【生物】2020届一轮复习北师大版人类对遗传物质的探索学案

【生物】2020届一轮复习北师大版人类对遗传物质的探索学案

第14讲　人类对遗传物质的探索 ‎[考纲要求]　1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。2.实验：DNA的粗提取与鉴定。‎ 考点一　肺炎双球菌的转化实验 ‎1．肺炎双球菌类型的比较 类型　特点　‎ 菌落 荚膜 毒性 S型 光滑 有 有 R型 粗糙 无 无 ‎2.格里菲斯的体内转化实验过程和结论 ‎(1)实验①、②对比说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。‎ ‎(2)实验②、③对比说明被加热杀死的S型细菌无毒性。‎ ‎(3)实验②、③、④对比说明R型细菌转化为S型细菌。‎ ‎(4)结论：已经被加热杀死的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．艾弗里的体外转化实验 ‎(1)实验①、②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。‎ ‎(2)实验③、④说明DNA有转化作用。‎ ‎4．比较肺炎双球菌体内和体外转化实验 项目 体内转化实验 体外转化实验 培养细菌 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 已经被加热杀死的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 已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”‎ DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质 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，仅说明加热后杀死的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实验设计都遵循对照原则、单一变量原则 ‎1．判断下列关于格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验的叙述 ‎(1)格里菲斯的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是“转化因子”(　×　)‎ ‎(2)肺炎双球菌的遗传遵循基因的分离规律和自由组合规律(　×　)‎ ‎(3)S型细菌表面光滑，有毒性(　√　)‎ ‎(4)从格里菲斯的第④组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的(　×　)‎ ‎(5)从格里菲斯实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R型细菌(　×　)‎ ‎(6)格里菲斯实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状(　×　)‎ ‎2．判断下列关于艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验的叙述 ‎(1)艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质(　×　)‎ ‎(2)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核糖核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化(　√　)‎ ‎(3)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(　√　)‎ ‎(4)艾弗里提出的有关肺炎双球菌的体外转化实验的结论，没有得到科学家的一致公认(　√　)‎ 分析肺炎双球菌转化实验 ‎(1)在体内转化实验中，如果没有实验③，能否得出格里菲斯的结论？为什么？‎ 提示　不能。因为无对照实验，不能说明加热后杀死的S型细菌中含有促成R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子。‎ ‎(2)如果由你设计完成体内转化实验，应该注意哪些无关变量对实验的影响？‎ 提示　四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠；所用R型活菌液、S型活菌液的浓度及注射量应该相同。‎ ‎(3)体内转化实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则：‎ ‎①ab段R型细菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。‎ ‎②bc段R型细菌数量增多的原因是：b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。‎ ‎③后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。‎ ‎(4)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，结果不能使R型细菌发生转化，说明DNA才是使R型细菌发生转化的物质。‎ ‎(5)肺炎双球菌体外转化实验的实验思路是什么？‎ 提示　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。‎ 命题点一　肺炎双球菌转化实验的拓展变式实验分析 ‎1．某科研人员为了验证格里菲斯的肺炎双球菌转化实验，对实验鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)‎ A．活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌 B．由注射②和④的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡 C．在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来 D．死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫 答案　C 解析　肺炎双球菌的R型细菌没有荚膜、无毒性，S型细菌有荚膜、有毒性。实验结果显示：将活菌甲注射到鼠1体内，鼠1不死亡，而将活菌乙注射到鼠4体内，鼠4死亡，说明活菌甲是无荚膜的R型细菌，而活菌乙是有荚膜的S型细菌，A错误；注射②是将活菌甲与死菌乙混合后注射到鼠2体内，结果死亡的小鼠2体内分离出活菌乙，注射④是将分离出的活菌乙注射到鼠4体内，结果是鼠4死亡，说明死菌乙的体内有“转化因子”，促进活菌甲转化为活菌乙，进而导致实验鼠死亡，B错误；在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来，C正确；死菌乙对于实验鼠而言属于抗原，进入实验鼠体内会引起特异性免疫，D错误。‎ ‎2．(2018·衡水检测)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．不能导致小鼠死亡的是A、C、D、E四组 答案　D 解析　A中是加热后杀死的S型细菌，失去感染能力，不能使小鼠死亡；B中是S型细菌，能使小鼠死亡；C中是S型细菌＋R型细菌的DNA，能使小鼠死亡；D中是R型细菌，不能使小鼠死亡；E中是R型细菌＋S型细菌的蛋白质，不能将R型细菌转化成S型细菌，不能使小鼠死亡；F中是R型细菌＋S型细菌的DNA，能将R型细菌转化成S型细菌，能使小鼠死亡。