（江苏专版）2019版高考生物一轮复习 第二部分 遗传与进化 第二单元 基因的本质与表达学案

第二单元 基因的本质与表达第一讲DNA是主要的遗传物质(一)DNA是遗传物质的证据之一肺炎双球菌转化实验1.分析肺炎双球菌转化实验，补充横线上的内容(1)格里菲思的体内转化实验：实验a、b对比说明R型细菌无毒，S型细菌有毒。实验b、c对比说明加热杀死的S型细菌无毒性。实验b、c、d对比说明R型细菌转化为S型细菌。综合以上实验得出的结论是S型细菌中含有一种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌。(2)艾弗里的体外转化实验：结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是“转化因子”，是遗传物质。1.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是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质两实验的联系所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；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；两实验都遵循对照原则、单一变量原则2.必明的三点提醒(1)格里菲思实验只能证明加热杀死的S型细菌中含有转化因子，不能证明DNA是遗传物质。(2)S型细菌的DNA与R型细菌混合培养，后代中既有R型细菌，又有S型细菌，且大多数为R型细菌。(3)转化与DNA的纯度有关，DNA纯度越高，转化越有效。(二)DNA是遗传物质的证据之二噬菌体侵染细菌实验2.填写噬菌体侵染细菌实验的过程图3.谨记噬菌体侵染细菌实验中应注意的三个易误点(1)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，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(2)不能标记C、H、O、N，因这些元素是蛋白质和DNA共有的，无法将DNA和蛋白质分开。(3)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。4.比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验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型菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，分别与R型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结论证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质说明了遗传物质可发生可遗传的变异证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质(三)DNA是主要的遗传物质3.连线生物类型与遗传物质的种类5.归纳总结生物的遗传物质遗传物质生物类别实例DNA细胞生物(真核、原核)植物、细菌DNA病毒T2噬菌体RNARNA病毒HIV病毒即：细胞生物和DNA病毒的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA。 肺炎双球菌转化实验命题点1肺炎双球菌转化实验的过程及结果分析1(2018济宁模拟)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：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注入小鼠R型菌的DNADNA酶加入S型菌注入小鼠R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注入小鼠S型菌DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注入小鼠以上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、存活解析：选DDNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，中小鼠不死亡。加入的是S型细菌，小鼠死亡。高温能使细菌死亡，使酶失去活性，因此中小鼠都不死亡。2(2018闽粤联合体联考)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。下列说法错误的是()A通过e、f对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质Bf组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌Ce组可分离出R型肺炎双球菌D能导致小鼠死亡的是a、b、c、d四组解析：选D分析题图可知，a中是加热杀死的S型细菌，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，由于蛋白质不是遗传物质，所以R型细菌不能转化成S型细菌，不能使小鼠死亡；f中是R型细菌S型细菌的DNA，由于DNA是遗传物质，所以R型细菌能转化成S型细菌，能使小鼠死亡。e组没有出现S型细菌，f组出现S型细菌，说明转化因子是DNA而不是蛋白质；f中是R型细菌S型细菌的DNA，由于DNA是遗传物质，所以部分R型细菌能转化成S型细菌；e组中只能分离出R型肺炎双球菌；能导致小鼠死亡的是b、c和f组。拓展归纳 肺炎双球菌转化实验中的对照设计(1)在格里菲思的实验中，分别用活的S型和R型细菌注射小鼠形成对照，加热杀死的S型细菌单独注射和加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射形成对照。(2)在艾弗里的体外转化实验中，DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成对照，而DNA与DNA酶处理产物之间也形成对照。