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文檔簡介
第五單元遺傳的分子基礎(chǔ)
第22講DNA是主要的遺傳物質(zhì)
課標(biāo)內(nèi)容概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在
RNA分子上。
考點(diǎn)一肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
「基礎(chǔ)?夯實(shí)必備知識
1.肺炎鏈球菌的類型
|s型細(xì)菌)[R型細(xì)菌)
V
表面光滑<菌落>表面粗糙
O。<菌體>
有莢膜無莢膜
有致病性致病性無致病性
2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
型活細(xì)菌「主射
[①R?不死亡
|②s型活細(xì)菌]汪射死亡,分離出
S型活細(xì)菌
③加熱致死的s型|注射小
細(xì)菌____________鼠?不死亡
④R型活細(xì)菌+力口|混合死亡,分離出
熱致死的S型細(xì)菌I注射"s型活細(xì)菌
(1)實(shí)驗(yàn)①②對比說明R型細(xì)菌無致病性,S型細(xì)菌有致病性。
(2)實(shí)驗(yàn)②③對比說明被加熱殺死的S型細(xì)菌無致病性。
(3)實(shí)驗(yàn)②③④對比說明R型細(xì)菌可轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。
(4)結(jié)論:加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活
細(xì)菌。
名師解讀
①此實(shí)驗(yàn)僅能證明S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”,但轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)不清
楚。
②發(fā)生轉(zhuǎn)化的只是少部分R型細(xì)菌。
③加熱殺死的S型細(xì)菌,其蛋白質(zhì)變性失活,DNA在加熱過程中,雙螺旋解開,
氫鍵斷裂,但緩慢冷卻時,其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。
3.艾弗里的傕處轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)自變量控制采用“減法原理”
|破碎加熱致死的s型細(xì)菌|
設(shè)法去除絕大部分糖
|類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)
[s型細(xì)菌的向胞提取物|
酶處理
①?②[③,④?⑤
不加酶蛋白酶RNA酶酯酶DNA酶
|分別加高1<型*細(xì)菌的培養(yǎng)基中]
R如RkR翹題只々R
S血S'S而S超型細(xì)菌
(1)實(shí)驗(yàn)①是對照組,②③④⑤是實(shí)驗(yàn)組。
(2)實(shí)驗(yàn)②③④分別說明蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)沒有轉(zhuǎn)化作用。
(3)實(shí)驗(yàn)①⑤說明DNA有轉(zhuǎn)化作用。
(4)結(jié)論:DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
名師解讀
轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變:肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA
片段整合到R型細(xì)菌的DNA中,使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基
因重組(屬于廣義上的)。
【考點(diǎn)速覽?診斷】
(1)將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合,可以得到S型菌。(2021?全
國乙卷,5D)(X)
提示S型菌的DNA已被DNA酶降解失活。
(2)新冠病毒與肺炎鏈球菌二者遺傳物質(zhì)所含有的核甘酸是相同的。(2020?全國卷
II,1C)(X)
提示新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA。
(3)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了細(xì)胞內(nèi)的DNA和RNA都是遺傳物質(zhì)。(2018?江蘇
卷,3C)(X)
提示僅證明DNA是遺傳物質(zhì)。
(4)格里菲思實(shí)驗(yàn)證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀。(2017?江蘇卷,2A)(X)
提示格里菲思實(shí)驗(yàn)提出轉(zhuǎn)化因子,但沒有證明轉(zhuǎn)化因子是DNA。
(5)艾弗里實(shí)驗(yàn)證明從S型肺炎鏈球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。(2017?江
蘇卷,2B)(X)
提示單獨(dú)的DNA無致病性,不能使小鼠死亡。
「疑難,精準(zhǔn)突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力
【情境推理?探究】
1.格里菲思第四組實(shí)驗(yàn)中,小鼠體內(nèi)S型細(xì)菌、R型細(xì)菌含量的變化情況如圖所
示,則:
含量.___s型細(xì)菌
/型細(xì)菌
°時間
(1)曲段R型細(xì)菌數(shù)量減少的原因是小鼠體內(nèi)形成大量的抗R型細(xì)菌的抗體,致
使R型細(xì)菌數(shù)量減少。
(2)bc段R型細(xì)菌數(shù)量增多的原因是b之前,已有少量R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,
S型細(xì)菌能降低小鼠的免疫力,造成R型細(xì)菌大量繁殖。
(3)后期出現(xiàn)的大量S型細(xì)菌是由R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌繁殖而來的。
2.請在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用R型活細(xì)菌、加熱殺死的S型細(xì)菌、小鼠等為
實(shí)驗(yàn)材料,設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)方案證明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。簡
要寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。
提示實(shí)驗(yàn)思路:①將加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)分離,分別得到蛋白質(zhì)和