E组没有出现S型细菌，F组出现转化的S型细菌，所以通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A项正确；将加热后杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌，所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，B项正确；将加热后杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA进行重新组合，进而将R型细菌转化成S型细菌，C项正确；能导致小鼠死亡的是B、C和F组，不能导致小鼠死亡的是A、D、E组，D项错误。‎ 命题点二　肺炎双球菌转化过程及机理的拓展分析 ‎3．(2018·中山模拟)肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌。下列叙述正确的是(　　)‎ A．R型细菌转化成S型细菌前后的DNA中，嘌呤所占比例发生了改变 B．进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点 C．R型细菌转化成S型细菌的过程中，R型细菌发生了染色体变异 D．该实验体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状 答案　B 解析　R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，其中碱基的配对遵循碱基互补配对原则，因此R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然是占50%，A项错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点，B项正确；原核细胞不含染色体，R型细菌转化成S型细菌的过程中，R型细菌发生了基因重组而不是染色体变异，C项错误；荚膜多糖不属于蛋白质，所以该实验不能体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D项错误。‎ ‎4．在肺炎双球菌转化实验中，S型细菌有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等多种类型，R型细菌是由Ⅱ型突变产生的。利用加热后杀死的SⅢ型与R型细菌混合培养，出现了S型细菌，有人认为混合培养出现的S型细菌是由R型细菌突变产生的，该实验中出现以下哪种结果时能否定这种说法(　　)‎ A．S型细菌全为Ⅱ型 B．S型细菌部分为Ⅲ型 C．S型细菌中三种均有 D．S型细菌全为Ⅲ型 答案　D 解析　加热后杀死的SⅢ型细菌能让R型细菌转化成S型细菌，若S型细菌是R型细菌基因突变产生的，因为基因突变具有不定向性，则可以转化成多种S型细菌，而结果出现的S型细菌均为SⅢ型，这就否定了基因突变的说法。‎ 考点二　噬菌体侵染细菌实验的分析 ‎1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌 ‎(1)噬菌体的结构 ‎(2)噬菌体的增殖 ‎①模板：进入细菌体内的是噬菌体的DNA。‎ ‎②合成噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核糖核苷酸。‎ ‎③合成噬菌体的蛋白质的原料为大肠杆菌的氨基酸，场所为大肠杆菌的核糖体。‎ ‎2．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。‎ ‎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)‎ 被32P标记的噬菌体＋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 被35S标记的噬菌体＋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 ‎5.结论：DNA是遗传物质。‎ ‎6．比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验 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、直接研究它们各自不同的遗传功能 处理方法 直接分离：分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养 同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA 检测方式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位置 结论 证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质 ‎(1)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等(　×　)‎ ‎(2)噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力(　√　)‎ ‎(3)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖，使该细菌裂解(　×　)‎ ‎(4)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质(　×　)‎ ‎(5)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(　√　)‎ ‎(6)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(　×　)‎ ‎(7)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成(　√　)‎ ‎(8)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(　×　)‎ ‎(9)赫尔希和蔡思分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合为①②(　√　)‎ 分析噬菌体侵染细菌实验 ‎(1)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进行标记？‎ 提示　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，因此无法确认被标记的是何种物质。‎ ‎(2)搅拌、离心的目的在于把蛋白质外壳和细菌分开，再分别检测其放射性。某科研小组搅拌离心后的实验数据如图所示，则：‎ ‎①图中被侵染的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。‎ ‎②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。‎ ‎(3)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，但实验中含有少量放射性的原因是什么？‎ 提示　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。‎ ‎(4)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？