命题点2肺炎双球菌转化的实质3艾弗里将R型肺炎双球菌培养在含S型细菌DNA的培养基中，得到了S型肺炎双球菌，有关叙述正确的是()AR型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的BR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DNAD将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌解析：选B艾弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别加入培养R型细菌的培养基中，结果只有加入DNA时，才能使R型细菌转化成S型细菌，这说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA；该实验中的变异属于基因重组，生物的变异都是不定向的；仅将S型细菌的DNA注射到小鼠体内，不能实现肺炎双球菌的转化。4(2018如东检测)肺炎双球菌转化实验中，S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上，使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌。下列叙述正确的是()AR型菌转化成S型菌前后的DNA中，嘌呤所占比例发生了改变B进入R型菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点CR型菌转化成S型菌的过程中，R型菌发生了基因突变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解析：选BR型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，其中碱基遵循碱基互补配对原则，因此R型菌转化为S型菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然是占50%，A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型菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点，B正确；R型菌转化成S型菌的过程中，没有产生新的基因，R型菌发生了基因重组而不是基因突变，C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错误。拓展归纳对“转化”两个点的理解(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)加热对蛋白质和DNA的影响不同：加热使生命活动的承担者蛋白质变性，表现为细菌生命活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传物质的功能。噬菌体侵染细菌实验命题点1噬菌体侵染细菌实验的过程与结果1(2018苏州十校联考)图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验，某同学据图分析总结出六个结论，你认为正确的有()甲处的噬菌体一定含有放射性乙处的噬菌体一定不含放射性图1能证明DNA是遗传物质，而不能证明蛋白质不是遗传物质图2增设一组35S标记的噬菌体作对照，就能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质如果培养2代以上，甲处DNA分子两条链都有放射性的噬菌体个数一定增多如果培养2代以上，乙处噬菌体的核酸都不含放射性A一项B二项C三项D四项解析：选B分析图1可知，培养噬菌体的大肠杆菌已被32P或35S标记，故甲处的噬菌体一定含有放射性，正确；用含有32P标记的1个噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后，释放的子代噬菌体乙中，有2个含有放射性，错误；图1中用含有32P或35S的大肠杆菌培养噬菌体，获得被标记的噬菌体，证明了噬菌体增殖时的原料来自大肠杆菌，不能证明DNA是遗传物质，错误；图2增设一组35S标记的噬菌体作对照，可说明在噬菌体增殖过程中，起遗传效应的物质是DNA，因被35S标记的蛋白质没有进入大肠杆菌中，故不能证明蛋白质不是遗传物质，正确。若用含35S的培养基培养大肠杆菌，噬菌体侵染大肠杆菌后，甲处的DNA分子无放射性，错误。若培养2代以上，乙处部分噬菌体的核酸含放射性，错误。2噬藻体是侵染蓝藻的DNA病毒，其增殖过程与噬菌体类似。某生物兴趣小组进行了下面的实验：标记噬藻体噬藻体与蓝藻混合培养搅拌、离心检测放射性。下列叙述错误的是()A完整的实验过程需要利用分别含有35S或32P的蓝藻，以及既不含35S也不含32P的蓝藻B标记噬藻体时先用含32P的培养基培养蓝藻，再用此蓝藻培养噬藻体C步骤可让噬藻体和蓝藻分开，使噬藻体和蓝藻分别存在于上清液和沉淀中D侵染蓝藻的噬藻体利用自身的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，合成子代噬藻体解析：选D在标记噬藻体时，需要分别利用含35S或32P的蓝藻；又因检测放射性时不能区分是何种元素，所以要利用既不含35S也不含32P的蓝藻。因为噬藻体必须用蓝藻培养，所以标记噬藻体应先标记蓝藻。搅拌可以使噬藻体和蓝藻分离，离心使上清液中析出噬藻体，沉淀物中留下被侵染的蓝藻。噬藻体合成DNA和蛋白质的原料分别是蓝藻的脱氧核苷酸和氨基酸。方法规律噬菌体侵染细菌实验中的放射性分析(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌：(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌：命题点2“噬菌体侵染细菌实验”与“肺炎双球菌转化实验”的比较3“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格里菲思和艾弗里的实验都可以证明S型肺炎双球菌对小鼠是有毒的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：选D艾弗里的实验是体外实验，不能证明S型肺炎双球菌对小鼠是有毒的，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。