、)肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的曲線解讀 ①bc段中R型細(xì)菌數(shù)量減少的原因是小鼠體內(nèi)形成大量的對(duì)抗R型細(xì)菌的抗體,致使R型細(xì)菌數(shù)量減少。 ②cd段R型細(xì)菌數(shù)量增多的原因是c之前,已有少量R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,S型細(xì)菌能降低小鼠的免疫能力,造成R型細(xì)菌大量繁殖。 2.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中的相互對(duì)照 (1)35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)不能同時(shí)標(biāo)記在同一噬菌體上,因?yàn)榉派湫詸z測(cè)時(shí)只能檢測(cè)到放射性的存在部位,不能確定是何種元素的放射性。 (2)侵染時(shí)間要合適:侵染時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)會(huì)使32P組(用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌組)的上清液中出現(xiàn)放射性,原因是部分噬菌

3、體未侵染或子代噬菌體被釋放出來(lái)。攪拌要充分:如果攪拌不充分,35S組(用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌組)部分噬菌體與大腸桿菌沒(méi)有分離,噬菌體和大腸桿菌會(huì)共同存在于沉淀物中,這樣會(huì)造成沉淀物中出現(xiàn)放射性。 題組一 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1.肺炎雙球菌有許多類型,有莢膜的有毒性,能使人患肺炎或使小鼠患敗血癥,無(wú)莢膜的無(wú)毒性。如圖所示的是細(xì)菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),下列相關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  ) A.能導(dǎo)致小鼠死亡的有a、d兩組 B.通過(guò)d、e兩組對(duì)照,能說(shuō)明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì) C.d組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌能將該性狀遺傳給后代 D.d組產(chǎn)生的后代只有有毒性的肺炎雙球菌 答案 D

4、 解析 由于a組沒(méi)有處理,肺炎雙球菌有莢膜,d組加入的是S型肺炎雙球菌的DNA,能使無(wú)莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌,所以能導(dǎo)致小鼠死亡的有a、d兩組,A正確;由于d組加入的是DNA,e組加入的是蛋白質(zhì),所以通過(guò)d、e兩組對(duì)照,能說(shuō)明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì),B正確;d組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌是遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,所以能將該性狀遺傳給后代,C正確;d組產(chǎn)生的后代為有莢膜的、有毒性的肺炎雙球菌和無(wú)莢膜的、無(wú)毒性的肺炎雙球菌,原因是只有部分無(wú)莢膜的無(wú)毒性的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有毒性的肺炎雙球菌,D錯(cuò)誤。 2.(2018·廈門(mén)模擬)艾弗里完成肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)后,持反對(duì)觀點(diǎn)者認(rèn)為

5、:“DNA可能只是在細(xì)胞表面起化學(xué)作用形成莢膜,而不是起遺傳作用”。已知S型肺炎雙球菌中存在能抗青霉素的突變型(這種青霉素的抗性不是莢膜產(chǎn)生的)。下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路能反駁上述觀點(diǎn)的是(  ) A.R型細(xì)菌+抗青霉素的S型細(xì)菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的S型細(xì)菌 B.R型細(xì)菌+抗青霉素的S型細(xì)菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)S型細(xì)菌 C.R型細(xì)菌+S型細(xì)菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)S型細(xì)菌 D.R型細(xì)菌+S型細(xì)菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的R型細(xì)菌 答案 A 題組二 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 3.在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中,隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng),培養(yǎng)基內(nèi)噬菌體與細(xì)菌的數(shù)量變化如圖所示,下列相關(guān)敘述不正確的是(  )

6、 A.噬菌體增殖所需的原料、酶、能量均來(lái)自細(xì)菌 B.在O~t1時(shí)間內(nèi)噬菌體一定還未侵入到細(xì)菌體內(nèi) C.在t1~t2時(shí)間內(nèi),由于噬菌體侵入細(xì)菌體內(nèi),導(dǎo)致細(xì)菌大量死亡 D.在t2~t3時(shí)間內(nèi)噬菌體因失去寄生場(chǎng)所而停止增殖 答案 B 解析 噬菌體屬于病毒,必須在宿主細(xì)胞內(nèi)才能代謝和繁殖,模板是親代噬菌體的DNA,原料是細(xì)菌體內(nèi)的脫氧核苷酸和氨基酸,能量是細(xì)菌提供的ATP,場(chǎng)所是細(xì)菌的核糖體,A正確;在O~t1時(shí)間內(nèi)噬菌體可能已侵入到細(xì)菌體內(nèi),但沒(méi)有大量繁殖,B錯(cuò)誤;在t1~t2時(shí)間內(nèi),由于噬菌體侵入細(xì)菌體內(nèi),導(dǎo)致細(xì)菌大量死亡,C正確;在t2~t3時(shí)間內(nèi)被侵染的細(xì)菌已裂解,所以噬菌體因失去寄

7、生場(chǎng)所而停止增殖,D正確。 4.如圖為用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專性寄生在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi))的實(shí)驗(yàn),據(jù)圖回答下列問(wèn)題: (1)圖中①表示用標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌的過(guò)程,其中錐形瓶中的培養(yǎng)液是________________________________________________________________________, 培養(yǎng)液的營(yíng)養(yǎng)成分中是否含32P?____________。 (2)圖中②階段的目的是________________________________________________。 (3)在理論上,經(jīng)離心處理后放射性應(yīng)該出現(xiàn)