DNA。②將分離得到的S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)和DNA分別與R型細(xì)菌混合一段時間
后,再分別注射入甲、乙兩組小鼠體內(nèi),觀察兩組小鼠的生活情況。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論:甲組小鼠不死亡,乙組小鼠死亡,并在乙組小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)活的
S型細(xì)菌,則證明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
【重點(diǎn)難點(diǎn)?透析】
肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較
V________Y
〔科學(xué)家〕
格里菲思艾弗里及其同事
‘細(xì)菌培,
小鼠體內(nèi)~〔養(yǎng)場所]一培養(yǎng)基(體外)
用加熱致死的
利用不同的酶,每
S型細(xì)菌注射
一組實(shí)驗(yàn)特異性地
到小鼠體內(nèi),實(shí)驗(yàn):
一去除一種物質(zhì),從
作為對照實(shí)驗(yàn)一、構(gòu)思」
而觀察這種物質(zhì)對
來說明確實(shí)發(fā)
轉(zhuǎn)化的影響
生了轉(zhuǎn)化1
1結(jié)果
小鼠是否死亡培養(yǎng)基中菌落類型
、觀察,
S型細(xì)菌的DNA是
型細(xì)菌體內(nèi)_實(shí)驗(yàn)
S一遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)
有轉(zhuǎn)化因子'結(jié)論,
等不是遺傳物質(zhì)
【聯(lián)系【
八、
①所用的材料相同:都巧妙選用R型和S型兩種
肺炎鏈球菌;
②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),僅說
明s型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”;體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
則是前者的延伸,進(jìn)一步證明了“轉(zhuǎn)化因子”
是DNA;
③實(shí)驗(yàn)設(shè)計都遵循對照原則和單一變量原則。
期叮適陰研__________提升學(xué)科素養(yǎng)
考向結(jié)合肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),考查科學(xué)探究能力
1.(2023?廣東珠海一中調(diào)研)實(shí)驗(yàn)1:將S型細(xì)菌的DNA與R型細(xì)菌混合培養(yǎng);
實(shí)驗(yàn)2:將S型細(xì)菌的DNA用DNA酶處理后所得物質(zhì)與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)。
相關(guān)敘述正確的是()
A.實(shí)驗(yàn)1的培養(yǎng)基上僅有S型細(xì)菌生長
B.實(shí)驗(yàn)2的培養(yǎng)基上有R型和S型細(xì)菌生長
C.實(shí)驗(yàn)1、2可以證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
D.實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2形成對照
答案D
解析實(shí)驗(yàn)1的培養(yǎng)基上既有S型細(xì)菌又有R型細(xì)菌,實(shí)驗(yàn)2的培養(yǎng)基上只有R
型細(xì)菌,A、B錯誤;實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2相互對照,只能說明S型細(xì)菌的DNA能
使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì),C錯誤,D正
確。
2.(2023?安徽安慶模擬)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分過程如下圖所示。下列有關(guān)敘
述錯誤的是()
A.R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌后的DNA中,喋吟與喀咤堿基比例不變
B.整合到R型菌內(nèi)的DNA分子片段,可以直接表達(dá)出產(chǎn)物莢膜多糖
C.進(jìn)入R型菌的DNA片段上,可能有多個RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)
D.S型菌DNA整合到R型菌內(nèi)屬于基因重組
答案B
解析DNA為雙鏈結(jié)構(gòu),R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌后的DNA中雖然整合了S型菌
的DNA片段,但喋吟與喀噬堿基比例不變,仍然是1,A正確;DNA中的基因
表達(dá)產(chǎn)物為蛋白質(zhì),不會直接表達(dá)出莢膜多糖,B錯誤;進(jìn)入R型菌的DNA片
段上有多個基因,也就可能有多個RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn),C正確;S型菌DNA
整合到R型菌內(nèi)屬于基因重組,D正確。
考點(diǎn)二噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
「基礎(chǔ)?精細(xì)梳理夯實(shí)必備知識
1.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)材料
T2噬菌體和大腸桿菌。
①T2噬菌體的結(jié)構(gòu)及生活方式
一①DNA:C、H、O、N、P到正尤重
要征完選
②蛋白質(zhì):C、H、O、N、S等,?
③生活方式:專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)
②T2噬菌體的增殖
H有。MA迸入大
脅科菌犯胞中,
另展臺施沒有
*進(jìn)入
模板美噬函林
VM,反料等由
“大腸外苗提倍
④裝配
(2)實(shí)驗(yàn)方法
不用飛和伸0,也不能用35s、32P標(biāo)記同一噬菌體
放射性同位素標(biāo)記法。該實(shí)驗(yàn)中用35S、32p分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA。
(3)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果
①標(biāo)記噬菌體
T2噬菌體不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng),若要標(biāo)記T2噬菌體,需先標(biāo)記大腸桿菌
記的噬菌體用噬菌體侵染35s?P)
標(biāo)記的大腸桿菌
②噬菌體侵染細(xì)菌對比實(shí)驗(yàn)(相互對照)
[含35s的噬菌體)[含32P的噬菌體|
(-------士--------S0的曉J十4?/----------土--------.
