2019高考生物一輪復習 第19講 DNA是主要的遺傳物質講練結合學案.doc

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第19講　DNA是主要的遺傳物質 [考綱明細]　人類對遺傳物質的探索過程(Ⅱ) 板塊一　知識自主梳理 一、肺炎雙球菌轉化實驗 1．體內轉化實驗——格里菲思 (1)實驗材料：S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。 S型細菌：菌落光滑，有多糖類莢膜，有毒性。 R型細菌：菌落粗糙，無多糖類莢膜，無毒性。 (2)實驗過程及結果 (3)結論：加熱殺死的S型細菌中含有“轉化因子”，將無毒性的R型活細菌轉化為有毒性的S型活細菌。 2．體外轉化實驗——艾弗里 (1)實驗思路：將組成S型活細菌的各種物質分離提純，并使其分別與R型活細菌混合培養(yǎng)，單獨觀察各種物質的作用。 (2)實驗過程及結果 (3)實驗結論：S型細菌的DNA分子是使R型細菌發(fā)生轉化并產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳的物質。 二、噬菌體侵染細菌實驗 1．實驗方法 同位素標記法，用35S、32P分別標記噬菌體的蛋白質和DNA。 2．實驗材料：T2噬菌體和大腸桿菌 (1)噬菌體的結構 (2)噬菌體的生活方式：活細胞寄生。 (3)噬菌體的復制式增殖 3．實驗思路 設法將DNA和蛋白質分開，單獨研究它們各自的功能。 4．實驗步驟及結果和結論 (1)標記大腸桿菌 ①大腸桿菌＋含35S的培養(yǎng)基→含35S的大腸桿菌。 ②大腸桿菌＋含32P的培養(yǎng)基→含32P的大腸桿菌。 (2)標記噬菌體 ①噬菌體＋含35S的大腸桿菌→含35S標記蛋白質的噬菌體。 ②噬菌體＋含32P的大腸桿菌→含32P標記DNA的噬菌體。 (3)讓噬菌體侵染細菌 ①方法：分別用含32P的DNA和含35S的蛋白質的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌。 ②攪拌器攪拌：使吸附于細菌上的噬菌體外殼與細菌分離。 ③離心：讓上清液中析出重量較輕的噬菌體外殼，而沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。 (4)結果檢測 ①用35S標記的噬菌體侵染時 a．上清液放射性很高；b.沉淀物放射性很低；c.新形成的噬菌體未檢測到放射性。 ②用32P標記的噬菌體侵染時 a．上清液放射性很低；b.沉淀物放射性很高；c.新形成的噬菌體檢測到放射性。 (5)結論 ①噬菌體侵染細菌時DNA進入細菌細胞，而蛋白質外殼留在外面。 ②子代噬菌體的各種性狀是通過親代DNA遺傳的——DNA才是真正的遺傳物質。 三、RNA是遺傳物質的實驗 1．過程及結果 (1)煙草花葉病毒煙草葉出現(xiàn)病斑 (2)煙草葉出現(xiàn)病斑煙草葉未出現(xiàn)病斑 2．結論：RNA是遺傳物質。 四、DNA是主要的遺傳物質 ◆　深入思考 1．艾弗里實驗中設置“DNA＋DNA酶”這一組實驗的目的是什么？ 提示　與只加DNA一組形成對照，說明DNA水解產(chǎn)物不能實現(xiàn)轉化。 2．遺傳信息只存在于DNA中嗎？ 提示　不是，RNA病毒的遺傳信息存在于RNA中。 ◆　自查診斷 1．格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗證明了DNA是遺傳物質。(　　) 答案　 2．在艾弗里的實驗中，DNA酶將S型細菌的DNA分解為脫氧核苷酸，因此不能使R型細菌發(fā)生轉化。(　　) 答案　√ 3．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)噬菌體。(　　) 答案　 4．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、蛋白質不是遺傳物質。(　　) 答案　 5．用35S標記的噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致。(　　) 答案　√ 6．豌豆的遺傳物質主要是DNA。(　　) 答案　 板塊二　考點題型突破 考點1 肺炎雙球菌轉化實驗 [廣東高考]艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結果如下表。從表可知(　　) 實驗組號 接種菌型 加入S型菌物質 培養(yǎng)皿長菌情況 ① R 蛋白質 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型菌的蛋白質不是轉化因子 B．②說明S型菌的莢膜多糖有酶活性 C．③和④說明S型菌的DNA是轉化因子 D．①～④說明DNA是主要的遺傳物質 [解析]?、僦蠷型菌中加入S型菌的蛋白質，沒有S型菌生長，能證明蛋白質不是轉化因子，A錯誤；②中加入S型菌的莢膜多糖，沒有S型菌生長，證明莢膜多糖不是轉化因子，不能說明S型菌的莢膜多糖有酶活性，B錯誤；③中加入S型菌的DNA，培養(yǎng)皿中長出了S型菌，④中加入經(jīng)DNA酶處理的DNA，DNA酶分解DNA，培養(yǎng)皿中無S型菌，因此，③④證明DNA是轉化因子，C正確；①～④說明DNA是遺傳物質，不能說明DNA是主要的遺傳物質，D錯誤。 [答案]　C 題型一　肺炎雙球菌轉化實驗 1．1928年，英國細菌學家格里菲思以小鼠為實驗材料做了如下實驗。 下列關于此實驗的分析不正確的是(　　) A．實驗的關鍵現(xiàn)象是第4組小鼠死亡并分離出S型活細菌 B．分析第4組實驗時必須是以第1～3組的實驗為參照 C．本實驗說明R型肺炎雙球菌發(fā)生了某種類型的轉化 D．本實驗結論為“DNA是使R型菌轉化為S型菌的轉化因子” 答案　D 解析　實驗中沒有從S型菌體內提取DNA，單獨直接地觀察DNA的作用，故不能證明DNA是使R型菌轉化為S型菌的轉化因子。 2．將R型細菌與加熱殺死的S型細菌混合后，注射到小鼠體內，小鼠死亡。該小鼠體內S型、R型細菌含量變化情況是如圖1所示還是如圖2所示以及對此相關的敘述，正確的是(　　) A．最可能是圖1，小鼠的免疫調節(jié)致使R型細菌數(shù)量逐漸下降 B．最可能是圖2，小鼠體內的S型細菌最初來自R型細菌的轉化 C．最可能是圖1，死亡小鼠體內只能分離出活的S型細菌 D．最可能是圖2，小鼠體內S型細菌與R型細菌為共生關系 答案　B 解析　隨著R型細菌轉化成S型細菌，S型細菌的數(shù)量變化呈“S”型曲線，而R型細菌在小鼠體內開始時大部分會被免疫系統(tǒng)消滅，隨著R型菌轉化成S型菌，S型細菌增多，小鼠免疫系統(tǒng)的破壞，R型細菌數(shù)量又開始增加。 3．[2017蘇北二調]利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關轉化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖示處理，再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內。下列說法不正確的是(　　) A．通過E、F對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質 B．F組可以分離出S和R兩種肺炎雙球菌 C．F組產(chǎn)生的S肺炎雙球菌可能是基因重組的結果 D．能導致小鼠死亡的是A、B、C、D四組 答案　D 解析　從圖示實驗過程看出，通過E、F對照，能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質，A正確；F組加入了S菌的DNA，可以分離出S和R兩種肺炎雙球菌，而S肺炎雙球菌可能是基因重組的結果，B、C正確；A組經(jīng)煮沸、D組為R菌，均不能導致小鼠死亡，D錯誤。 易錯警示 (1)格里菲思實驗僅能證明S型細菌中含有某種“轉化因子”，但并未證明轉化因子是何種物質。 (2)艾弗里實驗證明轉化因子為DNA。 題型二　肺炎雙球菌發(fā)生轉化的實質 4．[2017江淮十校聯(lián)考]如圖是肺炎雙球菌的轉化實驗，下列說法中正確的是(　　) A．實驗遵循了對照原則和單一變量原則 B．a(chǎn)、d組小鼠死亡是小鼠免疫功能喪失的結果 C．從d組死亡小鼠身上分離到的S型細菌是由S型細菌轉化的 D．從變異的角度看，細菌的轉化屬于基因突變 答案　A 解析　圖中a與b、a與c、c與d之間相互對照，各對照組間只有一個變量，A正確；a、b小鼠死亡是由S型細菌有毒性導致的，B錯誤；從d組死亡小鼠身上分離到的S型細菌是由R型活細菌轉化而來的，C錯誤；細菌的轉化屬于基因重組，D錯誤。 易錯警示 　關于“轉化”的兩點提醒 考點2 噬菌體侵染細菌的實驗 [2017全國卷Ⅱ]在證明DNA是遺傳物質的過程中，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菌中復制和增殖 B．T2噬菌體病毒顆粒內可以合成mRNA和蛋白質 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噬菌體只能寄生在大腸桿菌中，并在其細胞中復制和增殖，A錯誤；T2噬菌體只有在宿主細胞內才能合成mRNA和蛋白質，B錯誤；培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后進入宿主細胞內部，在宿主細胞內，T2噬菌體以自身DNA為模板，以宿主細胞內的物質(含32P的脫氧核苷酸等)為原料合成子代噬菌體，因此培養(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；人類免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌體所含的核酸是DNA，故兩者的核酸類型不同，增殖過程不完全相同，D錯誤。 [答案]　C 題型一　噬菌體侵染細菌的實驗分析 1．[2017湖北重點中學聯(lián)考]下面是噬菌體侵染細菌實驗的部分實驗步驟示意圖，對此實驗的有關敘述正確的是(　　) A．本實驗所使用的被標記的噬菌體是直接接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的 B．選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結構組成只有蛋白質和DNA C．采用攪拌和離心等手段是為了把DNA和蛋白質分開再分別檢測其放射性 D．