【生物】2019届一轮复习人教版专题27人类对遗传物质的探索过程教案

【生物】2019届一轮复习人教版专题27人类对遗传物质的探索过程教案

考点27 人类对遗传物质的探索过程 高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆‎ ‎1．肺炎双球菌转化实验的分析 ‎（1）肺炎双球菌类型的比较 ‎　　特点 类型 菌落 荚膜 毒性 S型 光滑 有 有 R型 粗糙 无 无 ‎（2）格里菲思的体内转化实验 ①过程及结果 ②结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。‎ ‎（3）艾弗里的体外转化实验 ①过程与结果 ②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。‎ ‎2．噬菌体侵染细菌实验的分析 ‎ ‎（1）实验方法 同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。‎ ‎（2）实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌 ①噬菌体的结构 ②噬菌体的生活方式：活细胞寄生。‎ ‎（3）实验过程 ①标记噬菌体 ②侵染细菌 ‎（4）实验结果分析 分组 结果 结果分析 对比实验 ‎(相互对照)‎ 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 ‎32P—DNA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 ‎3．生物遗传物质的判断 ‎（1）RNA是遗传物质的实验 结论：烟草花叶病毒中RNA是遗传物质。‎ ‎（2）DNA是主要的遗传物质(连一连)‎ 考向一 肺炎双球菌转化实验的分析 ‎1．格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验，下列关于此实验的分析，错误的是 第一组 第二组 第三组 第四组 实验 处理 注射R型活细菌 注射S型活细菌 注射加热后杀死的S型细菌 注射R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合液 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 A．对实验结果的分析，四组实验必须相互对照 B．实验说明活的R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化 C．该实验结论为“DNA是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子”‎ D. 获得该实验结论的关键步骤是第四组小鼠死亡并分离出S型活细菌 ‎【参考答案】C 种“转化因子”，能将R型细菌转化成S型细菌，D正确。‎ 易错警示 肺炎双球菌的体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠死亡 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，利用R型细菌体内的化学成分合成了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。学@科网 ‎2．艾弗里将S型细菌的DNA加入到培养了R型肺炎双球菌的培养基中，得到了S型肺炎双球菌，有关叙述中正确的是 A．R型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的 B．R型细菌转化为S型细菌属于基因重组 C．该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA D．将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌 ‎【答案】B ‎ ‎ 考向二 噬菌体侵染细菌实验的结果分析 ‎3．如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为 A．可在外壳中找到15N和35S B．可在DNA中找到15N和32P C．可在外壳中找到15N D．可在DNA中找到15N、32P和35S ‎【参考答案】B ‎【试题解析】根据噬菌体的组成，其蛋白质含S而极少含P，其DNA含P而不含S，两者均含N；但噬菌体在侵染时其蛋白质留在细菌外面不起作用，而DNA进入细菌体内进行复制，复制时是利用细菌细胞中的物质为原料进行的，故在子代噬菌体的DNA中会找到15N、32P。‎ 解题技巧 ‎“二看法”判断子代噬菌体标记情况 ‎4．用32P标记的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10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能 A．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 ‎【答案】C ‎ ‎ 考向三 两个经典实验的曲线分析 ‎5．肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型活细菌和R型活细菌含量变化情况如图所示。下列有关格里菲思肺炎双球菌转化实验的叙述中，不正确的是 A．若将活的R型细菌单独注入到小鼠体内，菌体将不能存活 B．加热杀死的S型细菌在R型活细菌的转化下被激活并在小鼠体内繁殖 C．曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关 D．加热杀死的R型细菌不能使S型细菌转化为R型细菌 ‎【参考答案】B ‎ ‎ ‎6．1952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%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌，或者是侵染时间过长导致部分子代噬菌体从细菌中释放出来 D．本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA起着重要作用 ‎【答案】B ‎【解析】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，而是先培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染大肠杆菌，而且噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌，B错误。细胞外含有少量32P，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌，或者是侵染时间过长导致部分子代噬菌体从细菌中释放出来，C正确。本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D正确。‎ 考向四 遗传物质的实验分析与探究 ‎7．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 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 ‎【参考答案】A ‎ ‎ 技法提炼 探究遗传物质的思路和方法 ‎（1）探究思路 ‎①若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。‎ ‎②若探究未知病毒遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性，破坏其一，看其二。‎ ‎（2）探究方法 ‎①分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能保证100%。学@科*网 ‎②同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。‎ ‎③病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒。‎ ‎④酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”其遗传物质不是DNA，若“否”其遗传物质可能是DNA。‎ ‎8．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。‎ ‎【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 ‎ 检测到该流感病毒来判断其核酸类型。预测结果及结论：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；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。‎ ‎1．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是 A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质 B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数 D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是RNA ‎2．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 ‎3．对①～⑤这五种生物进行分析比较，结果如下表所示：‎ 比较项目 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎⑤‎ 细胞壁 无 无 有 有 无 所含核 酸种类 DNA DNA或 RNA DNA和 RNA DNA和 RNA DNA和 RNA 是否遵循 孟德尔遗 传定律 否 否 是 否 是 其中最可能表示肺炎双球菌和噬菌体的分别是 A．①和② B．⑤和①‎ C．④和② D．④和①‎ ‎4．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 ‎5．