【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 考纲要求 人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。‎ 考点一　肺炎双球菌的转化实验 ‎1.　比较格里菲思实验和艾弗里实验 ‎ 项目 格里菲思实验 ‎(体内转化实验)‎ 艾弗里实验 ‎(体外转化实验)‎ 培养场所 小鼠体内培养 培养基(体外培养)‎ 实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌体内各成分的相互对照 实验结果 加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌 实验结论 加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”‎ DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 两实验 的联系 ‎①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌 ‎②体内转化实验是基础，仅说明加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA ‎③两实验都遵循对照原则、单一变量原则 ‎2.　辨析细菌体内的转化问题 ‎ ‎(1)格里菲思实验只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”，并没有证明DNA是遗传物质。‎ ‎(2)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实质是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。‎ ‎(3)使小鼠死亡的是S型肺炎双球菌而不是S型菌的DNA。‎ ‎(4)并非所有的R型细菌都被转化。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，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。‎ ‎1．(2019·阜阳模拟)下列有关肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验相同点的叙述，正确的是(　D　)‎ A．实验材料都是原核生物 B．都利用了放射性同位素标记法 C．都能证明DNA是主要的遗传物质 D．实验设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开 解析：肺炎双球菌转化实验中利用的肺炎双球菌属于原核生物中的细菌，而噬菌体侵染细菌实验中的噬菌体属于病毒，病毒没有细胞结构，故A错误；只有噬菌体侵染细菌的实验中利用了放射性同位素标记法，故B错误；这两个实验均只能证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，故C错误；肺炎双球菌转化实验中，设法将S型细菌的蛋白质和DNA分开，然后单独地和R型细菌混合；噬菌体在侵染细菌的过程中，DNA注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，故D正确。‎ ‎2．某人在琼脂固体培养基上利用肺炎双球菌做了系列实验，实验结果如图所示。下列说法中不正确的是(　B　)‎ A．该实验能够证明加热杀死的S型细菌体内有某种物质仍然具有生理活性 B．该实验证明了S型细菌体内的DNA是遗传物质 C．第1、2、3组实验是该实验的对照组 D．第3组与第4组进行对照可说明S型细菌体内有某种物质能使正常R型细菌转化成S型细菌 解析：该实验证明加热杀死的S型细菌体内有某种物质仍然具有生理活性，能将R型细菌转化为S型细菌；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；该实验中，1、2、3组是对照组，4组是实验组；第3组与第4组对照说明了S型细菌体内有某种物质能使R型细菌转化成S型细菌。该实验只能证明S型细菌体内存在某种物质(即转化因子)能使正常R型细菌转化成S型细菌，但不能确定该转化因子究竟是何种物质。‎ ‎3．(2019·皖江名校联考)将R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡。该小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况以及对此相关的叙述，正确的是(　B　)‎ A．最可能是图1，小鼠的免疫调节致使R型细菌数量逐渐下降 B．最可能是图2，小鼠体内的S型细菌最初来自R型细菌的转化 C．最可能是图1，死亡小鼠体内只能分离出活的S型细菌 D．最可能是图2，小鼠体内S型细菌与R型细菌为共生关系 解析：随着R型细菌转化成S型细菌，S型细菌的数量变化呈“S”型曲线，而R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加。‎ 考点二　噬菌体侵染细菌的实验 ‎1.　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 ‎2.　“两看法”解答噬菌体侵染细菌标记问题 ‎ ‎1．(2019·郑州模拟)T2‎ 噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程为同位素标记T2噬菌体→T2噬菌体侵染大肠杆菌→搅拌→离心→检测上清液和沉淀物的放射性，下列说法正确的是(　A　)‎ A．实验中有两次培养T2噬菌体的过程，可以说明病毒的生命活动离不开细胞 B．T2噬菌体侵染的是未标记的大肠杆菌，为保证侵染的效果可以延长保温的时间 C．离心的目的是让T2噬菌体和大肠杆菌分离 D．用32P标记的一组感染实验，放射性主要分布在上清液中 解析：病毒没有细胞结构，没有自主代谢，生命活动必须依赖活细胞，因此需要用大肠杆菌培养噬菌体，A正确；T2噬菌体侵染细菌的实验中，培养时间不宜过长，否则会导致噬菌体从大肠杆菌中释放出来，B错误；离心的目的是让T2噬菌体的蛋白质外壳和大肠杆菌分离，C错误；用32P标记的一组感染实验，放射性主要分布在沉淀物中，D错误。‎ ‎2．(2019·豫北四市联考)某同学模拟赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是(　A　)‎ A．35S标记的是T2噬菌体的DNA B．沉淀物b中含放射性的高低与②过程中搅拌是否充分有关 C．上清液a中放射性较强 D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质 解析：35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，DNA不含有S；若搅拌不充分，一部分蛋白质外壳不能与大肠杆菌分离，会随大肠杆菌进入沉淀物中，使沉淀物b中放射性增强；充分搅拌离心后，含放射性的蛋白质外壳进入上清液，使上清液a中放射性较强；该实验没有标记DNA，不能说明DNA的作用，故不能证明DNA是遗传物质。