2019届高中生物一轮复习方案讲义:第6单元 1 第19讲DNA是主要的遗传物质 Word版含答案.doc
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1、第19讲DNA是主要的遗传物质肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌的类型特点类型菌落荚膜毒性S型光滑有有R型粗糙无无如何辨别R型细菌和S型细菌?提示:(1)显微观察:制作装片,显微镜观察是否有荚膜结构。(2)宏观观察:培养形成菌落,根据培养基中两种细菌不断增殖形成菌落的形态可以区分,肉眼即可辨别。2格里菲思体内转化实验(1)过程(2)结论:加热杀死的S型细菌中,含有促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。3艾弗里体外转化实验(1)过程(2)结论:DNA才是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是转化因子,是遗传物质。 (必修2 P44图33改编)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,
2、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R型蛋白质R型R型荚膜多糖R型R型DNAR型、S型R型DNA(经DNA酶处理)R型A.不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型细菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质答案:C 1(2018武汉模拟)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是()AS型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落是光滑的BS型菌的DNA经加热后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活C从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌D该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DN
3、A引起的解析:选D。S型肺炎双球菌的菌落为光滑的,R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的,A错误;因加热杀死的S型菌不能在小鼠体内繁殖,所以仅注射该菌后小鼠存活,B错误;S型细菌中有活性的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌,因此从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌和R型菌,C错误;该实验证明S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌,但不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,D正确。2(2018福建高三质检)艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后,持反对观点者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜,而不是起遗传作用”。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对
4、青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是()AR型菌抗青霉素的S型菌DNA预期出现抗青霉素的S型菌BR型菌抗青霉素的S型菌DNA预期出现S型菌CR型菌S型菌DNA预期出现S型菌DR型菌S型菌DNA预期出现抗青霉素的S型菌答案:A噬菌体侵染细菌的实验1实验材料T2噬菌体2实验方法:同位素标记法,该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。(必修2 P45图36改编)为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记,而不用14C和18O标记?答案:S是蛋白质的特征元素,P是DNA的特征元素。若用14C和18O进行标记,由于蛋白质和DNA都含有C和O,因此
5、无法确认被标记的是何种物质。 3实验过程及结果(1)标记噬菌体能否用35S和32P标记同一噬菌体?提示:35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上,因为放射性检测时只能检测到存在部位,不能确定是何种元素的放射性。(2)侵染细菌(3)结果分析分组实验(相互对照)结果结果分析含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32PDNA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4.实验结论:在噬菌体中,保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA,即DNA是遗传物质。 考向1噬菌体侵
6、染细菌实验分析1(2018山东泰安模拟)如图表示“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的过程,图中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌,分别来自于锥形瓶和试管。下列有关叙述错误的是()A图中锥形瓶内的培养液要加入含32P的无机盐来培养大肠杆菌B图中A少量噬菌体未侵入细菌会导致沉淀物中的放射性强度偏低C若亲代噬菌体的DNA中含有腺嘌呤50个,3次复制需要胸腺嘧啶350个DC中子代噬菌体蛋白质外壳的合成,需要噬菌体的DNA和细菌的氨基酸参与解析:选A。图中锥形瓶是用来培养大肠杆菌的,亲代噬菌体已被32P标记,所以锥形瓶内不需要加入32P标记的无机盐,A错误;图中A少量噬菌体未侵入细菌,搅拌离心
7、后其出现在上清液中,所以会导致上清液中出现放射性,而沉淀物中的放射性强度偏低,B正确;若亲代噬菌体的DNA中含有腺嘌呤50个,则胸腺嘧啶也是50个,所以3次复制需要胸腺嘧啶为50(231)350(个),C正确;子代噬菌体蛋白质外壳的合成,需要以噬菌体的DNA作为模板,细菌的氨基酸作为原料,D正确。21952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
8、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%,主要原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌D本实验证明噬菌体复制和传递遗传物质的过程中DNA起着重要作用解析:选B。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存活率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,应是先培养大肠杆菌,再用噬菌体侵染大肠杆菌,B错误。由题图知,被侵染的细菌存活率基本保持在100%,说明细菌未发生裂解,故细胞外32P含量有30%是因为部分标记的噬菌体还未侵染细菌,C正确。本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,
9、D正确。噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌 (2)35S噬菌体侵染大肠杆菌 考向2两个经典实验的比较3(2018湖北黄冈统考)下列有关肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同点的叙述,正确的是()A实验材料都是原核生物B只有肺炎双球菌的实验利用了对照实验C都能证明DNA是遗传物质D实验处理都采用了直接分离法解析:选C。噬菌体为病毒,不是原核生物;两个实验都设计了对照实验;两个实验都证明了DNA是遗传物质;肺炎双球菌体外转化实验采用了直接分离法,噬菌体侵染细菌实验采用了同位素标记法。4(2018武汉高三月考)艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯
10、的噬菌体侵染细菌实验,都能证明DNA是遗传物质,对这两个实验的研究方法可能有:设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应;放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是()A两者都运用了和B前者运用了,后者运用了C前者只运用了,后者运用了和D前者只运用了,后者运用了和解析:选D。艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应并且运用了放射性同位素标记法。艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较项目肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验设计思路设法将DNA与其他物质分开,单独、直接研究它们各