I普通大腸桿菌i[普通大腸桿菌]
提醒攪拌的目的是把吸附在細(xì)菌上的噬菌體和細(xì)菌分離;離心的目的是讓上清
液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿
菌。
⑸
①噬菌體侵染細(xì)菌時,進(jìn)入細(xì)菌細(xì)
結(jié)DNA
果胞中,而蛋白質(zhì)外殼留在外面
分
析②子代噬菌體的各種性狀是通過親代的
DNA遺傳的
結(jié)里也是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)
論
2.煙草花葉病毒感染煙草的實(shí)驗(yàn)
蛋
白—廠表現(xiàn):正常
提取質(zhì)
分別接種
IRNAJ表現(xiàn):患病
患病煙草煙草花
葉病毒
倍[RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不
眇是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)
3.DNA是主要的遺傳物質(zhì)
真核生物與原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA,病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。生
物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA,因
而DNA是主要的遺傳物質(zhì)。就生物個體而言,其遺傳物質(zhì)是唯一的
[歸納]不同生物的遺傳物質(zhì)
常見的RNA病毒有哪些?
生物類型原核生物真核生物
DNA和
體內(nèi)核酸種類DNA或RNADNA和RNA
RNA
體內(nèi)堿基種類生種工種8種
體內(nèi)核甘酸種類生種區(qū)種也種
遺傳物質(zhì)DNA或RNADNADNA
T2噬菌體、煙草乳酸菌、藍(lán)
實(shí)例玉米、小麥、人
花葉病毒細(xì)菌
提醒常見的RNA病毒有:SARS病毒、新冠病毒、煙草花葉病毒、HIV、禽
流感病毒等。
【考點(diǎn)速覽?診斷】
(1)赫爾希和蔡斯用對比實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)。(2022?廣東卷,5C)(V)
(2)需用同時含有32P和35s的噬菌體侵染大腸桿菌。(2022?浙江6月選考,22A)(X)
提示需單獨(dú)標(biāo)記。
(3)噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄出RNA。(2022?湖南卷,2C)(X)
提示在大腸桿菌RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄。
(4)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中可用15N代替32P標(biāo)記DNAO
(2019?江蘇卷,3A)(X)
提示蛋白質(zhì)和DNA中都有N。SS
(5)T2噬菌體可感染肺炎鏈球菌導(dǎo)致其裂解。(2018?全國卷n,5B)(X)
提示T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌內(nèi)的病毒。
(6)赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中離心后細(xì)菌主要存在于沉淀中。(2017?江蘇卷,2C)(V)
(7)赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P標(biāo)記。(2017?江蘇卷,
2D)(X)
提示只有含有母鏈DNA的才有32P標(biāo)記。
「疑難”精準(zhǔn)突破強(qiáng)化關(guān)鍵能力
【情境推理?探究】
1.在證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,赫爾希和蔡斯分別用32P和35s標(biāo)記T2噬
菌體的DNA和蛋白質(zhì),據(jù)圖分析標(biāo)記元素所在部位并說出理由:
該實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記C、H、O、N這些元素的原因是
提示標(biāo)記元素所在部位分別是①④。標(biāo)記DNA用的是P,①是磷酸;標(biāo)記蛋
白質(zhì)用的是S,只有R基(④)中可能含有S。C、H、0、N是DNA和蛋白質(zhì)
共有的元素,若選擇共有元素做標(biāo)記,則無法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開
2.[2016?高考全國卷I,T29(3)]將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行
標(biāo)記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的
所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(〃個)并釋放,則其中含有32P的噬菌
體所占比例為2/〃,原因是o
提示一個含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半保留復(fù)制后,標(biāo)記的兩條
單鏈只能分配到兩個噬菌體的雙鏈DNA分子中,因此在得到的〃個噬菌體中只
有2個含有32P
3.某科研小組攪拌離心后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖所示,則:
%
/
五
東
皿
⑴圖中被侵染的細(xì)菌的存活率基本保持在100%,本組數(shù)據(jù)的意義是
(2)細(xì)胞外的32P含量有30%,原因是
(3)上清液中的35s先增大后保持在80%左右,原因是o
提示(1)作為對照組,以證明細(xì)菌未裂解(2)有部分標(biāo)記的噬菌體還沒有侵染
細(xì)菌(3)有20%的噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有與細(xì)菌分離
【重點(diǎn)難點(diǎn)?透析】
1.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)一“保溫”與“攪拌”
(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌
上清液中含放射性
噬菌體外殼很低
沉淀物為包含
放射性
噬菌體DNA的
很高
大腸桿菌
部分噬菌體未侵染
