2019-2020年高考生物一輪復習方案 2-1 DNA是主要的遺傳物質(zhì) 新人教版必修2.doc

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2019-2020年高考生物一輪復習方案 2-1 DNA是主要的遺傳物質(zhì) 新人教版必修2 人類對遺傳物質(zhì)的探索過程(Ⅱ) 知識點一　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 體外轉(zhuǎn)化實驗 時間、 人物 1928年　英國科學家①________ 1944年　美國科學家⑨________和他的同事 實驗 材料 R型細菌 ②________________ R型活菌，S型細菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖莢膜 S型細菌 ③________________ 實驗過程 Ⅰ 將R型活菌注射到小鼠體內(nèi)―→④________　 R型活菌和SDNA混合培養(yǎng)―→________________　 Ⅱ 將S型活菌注射到小鼠體內(nèi)―→⑤______ R型活菌和S蛋白質(zhì)混合培養(yǎng)―→?________　 Ⅲ 將加熱殺死的S型菌注射到小鼠體內(nèi)―→⑥________ R型活菌和S多糖莢膜混合培養(yǎng)―→?________　 Ⅳ 將R型活菌和S型死菌混合注射到小鼠體內(nèi)―→⑦________ R型活菌與用DNA酶處理的SDNA混合培養(yǎng)―→?________ 結(jié)　論 加熱殺死的S型細菌內(nèi)含有使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的⑧________ SDNA是促使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的物質(zhì)，即?________ 知識點二　噬菌體侵染細菌的實驗 1．實驗材料 T2噬菌體、大腸桿菌 2．實驗過程及現(xiàn)象 (1)首次標記：標記細菌 (2)二次標記：標記噬菌體 (3)噬菌體侵染細菌 3．實驗結(jié)論：________才是真正的遺傳物質(zhì) 知識點三　RNA也是遺傳物質(zhì)的實驗 煙草花葉病毒侵染細菌實驗 1．過程 　　　　　RNA　 　煙草被感染病毒上下代 之間具有遺 傳連續(xù)性的 是　　　蛋白質(zhì)　 　煙草未被感染 2．結(jié)論 在無DNA情況下(如RNA病毒)，________是遺傳物質(zhì) 3．綜上所述 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是________，所以說________是主要的遺傳物質(zhì), 噬菌體侵染細菌實驗 巧記：噬菌體增殖過程 一吸(附)二注(入)三合成，組裝、釋放、再侵染 判一判 1．肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗以體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗作基礎(chǔ)(　　)。 2．艾弗里證明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)(　　)。 3．轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因突變(　　)。 4．同位素標記噬菌體時不能直接將噬菌體放在培養(yǎng)基上(　　)。 5．同時用35S、32P標記一組噬菌體實驗效果更明顯(　　)。 6．有細胞的生物以DNA作為主要遺傳物質(zhì)(　　)。 7．有少數(shù)病毒不含DNA，只有RNA，此時RNA才是遺傳物質(zhì)(　　)。 自我校對： ①格里菲思?、诰w無多糖莢膜、菌落表面粗糙、無毒性?、劬w有多糖莢膜、菌落表面光滑、有毒性?、苄∈蟛凰劳觥、菪∈笏劳觥、扌∈蟛凰劳觥、咝∈笏劳觥、唷稗D(zhuǎn)化因子”?、岚ダ铩、饧扔蠷型菌，也有S型菌　?只有R型菌　?只有R型菌　?只有R型菌　?DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)　35S　?32P　?35S　?32P　?宿主細胞內(nèi)　?宿主細胞　宿主細胞外　宿主細胞　DNA　RNA　RNA　DNA　DNA 判一判：1.√　2.√　3.　4.√　5.　6.　7.√ 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 1．體內(nèi)轉(zhuǎn)化與體外轉(zhuǎn)化比較 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 體外轉(zhuǎn)化實驗 操作人 格里菲思 艾弗里及其同事 細菌培養(yǎng)場所 小鼠體內(nèi) 培養(yǎng)基(體外) 巧妙構(gòu)思 用加熱殺死的S型細菌做對照 將物質(zhì)提純分離各自觀察 結(jié)果觀察 小鼠是否死亡 培養(yǎng)基中菌落 實驗結(jié)論 S型菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子 S型菌的DNA是遺傳物質(zhì) 相同點 ①巧妙選用R型和S型兩種肺炎雙球菌 ②實驗目的都是探究遺傳物質(zhì)的成分 ③體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)，后者則是前者的延伸 ④實驗設計都遵循對照原則和單一變量原則 2.