【生物】2019届一轮复习中图版遗传物质的发现教案

【生物】2019届一轮复习中图版遗传物质的发现教案

第15讲　遗传物质的发现 ‎[最新考纲]　人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。‎ 考点一　基因在染色体上和肺炎双球菌转化实验(5年7考)‎ 一、基因在染色体上 ‎1.萨顿的假说 ‎(1)研究方法：类比推理。‎ ‎(2)内容：基因是由染色体携带着从亲代传递给下一代的，即基因就在染色体上。‎ ‎(3)依据：基因和染色体行为存在着明显的平行关系，如下表所示：‎ 基因 染色体 生殖过程中 在杂交过程中保持完整性和独立性 在配子形成和受精过程中，形态结构相对稳定 存在 体细胞 成对 成对 配子 成单 成单 体细胞中来源 成对基因一个来自父方，一个来自母方 一对同源染色体，一条来自父方，一条来自母方 形成配子时 非同源染色体上的非等位基因自由组合 非同源染色体自由组合 ‎2.基因位于染色体上的实验证据 ‎(1)实验者：摩尔根；‎ ‎(2)实验：果蝇杂交实验；‎ ‎(3)研究方法：假说—演绎法；‎ ‎(4)结论：控制眼色的基因位于性(X)染色体上。‎ 假说—演绎法与类比推理有怎样的区别？其是否具有逻辑的必然性？‎ 提示　‎ 假说—演绎法是建立在假说基础之上的推理，并通过验证得出结论，如孟德尔发现遗传定律；而类比推理是借助已知事实及事物间的联系推理得出假说，其得出的结论不具有逻辑必然性。‎ 二、肺炎双球菌转化实验 ‎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。‎ ‎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“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。‎ ‎1.肺炎双球菌体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？‎ 提示　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导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？其转化的实质是什么？‎ 提示　实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌，转化实质为“基因重组”。‎ ‎3.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？‎ 提示　起对照作用，用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，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。‎ ‎4.两个转化实验有哪些相同点及联系？‎ 提示　(1)相同点：所用材料相同；两实验都遵循对照原则、单一变量原则。‎ ‎(2)联系：体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸。‎ ‎1.(2017·经典高考)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(　　)‎ A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落为光滑的 B.S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DNA引起的 解析　S型肺炎双球菌的菌落为光滑的，R型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，A错误；S型菌加热后蛋白质变性，导致 细菌死亡，所以注射S型菌后的小鼠仍能存活，B错误；转化的效率不是100%，所以从病死小鼠中可分离得到S型菌和R型菌，C错误；本实验是肺炎双球菌体内转化实验，实验结论是S型菌中存在某种转化因子，促使R型菌转化为S型菌，但未证明转化因子是DNA，D正确。‎ 答案　D ‎2.(2017·河北省保定市期中)关于“肺炎双球菌的转化实验”，下列哪一项叙述是正确的是(　　)‎ A.R型菌与S型菌DNA混合后，转化是基因突变的结果 B.用S型菌DNA与活R型菌混合后，可能培养出S型菌和R型菌 C.用DNA酶处理S型菌DNA后与活R型菌混合，可培养出S型菌和R型菌 D.格里菲思用活R型菌与死S型菌混合后注射到小鼠体内，可导致小鼠死亡，这就证明了DNA是遗传物质 解析　R型菌与S型菌DNA混合后，转化是基因重组的结果，A错误；S型肺炎双球菌的DNA是转化因子，能使R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌，所以用S型菌DNA与活R型菌混合后，可能培养出S型菌和R型菌，B正确；用DNA酶处理S型菌DNA后，其所携带的遗传信息已失去，所以与活R型菌混合，不能培养出S型菌，C错误；格里菲思用活R型菌与死S型菌混合后注射到小鼠体内，可导致小鼠死亡，只能证明S型菌体内存在转化因子，不能证明DNA是遗传物质，D错误。故选B。‎ 答案　B 关注格里菲思实验(实验一)与艾弗里实验(实验二)3个“不同”‎ ‎　　　‎ ‎1.实验材料 T2噬菌体和大肠杆菌。‎ ‎(1)T2噬菌体的结构及生活方式 ‎(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 同位素标记法。该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。‎ ‎3.实验过程 ‎(1)标记噬菌体 ‎(2)侵染细菌 结果 结果 ‎4.实验结果分析 ‎(1)噬菌体侵染细菌时，其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。‎ ‎■助学巧记 ‎“二看法”判断子代噬菌体标记情况 ‎1.真题重组　判断正误 ‎(1)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·课标Ⅲ，2B)(√)‎ ‎(2)T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖(2013·海南，13D)(√)‎ ‎(3)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质(2013·新课标Ⅱ，5改编)(√)‎ ‎(4)T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素。