2019-2020年高考生物一轮复习 第六单元 基因的本质与表达 第一讲 DNA是主要的遗传物质精选教案.doc

2019-2020年高考生物一轮复习 第六单元 基因的本质与表达 第一讲 DNA是主要的遗传物质精选教案知识体系定内容核心素养定能力生命观念通过遗传物质的发现历程，理解生命的延续和发展理性思维通过噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析，培养逻辑分析能力科学探究通过同位素标记法在实验中的应用，培养实验设计及对结果分析的能力2艾弗里的体外转化实验知识点二噬菌体侵染细菌实验1实验材料和方法(1)实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。(2)实验方法：同位素示踪法，该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。2实验过程3实验结论在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。知识点三生物的遗传物质基本技能问题化1判断有关肺炎双球菌转化实验叙述的正误(1)加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂，失去活性()(2)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化()(3)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质()(4)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质()(5)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其作用()(6)在转化过程中，加热杀死后的S型细菌的DNA没有进入R型活细菌的细胞中()2判断有关生物遗传物质叙述的正误(1)生物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()(2)所有生物的遗传物质都是DNA()(3)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA()(4)小麦的遗传物质主要是DNA()(5)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上()3下列探索遗传物质的经典实验分别对应的结论是什么？提示：S型细菌中含有“转化因子”DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质RNA是遗传物质DNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质4在噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程中，进行搅拌、离心后得到的上清液中主要含有()A蛋白质外壳B较轻的大肠杆菌C尚未侵入的噬菌体 D噬菌体和细菌的混合物解析：选A上清液中主要含有侵入细菌的T2噬菌体所留下的蛋白质外壳。考点一肺炎双球菌的转化实验1肺炎双球菌两个转化实验的比较体内转化实验体外转化实验科学家格里菲思艾弗里及其同事细菌培养场所小鼠体内培养基(体外)实验原理S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症对S型细菌中的物质进行提取、分离，分别单独观察各种物质的作用实验原则R型细菌与S型细菌的毒性进行对照S型细菌各成分的作用进行对照实验构思用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用结果观察小鼠是否死亡培养基中菌落类型实验结论S型细菌体内有转化因子S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质联系所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”；体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA实验设计都遵循对照原则和单一变量原则2S型细菌和R型细菌转化的实质(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。对点落实1(xx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(xx福州质检)艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后，持反对观点者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是()AR型菌抗青霉素的S型菌DNA预期出现抗青霉素的S型菌BR型菌抗青霉素的S型菌DNA预期出现S型菌CR型菌S型菌DNA预期出现S型菌DR型菌S型菌DNA预期出现抗青霉素的S型菌解析：选AR型菌抗青霉素的S型菌DNA预期出现抗青霉素的S型菌，该实验证明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化，而且抗青霉素的S型菌DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因。因此，该实验结果表明上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的。典型图示肺炎双球菌的体内、体外转化实验图解分析问题设计(1)据图1填空：图示的实线表示型菌，虚线表示型菌。ab段型菌数量减少，其原因是小鼠体内形成对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。bc段型菌数量增多，其原因是b之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫力，造成R型菌大量繁殖。(2)据图2填空：在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。依据上述实验，可做出DNA是遗传物质的假设。对点落实3(xx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()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：选B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。