4(2018南京四校联考，多选)下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述，错误的是()A格里菲思和艾弗里所做的转化实验都能证明DNA是遗传物质B将S型菌的DNA与R型菌的DNA混合培养，一段时间后培养基中会有两种菌落C不能用3H或18O替代32P或35S标记噬菌体，但可以用15N表示噬菌体D格里菲思、艾弗里和蔡斯和赫尔希的实验思路都是将S型细菌的各物质分离，独立观察每种物质的遗传效应解析：选ACD格里菲思所做的转化实验不能证明DNA是遗传物质，只能证明加热杀死的S型菌中含有转化因子，A错误；将S型菌的DNA与R型菌的DNA混合培养，一部分R型菌转化为S型菌，一段时间后培养基中会有R型和S型两种菌落，B正确；不能用3H或18O替代32P或35S标记噬菌体，也不可以用15N表示噬菌体，因为蛋白质和DNA均含有C、H、O、N，C错误；艾弗里、蔡斯和赫尔希的实验思路都是将S型细菌的各物质分离，独立观察每种物质的遗传效应，格里菲思没有将S型细菌的各物质分离开来，D错误。DNA是主要的遗传物质命题点1RNA也是遗传物质的实验分析1(2018昆山模拟)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验中，不可能出现的结果是()实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型组合病毒(a型TMV的蛋白质b型TMV的RNA)感染植物b型a型组合病毒(b型TMV的蛋白质a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.实验B实验C实验 D实验解析：选C因为烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA，而不是蛋白质。中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型应该是b型。命题点2遗传物质与生物种类的关系2下列关于遗传物质的说法，错误的是()真核生物的遗传物质是DNA原核生物的遗传物质是RNA细胞核的遗传物质是DNA细胞质的遗传物质是RNA甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNAABC D解析：选C真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA；细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA；甲型H1N1流感病毒属于RNA病毒，遗传物质是RNA。 常考的教材隐性实验之(六)同位素标记法在实验中的应用实验知能同位素标记法是用示踪元素标记化合物，根据化合物的放射性确定物质的转移途径或对有关的化学反应进行追踪，也称为同位素示踪法，高中生物常用同位素示踪过程举例如下：放射性元素标记物质研究过程结论(结果)14CCO2暗反应中碳的转移途径发现卡尔文循环3H亮氨酸分泌蛋白的合成分泌过程核糖体内质网高尔基体细胞膜18OH2O和CO2光合作用中O2的来源产生的O2来自H2O，而不是CO215NDNADNA的复制DNA半保留复制32P和35SDNA和蛋白质生物的遗传物质DNA是遗传物质命题视角命题点1考查同位素标记的过程1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、细菌的叙述正确的是() A图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的，其中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标记的噬菌体的侵染实验，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是遗传物质解析：选B图中锥形瓶内培养液中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标记的噬菌体的侵染实验，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，可能是培养时间较长，细菌裂解，噬菌体释放导致的。命题点2考查同位素标记的结果分析2(2018苏州月考)如果用32P、35S、15N标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成结构中，能够找到的放射性元素为()A可在外壳中找到35S、15NB可在DNA中找到32P、15NC可在外壳中找到32P、15ND可在DNA中找到32P、35S、15N解析：选B用32P、35S、15N标记后，亲代噬菌体的DNA中含有32P、15N，蛋白质外壳中含有35S、15N。噬菌体侵染细菌过程中，噬菌体外壳留在外面，DNA进入细菌。子代噬菌体的蛋白质外壳完全以细菌体内的氨基酸为原料合成，无放射性；子代噬菌体DNA只有一部分含有亲代链(含32P、15N)；DNA中不含有S元素。3某实验甲组用35S标记的噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌，乙组用32P标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，检测子代病毒的放射性情况。下列有关叙述正确的是()A甲组子代有放射性，乙组子代没有放射性B甲组子代没有放射性，乙组子代有放射性C甲、乙两组子代都有放射性D该实验能证明噬菌体的DNA是遗传物质解析：选C35S标记的是噬菌体的蛋白质，蛋白质不是遗传物质，在子代噬菌体中检测不到放射性，32P标记的大肠杆菌能为噬菌体增殖提供原料，使得子代噬菌体有放射性；乙组用32P标记的是噬菌体的DNA，DNA是遗传物质，在子代噬菌体中能检测到放射性，35S标记的大肠杆菌能为噬菌体合成蛋白质外壳提供原料，因此子代噬菌体也具有放射性。