【生物】2020届一轮复习人教版DNA是主要的遗传物质学案

【生物】2020届一轮复习人教版DNA是主要的遗传物质学案

‎2020届 一轮复习 人教版 DNA是主要的遗传物质 学案 人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。‎ ‎　　考点1　肺炎双球菌的转化实验 知/识/梳/理 ►—————————————‎ ‎1．格里菲思的体内转化实验 ‎(1)实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。‎ S型细菌 R型细菌 菌落 光滑 粗糙 菌体 ‎　有　多糖类荚膜 ‎　无　多糖类荚膜 毒性 ‎　有　毒性，使小鼠患败血症死亡 ‎　无　毒 ‎(2)实验过程及结果 ‎ (3)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种　转化因子　使R型活细菌转化为S型活细菌。‎ 提醒：格里菲思体内转化实验没有证明DNA是遗传物质。‎ ‎2．艾弗里的体外转化实验 ‎(1)实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖？‎ ‎(2)方法：直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，将它们分别与　R型细菌　混合培养，研究它们各自的遗传功能。‎ ‎(3)实验过程及结果 ‎ (4)结论：　DNA　是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。‎ 教/材/研/析 ►—————————————‎ ‎■必备语句——记一记 ‎1．格里菲斯的肺炎双球菌转化实验只是证明了S型细菌体内存在转化因子。‎ ‎2．R型细菌无荚膜，菌落表面粗糙，无毒；而S型细菌有荚膜，菌落表面光滑，有毒。‎ ‎3．从格里菲斯的第④组分离得到的肺炎双球菌既有S型，也有R型。‎ ‎4．艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，RNA和蛋白质不是遗传物质。‎ ‎5．在艾弗里的实验中，DNA酶将DNA水解成脱氧核苷酸，不能发生转化，这说明完整的DNA分子是遗传物质，脱氧核苷酸不是。‎ ‎■教材拓展——做一做 ‎1．(必修2 P44图3—3改编)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如表。由表知下列说法正确的是(　　)‎ 实验组号 接种菌型 加入S型细菌物质 培养皿长菌情况 ‎①‎ R型 蛋白质 R型 ‎②‎ R型 荚膜多糖 R型 ‎③‎ R型 DNA R型、S型 ‎④‎ R型 DNA(经DNA酶处理)‎ R型 A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子 B．②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性 C．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子 D．①～④说明DNA是主要的遗传物质 答案：C ‎2．(1)加热杀死的S型细菌中的蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 答案：不是。加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。‎ ‎(2)肺炎双球菌体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 答案：起对照作用。用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，结果不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化，DNA才是使R型细菌转化的物质。‎ ‎[角度1]　肺炎双球菌体内转化实验　‎ ‎1．1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：‎ 第一组 第二组 第三组 第四组 实验处理 注射活的R型菌 注射活的S型菌 注射加热杀死的S型菌 注射活的R型菌与加热杀死的S型菌 实验结果 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌 小鼠不死亡 小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌 下列关于此实验的分析，不正确的是(　　)‎ A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离到S型活细菌 B．对第4组实验的分析必须以1～3组的实验为参照 C．本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化 D．本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”‎ 解析：D　[本实验只能得出存在转化因子，但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出，D.错误。]‎ ‎2．如图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程，S型菌有荚膜且具有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，R型菌无荚膜也无毒性。下列说法错误的是(　　)‎ A．与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却 B．无毒的R型菌转化为有毒的S型菌属于基因重组 C．该转化实验不能证明DNA是遗传物质 D．S型菌的DNA能抵抗机体的免疫系统，从而引发疾病 解析：D　[与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却，以防止高温杀死R型菌，A.正确；S型菌的DNA进入R型菌，使R型菌有毒性，实际上就是外源基因进入受体整合到受体DNA上并得以表达，属于基因重组，B.正确；该转化实验不能证明DNA是遗传物质，C.正确；由于S型菌有荚膜(荚膜属于多糖，不是DNA)，进入吞噬细胞后，受荚膜的保护，能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化，从而迅速增殖、扩散，引起机体发生疾病，D.错误。]‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　 [角度2]　肺炎双球菌的体外转化实验　‎ ‎3．艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”，进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列有关叙述错误的是(　　)‎ A．添加S型细菌DNA的培养基中只长S型菌落 B．实验过程中应使用固体培养基培养R型细菌 C．实验结论是S型细菌的DNA使R型细菌发生了转化 D．