4某科研人员为了验证格里菲思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由注射和的结果可知，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解析：选C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；注射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体内检测出活菌乙，注射是将检测出的活菌乙注射到鼠4体内，结果鼠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；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；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。考点二噬菌体侵染细菌的实验1噬菌体的复制式增殖过程(1)模板：进入细菌体内的噬菌体DNA。(2)合成噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。(3)合成噬菌体的蛋白质2肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较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、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说明DNA能控制蛋白质的合成说明DNA能自我复制 (1)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒必须寄生在活细胞内，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(2)DNA和蛋白质都含有H和C，用这两种元素标记，结果是噬菌体的蛋白质外壳和DNA都被标记，导致进行噬菌体侵染细菌实验时，不能确定哪一种物质进入细菌，从而不能确定哪一种物质是遗传物质。对点落实1(xx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，原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸，只有带有亲代噬菌体模板链的DNA才有32P标记。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(外壳)和蓝藻分开，使噬藻体(外壳)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(外壳)和蓝藻分离，离心使上清液中析出噬藻体(外壳)，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。3艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是()A二者都应用了同位素示踪技术B二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应C艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照D二者都诱发了DNA突变解析：选B只有噬菌体侵染细菌实验应用了同位素示踪技术；两实验最关键的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；赫尔希与蔡斯的实验是相互对照；两实验都没有诱发DNA突变。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子代噬菌体的组成物质来源分析(1)从蛋白质外壳方面分析：由寄主细胞提供原料氨基酸，在寄主细胞的核糖体上合成，与亲代噬菌体的蛋白质外壳无关。(2)从DNA方面分析：由亲代噬菌体提供模板，利用寄主细胞提供的脱氧核苷酸，通过半保留复制的方式，合成子代噬菌体的DNA。(3)从子代噬菌体方面分析：释放的众多子代噬菌体中，只有少数含有亲代噬菌体DNA的单链，其余子代噬菌体的DNA均由寄主细胞提供原料合成，不含亲代噬菌体的DNA。对点落实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D32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中解析：选A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；搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的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；离心时间过长，可能会导致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；蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，因此不用32P标记蛋白质。5(xx武汉调研)在用35S和32P分别标记的噬菌体探究遗传物质是DNA还是蛋白质的实验中，先将大肠杆菌和不同标记的噬菌体混合后立即离心，并测定放射性()；再将大肠杆菌和不同标记的噬菌体混合培养一段时间后再离心，并测定放射性()，则下列有关放射性分布的论述，正确的是()A若放射性为35S，则主要分布在上清液中，主要分布在沉淀物中B若放射性为35S，则主要分布在沉淀物中，主要分布在上清液中C若放射性为32P，则主要分布在上清液中，主要分布在沉淀物中D若放射性为32P，则主要分布在沉淀物中，主要分布在上清液中解析：选C根据教材中的实验可知，35S标记在蛋白质外壳上，32P标记在DNA分子上。若混合后立即离心，亲代噬菌体还没有侵染，因此，亲代的蛋白质外壳(35S)和DNA(32P)均主要分布在上清液中；若混合培养一段时间后再离心，则蛋白质外壳(35S)主要分布在上清液中，DNA(32P)主要分布在沉淀物中。综合上述分析，若放射性为35S，则无论是还是，均主要分布在上清液中；若放射性为32P，则主要分布在上清液中，主要分布在沉淀物中。6在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体与细菌保温时间长短与放射性高低的关系图可能如下，下列关联中最合理的是(35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组)()A甲组上清液bB乙组上清液bC甲组沉淀物c D乙组沉淀物c解析：选B32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，但保温时间太长，有部分子代噬菌体释放出来，离心后就会到上清液中。故放射性应该在沉淀物中，且先升高，后降低，即乙组沉淀物d，乙组上清液b(保温时间短的时候，较多的32P未进入细菌，所以上清液放射性高；随着保温时间推移，更多的32P进入细菌，上清液放射性降低。继续保温，子代噬菌体陆续释放，上清液的放射性又升高)；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌体内，所以甲组上清液c，甲组沉淀物应一直为0。