相關(guān)問題分析 (1)加熱殺死的S型細菌，其蛋白質(zhì)變性失活，但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)轉(zhuǎn)化后形成的S型細菌可以遺傳下去，說明S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)。 體外轉(zhuǎn)化實驗運用了物質(zhì)提純、分離、鑒定及細菌培養(yǎng)技術(shù)。 本考點的考查主要有三個方向：一是實驗操作過程，二是實驗的目的，三是考查探究性實驗設計的基本思路和方法。本考點考查集中在DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗，主要以選擇題形式出現(xiàn)。 【典例1】 (xx廣東理綜，2)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。從表可知(　　)。 實驗組號 接種菌型 加入S型菌物質(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型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化因子 D．①～④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析　本題考查艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，屬于對理解層次的考查。由表格信息可以看出，含有S型細菌的蛋白質(zhì)和莢膜多糖的培養(yǎng)皿中沒有S型細菌的產(chǎn)生，說明蛋白質(zhì)和莢膜多糖不是轉(zhuǎn)化因子，A不符合題意；酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA，B不符合題意；③和④的自變量為DNA的完整性，在DNA保持完整的培養(yǎng)皿中有S型細菌出現(xiàn)，說明DNA是轉(zhuǎn)化因子，C符合題意； 因為大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，我們才能說DNA是主要的遺傳物質(zhì)，①～④只能說明DNA是遺傳物質(zhì)，D不符合題意。 答案　C 題后反思　S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活細菌只有R型細菌，該實驗是從另一個角度進一步證明DNA是遺傳物質(zhì)，而不是為了證明DNA的水解產(chǎn)物——脫氧核苷酸不是遺傳物質(zhì)，盡管此實驗可以證明該問題，但不是該實驗的實驗目的。 噬菌體侵染細菌的實驗及遺傳物質(zhì)辨析 高考地位：5年11考 一、噬菌體侵染細菌特點及過程的現(xiàn)代生物學認識(高倍電子顯微鏡下可觀察) (1)噬菌體侵染細菌要經(jīng)過吸附→注入核酸→合成→組裝→釋放五個過程。 (2)真正進入細菌體內(nèi)的是噬菌體的DNA，噬菌體蛋白質(zhì)外殼留在外面不起作用。 (3)噬菌體增殖場所是大腸桿菌細胞內(nèi)，除噬菌體的DNA做模板起指導作用外，其余的原料——脫氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白質(zhì)的場所核糖體、ATP和相關(guān)酶全由大腸桿菌提供。 1952年赫爾希和蔡斯做實驗時根本不具備現(xiàn)代的技術(shù)條件，其高明巧妙之處在于把“微觀條件下看不到的侵染過程，轉(zhuǎn)化為宏觀實驗”！ 二、赫爾希、蔡斯的實驗過程及結(jié)果 1．實驗思路及方法 S是蛋白質(zhì)特有的元素，P幾乎都存在于噬菌體DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分別標記DNA和蛋白質(zhì)，直接地單獨地觀察它們各自的作用。 2．標記噬菌體 用分別含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，再用培養(yǎng)的細菌培養(yǎng)T2噬菌體，分別得到蛋白質(zhì)被35S標記和DNA被32P標記的噬菌體。 3．侵染實驗結(jié)果及分析 分 組 結(jié) 果 結(jié)果分析 對比實 驗(相互 對照) 含32P噬菌體＋細菌 上清液中幾乎無32P,32P主要分布在宿主細胞內(nèi) 32PDNA進入了宿主細胞內(nèi) 含35S噬菌體＋細菌 宿主細胞內(nèi)無35S，35S主要分布在上清液中 35S蛋白質(zhì)外殼未進入宿主細胞留在外面 由上表分析可知：噬菌體的DNA是其親代與子代之間聯(lián)系的“橋梁”，即“DNA是遺傳物質(zhì)”(結(jié)論)。 該實驗可同時證明：(1)DNA分子具有相對穩(wěn)定性。(2)DNA能自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性。(3)DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成。但不能證明DNA分子產(chǎn)生可遺傳的變異。 