(2013·海南卷，13A)(×)‎ ‎(5)T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中。(2013·海南卷，13B)(×)‎ ‎“遗传物质的探索过程”的高考命题主要聚焦两大经典实验设计的思路、实施的过程、结果及相应结论等；关注实验方法的考查，如细菌的培养、噬菌体的同位素标记等；重视实验结论的提炼。考查主要以选择题为主，涉及细菌、病毒的结构和生活方式等相应的知识储备。‎ ‎2.(1)以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点？‎ 提示　细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：(1)个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。(2)繁殖快。细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。‎ ‎(2)尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计思路却有共同之处，你能否具体指出？‎ 提示　最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。‎ ‎　噬菌体侵染细菌实验分析 ‎1.(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.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同 解析　T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B错误；噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP，所以培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D错误。‎ 答案　C ‎2.(2017·江淮十校联考)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　病毒必须寄生在活细胞中，不能用培养基直接培养，‎ A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，因此B、C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正确。‎ 答案　D 关注噬菌体侵染细菌实验的2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。　　　‎ ‎　综合考查两大经典实验及其比较 ‎1.(2013·新课标Ⅱ，5)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是(　　)‎ ‎①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验　③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 ⑤DNA的X光衍射实验 A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤‎ 解析　孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和基因的自由组合定律；摩尔根通过果蝇的杂交实验证明了基因位于染色体上；DNA的X光衍射实验说明了DNA分子呈螺旋结构。证明DNA是遗传物质的实验有肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验。‎ 答案　C ‎2.(2018·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　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。‎ 答案　B 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 实验名称 艾弗里肺炎双球菌转化实验 噬菌体侵染细菌实验 实验思路 设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用 设计原则 对照原则和单一变量原则 处理方式的区别 直接分离法：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型活细菌混合培养 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)‎ 实验结论 DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质 注：两个实验均证明了“DNA是遗传物质”但不能证明“DNA是主要的遗传物质”。　　　‎ 考点三　DNA是主要的遗传物质 ‎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 ‎　病毒侵染及拆分重组实验 ‎(经典高考题)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，见表。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 甲的DNA＋乙的蛋白质 ‎1‎ 与甲种一致 ‎2‎ 与乙种一致 乙的DNA＋甲的蛋白质 ‎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　因为DNA是噬菌体的遗传物质，所以组成成分为甲的DNA和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致；组成成分为乙的DNA和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。‎ 答案　B 探索“遗传物质”的4种方法 ‎　　　‎ ‎【方法体验】‎ 下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA设计的实验步骤，请将其补充完整。‎ ‎(1)实验目的：略。‎ ‎(2)材料用具：显微注射器，该流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。