、大腸桿菌______攪__拌_后上清液放
射性偏高
部分噬菌體增殖后離心
釋放出來
(2)用35s標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌
,[上清液為噬菌體外殼H放射性很高1
保溫,沉淀物主要為包含噬
I放射性很低)
菌體DNA的大腸桿菌
攪抖C
示少量含35s而噬菌,[工清液酸弱電
充體蛋白質(zhì)外殼附H偏低;沉淀物;
分在大腸桿菌表面:;放射性偏高:
2.“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況
作原料,子代中都應(yīng)含有放射性
標(biāo)記
標(biāo)記DNA,部分子代
中含有放射性標(biāo)記
二看
標(biāo)記蛋白質(zhì),子代中
標(biāo)記
不含有放射性標(biāo)記
元素
標(biāo)記DNA和蛋白
Lpn質(zhì),部分子代含有
O、N,
放射性標(biāo)記
典例J適陰研提升學(xué)科素養(yǎng)
考向1結(jié)合噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),考查實(shí)驗(yàn)探究能力
1.(2023?西安五校聯(lián)考)赫爾希和蔡斯精妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計使得T2噬菌體侵染大腸桿
菌的實(shí)驗(yàn)更具有說服力。下列相關(guān)敘述正確的是()
A.該實(shí)驗(yàn)和艾弗里的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計思路不同
B.因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)都含有O元素,所以也可以用18。替代35s或32P
C.如果保溫時間太久,則用35s標(biāo)記的一組實(shí)驗(yàn),沉淀物中的放射性更強(qiáng)
D.該實(shí)驗(yàn)只能證明DNA是遺傳物質(zhì),而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
答案D
解析兩個實(shí)驗(yàn)的思路都是設(shè)法將蛋白質(zhì)和DNA分開,單獨(dú)觀察它們的作用,
A錯誤;如果用18。替代35s或32P標(biāo)記噬菌體,則無法單獨(dú)研究蛋白質(zhì)和DNA
的作用,B錯誤;35s標(biāo)記的是蛋白質(zhì),保溫時間太久,沉淀物中的放射性也不
會增強(qiáng),C錯誤;噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)可以證明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證
明DNA是主要的遺傳物質(zhì),D正確。
2.(2023?華大新高考聯(lián)盟)某研究人員分別進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn):①35s標(biāo)記的T2
噬菌體+不含放射性的細(xì)菌;②32P標(biāo)記的T2噬菌體+不含放射性的細(xì)菌;③14c
標(biāo)記的T2噬菌體+不含放射性的細(xì)菌。下列相關(guān)分析正確的是()
A.T2噬菌體在含35S、32P和14c的培養(yǎng)基中培養(yǎng)可獲取含放射性標(biāo)記的T2噬菌
體
B.若第②組保溫時間過短或過長,則離心后上清液中放射性均偏高
C.若第③組進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,則離心后沉淀物中沒有放射性
D.比較第①組與第②組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
答案B
解析T2噬菌體是病毒,病毒只能在宿主細(xì)胞中增殖,在普通培養(yǎng)基中無法培
養(yǎng)和標(biāo)記,A錯誤;若第②組保溫時間過短或過長,T2噬菌體沒有完全侵染細(xì)
菌或子代T2噬菌體從細(xì)菌細(xì)胞中釋放出來,經(jīng)離心后會造成上清液中放射性偏
高,B正確;14c可標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì),無論第③組是否充分?jǐn)嚢?,離心后上
清液和沉淀物中均有放射性,C錯誤;對比兩組實(shí)驗(yàn),只能說明DNA是遺傳物
質(zhì),D錯誤。
3.(2023?河南頂級名校聯(lián)考)在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中,下列敘述錯誤的是
()
A.子代噬菌體DNA中的部分元素來自親代噬菌體
B.子代噬菌體蛋白質(zhì)合成所需的氨基酸全部來自大腸桿菌
C.子代噬菌體DNA的合成過程所需要的能量部分由線粒體提供
D.指導(dǎo)子代噬菌體蛋白質(zhì)合成的相關(guān)信息完全來自親代噬菌體
答案C
解析噬菌體侵染細(xì)菌時,DNA進(jìn)入細(xì)菌中,以親代噬菌體DNA為模板,利用
細(xì)菌的脫氧核甘酸和氨基酸為原料,合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),DNA為
半保留復(fù)制,子代噬菌體的DNA部分單鏈來自親代,A、B、D正確;子代噬菌
體DNA的合成過程所需要的能量由大腸桿菌提供,大腸桿菌為原核生物,無線
粒體,C錯誤。
考向2探索遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)思路和方法
4.(2023?貴州貴陽摸底)如圖表示科研人員探究煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)的
實(shí)驗(yàn)過程,由此可以判斷()
-
正
放在水「RNA(單鏈)幽常-感染病毒
TMV藤L蛋白質(zhì)3^煙
草f未感染病毒
一
A.水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質(zhì)和RNA
B.蛋白質(zhì)是使TMV產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)
C.侵入煙草細(xì)胞的RNA進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過程
D.TMV的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中喀咤數(shù)和口票吟數(shù)相同