三、與肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的比較 相同點 ①均把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨處理，觀察它們各自的作用，但兩類實驗中DNA與蛋白質(zhì)分開的方式不同 ②都遵循了對照原則 ③都能證明DNA是遺傳物質(zhì)，都不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 續(xù)表 不 同 點 方 法 不 同 艾弗里實驗 直接分離：分離S型細菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型菌混合培養(yǎng) 噬菌體侵染細菌實驗 同位素標記法：分別標記DNA和蛋白質(zhì)的特征元素(32P和35S) 四、生物的遺傳物質(zhì) 1．煙草花葉病毒侵染煙草實驗證明RNA也是遺傳物質(zhì) 2．主要的遺傳物質(zhì) (1)事實 生物 (2)結(jié)論：絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 ★　本考點高考命題多以實驗分析選擇題的形式出現(xiàn)，涉及內(nèi)容有：同位素標記法的應用，噬菌體的成分、結(jié)構(gòu)與增殖，探究性實驗設計的原則、方法等，題目有一定難度和區(qū)分度。 【典例2】 1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染過程中的功能，請回答下列有關(guān)問題。 (1)他們指出“噬菌體在分子生物學的地位就相當于氫原子在玻爾量子力學模型中的地位一樣”。這句話指出了噬菌體作實驗材料具有________________的特點。 (2)通過________________的方法分別獲得被32P或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，用攪拌機攪拌，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(jié)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(jié)果表明當攪拌時間足夠長以后，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________放射性會增高。 (4)本實驗證明病毒傳遞和復制遺傳特性中________起著重要作用。 解析　(1)噬菌體作為實驗材料，是因為其結(jié)構(gòu)簡單，只含有蛋白質(zhì)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(zhì)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(nèi)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(zhì)。 答案　(1)結(jié)構(gòu)簡單，只含有蛋白質(zhì)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(zhì)的位置　(3)使噬菌體和細菌分離　較低　DNA進入細菌，蛋白質(zhì)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 【訓練】 下列關(guān)于“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的敘述中，正確的是(　　)。 A．細胞核遺傳的遺傳物質(zhì)是DNA，細胞質(zhì)遺傳的遺傳物質(zhì)是RNA B．“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”都證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) C．真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA D．細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA，非細胞生物的遺傳物質(zhì)是RNA 解析　細胞(細胞核、細胞質(zhì))的遺傳物質(zhì)都是DNA，大部分病毒的遺傳物質(zhì)也是DNA，只有少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA?！胺窝纂p球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”都證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 答案　C 辨析2個誤區(qū)、規(guī)避2個易失分點 誤區(qū)1　誤認為體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是“S型細菌的DNA可使小鼠致死” 　點　撥　S型細菌與R型細菌混合培養(yǎng)時，S型細菌的DNA進入R型細菌體內(nèi)。結(jié)果在S型細菌DNA的控制下，R型細菌體內(nèi)合成了S型細菌的DNA和蛋白質(zhì)，從而組裝成了具有毒性的S型細菌。 