‎ ‎3．(2019·沧州名校联考)赫尔希和蔡斯于1952年所做的T2噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是T2噬菌体(　B　)‎ A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞 B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中 C．DNA可用15N放射性同位素标记 D．蛋白质可用32P放射性同位素标记 解析：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会裂解宿主细胞，但不是成功的原因；T2噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确；T2噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特征元素35S和32P，不能用共有元素15N；蛋白质的组成元素中一般没有P。‎ ‎4．用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是(　A　)‎ A．T2噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体未与细菌分离 C．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 D．32P标记了T2噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 解析：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，如果保温时间稍长，就会使大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，使上清液中也出现放射性，A正确；搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体的蛋白质外壳未与细菌分离，而32P标记噬菌体的DNA，因此上清液中不会出现较多的放射性，B错误；离心时间过长，可能会导致T2噬菌体的蛋白质外壳也会进入到沉淀物中，不会出现上述实验现象，C错误；蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，有的含有P、S，而且P的含量很少，因此不用P标记蛋白质，D错误。‎ ‎5．赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用放射性同位素标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了两代，则下列说法正确的是(　C　)‎ A．标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体 B．若32P标记组的上清液有放射性，则可能原因是搅拌不充分 C．含有32P的子代噬菌体和含有35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的和0‎ D．噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质 解析：本题考查探究遗传物质的实验，解题要点是对噬菌体侵染细菌过程的原理、方法、实验现象及结论的分析。噬菌体是病毒，只能用活细胞培养，A项错误；若32P标记组的上清液有放射性，最可能是因为保温时间过长，细菌裂解，释放的子代噬菌体分布于上清液中，B项错误；根据DNA半保留复制的特点，噬菌体在细菌体内复制了两代，含有32P的子代噬菌体占，含有35S的子代噬菌体为0，C项正确；噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质，D项错误。‎ 考点三　生物体内遗传物质的分析 ‎“遗传物质”探索的4种方法 ‎ ‎1．如图是某种高等植物病原体的遗传实验过程，实验表明这种病原体(　A　)‎ A．寄生于细胞内，通过RNA遗传 B．寄生于细胞间，通过蛋白质遗传 C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传 D．寄生于细胞间，通过RNA遗传 解析：由题图可知，将RNA接种在叶片上，叶片出现了病斑，而将蛋白质外壳接种到叶片上，叶片上没有出现病斑，所以该病原体是通过RNA遗传的。病毒都是寄生在细胞内的。‎ ‎2．(2019·郑州模拟)下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，不正确的是(　A　)‎ A．同时含有DNA和RNA的生物体，其遗传物质主要是DNA，其次是RNA B．细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质也是DNA C．具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质 D．在生物界中，只有部分病毒的遗传物质是RNA 解析：同时含有DNA和RNA的生物体，其遗传物质是DNA，A错误；细胞生物的遗传物质是DNA，主要存在于细胞核中，少量存在于细胞质的线粒体和叶绿体中，B正确；具有细胞结构的生物体均以DNA作为遗传物质，C正确；DNA是绝大多数生物的遗传物质，RNA是少数病毒的遗传物质，D正确。‎ ‎3.(2019·深圳模拟)以下是证明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(　B　)‎ 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 解析：外壳对病毒生命活动的发生是必不可少的；从图示可看出后代性状与参与侵染的RNA有关，与蛋白质无关；病毒表现的致病特性根本上是由其核酸决定的；全保留复制不是后代放射性个体少的原因。‎ ‎4．(2019·邯郸模拟)下列哪项事实能说明DNA是主要的遗传物质(　A　)‎ A．人们确认绝大多数生物的遗传物质是DNA之后，发现某些病毒的遗传物质是RNA B．T2噬菌体侵染细菌的实验表明DNA在亲子代噬菌体之间起桥梁作用 C．艾弗里的体外转化实验表明，只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转化为S型菌 D．