归纳拓展噬菌体侵染细菌实验操作的两个关键环节(1)侵染时间要合适，若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。(2)搅拌要充分，如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。同位素标记法在实验中的应用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。1噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系DNA蛋白质DNA和蛋白质亲代噬菌体32P35S14C、3H、18O、15N培养细菌31P32S12C、1H、16O、14N子代噬菌体32P、31P32SC、H、O、N两种都有(1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位，不能确定是何种元素的放射性。2高中生物其他常用同位素示踪举例放射性元素标记物质研究内容结论(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半保留复制对点落实7如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，下列分析正确的是()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、35SC子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15ND子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S解析：选CDNA分子中含有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都被标记了；由于3H、15N、35S标记的噬菌体蛋白质外壳，不进入细菌，3H、15N标记的噬菌体DNA分子进入细菌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没有放射性；由于3H、15N标记了噬菌体DNA分子，所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N；子代噬菌体的DNA分子中不含有S。8用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在此细菌中培养9 h后，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是()A32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质B子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性CDNA具有放射性的子代噬菌体占1/32D噬菌体繁殖一代的时间约为1.0 h解析：选B噬菌体只含蛋白质和DNA，但细菌的成分很多，除DNA外，磷脂和ATP中也含P；子代噬菌体的DNA是利用细菌的32P标记的脱氧核苷酸为原料合成的，子代噬菌体的蛋白质是利用细菌的35S标记的氨基酸为原料合成的，故都含有放射性；9 h中1个噬菌体增殖产生64个子代噬菌体，即繁殖了6次，故噬菌体繁殖一代的时间约为1.5 h。9假设用32P、35S分别标记了一个噬菌体中的DNA和蛋白质，其中DNA由5 000个碱基对组成，腺嘌呤占全部碱基的30%。用这个噬菌体侵染不含标记的大肠杆菌，共释放出50个子代噬菌体。下列叙述正确的是()A噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等B子代噬菌体中可以同时含有32P、35SC该过程需要105个鸟嘌呤脱氧核苷酸D含32P与不含32P的子代噬菌体的比例为124解析：选D噬菌体增殖需要细菌提供原料、酶、能量等，但模板是由噬菌体提供的；噬菌体侵染大肠杆菌时只有它的DNA进入细菌体内，在细菌体内噬菌体DNA进行复制和控制自身蛋白质的合成(细菌提供原料)，因此，子代噬菌体中只有两个噬菌体的DNA含有32P，而所有噬菌体的蛋白质都不含35S；该噬菌体的DNA分子中鸟嘌呤的数量为2 000个，50个子代DNA中有两个DNA分子各有一条链是原来DNA分子保留下来的，因此，合成50个子代DNA需要鸟嘌呤脱氧核苷酸的数量为2 0004998 000(个)；含32P与不含32P的子代噬菌体的比例为248124。类题通法“二看法”判断子代噬菌体标记情况真题集训验能力1(xx全国卷)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()AT2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖BT2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：选CT2噬菌体的核酸是DNA，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中；T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中；T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中；人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，且二者的增殖过程不同。2(xx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(xx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证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。4(xx海南高考)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。5(xx上海高考)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的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噬菌体()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CDNA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：选B噬菌体侵染细菌过程，只有噬菌体DNA进入大肠杆菌细胞内，而蛋白质没有进入。噬菌体的DNA和蛋白质中都含N，如用15N标记，不能达到分开研究DNA和蛋白质的作用的目的；噬菌体的蛋白质几乎不含P；如果噬菌体的DNA和蛋白质都进入大肠杆菌，则本实验无法得出结论。6(xx全国卷)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)解析：(1)在用放射性同位素标记法对新病毒进行鉴定时，要找出DNA和RNA在化学组成上的区别。