誤區(qū)2　誤認為加熱殺死的S型細菌可使所有R型細菌實現(xiàn)轉(zhuǎn)化 　點　撥　并非所有的R型細菌都轉(zhuǎn)化為S型細菌，事實上轉(zhuǎn)化的效率很低，并且轉(zhuǎn)化受DNA的純度、兩種細菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素影響，因此只有少部分R型細菌被轉(zhuǎn)化為S型細菌。 易失分點1　實驗誤差分析不到位而失分 　點　撥　(1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因： ①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。②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)增殖后釋放子代，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。 (2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。 易失分點2　未明確“標記”對象與實驗結(jié)果的對應關(guān)系 　點　撥?、偃粲?2P和35S標記病毒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，只在子代病毒的核酸中有32P標記。②若用32P和35S標記宿主細胞而病毒未被標記，則在子代病毒的核酸和外殼中均有標記元素。③若用C、H、O、N等標記病毒而宿主細胞未被標記，則只在子代病毒的核酸中有標記元素。④若用C、H、O、N等標記宿主細胞而病毒未被標記，則在子代病毒的核酸和外殼中均可找到標記元素。 糾錯演練 1．(xx江西省豐、樟、高、宜四市聯(lián)考)某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗，進行了以下4個實驗：①用未標記的噬菌體侵染35S標記的細菌；②用32P標記的噬菌體侵染未標記的細菌；③用未標記的噬菌體侵染3H標記的細菌；④用15N標記的噬菌體侵染未標記的細菌，經(jīng)過一段時間后離心，檢測到以上4個實驗中放射性的主要位置依次是(　　)。 A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液 C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液 D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 解析　在該實驗中，沉淀物的主要成分是細菌，上清液的主要成分為噬菌體外殼。①③都直接對細菌進行了標記，放射性主要出現(xiàn)在沉淀物中；②用32P只能標記噬菌體的DNA，在該實驗中，噬菌體的DNA會進入細菌體內(nèi)，放射性也主要出現(xiàn)在沉淀物中；④用15N可以標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，在該實驗中，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼不會進入細菌體內(nèi)，而DNA可以進入細菌體內(nèi)，故放射性會出現(xiàn)在上清液和沉淀物中。 答案　D 2．(xx山東臨沂一模，16)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液帶有放射性的原因可能是(　　)。 A．離心時間過長，上清液中析出較重的大腸桿菌 B．攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細菌分離 C．噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體 D．32P標記了噬菌體蛋白質(zhì)外殼，離心后存在于上清液中 解析　噬菌體侵染大腸桿菌時，經(jīng)過攪拌、離心，上清液是質(zhì)量較輕的噬菌體，沉淀物是被侵染的大腸桿菌，A錯誤；攪拌不充分，噬菌體與細菌未分離，放射性應出現(xiàn)在沉淀物中，B錯誤；32P標記的是噬菌體的DNA，噬菌體侵染大腸桿菌時注入自身的DNA，子代噬菌體的DNA會含32P，上清液帶有放射性的原因可能是噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體，C正確、D錯誤。 答案　C  遺傳物質(zhì)的探索實驗考查 1.(xx重慶理綜，2)針對耐藥菌日益增多的情況，利用噬菌體作為一種新的抗菌治療手段的研究備受關(guān)注。下列有關(guān)噬菌體的敘述，正確的是(　　)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　? A．利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌體的蛋白質(zhì) B．以宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸 C．外殼抑制了宿主菌的蛋白質(zhì)合成，使該細菌死亡 D．能在宿主菌內(nèi)以二分裂方式增殖，使該細菌裂解 解析　本題主要考查噬菌體的增殖特點等相關(guān)知識。噬菌體侵染細菌時，僅將其DNA注入細菌體內(nèi)，利用細菌細胞內(nèi)的原料，以自身遺傳物質(zhì)為模板合成噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼，最后再組裝成子代噬菌體，這種增殖方式稱為復制式增殖，由于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進入宿主菌內(nèi)，其與宿主菌蛋白質(zhì)的合成無關(guān)，故選項A正確，選項B、C、D錯誤。 