即该实验不能证明噬菌体的DNA是遗传物质。4(2017镇江一模)用同位素标记法追踪物质去向是生物学研究的重要手段之一。下列相关叙述错误的是()A用含3H标记的T的培养液培养动物细胞，可在细胞核和线粒体检测到放射性B小白鼠吸入18O2后呼出的CO2不会含有18O，但尿液中会含有HOC要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养大肠杆菌等宿主菌D用14C标记的CO2研究光合作用，放射性会出现在C3化合物和C5化合物中解析：选B3H标记的T是合成DNA的原料，而DNA在动物细胞中主要分布在细胞核中，此外在线粒体中也含有少量，因此用含3H标记的T的培养液培养动物细胞，可在细胞核和线粒体检测到放射性，A正确；小白鼠吸入18O2后，参与有氧呼吸第三阶段，生成HO，含有18O的HO再参与有氧呼吸第二阶段，产生含有18O的CO2，B错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，因此要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养大肠杆菌等宿主菌，C正确；用14C标记的CO2研究光合作用，放射性会出现在C3化合物和C5化合物中，D正确。方法规律 巧用“二看法”判断子代噬菌体标记情况 高考真题集中研究找规律1(2017江苏高考)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标记解析：选C格里菲思体内转化实验证明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，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，小鼠死亡的原因是从S型肺炎双球菌中提取的DNA使部分R型细菌转化成了致病的S型细菌，而不是S型细菌的DNA使小鼠死亡；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子，而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸。2(2016江苏高考)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：选D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；格里菲思实验只能说明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”，而不能说明该“转化因子”是DNA；噬菌体是病毒，在宿主细胞内才能完成DNA复制等生命活动，不能用32P直接标记噬菌体，而应先用32P标记噬菌体的宿主细胞，再用被标记的宿主细胞培养噬菌体；赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质。3(2015江苏高考)下列关于研究材料、方法及结论的叙述，错误的是()A孟德尔以豌豆为研究材料，采用人工杂交的方法，发现了基因分离与自由组合定律B摩尔根等人以果蝇为研究材料，通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比，认同了基因位于染色体上的理论C赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质D沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子解析：选D自然状态下，豌豆是严格的自花传粉植物，孟德尔以豌豆为研究材料，采用人工杂交的方法，发现了基因分离与自由组合定律。摩尔根行等人根据果蝇眼色的遗传特点，利用假说演绎法，证明了基因位于染色体上。赫尔希和蔡斯利用同位素标记法进行了噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质。沃森和克里克根据他人发现的DNA的X射线衍射图谱，提出了DNA分子的双螺旋结构模型，破译遗传密码的是尼伦伯格等人。4(2011江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是()A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B分别用35S 和 32P 标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C用35S 标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D32P 、 35S 标记的噬菌体侵染实验分别说明 DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质解析：选C噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养；保温时间不能过长，若保温时间太长则可能有含32P子代的噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中也能检测到放射性；用35S 标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分而使部分噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，离心后存在于沉淀物中；本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。5(2013全国卷)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是()孟德尔的豌豆杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验肺炎双球菌转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA的X光衍射实验ABC D解析：选C孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律。