‎ 提示　①保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌体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。‎ 命题点一　分析噬菌体侵染细菌实验的标记问题 ‎1．如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，对此分析正确的是(　　)‎ A．只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记 B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S 答案　C 解析　蛋白质和DNA分子中都含有H、N元素，所以用3H、15N、35S标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和DNA都会被3H、15N标记，A项错误；由于3H、15N、35S标记的蛋白质外壳不进入细菌，3H、15N标记的DNA分子进入但不能用于合成子代噬菌体的外壳，所以子代噬菌体的外壳中应该没有放射性，B项错误；由于3H、15N标记了亲代噬菌体的DNA分子，所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N，C项正确；子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、全部含有14N，DNA分子不含S，D项错误。‎ ‎2.(2018·淄博二模)a、b两类噬菌体被32P或35S中的一种标记后分别侵染甲、乙两管大肠杆菌，经保温、搅拌和离心后，检测离心管内放射性物质的位置，结果如图。下列叙述正确的是(　　)‎ A．实验结果表明a噬菌体的蛋白质外壳和b噬菌体的DNA均有放射性 B．可以确定甲管的放射性来自32P，乙管的放射性来自35S C．检测结果表明噬菌体的DNA和蛋白质可侵入大肠杆菌内 D．随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性将逐渐增强 答案　A 解析　实验结果表明a噬菌体的蛋白质外壳和b噬菌体的DNA均有放射性，A项正确；可以确定甲管的放射性来自35S，乙管的放射性来自32P，B项错误；检测结果表明只有噬菌体的DNA可侵入大肠杆菌内，蛋白质没有侵入大肠杆菌内，C项错误；由于DNA复制的原料来自细菌，所以随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性不变，D项错误。‎ ‎“二看法”判断子代噬菌体标记情况 命题点二　透过图像考查噬菌体侵染细菌的原理辨析 ‎3．如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌体内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是(　　)‎ A．可在培养基中加入3H－尿嘧啶用以标记RNA B．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物 C．第0min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录 D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制 答案　C 解析　尿嘧啶是RNA特有的碱基，可以用3H－尿嘧啶标记RNA，A项正确；RNA能与DNA杂交，那RNA一定为相应DNA的转录产物，B项正确；在第0min时，大肠杆菌还没有被T4噬菌体感染，所以在大肠杆菌体内不存在T4噬菌体的DNA，C项错误；从图中可以看出，随着感染时间增加，和T4噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高，说明噬菌体DNA的转录增加，而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明其转录受到抑制，D项正确。‎ ‎4．(2018·石家庄二中质检)下图1中的噬菌斑(白色区域)是在长满大肠杆菌(黑色)的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现有噬菌体在感染大肠杆菌后形成噬菌斑数量的变化曲线(图2)，下列叙述不正确的是(　　)‎ A．培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现 B．曲线a～b段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成 C．曲线b～c段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代 D．限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解 答案　C 解析　噬菌体是病毒，没有细胞结构，只有寄生在活细胞中才有生命活动，所以放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现，A项正确；曲线a～b段，噬菌斑没有增加，说明细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成，B项正确；曲线b～c段所对应的时间内噬菌斑数从100个增加到1000个，只能说明噬菌体数量的增加，不能说明其繁殖了几代，C项错误；限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解，噬菌体失去了增殖的场所，因此数量增长缓慢，D项正确。‎ 考点三　烟草花叶病毒感染实验及遗传物质 ‎1．RNA作为遗传物质的证据(烟草花叶病毒感染烟草的实验)‎ ‎(1)过程 ‎(2)结果分析与结论：烟草花叶病毒的RNA能自我复制，并控制其遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。‎ ‎2．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。‎ ‎(1)RNA或DNA是T2噬菌体的遗传物质(　×　)‎ ‎(2)真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA(　√　)‎ ‎(3)生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸(　√　)‎ ‎(4)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上(　×　)‎ 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、蓝细菌 玉米、小麦、人 命题点　探究遗传物质的思路和方法 疑难精讲 ‎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)若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性。‎ ‎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%。‎ ‎(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，用杂种病毒去感染宿主细胞。‎ ‎(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。