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验： ‎ ‎①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠 ‎②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠 ‎③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠 ‎④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠 以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 A．存活、存活、存活、死亡 B．存活、死亡、存活、死亡 C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、存活 ‎6．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 ‎7．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述中，正确的是 A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐 B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组 C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律 D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质 ‎8．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：‎ ‎①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；‎ ‎②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；‎ ‎③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；‎ ‎④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。‎ 以上4个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位分别是 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 ‎9．在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，下列相关叙述不正确的是 A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌 B．在t0~t1时间内，噬菌体还未侵入到细菌体内 C．在t1~t2时间内，噬菌体侵入细菌体内导致细菌大量死亡 D．在t2~t3时间内，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖 ‎10．如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题。‎ ‎（1）图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的________。‎ ‎（2）赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是噬菌体只由______________组成。‎ ‎（3）实验中采用搅拌和离心等手段，目的分别是____________________________________________。‎ ‎（4）仅有图3的实验过程，________(填“能”或“不能”)说明蛋白质不是遗传物质，原因是_____________________________________________________________________________。‎ ‎11．（2017·新课标Ⅱ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 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 ‎12．（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 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 ‎13．（2017·新课标Ⅰ卷）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．【答案】B ‎ 2．【答案】C ‎【解析】①孟德尔的豌豆杂交实验证明了遗传的基本规律；②摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因在染色体上；③肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质；④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验也证明了DNA是遗传物质；⑤DNA的X光衍射实验为DNA空间结构的构建提供了依据。‎ ‎3．【答案】D ‎【解析】肺炎双球菌是细菌，属于原核生物，含有细胞壁和核酸（DNA和RNA），但不能进行有性生殖，因此不遵循孟德尔遗传定律，对应于表中的④；噬菌体是DNA病毒，没有细胞结构，因此不含细胞壁，但含有核酸（DNA），不能进行有性生殖，因此不遵循孟德尔遗传定律，对应于表中的①，故选D。‎ ‎4．【答案】C ‎【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选项错误；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选项正确；B、D选项均不能得到证明。‎ ‎5．【答案】D ‎【解析】能使小鼠死亡的是活的S型菌。①DNA酶会将S型菌的DNA水解，从而失去转化作用，R型菌因此未发生转化，小鼠存活；②虽然DNA酶存在，但因加入了S型菌，因此小鼠死亡；③中没有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；④高温加热使S型菌的蛋白质及DNA酶变性，虽然S型菌的DNA还存在，但由于后面加的是R型菌的DNA，所以不能发生转化作用，小鼠存活。‎ ‎6．【答案】D ‎【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；F组出现的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项错误。学@科*网 ‎7．【答案】B ‎【解析】图中锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记噬菌体的侵染实验，两组相互对照，都是实验组；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，细菌裂解导致的。‎ ‎8．【答案】D ‎ 9．【答案】B ‎【解析】噬菌体侵染细菌的过程为吸附→注入→合成→组装→释放，侵入细菌时噬菌体只有DNA进入细菌体内，合成子代噬菌体需要的原料、酶、能量都由细菌提供，A正确。在t0~t1时间内，噬菌体和细菌的数量基本稳定，此时噬菌体可能还未侵入到细菌体内，也可能已经侵入到细菌体内，只是细菌还未裂解释放子代噬菌体，B错误。t1~t2时间内，细菌大量死亡是由于噬菌体的侵入，C正确。在t2~t3时间内，细菌裂解死亡，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖，D正确。‎ ‎10．【答案】（1）④　 ①　‎ ‎（2）蛋白质外壳和DNA　‎ ‎（3）搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体　‎ ‎（4）不能　 蛋白质外壳没有进入细菌体内 ‎【解析】（1）32P标记的是①(磷酸基团)，⑤(肽键)不含S，有些R基含S，故35S标记的是R基④。（2）噬菌体侵染细菌的实验思路是单独观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成，这是它被选为实验材料的原因之一。（3）实验中采用搅拌和离心等手段，搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，离心是让上清液中析出重量较轻的噬菌体，以便观察放射性存在的部位。（4）图3实验中蛋白质外壳没有进入细菌体内，不能说明噬菌体的蛋白质不是遗传物质。‎ ‎11．【答案】C ‎【解析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，只能在大肠杆菌中复制和增殖，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的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。‎ ‎12．【答案】C ‎【解析】格里菲思证明了S型菌中存在转化因子，能够使R型菌转化为S型菌，但没有提出转化因子是什么，A错误；艾弗里没有利用小鼠，是将肺炎双球菌在培养基中培养，根据菌落特征进行判断，证明了DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中离心的目的是让上清液析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的细菌，C正确； 32P标记亲代噬菌体的DNA，复制形成的子代噬菌体中有的带有32P标记，有的不带有32P标记，D错误。‎ ‎13．【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监测其放射性。‎ 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监测其放射性。‎ ‎（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。‎ ‎ ‎