答案　A 2．(xx江蘇單科，12)關(guān)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 D．32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 解析　培養(yǎng)噬菌體需用含細菌的培養(yǎng)基；被標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，經(jīng)短時間培養(yǎng)后，攪拌離心處理；噬菌體侵染細菌的實驗中，若攪拌不充分，噬菌體的外殼沒有與細菌完全分離，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌體侵染細菌的實驗僅能說明DNA是遺傳物質(zhì)，不能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 答案　C 生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì) 3.(xx江蘇單科，2)人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長的過程，下列有關(guān)敘述正確的是(　　)。 A．孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律和化學本質(zhì) B．噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗更具說服力 C．沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù) D．煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質(zhì)是RNA 解析　本題主要考查了人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探究歷程。孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律，但沒有證實其化學本質(zhì)，A不正確；在肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中提取的DNA的純度沒有達到100%，從單獨、直接觀察DNA生理效應方面分析，說服力不如噬菌體侵染細菌的實驗，B正確；沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)等于嘌呤數(shù)，C不正確；煙草花葉病毒感染煙草實驗只說明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，D不正確。 答案　B 考向借鑒——他山之石 4．(xx上海單科，11)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　本題考查了通過噬菌體侵染細菌的實驗，證明DNA是遺傳物質(zhì)這一知識點。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。噬菌體侵染細菌時把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，實驗結(jié)果更科學、更準確，故B項正確。 答案　B (時間：45分鐘) A級　基礎(chǔ)演練 1．一百多年前，人們就開始了對遺傳物質(zhì)的探索歷程。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　)。 A．最初認為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)，推測氨基酸的多種排列順序可能蘊含遺傳信息 B．在艾弗里肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，細菌轉(zhuǎn)化的實質(zhì)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(zhì)與DNA完全分開 D．在用32P標記噬菌體侵染細菌實驗中，只有在離心后沉淀物中才能檢測到放射性同位素32P 解析　蛋白質(zhì)是生命活動的承擔者、體現(xiàn)者，最初人們認為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，但是后來的實驗證明了蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，核酸才是遺傳物質(zhì)。肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗的實質(zhì)是S型細菌的DNA與R型細菌的DNA發(fā)生了基因重組。噬菌體侵染細菌的實驗利用了病毒的侵染特點，使蛋白質(zhì)與DNA完全分開，因此結(jié)果更具有說服力。噬菌體侵染細菌的實驗中，在離心后的上清液中也能檢測到放射性同位素32P。 答案　D 2．