答案A
解析分析實(shí)驗(yàn)過程圖可知,將TMV放在水和苯酚中振蕩,可使RNA和蛋白
質(zhì)分離開,A正確;據(jù)圖可知,RNA是使TMV產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì),B錯
誤;此實(shí)驗(yàn)不能說明TMV的RNA侵入煙草細(xì)胞后進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過程,C錯誤;
據(jù)題中信息可知,TMV的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA,因此,TMV的遺傳物質(zhì)的結(jié)
構(gòu)中喀噬數(shù)和嘿吟數(shù)不一定相同,D錯誤。
5.(2017?全國卷I,29)根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成,可將病毒分為RNA病毒和
DNA病毒兩種類型,有些病毒對人類健康會造成很大危害,通常,一種新病毒
出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。
假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換,請利用放射性同位素標(biāo)記的方
法,以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料,設(shè)計實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型,簡要
寫出:(1)實(shí)驗(yàn)思路,(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論即可。(要求:實(shí)驗(yàn)包含可相互印證
的甲、乙兩個組)
答案(1)實(shí)驗(yàn)思路:甲組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿喀咤的培養(yǎng)基
中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組:將宿主
細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺喀咤的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時
間后收集病毒并檢測其放射性。
(2)結(jié)果及結(jié)論:若甲組收集的病毒有放射性,乙組無,即為RNA病毒;若乙組
收集的病毒有放射性,甲組無,即為DNA病毒。
解析DNA和RNA的化學(xué)組成存在差異,如DNA特有的堿基是T,而RNA
特有的堿基是U,因此可用放射性同位素分別標(biāo)記堿基T和堿基U,通過檢測子
代的放射性可知該病毒的類型。
重溫真題經(jīng)典再現(xiàn)
1.(2022?湖南卷,2改編)T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中,下列哪一項(xiàng)不會發(fā)生
()
A.新的噬菌體DNA合成
B.新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼合成
C.噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄出RNA
D.合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結(jié)合
答案C
解析T2噬菌體侵染大腸桿菌后,其DNA會在大腸桿菌體內(nèi)復(fù)制,合成新的噬
菌體DNA,A不符合題意;T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中,只有DNA進(jìn)入
大腸桿菌,T2噬菌體會用自身的DNA和大腸桿菌的氨基酸等來合成新的噬菌體
蛋白質(zhì)外殼,B不符合題意;噬菌體在大腸桿菌RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄出RNA,
C符合題意;合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結(jié)合,合成蛋白質(zhì),D不
符合題意。
2.(2022?浙江6月選考,22)下列關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述,正確的
是()
A.需用同時含有32P和35s的噬菌體侵染大腸桿菌
B.攪拌是為了使大腸桿菌內(nèi)的噬菌體釋放出來
C.離心是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌
D.該實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA
答案C
解析實(shí)驗(yàn)過程中需單獨(dú)用32P標(biāo)記噬菌體的DNA和35s標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì),
A錯誤;實(shí)驗(yàn)過程中攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體外殼與細(xì)菌分離,B
錯誤;大腸桿菌的密度大于噬菌體,離心的目的是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌,
C正確;該實(shí)驗(yàn)證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯誤。
3.(2021?全國乙卷,5)在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,無毒性的R型
活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi),從小鼠體內(nèi)分離出了有
毒性的S型活細(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識所做的下列推測
中,不合理的是()
A.與R型菌相比,S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān)
B.S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
C.加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響