實際操作中只能在上清液中檢測到放射性，下層沉淀物中不可能檢測到 答案　B 解析　噬菌體是病毒，無細胞結構，不能在培養(yǎng)基上生存，應該先用含有35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用被35S標記的細菌去培養(yǎng)噬菌體，A錯誤；選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結構組成只有蛋白質和DNA，便于分離，B正確；實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把蛋白質外殼和細菌分開，再分別檢測其放射性，C錯誤；本實驗的結果是放射性主要集中在上清液中，沉淀物中有少量放射性，D錯誤。 2．[2016廣州模擬]用32P或35S標記T2噬菌體并分別與無標記的細菌混合培養(yǎng)，保溫一定時間后經(jīng)攪拌、離心得到上清液和沉淀物，并測量放射性。對此實驗的敘述，不正確的是(　　) A．實驗目的是研究遺傳物質是DNA還是蛋白質 B．保溫時間過長會使32P標記組上清液的放射性偏低 C．攪拌不充分會使35S標記組沉淀物的放射性偏高 D．實驗所獲得的子代噬菌體不含35S而部分可含有32P 答案　B 解析　蔡斯、赫爾希用32P或35S標記的噬菌體侵染無標記的大腸桿菌，從而可將DNA和蛋白質分開，單獨研究是哪種物質在起遺傳效應，A正確；32P標記組的離心結果是試管底部出現(xiàn)大量的放射性，說明DNA是進入到大腸桿菌細胞內的物質，如果保溫時間過長，子代噬菌體會因為大腸桿菌裂解而被釋放，從而使上清液放射性偏高，B錯誤；如果攪拌不充分，吸附在大腸桿菌表面的被35S標記的噬菌體隨著大腸桿菌一起離心到試管底部，從而使沉淀物的放射性偏高，C正確；實驗結果表明DNA才是真正進入大腸桿菌的物質，是噬菌體的遺傳物質，被32P標記的噬菌體DNA會因為半保留復制使得部分子代噬菌體帶有32P標記，但被標記的蛋白質不進入大腸桿菌，故子代噬菌體不會含有35S，D正確。 知識拓展 　噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析 (1)32P噬菌體侵染大腸桿菌 　(2)35S噬菌體侵染大腸桿菌 題型二　同位素示蹤法及標記問題 3．若1個35S標記的大腸桿菌被1個32P標記的噬菌體侵染，裂解后釋放的所有噬菌體(　　) A．一定有35S，其中有1個含有32P B．一定有35S，其中有2個含有32P C．一定有32P，其中有1個含有35S D．一定有32P，其中有2個含有35S 答案　B 解析　噬菌體侵染大腸桿菌時，進入大腸桿菌內部的是(1個32P標記)DNA，蛋白質外殼留在大腸桿菌外面，侵入內部后，以大腸桿菌為場所，利用大腸桿菌的結構、酶系統(tǒng)和原料(無標記的脫氧核苷酸、35S標記的氨基酸)，合成噬菌體的DNA和蛋白質。另外，DNA復制為半保留復制，因此，子代噬菌體的DNA中有2個含有32P，子代噬菌體的蛋白質一定有35S。 4．[2017山西忻州一中月考]如果用32P、35S、15N標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體組成結構中，能夠找到的放射性元素為(　　) A．可在外殼中找到35S、15N B．可在DNA中找到32P、15N C．可在外殼中找到32P、15N D．可在DNA中找到32P、35S、15N 答案　B 解析　用32P、35S、15N標記后，親代噬菌體的DNA中含有32P、15N，蛋白質外殼中含有35S、15N。噬菌體侵染細菌過程中，噬菌體外殼留在外面，DNA進入細菌。子代噬菌體的蛋白質外殼完全以細菌體內的氨基酸為原料合成，無放射性，A、C錯誤；子代噬菌體DNA只有一部分含有親代鏈(含32P、15N)，B正確；DNA中不含有S元素，D錯誤。 技法提升 　“兩看法”解答噬菌體侵染細菌標記問題 考點3 生物體內遺傳物質的分析 [全國卷Ⅱ]在生命科學發(fā)展過程中，證明DNA是遺傳物質的實驗是 (　　) ①孟德爾的豌豆雜交實驗?、谀柛墓夒s交實驗 ③肺炎雙球菌轉化實驗?、躎2噬菌體侵染大腸桿菌實驗?、軩NA的X光衍射實驗 A．①② B．②③ C．③④ D．④⑤ [解析]　①孟德爾通過豌豆雜交實驗，發(fā)現(xiàn)了“基因的分離定律和自由組合定律”；②摩爾根通過果蠅雜交實驗，證明了“基因在染色體上”；③肺炎雙球菌的體外轉化實驗，證明了DNA是遺傳物質；④T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，運用了同位素標記法，證明了DNA是遺傳物質；⑤DNA的X光衍射實驗為DNA雙螺旋結構的確定提供了有力的佐證。故正確答案為C。 [答案]　C 題型一　RNA是遺傳物質的有關實驗 1．煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能感染煙葉，但二者的病斑不同，如圖所示。下列說法中不正確的是(　　) A．a(chǎn)過程表示用TMV的蛋白質外殼感染煙葉，結果說明TMV的蛋白質外殼沒有侵染作用 B．b過程表示用HRV的RNA單獨接種煙葉，結果說明其有侵染作用 C．c、d過程表示用TMV的外殼和HRV的RNA合成的“雜種病毒”接種煙葉，結果說明該“雜種病毒”有侵染作用，表現(xiàn)病癥為感染車前草病毒癥狀，并能從中分離出車前草病毒 D．