实验设计思路是单独观察S型细菌各种组分的作用 解析：A　[肺炎双球菌体外转化实验中，添加S型细菌DNA的培养基中的菌落有S型和R型两种，A错误。]‎ ‎4．如图是关于肺炎双球菌的转化实验，分析错误的是(　　)‎ A．肺炎双球菌转化的实质是基因重组 B．结果1中全部为S型肺炎双球菌 C．该实验证明DNA是遗传物质 D．结果2中全部为R型肺炎双球菌 解析：B　[肺炎双球菌转化的实质是基因重组，A.正确；结果1中有S型细菌，也有R型细菌，因为只有部分R型细菌会转化为S型细菌，B.错误；该实验证明了DNA是遗传物质，C.正确；S型细菌的DNA被DNA酶降解后将不会使R型细菌发生转化，因此，结果2中全部为R型细菌，D.正确。]‎ ‎“四点”辨明细菌体内转化问题 ‎(1)转化的实质并不是基因发生了突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。‎ ‎(2)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。‎ ‎(3)加热杀死的S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内。结果在S型细菌DNA的控制下，R型细菌体内合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌。‎ ‎(4)并非所有的R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。‎ 考点2　噬菌体侵染细菌实验 知/识/梳/理 ►—————————————‎ ‎1．实验材料：噬菌体和大肠杆菌等。‎ ‎(1)噬菌体的结构 ‎ (2)噬菌体的复制式增殖 增殖需要的条件 内容 模板 ‎　噬菌体　的DNA 合成噬菌体DNA的原料 ‎　大肠杆菌　提供的四种脱氧核苷酸 合成噬菌体蛋白质 原料 ‎　大肠杆菌的氨基酸　‎ 场所 大肠杆菌的核糖体 ‎2.实验方法：　放射性同位素标记　法。‎ ‎3．实验过程 ‎(1)标记噬菌体 ‎①35S标记噬菌体主要为　蛋白质　外壳。‎ ‎②32P标记噬菌体的　DNA　。‎ ‎(2)噬菌体侵染细菌过程 ‎4．实验结果分析 ‎(1)噬菌体侵染细菌时，　DNA　进入细菌细胞中，而　蛋白质外壳　留在外面。‎ ‎(2)子代噬菌体的各种性状是通过　亲代DNA　遗传的。‎ ‎5．结论：　DNA　是遗传物质。‎ 教/材/研/析 ►—————————————‎ ‎■必备语句——记一记 ‎1．噬菌体增殖需要细菌细胞提供原料、场所、酶和能量等，只有模板是噬菌体自己的。‎ ‎2．噬菌体增殖的过程包括：吸附、注入核酸、合成核酸和蛋白质、装配和释放等过程。‎ ‎3．32P和35S标记的噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。‎ ‎4．标记噬菌体不能直接用培养基培养，必需先用含35S(或32P)的培养基培养细菌，然后用噬菌体感染细菌。‎ ‎5．用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。‎ ‎■教材拓展——做一做 ‎1．(必修2 P46拓展题T1改编)在经典实验噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程中，进行搅拌、离心，得到的上清液中主要含有(　　)‎ A．蛋白质外壳　　　　　 B．较轻的大肠杆菌 C．尚未侵入的噬菌体 D．噬菌体和细菌的混合物 答案：A ‎2．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性的原因是什么？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 答案：可能由于搅拌不充分、离心时间过短、转速过低等原因，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量的放射性。‎ ‎3．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含有较高放射性的原因是什么？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 答案：(1)保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。(2)从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。‎ ‎[角度1]　噬菌体侵染细菌实验分析　‎ ‎1．下列对噬菌体侵染细菌实验的分析，不正确的是(　　)‎ A．实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间 B．本实验分别研究了DNA和蛋白质在噬菌体增殖中的作用 C．以32P标记的一组实验可确定DNA与蛋白质是否进入了细菌 D．细菌裂解后，32P标记组的子代噬菌体有放射性 解析：C　[实验前必须清楚噬菌体侵染细菌后引起细菌裂解的时间，离心应在细胞裂解前完成，A.正确；本实验用32P和35S分别标记DNA和蛋白质，从而分别研究了DNA和蛋白质在噬菌体增殖中的作用，B.正确；以32P标记的一组实验只能确定DNA是否进入了细菌，C.错误；子代噬菌体的DNA是以32P标记的DNA为模板合成的，故子代噬菌体有放射性，D.正确。]‎ ‎2．下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，有关叙述正确的是(　　)‎ A．被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的 B．培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量 C．培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量 D．搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量 解析：D　[病毒必须寄生在活细胞中，不能用培养基直接培养，A项错误；培养时间的长短会影响32P标记的实验结果，不影响35S标记的实验结果，B、C项错误；搅拌不充分会使噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，使沉淀物中有少量放射性，D项正确。]‎ ‎[角度2]　两大经典实验及其比较　‎ ‎3．(2019·河南南阳市一联)下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验中，说法正确的是(　　)‎ A．肺炎双球菌的体内转化实验是根据小鼠是否死亡来说明R型肺炎双球菌中有转化因子的 B．肺炎双球菌体外转化实验中，转化得到的S型肺炎双球菌体内存在R型肺炎双球菌的遗传物质 C．实验前用来培养噬菌体的大肠杆菌和噬菌体侵染细菌实验中被侵染的大肠杆菌都是标记好的大肠杆菌 D．实验不能说明DNA是主要的遗传物质，但都可以说明蛋白质不是遗传物质 解析：B　[肺炎双球菌的体内转化实验是根据小鼠体内是否出现S型细菌来说明S型肺炎双球菌中有转化因子的，A.