人们得出染色体与生物的遗传有关之后，发现染色体的主要成分是DNA和蛋白质 解析：人们确认绝大多数生物的遗传物质是DNA之后，发现某些病毒的遗传物质是RNA，因此DNA是主要的遗传物质，A正确；T2噬菌体侵染细菌的实验表明DNA在亲子代噬菌体之间起桥梁作用，这说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，B错误；艾弗里的体外转化实验表明，只有加入S型菌的DNA才能使R型菌转化为S型菌，这说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；人们得出染色体与生物的遗传有关之后，发现染色体的主要成分是DNA和蛋白质，这不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误。‎ ‎1．格里菲思的体内转化实验得出的结论是：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得出的结论是：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。‎ ‎3．肺炎双球菌转化的实质是：基因重组。‎ ‎4．噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。‎ ‎5．细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。‎ ‎6．证明DNA是遗传物质的两大实验的实验思路：设法将DNA和蛋白质区分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。‎ ‎ ‎ 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是指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。‎ ‎ ‎ 加热并没有使DNA完全失去活性：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。‎ ‎ ‎ 并非所有的R型细菌都能被转化，只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。转化效率与DNA纯度有关，纯度越高转化效率越高。‎ ‎ ‎ 体内转化实验不能简单地说成有毒性的S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。‎ ‎ ‎ 含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。‎ ‎ ‎ ‎35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，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。‎ ‎ ‎ 对于某一种生物而言，遗传物质只有一种(DNA或RNA)，不能说主要是DNA。‎ ‎1．(2018·全国卷Ⅲ)‎ 下列研究工作中由我国科学家完成的是(　D　)‎ A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验 B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验 C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验 D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成 解析：本题主要考查生物科学史的相关知识。奥地利的孟德尔以豌豆为材料发现了性状遗传规律，A错误；美国的卡尔文用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用暗反应中的转移途径，B错误；美国的艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，C错误；世界上第一个人工合成的蛋白质——具有生物活性的结晶牛胰岛素，是由我国科学家完成的，D正确。‎ ‎2．(2017·全国卷Ⅱ)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(　C　)‎ 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：T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，并在其细胞中复制和增殖，A错误；T2噬菌体只有在宿主细胞内才能合成mRNA和蛋白质，B错误；培养基中的32P经宿主摄取后进入宿主细胞内部，在宿主细胞内，T2噬菌体以自身DNA为模板，以宿主细胞内的物质(含32P的脱氧核苷酸)为原料合成子代噬菌体的DNA，因此培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌体所含的核酸是DNA，故两者的核酸类型不同，增殖过程不完全相同，D错误。‎ ‎3．(2017·江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　C　)‎ 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：格里菲思实验证明加热杀死的S型细菌中，含有某种可使无毒性的R型活细菌转化为有毒性S型活细菌的“转化因子”，A错误；艾弗里实验证明只有S型细菌体内的DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中，细菌比重较大，离心后存在于沉淀中，C正确；赫尔希和蔡斯实验中，噬菌体进入细菌后，以自身DNA为模板，以细菌细胞内的物质为原料，遵循半保留复制原则，合成子代噬菌体的DNA，进而实现个体增殖，因此细菌裂解后得到的噬菌体中只有少量的噬菌体含有32P标记，D错误。‎ ‎4．(2016·江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　D　)‎ 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型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的，该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误，D正确。‎ ‎5．(2017·全国卷Ⅰ)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)‎ ‎(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。‎ 解析：该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA，要求使用的实验方法是同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只标记化学元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA，还是利用含有放射性标记的尿嘧啶来合成RNA。‎