D.將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合,可以得到S型菌
答案D
解析S型菌與R型菌最主要的區(qū)別是前者具有多糖類的莢膜,后者不具有多糖
類的莢膜,S型細(xì)菌有毒,故推測S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān),A正確;
加熱殺死的S型菌其蛋白質(zhì)已經(jīng)被破壞,而分離出的S型菌有毒性,即具備活
性蛋白,可推出S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞中指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,B正
確;加熱可使蛋白質(zhì)變性,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌
可知,S型菌的遺傳物質(zhì)未受影響,即加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而其
DNA功能可能不受影響,C正確;S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后,被降解,
失去活性,故與R型菌混合后,無法得到S型菌,D錯誤。
4.(2022?浙江1月選考,20)S型肺炎鏈球菌的某種“轉(zhuǎn)化因子”可使R型菌轉(zhuǎn)化
為S型菌。研究“轉(zhuǎn)化因子”化學(xué)本質(zhì)的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
②加入?誓當(dāng)R型菌)⑤
---------------[培養(yǎng)基)-----------?測
rs型
①蛋白酶處理------------------④培養(yǎng)(轉(zhuǎn)化)血
菌①DNA酶處理④培養(yǎng)(轉(zhuǎn)化)菌
勻基?^-----A類
I乙)②加入I[③接種以固土
下列敘述正確的是()
A.步驟①中,酶處理時間不宜過長,以免底物完全水解
B.步驟②中,甲或乙的加入量不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果
C.步驟④中,固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基更有利于細(xì)菌轉(zhuǎn)化
D.步驟⑤中,通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細(xì)胞形態(tài)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果
答案D
解析步驟①中,酶處理時間需足夠長,以使底物完全水解,A錯誤;步驟②中,
甲或乙的加入量屬于無關(guān)變量,應(yīng)相同,否則會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B錯誤;步驟④
中,液體培養(yǎng)基比固體培養(yǎng)基更有利于細(xì)菌轉(zhuǎn)化,C錯誤;步驟⑤中,通過涂布
分離后觀察菌落或鑒定細(xì)胞形態(tài)可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,判斷是否出現(xiàn)S型細(xì)菌,D正
確。
5.(2019?江蘇卷,3)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是
遺傳物質(zhì),下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是()
A.實(shí)驗(yàn)中可用15N代替32P標(biāo)記DNA
B.噬菌體外殼蛋白是大腸桿菌編碼的
C.噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌
D.實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA
答案C
解析蛋白質(zhì)和DNA都含有N,所以不能用UN代替32P標(biāo)記DNA,A錯誤;
噬菌體外殼蛋白是由噬菌體體內(nèi)控制噬菌體外殼蛋白合成的相關(guān)基因編碼的,B
錯誤;噬菌體侵染大腸桿菌后,會利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成噬菌體DNA,
C正確;該實(shí)驗(yàn)證明了T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯誤。
6.(2022?海南卷,13)某團(tuán)隊從下表①?④實(shí)驗(yàn)組中選擇兩組,模擬T2噬菌體侵
染大腸桿菌實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證DNA是遺傳物質(zhì)。結(jié)果顯示:第一組實(shí)驗(yàn)檢測到放射性
物質(zhì)主要分布在沉淀物中,第二組實(shí)驗(yàn)檢測到放射性物質(zhì)主要分布在上清液中。
該團(tuán)隊選擇的第一、二組實(shí)驗(yàn)分別是()
?及標(biāo)記
T2噬菌體大腸桿菌
實(shí)驗(yàn)組
①未標(biāo)記15N標(biāo)記
②32P標(biāo)記35s標(biāo)記
③3H標(biāo)記未標(biāo)記
④35s標(biāo)記未標(biāo)記
A.①和④B.②和③
C.②和④D.④和③
答案C
解析噬菌體侵染細(xì)菌時,只有DNA進(jìn)入細(xì)菌,蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入,為了區(qū)
分DNA和蛋白質(zhì),可用32P標(biāo)記噬菌體的DNA,用35s標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外
殼,根據(jù)第一組實(shí)驗(yàn)檢測到放射性物質(zhì)主要分布在沉淀物中,說明親代噬菌體的
DNA被32P標(biāo)記,根據(jù)第二組實(shí)驗(yàn)檢測到放射性物質(zhì)主要分布在上清液中,說
明第二組噬菌體的蛋白質(zhì)被35s標(biāo)記,C正確,A、B、D錯誤。
限時強(qiáng)化練
(時間:30分鐘)
【對點(diǎn)強(qiáng)化】
考點(diǎn)一肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1.(2023?東北師大附中質(zhì)檢)S型肺炎鏈球菌菌株是人類肺炎和小鼠敗血癥的病原