错误；实验前用来培养噬菌体的大肠杆菌是标记好的大肠杆菌，而噬菌体侵染细菌实验中被侵染的大肠杆菌不是被标记的大肠杆菌，C.错误；肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都不能说明DNA是主要的遗传物质，其中肺炎双球菌转化实验可以说明蛋白质不是遗传物质，而噬菌体侵染细菌实验不能说明蛋白质不是遗传物质，D.错误。]‎ ‎4．艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯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：‎ ‎①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；②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①和②‎ B．前者运用了①，后者运用了②‎ C．前者只运用了②，后者运用了①和②‎ D．前者只运用了①，后者运用了①和②‎ 解析：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；运用了放射性同位素标记法。]‎ ‎1．三次涉及大肠杆菌 ‎2．两个关键环节——“保温”与“搅拌”‎ ‎(1)侵染时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染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。‎ 考点3　DNA是主要的遗传物质 知/识/梳/理 ►—————————————‎ ‎1．烟草花叶病毒感染烟草的实验 ‎(1)实验过程及结果 ‎ (2)实验结论：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．探索遗传物质的经典实验总结 ‎(1)DNA是主要的遗传物质 真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的遗传物质。‎ ‎(2)不同生物的遗传物质 生物类型 病毒 原核生物 真核生物 体内核酸种类 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA 体内碱基种类 ‎4种 ‎5种 ‎5种 体内核苷酸种类 ‎4种 ‎8种 ‎8种 遗传物质 DNA或RNA DNA DNA 实例 噬菌体、烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、人 教/材/研/析 ►—————————————‎ ‎■必备语句——记一记 ‎1．烟草花叶病毒侵染烟草实验能够证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。‎ ‎2．病毒的遗传物质是DNA或RNA，病毒的核酸有DNA或RNA。‎ ‎3．真核细胞、原核细胞和大部分病毒的遗传物质都是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA。‎ ‎4．以RNA为遗传物质的常见病毒有：烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒、流感病毒、禽流感病毒、寨卡病毒等。‎ ‎5．细胞生物的遗传物质(DNA)主要分布在染色体上，细胞质中也有少量的DNA。‎ ‎■教材拓展——做一做 ‎1．(必修2 P46第二段拓展)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．病斑类型的不同，根本上是由病毒外壳的抗原特异性决定的 C．病毒的后代性状只和核酸有关，因为只有核酸侵入细胞 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：C ‎2．真核生物、原核生物和病毒的遗传物质分别是什么？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 答案：真核生物与原核生物的遗传物质都是DNA，而病毒的遗传物质是DNA或RNA。‎ ‎3．上述病毒重组实验不能证明DNA是主要的遗传物质的原因是什么？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 答案：(1)病毒重组实验用的是RNA病毒，能够证明RNA是TMV的遗传物质。(2)要证明DNA是主要的遗传物质需要大量的实验证明大多数生物的遗传物质是DNA，少数生物的遗传物质是RNA，才能说DNA是主要的遗传物质。‎ ‎[角度1]　病毒侵染及拆分重组实验　‎ ‎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毒的蛋白质和RNA B．TMV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 D．RNA是TMV的主要遗传物质 解析：A　[从图示分析，TMV放入水和苯酚中后，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．某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，如表所示。其中预测正确的是(　　)‎ ‎“杂合”噬菌体的组成 实验预期结果 预期结果序号 子代表现型 甲种DNA＋乙种蛋白质 ‎1‎ 与甲种一致 ‎2‎ 与乙种一致 乙种DNA＋甲种蛋白质 ‎3‎ 与甲种一致 ‎4‎ 与乙种一致 A.1、3　　　　　　　　　 B．1、4‎ C．2、3 D．2、4‎ 解析：B　[以DNA为遗传物质的噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳留在体外，DNA注入大肠杆菌中，指导合成相应噬菌体的蛋白质。因此当甲种DNA＋乙种蛋白质的重组噬菌体侵染大肠杆菌时，其子代应表现为甲种噬菌体的性状；当乙种DNA＋甲种蛋白质的重组噬菌体侵染大肠杆菌时，其子代应表现为乙种噬菌体的性状。]‎ ‎[角度2]　生物体内遗传物质的判断　‎ ‎3．狂犬病毒、大肠杆菌、酵母菌和人体内的遗传物质分别是(　　)‎ A．RNA　DNA　DNA　DNA B．RNA　RNA　DNA　DNA C．RNA　RNA　RNA　DNA D．DNA　DNA　DNA　DNA 答案：A ‎4．下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是(　　)‎ A．DNA是绝大多数生物的遗传物质 B．有的生物的遗传物质是RNA C．在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质 D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质 解析：C　[生物的遗传物质是核酸，有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但只有DNA是遗传物质。没有细胞结构的病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。]