該實驗證明只有車前草病毒的RNA是遺傳物質，蛋白質外殼和煙草花葉病毒的RNA不是遺傳物質 答案　D 解析　由于該實驗中并沒有用煙草花葉病毒的RNA侵染煙草葉片，因此沒有證明煙草花葉病毒的RNA是不是遺傳物質。 2．如圖表示科研人員探究“煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質”的實驗過程，由此可以判斷(　　) A．水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質和RNA B．TMV的蛋白質能感染煙草細胞 C．侵入煙草細胞的RNA進行了逆轉錄過程 D．RNA是TMV的主要遺傳物質 答案　A 解析　由于TMV放在水和苯酚中振蕩后，其組成成分RNA和蛋白質能分開，所以可判斷水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質和RNA；TMV的蛋白質不能使正常煙草感染病毒；圖中接種RNA的正常煙草感染病毒，說明侵入煙草細胞的RNA指導合成了自身的蛋白質，不能證明其進行了逆轉錄過程；RNA是TMV的遺傳物質，沒有體現(xiàn)它是TMV的主要遺傳物質。 題型二　生物體內遺傳物質的判斷 3．下列關于遺傳物質的說法，錯誤的是(　　) ①真核生物的遺傳物質是DNA?、谠松锏倪z傳物質是RNA?、奂毎说倪z傳物質是DNA?、芗毎|的遺傳物質是RNA?、菁仔虷1N1流感病毒的遺傳物質是DNA或RNA A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤ 答案　C 解析　真核生物和原核生物的遺傳物質都是DNA，①正確，②錯誤；細胞核和細胞質中的遺傳物質都是DNA，③正確，④錯誤；甲型H1N1流感病毒屬于RNA病毒，遺傳物質是RNA，⑤錯誤。 4．如圖表示T2噬菌體、乳酸菌、酵母菌和家兔體內遺傳物質組成中五碳糖、堿基和核苷酸的種類，其中與實際情況相符的是(　　) A．T2噬菌體 B．乳酸菌 C．酵母菌 D．家兔 答案　A 解析　乳酸菌、酵母菌和家兔是細胞生物，遺傳物質為DNA，組成遺傳物質的五碳糖有1種，堿基有4種，核苷酸有4種；T2噬菌體是DNA病毒，遺傳物質為DNA，五碳糖有1種，堿基有4種，核苷酸有4種。 題型三　探究遺傳物質的思路和方法 5．下面是興趣小組為探究某種流感病毒的遺傳物質是DNA還是RNA設計的實驗步驟，請將其補充完整。 (1)實驗目的：略。 (2)材料用具：顯微注射器，該流感病毒的核酸提取液，豬胚胎干細胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。 (3)實驗步驟 第一步：把該流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三組，________________________________________________________。 第二步：取等量的豬胚胎干細胞分成三組，用顯微注射技術分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組豬胚胎干細胞中。 第三步：將三組豬胚胎干細胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間，然后從培養(yǎng)好的豬胚胎干細胞中抽取樣品，檢測是否有該流感病毒產(chǎn)生。 (4)請預測結果及結論： ①_______________________________________________； ②_______________________________________________； ③若A、B、C三組均出現(xiàn)該流感病毒，則該流感病毒的遺傳物質既不是DNA也不是RNA。 答案　(3)分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液，用等量生理鹽水處理C組核酸提取液 (4)①若A、C兩組出現(xiàn)該流感病毒，B組沒有出現(xiàn)，則該流感病毒的遺傳物質是RNA?、谌鬊、C兩組出現(xiàn)該流感病毒，A組沒有出現(xiàn)，則該流感病毒的遺傳物質是DNA 解析　病毒是由蛋白質外殼和核酸組成的，核酸是遺傳物質，核酸為DNA或RNA其中一種，根據(jù)題目要求探究的問題及給予的材料、試劑分析可知，實驗中分別利用DNA水解酶、RNA水解酶處理該病毒核酸提取液，然后再注射到豬胚胎干細胞中培養(yǎng)，由于酶具有專一性，可根據(jù)培養(yǎng)后是否檢測到該流感病毒來判斷其核酸類型。 技法提升 　“遺傳物質”探索的4種方法 板塊三　方向真題體驗 1．[2017江蘇高考]下列關于探索DNA是遺傳物質的實驗，敘述正確的是(　　) A．格里菲思實驗證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀 B．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 C．赫爾希和蔡斯實驗中離心后細菌主要存在于沉淀中 D．