摩尔根通过果蝇杂交实验说明了基因位于染色体上。DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构的发现提供了重要依据。肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验均证明了DNA是遗传物质。调研试题重点研究明趋势一、选择题1(2018启东中学月考)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是RNA解析：选B孟德尔利用遗传因子解释了遗传的基本规律，并没有证实其本质；噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验说明了DNA是遗传物质，噬菌体侵染细菌实验更有说服力；沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数；烟草花叶病毒感染烟草实验说明有些病毒的遗传物质是RNA。2(2018南通模拟)下列关于以“32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验的分析，错误的是()A本实验使用的生物材料还应包括不含32P的大肠杆菌B实验中T2噬菌体培养时间、温度等是本实验的无关变量C本实验预期的最可能结果是上清液中放射性强，而沉淀物中放射性弱D仅仅本实验还不足以证明DNA是T2噬菌体的遗传物质解析：选C32P标记T2噬菌体的DNA，在噬菌体侵染细菌的过程中，噬菌体DNA被注入到细菌细胞中，在离心后主要分布在沉淀物中。3(2018通州中学月考)下列关于遗传物质探索历程的叙述，正确的是()A若32P标记组的上清液有放射性，则可能原因是搅拌不充分B将S型菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分别与R型活菌混合培养，培养基中均有R型菌出现C噬菌体侵染细菌实验采用同位素标记法同时将蛋白质与DNA用35S和32P标记D肺炎双球菌体外转化实验中得到的S型菌是发生了染色体变异解析：选B若32P标记组的上清液有放射性，最可能是因为保温过程中噬菌体将细菌裂解，A错误。将S型菌的DNA、蛋白质、多糖等物质与R型活菌混合培养，培养基中均有R型菌出现，B正确。噬菌体侵染细菌实验的成功，是因为采用同位素标记法分别将蛋白质与DNA用35S和32P标记，C错误。肺炎双球菌无染色体，不可能发生染色体变异，D错误。4(2018如皋期初)下列有关遗传物质的探索实验的叙述，错误的是()A格里菲思实验证明S型肺炎双球菌中存在转化因子的观点B艾弗里的转化实验中，S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌C可同时用35S和32P标记T2噬菌体，仅通过一组实验就能证明DNA是遗传物质D艾弗里的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的对照方式都是相互对照解析：选C格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明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，但没有证明转化因子是DNA，A正确；艾弗里的转化实验中，证明了S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，B正确；分别用35S或32P标记噬菌体，通过两组实验的对比能证明DNA是遗传物质，C错误；肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染实验的对照方式都是相互对照，D正确。5下列有关肺炎双球菌转化实验的叙述，正确的是()A将R型活菌与加热杀死的S型菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，从小鼠体内只能分离出S型活菌B格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型菌中存在“转化因子”，能将无毒的S型活菌转化为有毒的R型活菌C在R型活菌的培养基中分别加入S型菌的蛋白质、多糖，培养一段时间后，培养基中都会出现S型活菌的菌落D艾弗里将DNA和蛋白质等物质分开，单独观察它们的作用，得出了DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质解析：选D将R型活菌与加热杀死的S型菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出R型活菌和S型活菌，A错误；格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型菌中存在“转化因子”，能将无毒的R型活菌转化为有毒的S型活菌，B错误；S型细菌的蛋白质和多糖都不是转化因子，因此在R型活菌的培养基中分别加入S型菌的蛋白质、多糖，培养一段时间后，培养基中都不会出现S型活菌的菌落，C错误；艾弗里将DNA和蛋白质等物质分开，单独观察它们的作用，得出了DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，D正确。6(2018启东模拟)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。从表可知()实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)R型A不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S型菌的DNA是转化因子D说明DNA是主要的遗传物质解析：选C表中对照，说明DNA是转化因子。