‎ ‎(3)实验步骤：‎ 第一步：把该流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把A、B、C三组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。‎ 第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有该流感病毒产生。‎ ‎(4)请预测结果及结论：‎ ‎①___________________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________；‎ ‎②___________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎③若A、B、C三组均出现该流感病毒，则该流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。‎ 解析　病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的，核酸是遗传物质，核酸包括DNA和RNA两类， 根据题目要求探究的问题及给予的材料、试剂分析可知，实验中分别利用DNA水解酶、RNA水解酶处理该病毒核酸提取液，然后再注射到猪胚胎干细胞中培养，由于酶具有专一性，可根据培养后是否检测到该流感病毒来判断其核酸类型。‎ 答案　(3)分别用等量的相同浓度的DNA水解酶、RNA水解酶处理A、B两组核酸提取液，C组不做处理 ‎(4)①若A、C两组出现该流感病毒，B组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是RNA ‎②若B、C两组出现该流感病毒，A组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是DNA 易错·防范清零 ‎[易错清零]‎ 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。‎ ‎【注意】　常见的错误说法：“××(具体的某种生物名称)的遗传物质主要是DNA”“××(具体的某种生物名称)的主要遗传物质是DNA”‎ 等。对于具体的生物而言，其遗传物质是确定的，要么是DNA，要么是RNA，只能是其中的一种，因此对于具体的某种生物而言，“DNA”“RNA”或“遗传物质”的前面不能加“主要”两个字。‎ ‎[纠错小练]‎ ‎1.(2017·湖南六校联考)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　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。‎ 答案　B ‎2.(2017·江西四校联考)用32P或35S标记T2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养，保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物，并测量放射性。对此实验的叙述，不正确的是(　　)‎ A.实验目的是研究遗传物质是DNA还是蛋白质 B.保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏低 C.搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高 D.实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P 解析　32P、35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，可单独分析DNA或蛋白质在遗传中的作用，通过比较两组实验中上清液和沉淀物中放射性的差异，可以确定DNA是遗传物质，A正确；保温时间过长会使32P标记组大肠杆菌裂解，经过离心后含有放射性的噬菌体进入上清液中，从而使上清液的放射性偏高，B错误；若搅拌不充分，35S标记组噬菌体的蛋白质外壳仍附着在大肠杆菌表面，离心后蛋白质外壳随同大肠杆菌一同出现在沉淀物中，使沉淀物的放射性偏高，C正确；合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料来自大肠杆菌，故子代噬菌体均不含 ‎35S，但由于DNA的半保留复制，部分子代噬菌体可含有32P，D正确。‎ 答案　B ‎3.(2018·河南八市一联，15)在人类对生物遗传的探究历程中，众多学者通过实验逐步揭示了生物性状遗传的本质。下列相关叙述，错误的是(　　)‎ A.肺炎双球菌的体外转化实验表明DNA是细菌内的“转化因子”‎ B.T2噬菌体侵染细菌的实验表明DNA是生物主要的遗传物质 C.伞藻的嫁接与核移植实验表明细胞核控制着生物体性状的遗传 D.转入荧光蛋白基因的小鼠出现荧光现象，表明基因具有遗传效应 解析　本题考查与DNA有关的探究实验，主要考查理解能力和实验与探究能力。肺炎双球菌的体外转化实验证明DNA是转化因子，A正确；T2噬菌体侵染细菌的实验只表明DNA是遗传物质，B错误；伞藻的嫁接与核移植实验表明生物的性状是由细胞核控制的，C正确；转入荧光蛋白基因，出现荧光现象，表明基因控制蛋白质的合成，具有遗传效应，D正确。‎ 答案　B 随堂·真题&预测 ‎1.(2011·广东高考)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 ‎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 解析　实验过程中，①组加入的蛋白质和②组加入的荚膜多糖不能促进R型细菌的转化，说明二者不是转化因子，A错误；③组加入的DNA能促进R型细菌的转化，④组加入的经DNA酶处理的DNA不能促进R型细菌转化，说明DNA是转化因子，C正确；B、D均不能得到证明。‎ 答案　C ‎2.(2016·经典高考，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　格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，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。‎ 答案　D ‎3.