在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，向培養(yǎng)有R型細菌的1、2、3、4四支試管中依次加入從S型活細菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)過培養(yǎng)，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍然有R型細菌的是(　　)?！　　　　　　　　　　　　　　　　　? A．3和4 B．1、3和4 C．2、3和4 D．1、2、3和4 解析　2、3、4三支試管內(nèi)只有R型細菌，因為沒有S型活細菌的DNA，所以都不會發(fā)生轉(zhuǎn)化。1號試管因為有S型活細菌的DNA，所以會使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，但是發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型細菌只是一部分，故試管內(nèi)仍然有R型細菌存在。 答案　D 3．(xx陜西五校三模，4)在艾弗里及其同事利用肺炎雙球菌證明遺傳物質(zhì)是DNA的實驗中，用DNA酶處理從S型菌中提取的DNA之后與R型活菌混合培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上僅有R型肺炎雙球菌生長。設置本實驗步驟的目的是(　　)。 A．證明R型菌生長不需要DNA B．補充R型菌生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì) C．直接證明S型菌DNA不是促進R型菌轉(zhuǎn)化的因素 D．與“以S型菌的DNA與R型菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照 解析　用DNA酶處理從S型活細菌中提取的DNA并與R型菌混合培養(yǎng)就是與“以S型菌的DNA和R型菌混合培養(yǎng)”的實驗形成對照。 答案　D 4．(新視角)艾弗里等人為了弄清轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)，進行了一系列的實驗，如圖是他們所做的一組實驗，則三個實驗的培養(yǎng)皿中只存在一種菌落的為(　　)。 A．實驗一 B．實驗二 C．實驗三 D．實驗一和三 解析　實驗二中加入的DNA酶能分解S型細菌的DNA活性片段，使基因無法轉(zhuǎn)移進入R型細菌中，所以菌落只有一種，即R型菌落。 答案　B 5．(xx山東濱州一模，12)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗，均不能證明的是(　　)。 A．DNA可以產(chǎn)生可遺傳的變異 B．蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) C．DNA可以控制生物的性狀 D．DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析　肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗可證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)；噬菌體浸染細菌的實驗只能證明DNA是遺傳物質(zhì)；大多數(shù)生物遺傳物質(zhì)為DNA，所以，DNA是主要的遺傳物質(zhì)，兩實驗均不能證明此結(jié)論，D項正確。 答案　D 6．下圖中病毒甲、乙為兩種不同的植物病毒，經(jīng)重建后形成“雜種病毒丙”，用病毒丙侵染植物細胞，在植物細胞內(nèi)增殖后產(chǎn)生的新一代病毒是(　　)。 解析　雜種病毒丙是由病毒甲的蛋白質(zhì)外殼和病毒乙的核酸組裝而成的。其在侵染植物細胞時注入的是病毒乙的核酸，并由病毒乙的核酸指導合成病毒乙的蛋白質(zhì)外殼，因而病毒丙在植物細胞內(nèi)增殖產(chǎn)生的新一代病毒就是病毒乙。 答案　D 7．下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說法，錯誤的是(　　)。 ①真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA?、谠松锏倪z傳物質(zhì)是RNA　③細胞核的遺傳物質(zhì)是DNA?、芗毎|(zhì)的遺傳物質(zhì)是RNA　⑤甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤ 解析　凡具有細胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 答案　C 8．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(guān)敘述正確的是(　　)。 A．本實驗所使用的被標記的噬菌體是接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的 B．本實驗選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA C．實驗中采用攪拌和離心等手段是為了把DNA和蛋白質(zhì)分開再分別檢測其放射性 D．在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA而不是蛋白質(zhì) 解析　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)。