11、自的作用处理方法直接分离:分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养同位素标记法:分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA结论(1)证明DNA是遗传物质,而蛋白质等不是遗传物质;(2)说明了遗传物质可发生可遗传的变异(1)证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质;(2)说明DNA能控制蛋白质的合成;(3)说明DNA能自我复制 生物体内遗传物质的分析1RNA也是遗传物质的实验(1)实验材料:烟草花叶病毒和烟草。烟草花叶病毒的组成成分是蛋白质和RNA。(2)实验过程及现象(3)结论:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。2生物体内核酸种类及遗
12、传物质生物类型核酸种类遗传物质实例有细胞结构的生物真核生物DNA、RNADNA玉米、小麦、人原核生物乳酸菌、蓝藻无细胞结构的生物DNA病毒DNADNA噬菌体RNA病毒RNARNA烟草花叶病毒3.探索结论:DNA是主要的遗传物质,因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少部分生物的遗传物质是RNA。助学巧记(1)病毒的遗传物质是DNA或RNA。(2)细胞构成的生物其遗传物质都是DNA。下列内容与探索遗传物质的经典实验分别对应的结论是什么? 考向1病毒感染及重组实验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,由此可以判断下列说法正确的是() A水和苯酚的作用是分离病
13、毒的蛋白质和RNABTMV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DRNA是TMV的主要遗传物质解析:选A。从图示分析,TMV放入水和苯酚中振荡后,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(2018深圳模拟)以下是RNA为遗传物质的实验图解,请据图中的信息,选出正确的选项()A不同类型的外壳互换,说明外壳对病毒的侵染不起作用B病毒的后代性状只和核酸有关,因为只有核酸侵入
14、细胞C病斑类型的不同,根本上是由病毒外壳的抗原特异性决定的D该实验不用“同位素追踪”的原因是RNA全保留复制,后代含有放射性的个体少答案:B“遗传物质”探索的4种方法 考向2生物体内遗传物质判断3(2018芜湖模拟)下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是()A豌豆的遗传物质主要是DNAB酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上CT2噬菌体的遗传物质含有硫元素DSARS病毒的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸答案:B4若某种生物的遗传物质碱基组成如图,则此生物最可能是()AT2噬菌体B肺炎双球菌C烟草花叶病毒 D酵母菌答案:C 清一清易错点1误认为加热杀死的S型细菌可使所有R型细菌实现转化点拨并非所有的R
15、型细菌都转化为S型细菌,事实上转化的效率很低,并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响,因此只有少部分R型细菌被转化为S型细菌。易错点2误认为格里菲思实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA或误认为艾弗里实验运用了“同位素标记”技术点拨(1)格里菲思实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”,但并未具体证明转化因子是何种物质。(2)艾弗里实验所用方法为“化学分离提取法”而不是放射性同位素标记法,噬菌体侵染细菌实验所利用的才是放射性同位素标记法(32P、35S)。易错点3混淆噬菌体侵染细菌实验的2个关键环节“保温”与“搅拌”点拨(1)“保温”时间要合适保温时间过短或过长会
16、使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。(2)“搅拌”要充分如果搅拌不充分,35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离,噬菌体与细菌共存于沉淀物中,这样造成沉淀物中出现放射性。易错点4误认为原核生物或真核生物细胞质中的遗传物质为RNA或认为某一生物遗传物质“主要是DNA”点拨(1)真核生物(包括细胞质、细胞核中)和原核生物的遗传物质一定是DNA。(2)病毒的遗传物质是DNA或RNA。(3)绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此DNA是主要的遗传物质。判一判(1)在生命科学发展过程中,肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质()(2)艾弗里的体外转化实验证明了D
17、NA是主要的遗传物质()(3)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开,分别观察其遗传作用()(4)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质()(5)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术()(6)证明光合作用所释放的O2来自于水与用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质所用核心技术相同(2016全国)()(7)赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料,通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA,证明了DNA是遗传物质(2015江苏)()(8)T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖(海南)()(9)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质(2016全
18、国)()(10)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等(2016山东)()(11)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力()(12)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂方式增殖,使该细菌裂解()(13)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,证明了DNA的复制()答案:(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13) (2017高考全国卷)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是()AT2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖BT2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA
19、和蛋白质C培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同解析:选C。T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中,不能寄生在肺炎双球菌中,A项错误;T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中,不能发生于病毒颗粒中,B项错误;T2噬菌体的核酸是DNA,DNA的元素组成为C、H、O、N、P,培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,C项正确;人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA,T2噬菌体的核酸是DNA,且二者的增殖过程不同,D项错误。 (2017高考江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是
20、()A格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记解析:选C。格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为S型细菌,但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么,A项错误;艾弗里实验证明了DNA是遗传物质,并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡,B项错误;由于噬菌体没有细胞结构,所以离心后,有细胞结构的大肠杆菌在试管底部,而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中,C项正确;赫尔希和蔡斯实验中
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