8、在________(填“B”或“C”)中,其原因是______________________________________。 (4)試對(duì)下列可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行分析: ①測(cè)定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性,最可能的原因是培養(yǎng)時(shí)間較短,有部分噬菌體__________________________________,仍存在于____________________。 ②當(dāng)接種噬菌體后培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是復(fù)制增殖后的噬菌體______________________________。 答案 (1)大腸桿菌培養(yǎng)液(大腸桿菌) 不含有

9、(或否) (2)使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與細(xì)菌分離(使噬菌體外殼與大腸桿菌分離) (3)C 噬菌體已將含32P的DNA全部注入到大腸桿菌內(nèi)(合理即可) (4)①?zèng)]有侵入( 感染或侵染)大腸桿菌 培養(yǎng)液中(細(xì)菌外)?、趶牧呀獾拇竽c桿菌體內(nèi)釋放出來(lái) 解析 (1)圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液用于培養(yǎng)大腸桿菌,用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌時(shí),錐形瓶?jī)?nèi)的營(yíng)養(yǎng)成分中不能含有32P。 (2)圖中②階段為攪拌,攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與細(xì)菌分離(使噬菌體外殼與大腸桿菌分離)。 (3)在理論上,噬菌體已將含32P的DNA全部注入到大腸桿菌體內(nèi),經(jīng)離心處理后放射性應(yīng)該出現(xiàn)在沉淀物中。 (4

10、)①測(cè)定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性,最可能的原因是培養(yǎng)時(shí)間較短,有部分噬菌體沒(méi)有侵入(感染或侵染)大腸桿菌,仍存在于培養(yǎng)液中(細(xì)菌外)。 ②當(dāng)接種噬菌體后培養(yǎng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是復(fù)制增殖后的噬菌體從裂解的大腸桿菌體內(nèi)釋放出來(lái)。 題組三 新情景拓展實(shí)驗(yàn) 5.某研究小組要探究黃瓜花葉病毒的核酸種類。實(shí)驗(yàn)材料:苯酚的水溶液(可以將病毒的蛋白質(zhì)外殼和核酸分離)、健康生長(zhǎng)的黃瓜植株、RNA水解酶(只會(huì)水解RNA,不會(huì)水解DNA)、蒸餾水、實(shí)驗(yàn)必需的器材。 (1)實(shí)驗(yàn)步驟: ①選擇若干株生長(zhǎng)狀況相似的黃瓜植株,分為兩組編號(hào)A和B; ②用__

11、____________________________處理黃瓜花葉病毒,設(shè)法將核酸和蛋白質(zhì)分離開(kāi),將獲得的核酸平均分成兩份,編號(hào)為a、b; ③用______________處理核酸a;用蒸餾水處理核酸b; ④一段時(shí)間后用核酸a噴灑黃瓜植株A組;用核酸b噴灑黃瓜植株B組; ⑤觀察兩組黃瓜植株的生長(zhǎng)狀況。 (2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論: ①實(shí)驗(yàn)結(jié)果:_________________________________________________; 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:該病毒的核酸種類為DNA。 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)果:____________________________________________

12、____; 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:該病毒的核酸種類為RNA。 答案 (1)②苯酚的水溶液?、跼NA水解酶 (2)A、B組黃瓜植株均出現(xiàn)病癥 A組黃瓜植株不出現(xiàn)病癥,B組黃瓜植株出現(xiàn)病癥 解析 本實(shí)驗(yàn)的目的為“探究黃瓜花葉病毒的核酸種類”。實(shí)驗(yàn)原理為:若病毒的核酸為RNA,則用RNA水解酶處理病毒核酸,RNA被水解,對(duì)照組(沒(méi)有處理)出現(xiàn)病癥,實(shí)驗(yàn)組(用RNA水解酶處理)不出現(xiàn)病癥;若該病毒的核酸為DNA,則對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組都表現(xiàn)出病癥。 (1)②苯酚的水溶液可以將病毒的蛋白質(zhì)外殼和核酸分離,因此要設(shè)法將核酸和蛋白質(zhì)分離開(kāi),應(yīng)該用苯酚的水溶液處理黃瓜花葉病毒。 ③RNA水解酶只會(huì)水解RNA,不會(huì)

13、水解DNA,故用RNA水解酶處理核酸a,用蒸餾水處理核酸b。 (2)若A、B組黃瓜植株均出現(xiàn)病癥,則實(shí)驗(yàn)結(jié)論是該病毒的核酸種類為DNA;若A組黃瓜植株不出現(xiàn)病癥,B組黃瓜植株出現(xiàn)病癥,則實(shí)驗(yàn)結(jié)論為該病毒的核酸種類為RNA。 6.根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成,可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對(duì)人類健康會(huì)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(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換,請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記的方法,以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型。 (1)實(shí)驗(yàn)思路: 甲組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有___________________

14、_______________的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。乙組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有______________________________的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論: 若甲組收集的病毒有放射性,乙組無(wú)放射性,即為_(kāi)_________病毒;反之為_(kāi)_______病毒。 答案 (1)放射性標(biāo)記尿嘧啶(或放射性標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸或放射性標(biāo)記核糖) 放射性標(biāo)記胸腺嘧啶(或放射性標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸或放射性標(biāo)記脫氧核糖) (2)RNA DNA 解析 (1)DNA和RNA的化學(xué)組成存在差異,如DNA特有的堿基是T,而RNA特有的堿基是U,因此可用放射性同位素分別標(biāo)記堿基T和堿基U,通過(guò)檢測(cè)子代的放射性可知該病毒的類型。因此,實(shí)驗(yàn)思路為: 甲組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。 乙組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。 (2)若甲組收集的病毒有放射性,乙組無(wú)放射性,即為RNA病毒;反之為DNA病毒。 6

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