該實驗攪拌是為了使細菌外吸附著的噬菌體外殼與細菌分離；離心是一種分離混合物的方法，在該實驗中，被感染的細菌(含有子代噬菌體的細菌)在下層的沉淀物中，噬菌體蛋白質(zhì)外殼的質(zhì)量較小，在上層的上清液中。噬菌體侵染細菌的實驗不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 答案　B 9．如圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化實驗的部分圖解。 (2)該實驗是在________實驗的基礎(chǔ)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________________________________________________________________________。 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(zhuǎn)化實驗的部分圖解。(2)該實驗是在格里菲思實驗的基礎(chǔ)上為進一步證明“轉(zhuǎn)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(zhì)、多糖等物質(zhì)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(zhuǎn)化實驗，可以證明DNA是遺傳物質(zhì)。(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(jié)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(zhì)，而蛋白質(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)，還需將這些物質(zhì)分別加入培養(yǎng)基中，看結(jié)果是不是只有R型細菌的生長。 答案　(1)艾弗里及其同事　(2)格里菲思肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化　轉(zhuǎn)化因子　(3)分離并提純S型細菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)　(4)DNA是遺傳物質(zhì)　(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(zhì)、多糖等不是遺傳物質(zhì)　培養(yǎng)基中只長R型細菌　蛋白質(zhì)、多糖不是遺傳物質(zhì) 10．(xx龍巖四校聯(lián)考)某科學家做“噬菌體侵染細菌實驗”時，用放射性同位素標記某個噬菌體和細菌的有關(guān)結(jié)構(gòu)或物質(zhì)(如下表所示)。產(chǎn)生的n個子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。 噬菌體 細菌 DNA或核苷酸 32P標記 31P標記 蛋白質(zhì)或氨基酸 32S標記 35S標記 (1)子代噬菌體的DNA應含有表中的________和________元素，各占________個和________個。 (2)子代噬菌體的DNA中，只含32P的有________個；只含31P的有________個；同時含有32P、31P的有________個。 (3)子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子中都沒有________元素，由此說明________；子代噬菌體蛋白質(zhì)都含有________元素，這是因為________________________________________________________________________。 解析　由題干知細菌中核苷酸含31P，噬菌體中核酸含32P，細菌氨基酸含35S，噬菌體蛋白質(zhì)含32S，噬菌體侵染細菌時，其蛋白質(zhì)外殼留在外面，只有DNA侵入，合成子代噬菌體所需的原料均來自細菌，因此，每個噬菌體侵染細菌所形成的子代噬菌體中有2個DNA分子同時含31P、32P，其余均只含31P，而蛋白質(zhì)外殼應全是由細菌提供的原料構(gòu)建的，即都只含35S。 答案　(1)31P　32P　n　2　(或32P　31P　2　n) (2)0　n－2　2　(3)32S　噬菌體侵染細菌時，蛋白質(zhì)沒有進入細菌內(nèi)　35S　子代噬菌體的外殼(或蛋白質(zhì))是以細菌內(nèi)35S標記的氨基酸為原料合成的 B級　智能提升 11．下列敘述不能證明核酸是遺傳物質(zhì)的是(　　)。 A．T2噬菌體的DNA進入大腸桿菌細胞后能合成T2噬菌體的外殼蛋白 B．外源DNA導入受體細胞后并整合到染色體上，隨受體細胞穩(wěn)定遺傳 C．煙草花葉病毒的RNA與霍氏車前病毒的蛋白質(zhì)重建而成的新病毒能感染煙草并增殖出完整的煙草花葉病毒 D．肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，加熱后殺死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，最終能分離出活的S型菌 解析　本題考查考生對探究核酸是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實驗思路的掌握與應用。