赫爾希和蔡斯實驗中細菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P標記 答案　C 解析　格里菲思實驗證明加熱殺死的S型細菌中，含有某種可使無毒性的R型活細菌轉化為有毒性S型活細菌的“轉化因子”，A錯誤；艾弗里實驗證明S型細菌體內的DNA能使R型細菌轉化為S型菌，然后使小鼠死亡，B錯誤；赫爾希和蔡斯實驗中，細菌比重較大，離心后存在于沉淀中，C正確；赫爾希和蔡斯實驗中，噬菌體進入細菌后，以自身DNA為模板，以細菌細胞內的物質為原料，遵循半保留復制原則，合成子代噬菌體的DNA，進而實現(xiàn)個體增殖，因此細菌裂解后得到的噬菌體中只有2個含有32P標記，D錯誤。 2．[2016江蘇高考]下列關于探索DNA是遺傳物質實驗的相關敘述，正確的是(　　) A．格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因突變的結果 B．格里菲思實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質 C．赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的 D．赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質 答案　D 解析　格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因重組的結果，A錯誤；格里菲思實驗證明了S型肺炎雙球菌中含有轉化因子，艾弗里實驗證明了DNA是遺傳物質，B錯誤；赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是利用大腸桿菌中含32P的脫氧核苷酸標記的，該實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質，C錯誤，D正確。 3．[2017全國卷Ⅰ]根據(jù)遺傳物質的化學組成，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。 假設在宿主細胞內不發(fā)生堿基之間的相互轉換。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)預期實驗結果及結論即可。(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組) 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檢測其放射性。 乙組：將宿主細胞培養(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檢測其放射性。 (2)結果及結論 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。 解析　該實驗的目的是鑒定一種病毒的遺傳物質是DNA還是RNA，要求使用的實驗方法是同位素標記法。DNA和RNA的元素組成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只標記化學元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之處在于含氮堿基不同，因此可在培養(yǎng)基中分別加入含有放射性標記的胸腺嘧啶和含有放射性標記的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性標記的胸腺嘧啶來合成DNA，還是利用含有放射性標記的尿嘧啶來合成RNA。 限時規(guī)范特訓 一、選擇題 1．[2017江西高安中學模擬]一百多年前，人們就開始了對遺傳物質的探索歷程。對此有關敘述不正確的是(　　) A．最初認為遺傳物質是蛋白質，推測氨基酸的多種排列順序可能蘊含遺傳信息 B．在肺炎雙球菌轉化實驗中，細菌轉化的實質是發(fā)生了基因重組 C．噬菌體侵染細菌實驗之所以更有說服力，是因為其蛋白質與DNA完全分開 D．在32P標記噬菌體侵染細菌實驗中，離心后只有在沉淀物中才能測到放射性同位素32P 答案　D 解析　由于蛋白質中氨基酸的排列順序多種多樣，導致蛋白質種類多種多樣，可能蘊含著遺傳信息，所以最初認為蛋白質是遺傳物質，A正確；肺炎雙球菌轉化實驗證明，死亡的S型細菌的DNA進入R型活細菌中，使R型細菌轉化為有毒性的S型活細菌，細菌轉化的實質是發(fā)生了基因重組，B正確；噬菌體侵染細菌時，DNA進入到細菌的細胞中，而蛋白質外殼仍留在外面，因此，子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，所以噬菌體侵染細菌實驗更有說服力，C正確；噬菌體侵染細菌實驗中，用放射性同位素32P標記噬菌體的DNA，在離心后的沉淀物中放射性很高，上清液中也有少量的放射性，原因可能是由于部分噬菌體沒來得及侵染細菌，或者是因為侵染時間過長，部分細菌裂解釋放出噬菌體，D錯誤。 2．[2017廈門質檢]關于格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗，下列敘述正確的是(　　) A．加熱殺死的S型細菌和R型活細菌混合后，R型細菌全部轉化為S型 B．R型細菌能夠使加熱殺死的S型細菌的蛋白質恢復活性，從而產(chǎn)生毒性 C．該實驗證明DNA是細菌的遺傳物質，而蛋白質不是 D．