體,而R型菌株卻無毒性。下列有關(guān)敘述正確的是()
A.加熱致死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌屬于基因突
變
B.S型細(xì)菌與R型細(xì)菌在結(jié)構(gòu)上最大的不同是S型細(xì)菌的菌體有多糖類的莢膜
C.肺炎鏈球菌利用人體細(xì)胞的核糖體合成蛋白質(zhì)
D.高溫處理過的S型細(xì)菌蛋白質(zhì)因變性而不能與雙縮胭試劑發(fā)生紫色反應(yīng)
答案B
解析加熱致死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌屬于基
因重組,A錯誤;S型細(xì)菌與R型細(xì)菌在結(jié)構(gòu)上最大的不同是S型細(xì)菌的菌體有
多糖類的莢膜,可以形成光滑的菌落,B正確;肺炎鏈球菌利用自身的核糖體合
成蛋白質(zhì),C錯誤;高溫處理過的S型細(xì)菌蛋白質(zhì)變性時肽鍵不斷裂,能與雙縮
腺試劑發(fā)生紫色反應(yīng),D錯誤。
2.(2023?河南九師聯(lián)盟)將含有R型肺炎鏈球菌的培養(yǎng)液加入試管甲,將加熱致死
的S型肺炎鏈球菌破碎后得到細(xì)胞提取物放入試管乙,并在試管乙中加入一定量
的RNA酶;將試管甲、乙中的液體混合后得到試管丙。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析,
正確的是()
RNA酶
R型肺炎nns型肺炎鏈
鏈球菌的十球菌細(xì)胞提一?u
培養(yǎng)液4J取物國
甲乙丙
A.加熱致死的S型肺炎鏈球菌中蛋白質(zhì)和核酸均失去功能
B.試管乙中加入RNA酶的目的是催化轉(zhuǎn)錄過程合成mRNA
C.此實(shí)驗(yàn)并不能證明何種物質(zhì)是S型肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)
D.試管甲、乙中的液體混合后,試管丙中S型肺炎鏈球菌的數(shù)量多于R型
答案C
解析加熱致死的S型肺炎鏈球菌中蛋白質(zhì)變性失活,失去功能,核酸變性后在
低溫條件下可復(fù)性,A錯誤;試管乙中加入RNA酶的目的是水解RNA,B錯誤;
試管甲、乙中的液體混合后,試管丙中有一部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,但
轉(zhuǎn)化率較低,故S型肺炎鏈球菌的數(shù)量少于R型,D錯誤。
3.(2023?湖北七市聯(lián)考)現(xiàn)利用兩種類型的肺炎鏈球菌進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。各組肺
炎鏈球菌先進(jìn)行圖示處理,再培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說法錯
破壞/——>DNA
,菌體蛋白質(zhì)]
提取部破壞提取
分菌體口丁一菌體]登分
-----q禾]----->
煮---------s.~~--
沸SSR
冷
型
型
型
卻
菌
菌
菌
a
A.通過e、f對照,能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA,而不是蛋白質(zhì)
B.f組可以分離出S型和R型兩種肺炎鏈球菌
C.e組可分離出R型肺炎鏈球菌
D.能導(dǎo)致小鼠死亡的是a、b、c、d四組
答案D
解析分析題圖可知,a中是加熱致死的S型菌,不能使小鼠死亡;b中是S型
菌,能使小鼠死亡;c中是S型菌+R型菌的DNA,能使小鼠死亡;d中是R型
菌,不能使小鼠死亡;e中是R型菌+S型菌的蛋白質(zhì),由于蛋白質(zhì)不是遺傳物
質(zhì),因此R型菌不能轉(zhuǎn)化成S型菌,不能使小鼠死亡;f中是R型菌+S型菌的
DNA,由于DNA是遺傳物質(zhì),因此R型菌能轉(zhuǎn)化成S型菌,使小鼠死亡,D錯
誤。
考點(diǎn)二噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
4.(2023?廣東惠州調(diào)研)某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染大腸桿菌的
部分實(shí)驗(yàn),有關(guān)分析錯誤的是()
與大腸桿菌
0混合培養(yǎng)一門攪拌后離心、同-上清液
/-?_M_,a
耳沉淀物b
被35s標(biāo)記的噬菌體
A.T2噬菌體外殼蛋白的氨基和竣基中不可能有35s
B.②過程中攪拌是否充分影響沉淀物b的放射性強(qiáng)度
C.上清液a中放射性強(qiáng)度高,沉淀物b中無放射性
D.上述實(shí)驗(yàn)過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)
答案C
解析氨基和粉基的組成中不含S,因此,不可能有35S,S存在于R基或二硫
鍵,A正確;若攪拌不充分,一部分蛋白質(zhì)外殼不能與大腸桿菌分離,會隨大腸
桿菌進(jìn)入沉淀物中,使沉淀物b中放射性增強(qiáng),B正確;由于攪拌不能徹底使吸
附在大腸桿菌上的噬菌體與大腸桿菌分離,因此沉淀物b中有少量放射性,C錯
誤;該實(shí)驗(yàn)沒有標(biāo)記DNA,不能說明DNA的作用,故不能證明DNA是遺傳物
質(zhì),D正確。
5.(2023?山東煙臺調(diào)研)“32p標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌”實(shí)驗(yàn)過程如下:
標(biāo)記噬菌體-32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合培養(yǎng)一攪拌一離心一檢測放射性高
低。對此過程有關(guān)的敘述中正確的是()
A.為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,應(yīng)進(jìn)行長時間的混合培養(yǎng)
B.進(jìn)行攪拌和離心的目的是使DNA和蛋白質(zhì)外殼分離
C.攪拌和離心后只可能在沉淀物中有放射性物質(zhì)32P
D.選噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料的主要原因是其成分只有蛋白質(zhì)和DNA
答案D
解析為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,混合培養(yǎng)的時間要適宜,過短噬菌體尚未侵入細(xì)菌,