要證明核酸是遺傳物質(zhì)，應將加熱后殺死的S型菌的核酸從其他化學成分中分離出來，單獨觀察其作用。 答案　D 12．(xx皖南八校第三次聯(lián)考，4)在噬菌體侵染細菌實驗中，分別用標記的噬菌體去侵染未標記的細菌，噬菌體在細菌體內(nèi)復制了三代，則下列說法正確的是(　　)。 A．噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 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)的和0 C．標記噬菌體的方法是分別用含32P的培養(yǎng)基和35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 D．上述過程中噬菌體的遺傳信息流動方向是：RNA―→DNA―→RNA―→蛋白質(zhì) 解析　噬菌體侵染細菌的實驗可以證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，A錯誤；噬菌體侵染細菌的過程中，進入細胞內(nèi)部的是噬菌體的DNA，蛋白質(zhì)外殼留在外部，故子代產(chǎn)生的噬菌體蛋白質(zhì)外殼都不具有放射性，由于DNA的復制是半保留復制，復制三代，含有32P的子代噬菌體占全部噬菌體的比例為＝，B正確；噬菌體必須寄生在活細胞體內(nèi)才能生活，不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)，C錯誤；噬菌體是DNA病毒，不具有逆轉(zhuǎn)錄過程，D錯誤。 答案　B 13．(xx陜西咸陽?？?將加熱殺死的S型細菌與R型活細菌相混合后，注射到小鼠體內(nèi)，在小鼠體內(nèi)S型和R型細菌含量變化情況如圖所示。下列有關(guān)敘述中錯誤的是(　　)。 A．在死亡的小鼠體內(nèi)可分離出S型和R型兩種活細菌 B．曲線ab段下降是因為部分R型細菌被小鼠的免疫系統(tǒng)所消滅 C．曲線bc段上升，與S型細菌使小鼠發(fā)病后免疫力降低有關(guān) D．S型細菌數(shù)量從0開始增多是由于R型細菌基因突變的結(jié)果 解析　S型細菌的數(shù)量從0開始增多，是因為S型細菌中的轉(zhuǎn)化因子促使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的結(jié)果，屬于基因重組。 答案　D 14．(xx江南十校聯(lián)考，5)下圖1中的噬菌斑(白色區(qū)域)，是在長滿大腸桿菌(黑色)的培養(yǎng)基上，由一個T2噬菌體侵染細菌后不斷裂解細菌產(chǎn)生的一個不長細菌的透明小圓區(qū)，它是檢測噬菌體數(shù)量的重要方法之一?，F(xiàn)利用培養(yǎng)基培養(yǎng)并連續(xù)取樣的方法，得到噬菌體在感染大腸桿菌后數(shù)量的變化曲線(下圖2)，下列敘述錯誤的是(　　)。 A．培養(yǎng)基中加入含35S或32P的營養(yǎng)物質(zhì)，則放射性先在細菌中出現(xiàn)，后在噬菌體中出現(xiàn) B．曲線a～b段，細菌內(nèi)正旺盛地進行噬菌體DNA的復制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成 C．曲線b～c段所對應的時間內(nèi)噬菌體共繁殖了10代 D．限制c～d段噬菌斑數(shù)量增加的因素最可能是絕大部分細菌已經(jīng)被裂解 解析　本題考查噬菌體代謝及遺傳的特點。包括噬菌體在內(nèi)的所有病毒均是嚴格的寄生生物，無獨立的代謝能力，需要利用寄主細胞的原料增殖，而大腸桿菌可以利用環(huán)境中的物質(zhì)進行代謝。曲線a～b段，正處于噬菌體物質(zhì)合成的階段，細菌未裂解釋放噬菌體；曲線b～c段，噬菌斑從100個增殖到1 000個，是細菌裂解釋放的噬菌體數(shù)量，并不代表噬菌體增殖10代，增殖10代得到的噬菌體數(shù)為100210個，C錯誤；d～e段噬菌斑數(shù)量達到最大，說明d點之前絕大部分細菌已經(jīng)裂解。 答案　C 15．噬菌體是一類細菌病毒。下列關(guān)于噬菌體侵染細菌實驗的相關(guān)敘述中，不正確的是(　　)。 A．該實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) B．侵染過程的“合成”階段，噬菌體DNA作為模板，而原料、ATP、酶、場所等條件均由細菌提供 C．為確認何種物質(zhì)注入細菌體內(nèi)，可用32P、35S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì) D．若用32P對噬菌體雙鏈DNA標記，再轉(zhuǎn)入培養(yǎng)有細菌的普通培養(yǎng)基中讓其連續(xù)復制n次，則含32P的DNA應占子代DNA總數(shù)的 解析　噬菌體是一類細菌病毒，侵染細菌的時候是將DNA注入細菌細胞內(nèi)，以噬菌體的DNA為模板，利用細菌的原料來合成噬菌體的DNA及蛋白質(zhì)。噬菌體侵染細菌的實驗中，用32P、35S分別標記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，若要證明蛋白質(zhì)是否為遺傳物質(zhì)，可將分離出來的蛋白質(zhì)單獨注入細菌中，看能否產(chǎn)生同樣的噬菌體后代；DNA具有半保留復制的特點，所以用32P標記的噬菌體雙鏈DNA，讓其連續(xù)復制n次后，含32P的DNA應占子代DNA總數(shù)的。 答案　A