‎ 探索“遗传物质”的4种方法 ‎[易错分析]‎ 易错点1　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2　不能正确理解肺炎双球菌转化实验的“转化”　‎ 点拨　(1)转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎双球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。‎ ‎(2)发生转化的只是少部分R型细菌：由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，所以转化过程中并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌转化成S型细菌。‎ 易错点3　未明确“标记”对象与实验结果的对应关系　‎ 点拨　“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题 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。,[自我训练]‎ ‎1．格里菲斯通过实验证明S型肺炎双球菌的DNA能够把R型细菌转化成S型(　　)‎ ‎2．艾弗里利用放射性同位素标记法证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质(　　)‎ ‎3．噬菌体侵染细菌实验利用了放射性同位素标记法，所用的放射性同位素是32P、35S(　　)‎ ‎4．R型细菌转化成S型是由于S型细菌的DNA诱导R型细菌发生了基因突变(　　)‎ ‎5．加热杀死的S型细菌能将所有R型细菌转化成S型(　　)‎ ‎6．用32P标记噬菌体在子代噬菌体中只有少数噬菌体有放射性(　　)‎ ‎7．蛋白质含有C、H、O、N、S等元素，因此可以用14C、3H、18O、15N、35S标记噬菌体(　　)‎ ‎8．真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNA(　　)‎ ‎9．绿色植物的主要遗传物质是DNA，位于细胞核中(　　)‎ 答案：1.×　2.×　3.√　4.×　5.×　6.×　7.×　8.×　9.×‎ 知识体系——定内容 核心素养——定能力 生命观念 通过遗传物质的发现历程，理解生命的延续和发展 理性思维 通过噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析，培养逻辑分析能力 科学探究 通过同位素标记法在实验中的应用，培养实验设计及对结果分析的能力 ‎1．在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下，下列关联中最合理的是(35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组)(　　)‎ A．甲组—上清液—b　　　 B．乙组—上清液—b C．甲组—沉淀物—c D．乙组—沉淀物—c 解析：B　[在噬菌体侵染细菌的过程中，蛋白质没进入细菌而DNA进入了细菌，所以甲组上清液中放射性几乎不变而乙组上清液中放射性逐渐减少，后又由于细菌裂解上清液中放射性又逐渐升高。]‎ ‎2．(2016·江苏卷，1)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　　)‎ A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果 B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质 C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的 D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质 解析：D　[格里菲思实验中肺炎双球菌R型细菌转化为S型细菌是基因重组的结果，A.错误；格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，B.错误；T2噬菌体营寄生生活，需先标记细菌，再标记噬菌体，C.错误；赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D.正确。]‎ ‎3．(2017·全国卷Ⅱ，2)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(　　)‎ A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖 B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA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：C　T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，A错误；T2噬菌体病毒要借助宿主细胞合成mRNA和蛋白质，B错误；用含有32P培养基培养大肠杆菌，再用含32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，能将T2噬菌体的DNA标记上32P即培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒为HIV，它的遗传物质是RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。‎ ‎4．(2017·全国卷Ⅰ，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。‎ 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)‎ 解析：(1)由于DNA和RNA元素组成相同，但其有各自的特有碱基，DNA特有碱基为T，RNA特有碱基为U，分别利用放射性同位素标记碱基T、U培养宿主细胞，使宿主细胞分别含有放射性同位素的碱基T和U，再利用病毒侵染宿主细胞，看子代病毒是否含有碱基T或U。用放射性同位素32P标记碱基T、31P标记碱基U培养宿主细胞，使其宿主细胞含有32P的碱基T。再用病毒去侵染含32P碱基T的宿主细胞，看子代病毒是否含有碱基T，为A组；用放射性同位素32P标记碱基U、31P的碱基T培养宿主细胞，使其宿主细胞含有32P的碱基U。再用病毒去侵染含32P碱基U的宿主细胞，看子代病毒是否含有碱基U，为B组。(2)若A组子代病毒具有放射性，B组不出现放射性，则说明其遗传物质是DNA，反之A组不含有放射性，B组含有放射性，则其遗传物质是RNA。‎ 答案：(1)思路 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。‎ 乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。‎ ‎(2)结果及结论 若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。‎