题中假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，就是引导考生从DNA和RNA的碱基组成上进行分析。因此，使病毒中的DNA或RNA的特殊碱基(DNA为胸腺嘧啶，RNA为尿嘧啶)带上标记，根据病毒中放射性标记的检测结果就可做出判断。由于病毒不能在培养基上独立生活，其增殖时的原料只能来自宿主细胞，所以实验中需配制两种培养基，记为甲组和乙组，甲组含有放射性标记的尿嘧啶，乙组含有放射性标记的胸腺嘧啶，分别加入等量的宿主细胞使宿主细胞带上相应标记，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)本实验有两种不同的结果：一种是甲组有放射性，乙组无，则该新病毒为RNA病毒；另一种为乙组有放射性，甲组无，则该新病毒为DNA病毒。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，则为RNA病毒；反之为DNA病毒。课下检测查缺漏一、选择题1下列关于人类对遗传物质的探究历程的叙述，正确的是()A格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质B赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中T2噬菌体的蛋白质是用35S直接标记的C噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来D烟草花叶病毒的核酸DNA酶感染烟草烟草将会出现病斑解析：选D格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了加热杀死的S型细菌体内存在转化因子。T2噬菌体营寄生生活，不能用35S直接标记噬菌体的蛋白质。噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，DNA酶能将DNA初步水解成核苷酸，但不能水解RNA，因此烟草花叶病毒的核酸DNA酶感染烟草烟草将会出现病斑。2下列关于格里菲思和艾弗里完成肺炎双球菌转化实验的叙述，错误的是()A加热杀死的S型菌的DNA进入R型菌细胞内，使R型菌转化成S型菌BR型菌转化后出现荚膜，反对者认为可能是突变所致，不能说明DNA是遗传物质C艾弗里提取的DNA掺杂有非常少量的蛋白质，实验中没有完全排除蛋白质的作用D艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质解析：选D艾弗里的肺炎双球菌转化实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。3下列有关噬菌体侵染细菌实验的说法，错误的是()A赫尔希和蔡斯的实验是以T2噬菌体为材料，采用了同位素标记技术B用含32P的培养基直接培养噬菌体，将获得DNA含有32P标记的噬菌体C噬菌体侵染细菌实验能将DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用D用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心，结果沉淀物的放射性很高解析：选B噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此不能用含32P的培养基直接培养噬菌体。4(xx惠州市调研)某同学重复赫尔希和蔡斯实验：分别用35S、32P标记的噬菌体侵染无标记的细菌，培养、搅拌、离心、放射性测定。下列说法正确的是()A用35S标记的那组离心后，沉淀物存在少量放射性，可能是搅拌不充分所致B用32P标记的那组离心后，沉淀物存在少量放射性，可能是搅拌不充分所致C噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料、能量和酶等D该实验中用含32P的无机盐直接培养噬菌体，从而实现对其DNA的标记解析：选A35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌外，若用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量的放射性可能是搅拌不充分，少数蛋白质外壳仍吸附在细菌表面；用32P标记的那组离心后，沉淀物应存在大量放射性，如果沉淀物中只存在少量放射性，可能是保温时间过短，噬菌体未侵入细菌细胞，也可能是保温时间过长，细菌已裂解释放出子代噬菌体；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体合成，而合成子代噬菌体所需的场所、原料、能量和酶等均由细菌提供；噬菌体是病毒，不能在培养基中独立生存，因此为了获得含35S和32P的噬菌体，可分别用含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养未标记的噬菌体。5(xx泰安月考)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，进行了以下四个实验：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。以上四个实验，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。6(xx淄博检测)将肺炎双球菌中控制荚膜形成的相关基因记做“A”，无此相关基因记做“a”，下列对甲、乙两组转化实验的相关分析，正确的是()实验甲：将加热杀死的S型肺炎双球菌和R型活菌的菌液混合培养实验乙：将加热杀死的R型肺炎双球菌和S型活菌的菌液混合培养A转化前的S型、R型菌的基因组成分别为AA、aaB甲实验中可检出R型、S型活菌，S型菌由R型菌转化而来C乙实验中只检出S型活菌，因为R型菌的a基因在S型菌体内不能表达D转化前的S型菌和转化后形成的S型菌的遗传物质相同解析：选B由于肺炎双球菌为原核生物，细胞内无同源染色体，因此转化前的S型、R型菌的基因组成分别为A、a；S型菌中的转化因子可使R型细菌转化为S型细菌；R型菌的基因在S型菌体内能表达，但被S型菌的性状所掩盖，因此乙实验中只检测出S型活菌；转化后由于发生了基因重组，因此转化前、后的S型菌的遗传物质不相同。7.在格里菲思的肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型菌与活的R型菌混合后一起注射到小鼠体内，小鼠死亡，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化情况如图所示。下列分析正确的是()Aab段R型菌数量减少的原因是部分R型菌不断被小鼠的免疫系统所清除Bbc段R型菌数量上升是S型菌大量转化成R型菌所致CS型活菌是由R型菌中的“转化因子”进入加热杀死的S型菌体内产生的D该实验可以证明“转化因子”是S型菌的DNA解析：选A由于R型菌无毒，ab段S型活菌数量少，对小鼠的免疫系统破坏力小，因此，ab段R型菌数量减少，是部分R型菌被小鼠的免疫系统清除所致。bc段R型菌数量上升的原因是R型菌转化产生了较多的S型活菌，S型活菌破坏了小鼠的免疫系统，致使R型菌在小鼠体内大量增殖。