7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：用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；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、沉淀物和上清液解析：选D用噬菌体侵染细菌一段时间后搅拌、离心，上清液是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物是细菌(其中含有噬菌体的DNA)。用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，上清液是没有放射性的，放射性主要出现在沉淀物中。用32P标记的噬菌体浸染未标记的细菌，放射性主要出现在DNA即沉淀物中。用3H标记细菌，放射性主要在沉淀物中。而用15N标记的噬菌体，含有放射性的物质是蛋白质和DNA，即放射性位于上清液和沉淀物中。8下图表示科研人员验证烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，由此推断正确的是()A烟草细胞的遗传物质是RNAB烟草细胞的细胞膜上有RNA的载体C感染烟草的病毒的蛋白质和TMV的相同D接种的RNA在烟草细胞中进行了逆转录解析：选C从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒，而提取的蛋白质却不能使烟草感染病毒，这说明RNA是遗传物质，可在烟草细胞内合成TMV的蛋白质。9在T2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，下列相关叙述错误的是()A噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌B在Ot1时间内噬菌体还未侵入细菌体内C在t1t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量死亡D在t2t3时间内噬菌体因失去寄生场所而停止增殖解析：选B噬菌体侵染细菌的过程为吸附注入合成组装释放，侵入时噬菌体只有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；在Ot1时间内噬菌体和细菌的数量基本稳定，此时可能噬菌体还未侵入到细菌体内，也可能已经侵入到细菌体内还未释放子代噬菌体；t1t2时间内细菌大量死亡是由于噬菌体的侵入；在t2t3时间内细菌裂解死亡，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖。10关于T2噬菌体的叙述，正确的是()AT2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素BT2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中CRNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质DT2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖解析：选DT2噬菌体的核酸中不含硫元素。T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中。任何生物的遗传物质只能是DNA或RNA，T2噬菌体的遗传物质是DNA。T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖。11(2017南京、盐城一模，多选)下列有关32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，正确的是()A培养时间过长或过短都会影响实验结果B培养温度、离心时间等是本实验的无关变量C该实验结果表明，噬菌体的DNA进入大肠杆菌D用含32P的大肠杆菌作实验材料不影响本实验结果解析：选ABC培养时间过长(噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中)或过短(噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内)都会导致上清液放射性含量升高，A正确；培养噬菌体的时间、温度等是本实验的无关变量，所以时间长短和温度高低要适宜，B正确；噬菌体侵染细菌的实验说明了噬菌体的DNA进入大肠杆菌，从而证明DNA是遗传物质，C正确；用含32P的大肠杆菌作实验材料，会导致上清液和沉淀物都有很强的放射性，得不到应有的实验现象，会影响本实验结果，D错误。12(2018镇江模拟，多选)如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性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鸟嘌呤用以标记RNAB参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物C第0 min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解析：选AC鸟嘌呤不是RNA特有的碱基，因此不可以用3H鸟嘌呤标记RNA，需用3H尿嘧啶标记RNA，A错误；RNA是以DNA的一条链为模板通过转录合成的，因此参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物，B正确；在第0 min时，大肠杆菌还没有感染T4噬菌体，其体内不存在T4噬菌体的DNA，因此与DNA杂交的RNA不可能来自T4噬菌体，C错误；题图显示：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，和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制，D正确。二、非选择题13(2017邯郸一模)结合遗传物质的相关实验，请据图回答下列问题： (1)上图为艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的一部分图解，如看到_(答特征)的菌落，说明R型细菌转变成了S型细菌。(2)为了充分证明DNA是遗传物质，艾弗里还在培养R型细菌的培养基中加入_作为对照，进一步验证实验结果。