(2013·海南卷，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是(　　)‎ A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质 D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖 解析　核酸中不含硫元素，故A错误；T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，故B错误；任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA中的一种，T2噬菌体的遗传物质是DNA，故C错误；T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖，D正确。‎ 答案　D ‎4.(2019·高考预测)T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌中的双链DNA病毒。用含放射性同位素32P的T2噬菌体侵染不含32P而含放射性同位素35S的大肠杆菌，经短时间保温后，进行搅拌、离心，发现子代噬菌体中均含有放射性。对上述实验的分析错误的是(　　)‎ A.某些子代T2噬菌体会同时含有32P和35S B.离心后放射性同位素主要集中于离心管的沉淀中 C.该实验表明T2噬菌体能利用大肠杆菌的物质进行增殖 D.该实验表明噬菌体的DNA进行半保留复制并控制生物性状 解析　根据噬菌体侵染大肠杆菌的过程可知，仅有一少部分的核酸中含有放射性同位素32P。根据实验结果，子代噬菌体中均含有放射性，可以说明所有子代T2噬菌体的蛋白质外壳中均有放射性同位素35S。A、B、C正确；该实验可以表明噬菌体的DNA控制生物性状，但不能证明DNA的复制方式，D错误。‎ 答案　D ‎(时间：30分钟　满分：100分)‎ ‎1.(2018·中原名校第二次质量考评，17)细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出了两种突变型：R型，无荚膜，菌落粗糙，不致病；抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS型菌和R型菌进行下列实验，对其结果的分析最合理的是(　　)‎ A.甲组中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复 B.乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长 C.丙组培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是PenrS型菌 D.丁组中因为DNA被水解而无“转化因子”，所以无菌落生长 解析　甲组中部分R型菌可转化为PenrS型菌，使部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后小鼠不可康复；乙组中可观察到两种菌落，加青霉素后只有PenrS型菌落能继续生长；丙组培养基中含有青霉素，R型菌不能生长，也不能发生转化，所以不会出现菌落；丁组中因为PenrS型菌的DNA被水解而无“转化因子”，且R型菌不抗青霉素，所以无菌落生长。‎ 答案　D ‎2.(2017·重庆巴蜀中学期末，14)利用两种 类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是(　　)‎ A.通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌 C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果 D.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组 解析　从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质；F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌；而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果；A组经煮沸，D和E组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D错误。‎ 答案　D ‎3.(2018·“超级全能生”全国卷联考，12) “DNA是主要的遗传物质”是经过多位科学家长期研究得到的结论，下列有关这一探究历程的叙述与史实相符的是(　　)‎ A. 格里菲思的实验思路是将S型细菌的各物质分离，独立观察每种物质的遗传效应 B. 艾弗里的肺炎双球菌转化实验实际利用了染色体变异实现了细菌的转化 C. 噬菌体侵染细菌实验应用了同位素标记技术，证明了DNA是主要的遗传物质 D. 噬菌体侵染细菌实验之所以能够成功跟噬菌体本身的结构与侵染特点有密切关系 解析　艾弗里的实验思路是将S型细菌的各物质分离，独立观察每种物质的遗传效应，A错误；艾弗里的肺炎双球菌转化实验实际利用了基因重组实现了细菌的转化，B错误；噬菌体侵染细菌实验应用了同位素标记技术，证明了DNA是遗传物质，C错误；噬菌体侵染细菌实验之所以能够成功跟噬菌体本身的结构与侵染特点有密切关系，D正确。‎ 答案　D ‎4.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)均为能感染烟叶而使之出现感染斑的RNA病毒，用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而只留下RNA，由于两者的亲缘关系较近，能重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新品系病毒，用新病毒感染烟叶，如下图所示，下列分析错误的是(　　)‎ 注：a为TMV的蛋白质感染，b为TMV的RNA感染，c为HRV的蛋白质感染，d为HRV的RNA感染，e为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染，f为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染。‎ A.b与d的结果不同，说明不同的RNA控制合成不同的蛋白质，表现出不同的性状 B.e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板是TMV的RNA C.f中的杂交病毒感染后，繁殖出来的子代病毒具有HRV的RNA和HRV的蛋白质 D.a与b、c与d的结果不同，说明RNA是遗传物质，从而证明DNA是主要的遗传物质 解析　两种病毒均为RNA病毒，分析实验结果可知RNA是其遗传物质，但该实验不能证明DNA是主要的遗传物质。