實驗說明S型細菌中必定存在某種因子，使R型細菌發(fā)生可遺傳的轉化 答案　D 解析　加熱殺死的S型細菌和R型活細菌混合后，會使部分R型細菌轉化為S型細菌，A錯誤；加熱殺死的S型細菌和R型活細菌的遺傳物質重組，合成S型細菌的蛋白質，從而產(chǎn)生毒性，B錯誤；格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗只證明S型細菌中必定存在某種因子，使R型細菌發(fā)生可遺傳的轉化，C錯誤，D正確。 3．[2017江蘇南京、鹽城模擬]艾弗里及其同事為了探究S型肺炎雙球菌中何種物質是“轉化因子”，進行了肺炎雙球菌體外轉化實驗。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．添加S型細菌DNA的培養(yǎng)基中只長S型菌落 B．實驗過程中應使用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)R型細菌 C．實驗結論是S型細菌的DNA使R型細菌發(fā)生了轉化 D．實驗設計思路是單獨觀察S型細菌各種組分的作用 答案　A 解析　肺炎雙球菌體外轉化實驗中，添加S型細菌DNA的培養(yǎng)基中的菌落有S型和R型兩種，A錯誤。 4．[2017武漢調研]某同學模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染大腸桿菌的部分實驗，有關分析錯誤的是(　　) A．35S標記的是噬菌體的DNA B．沉淀物b中含放射性的高低，與②過程中攪拌是否充分有關 C．上清液a中放射性較強 D．上述實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質 答案　A 解析　35S標記的應該是噬菌體的外殼，外殼中含有S元素，而DNA中不含S元素，A錯誤；在②過程中，如果不充分攪拌，會使較多的蛋白質外殼吸附在大腸桿菌上，這樣沉淀物中含有的放射性較高，如果攪拌充分，沉淀物的放射性較低，在上清液中含有較多的噬菌體外殼，所以放射性相對較高，B、C均正確；由于上述實驗沒有觀察DNA的作用，因此不能證明DNA是遺傳物質，D正確。 5．[2017河南南陽月考]下列關于科學家探究“DNA是遺傳物質”實驗的敘述，正確的是(　　) A．用含35S標記的噬菌體侵染細菌，子代噬菌體中也有35S標記 B．給兩組小鼠分別注射R型活細菌、加熱殺死的S型細菌，小鼠均不死亡 C．用含32P標記的噬菌體侵染細菌，離心后上清液中具有較強的放射性 D．艾弗里等肺炎雙球菌轉化實驗、赫爾希與蔡斯噬菌體侵染細菌實驗的技術相同 答案　B 解析　35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體侵染細菌時只有DNA進入細菌，蛋白質外殼留在細菌外，且合成子代噬菌體所需的原料均來自細菌，因此用含35S標記的噬菌體侵染細菌時，子代噬菌體中不含35S，A錯誤；R型細菌無毒性，加熱殺死的S型菌已經(jīng)失去侵染能力，因此分別給兩組小鼠注射R型活細菌、加熱殺死的S型細菌，小鼠均不死亡，B正確；32P標記的是噬菌體的DNA，噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌內部，并隨著細菌離心到沉淀物中，因此沉淀物中含有較強的放射性，C錯誤；艾弗里等肺炎雙球菌轉化實驗是將S型菌的物質一一提純，單獨觀察它們的作用，而赫爾希與蔡斯噬菌體侵染細菌實驗采用了放射性同位素標記法和離心法，D錯誤。 6．赫爾希和蔡斯做噬菌體侵染細菌實驗時，分別用放射性同位素標記的噬菌體去侵染未標記的細菌，若噬菌體在細菌體內復制了三代，則下列說法正確的是(　　) A．標記噬菌體的方法是分別用含32P和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B．含有32P的子代噬菌體和含有35S的子代噬菌體分別占子代噬菌體總數(shù)的25%和0 C．上述過程中噬菌體的遺傳信息流動方向是：RNA→DNA→RNA→蛋白質 D．噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DNA是主要的遺傳物質 答案　B 解析　噬菌體是病毒，不能在培養(yǎng)基中獨立生存，A錯誤；噬菌體侵染細菌時，只有DNA注入細菌并作為模板控制子代噬菌體的合成，而合成子代噬菌體所需的原料均由細菌提供，因此子代噬菌體中都不含35S，但DNA復制方式為半保留復制，因此復制三代后，子代噬菌體中含32P的比例為2/23＝1/4，B正確；噬菌體是DNA病毒，其遺傳信息的流動方向是DNA→RNA→蛋白質，C錯誤；噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DNA是遺傳物質，D錯誤。 7．[2017河北冀州中學月考]用噬菌體(31P、32S)去感染體內含有放射性標記32P和35S的大腸桿菌，得到的子代噬菌體所含的元素是(　　) A．31P、32P、32S B．31P、32P、35S C．31P、32S、35S D．32P、32S、35S 答案　B 解析　噬菌體侵染細菌時，只有DNA進入細菌作為模板控制子代噬菌體的合成，而且合成子代噬菌體的原料均來自細菌。根據(jù)DNA半保留復制特點，子代噬菌體的DNA含有大量的32P和少量的31P，而子代噬菌體蛋白質外殼均只含有35S。 8．[2016山東濟南模擬]用甲種病毒的RNA與乙種病毒的蛋白質外殼組裝成一種病毒丙，以病毒丙侵染宿主細胞，在宿主細胞中產(chǎn)生大量子代病毒，子代病毒具有的特征是(　　) A．