‎ ‎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(　　)‎ A．水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和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 答案　A 解析　据图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A项正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B项错误；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项错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，某种生物的遗传物质只有一种，D项错误。‎ ‎2．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用 B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明HRV的RNA有侵染作用 C．c、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒 D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质 答案　D 解析　该实验证明烟草花叶病毒的蛋白质外壳不是遗传物质，车前草病毒的RNA是遗传物质，不能证明车前草病毒的蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D项错误。‎ ‎3．(2018·武汉二中模拟)下面是某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)请预测实验结果及结论：‎ ‎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 解析　病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的，核酸是遗传物质，核酸为DNA或RNA中的一种，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。考点四　DNA的粗提取与鉴定 ‎1．基本原理 ‎2．操作过程 ‎(1)研碎细胞(细胞释放DNA)：将30g香蕉切碎，放入研钵中，加入2g氯化钠研磨直至成半流体状。‎ ‎(2)蛋白质与DNA分离：向研钵中加入10mL蒸馏水或凉开水，搅拌。然后加入10mL洗涤剂，轻轻搅拌。‎ ‎(3)过滤、析出DNA：将混合液用两层纱布过滤，向滤液中加入预冷的10mL乙醇溶液，静置，即可产生絮状的DNA。‎ ‎(4)获取DNA：取两支试管，分别加入5mL生理盐水，将DNA挑至其中一支试管中，轻轻搅拌使其溶解。‎ ‎(5)鉴定DNA：向两支试管中各加入4mL二苯胺，混匀后，放入沸水中加热5min。‎ ‎(6)观察现象：待试管冷却后，观察并比较两支试管中溶液颜色的变化。‎ ‎(1)进行DNA粗提取和鉴定实验时，加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨(　×　)‎ ‎(2)洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度(　×　)‎ ‎(3)将DNA丝状物放入二苯胺试剂中沸水浴后冷却变蓝(　×　)‎ ‎(4)常温下菜花匀浆中有些酶类会影响DNA的提取(　√　)‎ ‎(5)用玻璃棒缓慢搅拌滤液会导致DNA获得量减少(　×　)‎ 下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作，请仔细观察并分析：‎ ‎(1)操作①和④都是加入蒸馏水，其目的一样吗？‎ 提示　不一样。①是使鸡血细胞吸水涨破释放出核物质；④是稀释NaCl溶液使其浓度接近0.14mol·L－1，去除溶于低浓度NaCl溶液的杂质。‎ ‎(2)操作②中加入酒精的目的是什么？此时搅拌要注意什么？‎ 提示　②中加入酒精的目的是析出DNA，去除其中溶于酒精的杂质，这时候搅拌要沿一个方向，轻缓的进行。‎ ‎(3)操作③中的黏稠物是如何获取的？加入2mol/LNaCl的目的是什么？‎ 提示　黏稠物是经过单层纱布过滤获得的；加入2mol/LNaCl的目的是使DNA再次溶解。‎ 命题点　DNA的粗提取与鉴定过程分析 ‎1．(2018·合肥一中月考)下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是(　　)‎ A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料 B．DNA既溶于2mol/LNaCl溶液也溶于蒸馏水 C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻璃棒上有白色絮状物 D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝 答案　C 解析　A项，原则上含DNA的生物材料都可作为提取DNA的材料，只是DNA含量高的材料成功的可能性更大。B项，DNA在2mol/L的NaCl溶液和蒸馏水中溶解度都较大。C项，向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会吸水破裂，用玻璃棒搅拌会加快血细胞的破裂，但在蒸馏水中不会析出DNA。D项，DNA溶液加入二苯胺试剂后需沸水浴加热，待冷却后变蓝色。‎ ‎2．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”的实验叙述中，不正确的是(　　)‎ A．乙醇的作用是析出DNA，因为DNA不溶于酒精 B．加入二苯胺后要沸水浴加热 C．洗涤液中含有十二烷基硫酸钠和碱，它们可使细胞膜破裂 D．对DNA进行鉴定时，无需设置两支试管 答案　D 解析　对DNA进行鉴定时，需要设置两支试管，形成对照。‎ ‎3．做DNA粗提取和鉴定实验时，实验材料用鸡血而不用猪血的原因是(　　)‎ A．鸡血的价格比猪血的价格低 B．猪的成熟红细胞没有细胞核，不易提取到DNA C．鸡血不凝固，猪血会凝固 D．用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便 答案　B 解析　DNA是生物的遗传物质，主要存在于细胞核内。生物实验材料的选择原则：一是容易获得，二是实验现象明显。做“DNA粗提取与鉴定”实验的实验材料不选猪血是因为哺乳动物成熟的红细胞无细胞核，不易提取到DNA，而鸟类、爬行类等动物成熟的红细胞有细胞核，实验现象明显。‎ DNA与蛋白质在NaCl溶液中溶解度比较 项目 ‎2mol/L NaCl溶液 ‎0.14mol/LNaCl溶液 溶解规律 DNA 溶解 析出 蛋白质 部分发生盐析沉淀 溶解 NaCl溶液从2mol/L降低过程中，溶解度逐渐增大 矫正易错　强记长句 ‎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。‎ ‎2．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。‎ ‎3．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。‎ ‎4．体内转化实验不能简单地说成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。‎ ‎5．