病毒复制时所需模板是其RNA，原料均来自宿主细胞——烟叶细胞。‎ 答案　D ‎5.(2018·焦作市新高三定位考试，13)下列关于遗传物质探究经典实验的说法，正确的是(　　)‎ A.格里菲思实验中死亡小鼠体内均可发现R型细菌和S型细菌 B.加热处理的S型细菌不能导致小鼠死亡的原因是DNA结构遭破坏而失活 C.用32P标记的烟草花叶病毒感染烟草细胞后，得到的子代病毒都有放射性 D.32P标记的噬菌体侵染细菌后，保温时间过短会使离心后上清液中出现放射性 解析　格里菲思所做的“肺炎双球菌转化实验”‎ 有四组，第二组是用活的S型细菌感染小鼠，则小鼠死亡后其体内只有S型细菌，A错误；加热处理的S型细菌与活的R型细菌混合能导致小鼠死亡，而只有加热处理的S型细菌不能导致小鼠死亡，其原因是蛋白质变性导致S型细菌死亡，加热时可以破坏DNA的双螺旋结构，温度降低后可恢复到原来的结构，B错误；用35P标记的烟草花叶病毒感染烟草细胞后，得到的子代病毒只有少部分有放射性，C错误；被32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后，若保温时间过短，部分噬菌体未侵染到大肠杆菌内，经离心后出现在上清液中，会导致离心后上清液中出现放射性，D正确。‎ 答案　D ‎6.(2018·安阳市高三一调，4)下列关于物质或生物“转化”的叙述，错误的是(　　)‎ A.有氧呼吸过程中能实现NAD＋与NADH的相互转化 B.在光合作用的暗反应过程中C3与C5可以相互转化 C.细胞有丝分裂过程中能实现染色质与染色体的相互转化 D.在肺炎双球菌的培养中，能实现S型细菌与R型细菌的相互转化 解析　有氧呼吸过程中，氧化型辅酶Ⅰ(NAD＋)与还原型辅酶Ⅰ(NADH)能循环相互转化，A正确；光合作用的暗反应过程中，通过CO2的固定和C3的还原，可实现C3与C5的相互转化，B正确；染色质与染色体是同一物质在不同时期的两种存在状态，细胞有丝分裂过程中能实现染色质与染色体的相互转化，C正确；R型细菌能转化成S型细菌，但因S型细菌具有荚膜，不能转化成不具有荚膜的R型细菌，D错误。‎ 答案　D ‎7.(2017·江西省高三联考)给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响，这样的实验为条件对照实验。分析图示对照实验的流程及结果，下列相关叙述，错误的是(　　)‎ A.R型细菌转化成S型细菌并非细胞分化的结果 B.该实验反映DNA被降解后将不具备遗传功能 C.提取出来的S型细菌的DNA纯度会影响S型细菌的数量 D.实验一为条件对照组，实验二为实验组 解析　细胞分化的实质是原有基因的选择性表达，而R型细菌转化成S型细菌是基因重组的结果，A正确；从实验二的结果可知，DNA被降解后将不具备遗传功能，B正确；当量一定时，提取出来的S型细菌的DNA纯度越高，S型细菌的DNA就越多，对R型细菌转化成S型细菌有利，C正确；根据条件对照实验的定义可知，实验一为实验组，而实验二为条件对照组，D错误。‎ 答案　D ‎8.(2017·河北省唐山高三高考强化练)针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注，下列有关噬菌体的叙述，正确的是(　　)‎ A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质 B.以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸 C.外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡 D.能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解 解析　噬菌体侵染细菌后，利用宿主菌的原料合成子代噬菌体，如利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质，A正确；以噬菌体的DNA为模板合成子代噬菌体的核酸，B错误；外壳留在宿主菌的外面，不能抑制宿主菌的蛋白质合成。大量子代噬菌体使细菌裂解死亡，并释放出子代噬菌体，C错误；宿主菌以二分裂方式进行增殖，而噬菌体不能分裂，D错误。‎ 答案　A ‎9.(2017·河南洛阳统考)如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是(　　)‎ A.①要加热处理、②要将各提取物分别与R型菌混合培养 B.培养基上的一个肺炎双球菌的菌落是一个群落 C.如果将活S型菌悬液与活R型菌悬液换一下位置，则会发生转化 D.③要转入固体培养基培养，结果可能出现S型、R型两种菌落 解析　①是对S型菌中的物质提纯和鉴定，不能加热处理，否则会导致蛋白质变性，影响实验结果，A错误；一个肺炎双球菌的菌落是由一个肺炎双球菌细胞通过分裂形成的后代子细胞群体，是一个种群，B错误；如果将活S型菌悬液与活R型菌悬液换一下位置，R型菌的遗传物质不能使S型菌转化为R型菌，即不能发生转化，C错误；形成菌落所需培养基为固体培养基，由于S型菌的DNA使部分R型菌发生了转化，培养基上会出现S型、R型两种菌落，D正确。‎ 答案　D ‎10.(2017·黑龙江省鸡西市高三联考)在植物细胞甲、乙为两种不同的病毒，经人工重建形成“杂种病毒丙”，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒就是A，B，C，D中的(　　)‎ 解析　“杂种病毒丙”是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的遗传物质RNA重建形成的，而生物的性状是由遗传物质决定的，因此用病毒丙去侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒与提供遗传物质RNA的病毒乙一样。‎ 答案　D ‎11.(2017·华东师大一附中高三综合训练)如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的标记元素为(　　)‎ A.在外壳中找到15N和35S B.在DNA中找到15N和32P C.在外壳中找到15N和32P D.