甲種病毒的特征 B．乙種病毒的特征 C．丙種病毒的特征 D．都不是 答案　A 解析　重組所得的病毒丙含有甲種病毒的RNA，因此它所產(chǎn)生的病毒具有甲種病毒的特征。 9．[2017西安調研]赫爾希和蔡斯用32P標記的T2噬菌體與無32P標記的大腸桿菌混合培養(yǎng)，一段時間后經(jīng)攪拌、離心得到了上清液和沉淀物。下列敘述正確的是(　　) A．用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)T2噬菌體可獲得被32P標記的T2噬菌體 B．攪拌的目的是使噬菌體的蛋白質外殼與噬菌體的DNA分開 C．如果離心前保溫時間過長，會導致上清液中的放射性升高 D．該實驗結果說明DNA是主要的遺傳物質而蛋白質不是遺傳物質 答案　C 解析　T2噬菌體是一種細菌性病毒，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，A錯誤；攪拌的目的是使噬菌體的蛋白質外殼與大腸桿菌分開，B錯誤；離心前保溫時間過長，部分細菌裂解釋放出子代噬菌體，導致上清液中的放射性升高，C正確；該實驗結果只能說明DNA是遺傳物質，并不能證明DNA是主要的遺傳物質，也不能證明蛋白質不是遺傳物質，D錯誤。 10．如圖是某種高等植物病原體的遺傳實驗過程。實驗表明這種病原體(　　) A．寄生于細胞內，通過RNA遺傳 B．寄生于細胞間，通過蛋白質遺傳 C．寄生于細胞內，通過蛋白質遺傳 D．寄生于細胞間，通過RNA遺傳 答案　A 解析　從圖示可看出，將RNA接種在葉片上，葉片出現(xiàn)了病斑，而將蛋白質外殼接種到葉片上，葉片上沒有出現(xiàn)病斑，所以該病原體是通過RNA遺傳的。病毒都是寄生在細胞內的。 二、非選擇題 11．1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質和DNA在侵染過程中的功能，請回答下列有關問題： (1)噬菌體作為實驗材料具有______________________________的特點。 (2)通過__________________________________的方法分別獲得被32P和35S標記的噬菌體，用標記的噬菌體侵染細菌，從而追蹤在侵染過程中____________________變化。 (3)侵染一段時間后，用攪拌器攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中的放射性，得到如圖所示的實驗結果。攪拌的目的是____________，所以攪拌時間少于1 min時，上清液中的放射性________________。實驗結果表明當攪拌時間足夠長時，上清液中的35S和32P分別占初始標記噬菌體放射性的80%和30%，證明________________。圖中“被侵染的細菌”的存活率曲線基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明______________，否則細胞外________的含量會增高。 (4)本實驗證明在病毒復制和遺傳過程中________起著作用。 答案　(1)結構簡單，只含有蛋白質和DNA(核酸) (2)用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體分別侵染被32P和35S標記的大腸桿菌　DNA和蛋白質的位置　(3)使噬菌體外殼和細菌分離　較低　DNA進入細菌，蛋白質沒有進入細菌　細菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來　32P　(4)DNA 解析　(1)噬菌體作為實驗材料，是因為其結構簡單，只含有蛋白質和DNA。 (2)噬菌體是病毒，離開活體細胞不能繁殖，所以要標記噬菌體，首先應用含32P和35S的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌，再讓噬菌體分別侵染標記后的大腸桿菌，即可達到標記噬菌體的目的，進而追蹤在侵染過程中蛋白質和DNA的位置變化。 (3)噬菌體侵染大腸桿菌的時間要適宜，時間過長，子代噬菌體從大腸桿菌體內釋放出來，會使細胞外32P含量增高。圖中被侵染細菌的存活率始終保持在100%，說明細菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來。細胞外的35S含量只有80%，原因是在攪拌時被侵染細菌和噬菌體外殼沒有全部分離；細胞外的32P含量有30%，原因是有部分標記的噬菌體還沒有侵染細菌。該實驗證明DNA是噬菌體的遺傳物質。 12．[2017東北名校聯(lián)考]1952年，赫爾希和蔡斯利用同位素標記法，完成了著名的噬菌體侵染細菌的實驗，實驗包括4個步驟：①培養(yǎng)噬菌體，②35S和32P分別標記噬菌體，③放射性檢測，④離心分離。 (1)該實驗步驟的正確順序是________。 A．①②④③ B．④②①③ C．②①④③ D．②①③④ (2)下圖中錐形瓶內的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)________的，其內的營養(yǎng)成分中能否含有32P？________。 注：A、C中的方框代表大腸桿菌。 (3)如果讓放射性同位素主要分布在圖中離心管的上清液中，則獲得該實驗中的噬菌體的培養(yǎng)方法是________。 