過長細(xì)菌裂解,釋放子代噬菌體,A錯誤;攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌
體與細(xì)菌分離,離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒,而離
心管中留下被侵染的大腸桿菌,B錯誤;攪拌和離心后32P主要分布在沉淀物中,
上清液中也有少量32p,C錯誤;噬菌體結(jié)構(gòu)簡單,僅由蛋白質(zhì)和DNA組成,因
而適合用作該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料,D正確。
6.(2023?四川綿陽一診)下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述,正確的是()
A.發(fā)菜細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是裸露的雙鏈DNA分子
B.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
C.格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了轉(zhuǎn)化因子是DNA
D.DNA中堿基排列順序和空間結(jié)構(gòu)的千變?nèi)f化導(dǎo)致DNA具有多樣性
答案A
解析發(fā)菜細(xì)胞是原核細(xì)胞,遺傳物質(zhì)是裸露的雙鏈DNA分子,A正確;噬菌
體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì),B錯誤;格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化
實(shí)驗(yàn)證實(shí)了轉(zhuǎn)化因子的存在,但未證明轉(zhuǎn)化因子是DNA,C錯誤;DNA中堿基
排列順序千變?nèi)f化導(dǎo)致DNA具有多樣性,D錯誤。
7.(2023?河南天一大聯(lián)考)在人類探索遺傳物質(zhì)的歷史進(jìn)程中,關(guān)于蛋白質(zhì)和DNA
到底哪一種才是遺傳物質(zhì)的爭論持續(xù)了很長時間,經(jīng)過多位科學(xué)家的努力探索,
人們終于確定了DNA才是遺傳物質(zhì)。下列實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果中,能作為直接證據(jù)說
明“DNA是遺傳物質(zhì)”的是()
A.從煙草花葉病毒中提取出來的RNA,能使煙草感染病毒
B.紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅雜交,F(xiàn)i中紅眼全為雌性,白眼全為雄性
C.注射S型活細(xì)菌到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌
D.用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌,在新形成的噬菌體中檢測到
放射性
答案D
解析“從煙草花葉病毒中提取出來的RNA,能使煙草感染病毒”能說明RNA
是遺傳物質(zhì),A錯誤;“紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅雜交,F(xiàn)i中紅眼全為雌性,白
眼全為雄性”只能說明果蠅眼睛顏色的遺傳與性別相關(guān)聯(lián),無法作為“DNA是
遺傳物質(zhì)”的證據(jù),B錯誤;“注射S型活細(xì)菌到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,從小鼠
體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌”能說明S型細(xì)菌具有致病性,無法作為“DNA是遺傳
物質(zhì)”的證據(jù),C錯誤;用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌,在新
形成的噬菌體中檢測到放射性,說明32P標(biāo)記的DNA可以傳遞給子代,即DNA
能在親子代傳遞,能說明“DNA是遺傳物質(zhì)”,D正確。
8.(2023?四川成都七中診斷)下列關(guān)于DNA是遺傳物質(zhì)的探索實(shí)驗(yàn)的敘述正確的
是()
A.加熱致死的R型菌與S型活菌注射到小鼠體內(nèi),能從死亡小鼠中分離出兩種
活細(xì)菌
B.艾弗里的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),不能夠說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
C.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中離心后細(xì)菌主要存在于沉淀物中
D.35s標(biāo)記噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),保溫時間過長會造成上清液的放射性高
答案C
解析加熱致死的S型菌與R型活菌注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,能從小鼠體
內(nèi)分離出兩種活細(xì)菌,A錯誤;艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,單獨(dú)研究了蛋白質(zhì)的
作用,因此能夠說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),B錯誤;35s標(biāo)記噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)
驗(yàn),由于35s標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼留在外面,經(jīng)過攪拌離心后分布在上清液中,因
此上清液中的放射性高,與保溫時間長短無關(guān),D錯誤。
【綜合提升】
9.(2023?江西金太陽聯(lián)考)某科研小組在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了相關(guān)實(shí)驗(yàn),
實(shí)驗(yàn)過程如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是(
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