(3)后来，赫尔希和蔡斯利用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，在子代噬菌体中检测到被32P标记的DNA，表明DNA具有_性，说明DNA是遗传物质。(4)_(填“能”或“不能”)在子代噬菌体中找到两条链都被32P标记的DNA分子。_(填“能”或“不能”)在子代噬菌体中找到两条链都是31P的DNA分子。(5)艾弗里的细菌体外转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路都是把_，直接地、单独地观察它们的作用。解析：(1)S型细菌有荚膜，所以形成的菌落表面光滑。(2)艾弗里利用酶的专一性，将S型细菌的DNA和DNA酶混合，用以进一步确认DNA是否是遗传物质。(3)作为遗传物质的条件之一是在亲子代之间是否具有连续性。(4)由于DNA分子是半保留式复制，因此，不能在子代中找到两条链都被32P标记的DNA分子；若复制2次以上，就能找到两条链都是31P的DNA分子。(5)细菌体外转化及噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路是把DNA和蛋白质分开，直接地、单独地观察它们所起的作用。答案：(1)表面光滑(2)S型细菌的DNA和DNA酶(3)连续(4)不能能(5)DNA和蛋白质分开14(2018射阳质检)按照图示1234进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。(1)本实验采用的方法是_。(2)从理论上讲，离心后上清液中_(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，沉淀物中_(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，出现上述结果的原因是_。(3)如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的(NH4)SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于_中，少量位于_中，原因是_。(4)一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是：病毒侵入细胞是向宿主细胞提供_(物质)，利用宿主细胞的_进行_。解析：朊病毒不能独立生活，在活细胞内才能增殖，所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中磷含量极低，所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，即试管4中几乎没有32P；用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物质主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类非正常的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸。答案：(1)同位素标记法(2)几乎不能几乎不能朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P(3)沉淀物上清液经试管5中牛脑组织细胞培养出的朊病毒(蛋白质)被35S标记，提取后加入试管3中，35S随朊病毒侵入到牛脑组织细胞中，因此放射性物质主要位于沉淀物中。同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质(4)核酸核苷酸和氨基酸(原料)自身核酸的复制和蛋白质的合成15请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验，证明DNA是遗传物质。实验过程如下：步骤一：分别取等量含32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中，并分别编号为甲、乙；步骤二：在两个培养皿中接入_，在适宜条件下培养一段时间；步骤三：放入_，培养一段时间，分别获得_和_标记的噬菌体；步骤四：用上述噬菌体分别侵染_大肠杆菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌、放入离心管内离心；步骤五：检测放射性同位素存在的主要位置。预测实验结果：(1)在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如_图。(2)在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如_图。解析：本实验首先应关注的是T2噬菌体为DNA病毒，营专性寄生，不能直接在培养皿中培养，所以需先将大肠杆菌放入含放射性的培养基中培养，然后再通过噬菌体侵染含放射性的大肠杆菌，而使噬菌体被放射性元素标记。由题干可知，甲培养皿中含有32P标记的核苷酸，乙培养皿中含有35S标记的氨基酸。因而通过上述过程，甲、乙培养皿中得到的噬菌体分别含有32P、35S。用上述噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，然后搅拌、离心，依据噬菌体在侵染过程中只有DNA进入，而蛋白质外壳不能进入的特点，甲培养皿中含32P的噬菌体使大肠杆菌含放射性，实验结果应为B图；乙培养皿中含35S的噬菌体的放射性仅留在大肠杆菌外的蛋白质外壳上，实验结果应为A图。答案：等量的大肠杆菌菌液T2噬菌体32P35S未被标记的(1)B(2)A第二讲DNA分子的结构、复制与基因的本质(一)DNA分子的结构1.依据DNA分子结构示意图回答下列问题(1)DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)DNA分子中碱基种类数有4种，脱氧核苷酸的种类数有4种。(3)连接DNA分子两条脱氧核苷酸链之间的化学键为氢键，连接脱氧核苷酸链内部的化学键为磷酸二酯键。2.