在DNA中找到15N、32P和35S 解析　由于利用细菌的原料合成蛋白质外壳，所以不能在外壳中找到15N和35‎ S，A错误；由于15N在亲代噬菌体DNA和蛋白质都有，32P只存在于亲代噬菌体DNA，35S只存在于亲代噬菌体蛋白质；噬菌体侵染细菌，蛋白质外壳没有进入细菌，其DNA进入细菌，以自身DNA为模板，利用细菌提供原料，所以可在子代噬菌体的DNA中找到15N和32P，B正确；由于利用细菌的原料合成蛋白质外壳，所以不能在外壳中找到15N和32P，C错误；由于蛋白质外壳没有进入细菌，且35S不标记DNA，所以不能在DNA中找到35S，D错误。‎ 答案　B ‎12.(2017·河南十校联考)20世纪70年代，科学家利用小鼠进行了一系列体内转化实验，如图1所示。感受态R型细菌与S型细菌之间的转化过程如图2所示。请回答下列有关问题：‎ 实验1：R型细菌＋小鼠→存活 实验2：S型细菌＋小鼠→死亡→分离出S型细菌 实验3：S型细菌＋加热＋小鼠→存活 实验4：S型细菌＋加热＋R型细菌＋小鼠→死亡 图1‎ 图2‎ ‎(1)青霉素是一种常用的广谱抗菌素，通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，无青霉素抗性的细菌与青霉素接触，易死亡的原因最可能是___________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)在实验4死亡的小鼠中能够分离出　　　　型细菌。‎ ‎(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，据图1可知，你还可以通过怎样的方法来区分R型和S型细菌？____________‎ ‎_________________________________________________。‎ ‎(4)图2中步骤　　　　是将S型细菌加热杀死的过程；S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链在　　　　‎ 酶的作用下分解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内；C细胞经DNA复制和细胞分裂后，产生大量的S型细菌导致小鼠患败血症死亡，S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的　　　　(一种结构)有关，细菌此结构的有无受　　　　控制。‎ ‎(5)科学家证实生物界基因表达的基本机制是相同的。性状的表达需经过　　　　和　　　　过程。‎ 解析　(1)依题意可知，青霉素通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，用青霉素处理，无青霉素抗性的细菌所产生的子代细菌因缺乏细胞壁的保护，导致细胞吸水过多，引起细胞膜过度膨胀发生破裂而死亡。(2)在实验4中，S型细菌含有的转化因子能使部分R型细菌转化为S型细菌致使小鼠死亡，故在实验4中，死亡的小鼠中能够分离出S型细菌和R型细菌。(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，还可以用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分R型和S型细菌。(4)分析图2可知，步骤①是将S型细菌加热杀死的过程；DNA水解酶能催化DNA水解；R型细菌的外表面没有荚膜，没有致病性，而S型细菌的外表面有荚膜，有致病性，所以S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的荚膜有关；基因控制生物的性状，所以细菌荚膜结构的有无，受基因(或DNA)控制。(5)性状的表达过程即为基因指导蛋白质的合成过程，该过程包括转录和翻译两个阶段。‎ 答案　(1)细菌细胞吸水过多，细胞膜过度膨胀发生破裂 ‎(2)S型和R ‎(3)用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分 ‎(4)①　核酸(或DNA)水解　荚膜　DNA(或控制荚膜合成的基因)‎ ‎(5)转录　翻译 ‎13.艾弗里等人通过实验证实了在肺炎双球菌转化过程中起作用的是DNA。请用DNA酶作试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。‎ ‎(1)实验方案如下：‎ 第一步：从S型细菌中提取出其DNA。同时，制备符合要求的培养基，并将盛有等量培养基的培养装置分别标号A、B、C；‎ 第二步：______________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________；‎ 第三步：_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________；‎ 第四步：_______________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎(2)请预测实验结果并得出合理结论：_____________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)通过本实验，还能得出的新结论：_______________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　本题是验证实验。欲证明促进R型细菌转化的物质是DNA，可用DNA酶将S型细菌的DNA破坏，看其是否还能使R型细菌转化为S型细菌。解答时可考虑以下几个方面：①设置对照实验，在实验组中加入提取的S型细菌的DNA；在对照组中，一组中不加任何提取物，另一组中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶。②单一变量的控制，即只有培养细菌的培养基中是否加入S型细菌的DNA这一个实验变量，其余的变量(如接种的细菌种类、数量以及培养条件等)应基本相同。‎ 答案　(1)第二步：A中不加任何提取物，B中加入提取的S型细菌的DNA，C中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶(顺序可变)‎ 第三步：在三组培养基上分别接种等量的R型细菌 第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况 ‎(2)结果预测：A中只有R型细菌菌落；B中出现R型细菌和S型细菌两种菌落；C中只有R型细菌菌落。结论：S型细菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌 ‎(3)DNA只有在结构保持完整、未被破坏的前提下才具有促使R型细菌转化为S型细菌的功能