A．用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體 B．用含32P培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體 C．用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用此細菌培養(yǎng)噬菌體 D．用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用此細菌培養(yǎng)噬菌體 (4)用被32P標記的噬菌體去侵染未被標記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)上清液中有放射性物質存在，這些放射性物質的來源可能是____________________________。 (5)連續(xù)培養(yǎng)噬菌體n代，則含親代噬菌體DNA的個體應占總數(shù)的________。 答案　(1)C　(2)大腸桿菌　不能　(3)C　(4)有少量32P標記的噬菌體DNA沒有進入大腸桿菌；離心時間過長，子代噬菌體得以釋放，經(jīng)離心后到達上清液中 (5) 解析　(1)噬菌體是病毒，是在活細胞中營寄生生活的生物，不能直接在培養(yǎng)基上培養(yǎng)。所以要先培養(yǎng)細菌，使細菌被標記，用噬菌體侵染被標記的細菌，再用被標記的噬菌體侵染未標記的細菌，保溫、離心處理，檢測放射性，因此順序為②①④③，故選C。 (2)如果標記噬菌體，則先標記細菌，圖中錐形瓶內的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的；圖中①是用帶有放射性的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，所以培養(yǎng)液中成分不能含有32P。 (3)標記噬菌體的方法是：分別用含35S和含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用此細菌培養(yǎng)出帶相應標記的噬菌體。根據(jù)圖示：上清液測得放射性，說明標記的是S元素。噬菌體只能寄生在活細胞內，不能單獨用普通培養(yǎng)基培養(yǎng)，A、B錯誤；根據(jù)分析可知：標記的是S元素，所以C正確，D錯誤。 (4)用被32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)上清液中有放射性物質存在，這些放射性物質的來源可能是有少量32P標記的噬菌體DNA沒有進入大腸桿菌或者離心時間過長，子代噬菌體得以釋放，經(jīng)離心后到達上清液中。 (5)DNA復制是半保留復制，合成子代噬菌體需利用細菌提供的原料，所以子代的噬菌體中只有兩個噬菌體DNA分子含有親代DNA分子的各一條鏈，n代后DNA分子總數(shù)為2n，含親代噬菌體DNA的個體應占總數(shù)的22n＝1/2n－1。 13．如圖為肺炎雙球菌轉化實驗的部分圖解，請據(jù)圖回答問題： (1)該實驗是________________所做的肺炎雙球菌轉化實驗的部分圖解。 (2)該實驗是在________________實驗的基礎上進行的，其目的是證明“________”的化學成分。 (3)在對R型細菌進行培養(yǎng)之前，必須首先進行的工作是___________________。 (4)依據(jù)上圖所示實驗，可以作出________________的假設。 (5)為驗證上面的假設，他們又設計了下面的實驗： 實驗中加入DNA酶的目的是_____________________________， 他們觀察到的實驗現(xiàn)象是_______________________________。 (6)通過上面兩步實驗，仍然不能說明________，為此他們設計了下面的實驗： 他們觀察到的實驗現(xiàn)象是______________________________， 該實驗能夠說明______________________________。 答案　(1)艾弗里及其同事　(2)格里菲思肺炎雙球菌轉化　轉化因子　(3)分離并提純S型細菌的DNA、蛋白質、多糖等物質　(4)DNA是遺傳物質　(5)分解從S型細菌中提取的DNA　培養(yǎng)基中只長R型細菌 (6)蛋白質、莢膜多糖等不是遺傳物質　培養(yǎng)基中只長R型細菌　蛋白質、莢膜多糖不是遺傳物質 解析　(1)由實驗圖解可看出，這是在R型細菌的培養(yǎng)基中加入R型細菌和S型細菌的DNA，是艾弗里及其同事所做的肺炎雙球菌的轉化實驗的部分圖解。 (2)該實驗是在格里菲思實驗的基礎上為進一步證明“轉化因子”的化學成分而設計的。 (3)該實驗是將S型細菌打碎，分離并提純其DNA、蛋白質、多糖等物質后分別加入到R型細菌培養(yǎng)基中。 (4)艾弗里等人的肺炎雙球菌轉化實驗，可以證明DNA是遺傳物質。 (5)為了驗證所作假設，將能夠水解DNA的DNA酶與S型細菌的DNA混合后加入到培養(yǎng)基中，結果培養(yǎng)基中只長R型細菌。 (6)要進一步證明DNA是遺傳物質，而蛋白質、莢膜多糖等不是遺傳物質，還需將這些物質分別加入培養(yǎng)基中，看結果是不是只有R型細菌的生長。