含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营寄生生活，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。‎ ‎6．35S(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。‎ ‎7．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.分析下图可知，被加热杀死的有毒的S型细菌与活的R型无毒细菌混合注入小鼠体内，小鼠将死亡，原因是S型细菌的DNA将R型细菌转化成活的有毒的S型细菌，使小鼠死亡。‎ ‎2．赫尔希和蔡思用同位素标记法，进一步证明DNA才是真正的遗传物质。该实验包括4个步骤：(1)用35S和32P分别标记噬菌体；(2)噬菌体与大肠杆菌混合培养；(3)离心分离；(4)放射性检测。‎ ‎3．请你设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验：①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入用32P标记的脱氧核糖核苷酸，作为合成DNA的原料；②在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养；③在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的DNA被标记上32P。‎ ‎4．为什么不能用含有32P的培养基直接培养噬菌体使噬菌体标记上32P？噬菌体是病毒，营寄生生活，不能离开宿主细胞进行独立的代谢活动。‎ ‎5．烟草花叶病毒(简称TMV)感染烟草叶片能使叶片出现斑点，把有病斑的烟叶榨汁，用细菌过滤器进行过滤，再用过滤后的汁液去感染正常烟叶，烟叶会得病吗？为什么？会。因为烟草花叶病毒很小，能通过细菌过滤器。‎ 重温高考　演练模拟 ‎1．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是粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落是光滑的 B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射S型细菌后的小鼠仍存活 C．从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R型细菌 D．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的 答案　D 解析　S型肺炎双球菌的菌落是光滑的，R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的，A项错误；S型细菌的蛋白质经过加热后已经失活，但其DNA经加热后随温度降低而逐渐恢复活性，B项错误；S型细菌中的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型细菌和R型细菌，C项错误；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型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的，D项正确。‎ ‎2．(经典高考题)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表所示。由表可知(　　)‎ 实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况 ‎①‎ R 蛋白质 R型 ‎②‎ R 荚膜多糖 R型 ‎③‎ R DNA R型、S型 ‎④‎ R 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 解析　在含有R型细菌的培养基中加入S型细菌的蛋白质，R型细菌没有转化成S型细菌，说明S型细菌的蛋白质不是转化因子，A项错误；表中实验结果不能说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性，B项错误；③和④形成对照，说明DNA是S型细菌的转化因子，C项正确；①～④说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。‎ ‎3．(2017·全国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 答案　C 解析　病毒的寄生具有专一性，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项错误；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，B项错误；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项正确；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项错误。‎ ‎4．(2018·江苏，17)关于还原糖、蛋白质和DNA的鉴定实验，下列叙述正确的是(　　)‎ A．在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂，温水浴后液体由蓝色变成砖红色 B．在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂，液体由蓝色变成紫色 C．提取DNA时，在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐，充分研磨，过滤并弃去滤液 D．将DNA粗提取溶解在2mol/LNaCl溶液中，加入二苯胺试剂，沸水浴后液体由无色变成蓝色 答案　D 解析　甘蔗茎的组织样液中含有大量的蔗糖，蔗糖属于非还原糖，与斐林试剂在沸水浴加热条件下不会产生砖红色沉淀，A错误；大豆种子的匀浆液中含有大量的蛋白质，鉴定蛋白质时应使用双缩脲试剂，双缩脲试剂在常温下能与蛋白质发生反应，生成紫色的络合物，B错误；提取DNA时，植物细胞需要先用洗涤剂溶解细胞膜。在切碎的洋葱中加入适量的洗涤剂和食盐，进行充分地搅拌和研磨，过滤后收集滤液，C错误；在沸水浴条件下，DNA与二苯胺试剂反应呈现蓝色，D正确。‎ ‎5．要研制诺瓦克病毒疫苗，必须知道其大分子组成，设计实验探究其物质组成。‎ ‎(1)实验原理：‎ ‎①RNA溶液在盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色。‎ ‎②蛋白质溶液与____________反应显________色。‎ ‎③DNA溶液与二苯胺试剂沸水浴加热显蓝色。‎ ‎(2)实验步骤：‎ ‎①用三支洁净的试管分别取等量的含有诺瓦克病毒的溶液，编号A、B、C。‎ ‎②向A试管中滴加适量的二苯胺试剂，沸水浴加热。‎ ‎③向B试管中滴加适量的浓盐酸与苔黑酚试剂，加热。‎ ‎④向C试管中__________________________________。‎ ‎(3)请设计一个表格并记录实验结果。‎ ‎(4)实验结论：________________________________。‎ 答案　(1)②双缩脲试剂　紫　(2)④滴加适量的双缩脲试剂，振荡 ‎(3)表格如下：‎ 试管 A B C 试剂 二苯胺 苔黑酚 双缩脲 现象 不变色 绿色 紫色 成分 不存在DNA RNA 蛋白质 ‎(4)诺瓦克病毒的大分子组成为RNA和蛋白质 注：(3)(4)其他答案也可，但表格内容要与结论一致。‎