判断下列有关DNA结构叙述的正误(1)沃森和克里克研究DNA分子的结构时，运用了构建物理模型的方法()(2)双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数()(3)双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的()(4)DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的()(5)每个双链DNA分子中，含2个游离的磷酸基团()(6)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同()(7)含有G、C碱基对比较多的DNA分子热稳定性较差()1.图解核酸的结构层次2.准确辨析DNA分子的两种关系和两种化学键(二)DNA分子的复制3.判断有关DNA复制叙述的正误(1)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制()(2)在人体内成熟的红细胞、浆细胞中不发生DNA的复制()(3)真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶和能量()(4)在一个细胞周期中，DNA复制过程中的解旋发生在两条DNA母链之间()(5)DNA复制就是基因表达的过程()(6)DNA复制时，严格遵循AU、CG的碱基互补配对原则()(7)DNA复制时，两条脱氧核苷酸链均可作为模板()(8)DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制()(9)脱氧核苷酸必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链()(10)复制后产生的两个子代DNA分子中共含4个游离的磷酸基团()(11)真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期()(12)DNA分子复制是边解旋边双向复制的()3.从五个角度掌握DNA分子的复制(三)基因的本质具有遗传效应的DNA片段4.据图回答问题(1)据图1可知基因与染色体的关系是基因在染色体上呈线性排列。(2)图2中的字母分别为：a.染色体， bDNA,_c基因， d脱氧核苷酸。(3)基因的本质：具有遗传效应的DNA片段。4.明辨染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 DNA分子的结构及相关计算命题点1DNA分子的结构及特点1(2018南京师大附中考试)用卡片构建DNA平面结构模型，所提供的卡片类型和数量如下表所示，以下说法正确的是()卡片类型脱氧核糖磷酸碱基ATGC卡片数量10102332A最多可构建4种脱氧核苷酸，5个脱氧核苷酸对B构成的双链DNA片段最多有10个氢键CDNA中每个脱氧核糖均与1分子磷酸相连D最多可构建44种不同碱基序列的DNA解析：选B根据表格数据可知，代表脱氧核糖、磷酸和含氮碱基的卡片数分别都是10，所以最多可构建10个脱氧核苷酸，根据碱基种类可推知最多构建4种脱氧核苷酸，4个脱氧核苷酸对；构成的双链DNA片段中可含2个AT碱基对和2个GC碱基对，故最多可含有氢键数222310(个)；DNA分子结构中，与脱氧核糖直接连接的一般是2个磷酸，但最末端的脱氧核糖只连接1个磷酸；碱基序列要达到44种，每种碱基对的数量至少要有4个。2(2017徐州一模)如图所示为双链DNA分子的平面结构模式图。下列叙述正确的是()A图示DNA片段中有15个氢键B沃森和克里克利用构建数学模型的方法，提出DNA的双螺旋结构C只有在解旋酶的作用下图示双链才能解开D在双链DNA分子中，每个磷酸基团连接1个脱氧核糖解析：选A图示的DNA片段共6个碱基对，AT有3对、GC有3对；因AT之间有2个氢键，GC之间有3个氢键，共15个氢键；沃森和克里克构建的是物理模型；要使DNA双链解开，不仅可以用DNA解旋酶，还可以用高温加热解旋；在双链DNA分子中，每条链中间的每个磷酸基团都分别连接2个脱氧核糖，每条链两端的磷酸基团只连接1个脱氧核糖。拓展归纳 归纳DNA分子结构的三个特点多样性若一段DNA分子由n个碱基对组成，每一位置都有A、T、C、G四种可能性，则共有4n种碱基排列顺序特异性每个DNA分子都有其特定的碱基排列顺序，蕴藏着特定的遗传信息稳定性DNA分子中磷酸与脱氧核糖交替连接方式不变两条链间碱基互补配对方式不变命题点2双链DNA分子的碱基计算3某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是()解析：选CDNA分子中应始终等于1；一条单链中与其互补链中互为倒数，一条单链中0.5时 ，互补链中2；一条单链中与其互补链中及DNA分子中都相等。47乙基鸟嘌呤不与胞嘧啶(C)配对而与胸腺嘧啶(T)配对。某DNA分子中腺嘌呤(A)占碱基总数的30%，其中的鸟嘌呤(G)全部被7乙基化，该DNA分子正常复制产生两个DNA分子，其中一个DNA分子中胸腺嘧啶(T)占碱基总数的45%，另一个DNA分子中鸟嘌呤(G)所占比例为()A10%B20%C30% D45%解析：选B据DNA分子中的A占30%，可知T占30%，C占20%，G占20%，当其中的G全部被7乙基化后，新复制的两个DNA分子中如果一个DNA分子中的T占总数的45%，则另一个DNA分子中的T占35%；由于DNA分子中C的比例不变，所以G的比例也不变。方法规律 “归纳法”求解DNA分子中的碱基数量(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即AGTC。(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中m，在互补链及整个DNA分子中m。(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中a，则在其互补链中，而在整个DNA分子中1。DNA分子的复制及相关计算命题点1DNA复制的过程及特点1(2018常州重点中学联考)真核细胞中DNA复制如下图所示，下列表述错误的是()A多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内