S型活菌是由加热杀死的S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内产生的。格里菲思的肺炎双球菌转化实验只能证明加热杀死的S型菌内存在某种“转化因子”，无法证明哪种物质是“转化因子”。8(xx长沙模拟)已知有荚膜的肺炎双球菌可引起动物致死性肺炎，无荚膜的肺炎双球菌对动物无害。现从有荚膜的肺炎双球菌体内提取出了DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质，分别加入培养无荚膜细菌的培养液中，一段时间后将培养液注射到小鼠体内，则图中结果错误的是()解析：选D从有荚膜的肺炎双球菌体内提取的物质中，只有DNA才能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，使小鼠致死。DNA酶会使DNA水解，致使无荚膜的肺炎双球菌不能转化为有荚膜的肺炎双球菌，小鼠应表现正常。9下列关于“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”的叙述，正确的是()AT2噬菌体可用含35S标记的完全培养基直接培养以标记蛋白质外壳BT2噬菌体侵染大肠杆菌后，可以利用大肠杆菌的物质来合成自身的成分C离心的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离DT2噬菌体的蛋白质是否进入大肠杆菌，可用32P标记的实验组确定解析：选BT2噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，即不能用培养基直接培养T2噬菌体。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的成分。搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体(外壳)与大肠杆菌分离，离心的目的是让T2噬菌体(外壳)分布于上清液中，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。用32P标记的实验组只能确定DNA是否进入了大肠杆菌。10某实验小组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，培养一段时间后，离心，结果发现上清液具有一定的放射性，且下层的放射性强度比理论值略低。对产生该现象的原因的分析错误的是()A噬菌体和大肠杆菌混合培养时间过长B培养时间过短，部分噬菌体没有侵入大肠杆菌体内C离心时转速太低，菌体和上清液分离不充分D搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与大肠杆菌分离解析：选D如果培养时间太长，则有可能噬菌体已经从大肠杆菌中释放，出现上清液具有一定的放射性，且下层的放射性强度比理论值略低的现象；如果培养时间过短，没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后也会使上清液出现放射性，且下层的放射性强度比理论值低；如果离心时转速太低，部分菌体仍悬浮在上清液中，也会出现上述现象；搅拌不充分时，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与大肠杆菌分离，因此噬菌体与大肠杆菌几乎都集中在下层的沉淀物中，则下层放射性强度会与理论值接近或者大于理论值。11图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化，图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列叙述错误的是()A图甲中AB对应的时间段内，小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体B图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来C图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性D图乙中若用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性解析：选D用32P标记亲代噬菌体，若仅繁殖一代，则所有子代噬菌体均具放射性，若繁殖多代，则子代噬菌体多数不具放射性。12(xx淄博模拟)如图为T2噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T2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T2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C大肠杆菌可吸收培养基中所加入的3H尿嘧啶来合成RNA，进而完成RNA的标记；参与分子杂交的放射性RNA是相应生物DNA转录产生的；图示结果的原因是噬菌体感染细菌后，水解细菌DNA，并利用其水解产物来合成噬菌体DNA，故随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，而细菌基因的表达受到抑制；第0 min时，噬菌体尚未感染细菌，因此与DNA杂交的RNA只来自大肠杆菌的转录。二、非选择题1320世纪70年代，科学家利用小鼠进行了一系列体内转化实验，如图1所示。感受态R型细菌与S型细菌之间的转化过程如图2所示，请回答下列有关问题：实验1：R型细菌小鼠存活实验2：S型细菌小鼠死亡分离出S型细菌实验3：S型细菌加热小鼠存活实验4：S型细菌加热R型细菌小鼠死亡图1(1)青霉素是一种常用的广谱抗菌素，通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，无青霉素抗性的细菌与青霉素接触，易死亡的原因最可能是_。(2)在实验4死亡的小鼠中能够分离出_型细菌。(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，据图1可知，还可以通过怎样的方法来区分R型和S型细菌？_。(4)图2中步骤_是将S型细菌加热杀死的过程；S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链在_酶的作用下分解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内；C细胞经DNA复制和细胞分裂后，产生大量的S型细菌导致小鼠患败血症死亡，S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的_(一种结构)有关，细菌此结构的有无受_控制。(5)科学家证实生物界基因表达的基本机制是相同的。性状的表达需经过_和_过程。解析：(1)依题意可知，青霉素通过抑制细菌细胞壁的合成起杀菌作用，用青霉素处理，无青霉素抗性的细菌产生的子代细菌因缺乏细胞壁的保护，导致细胞吸水过多，引起细胞膜过度膨胀发生破裂而死亡。(2)在实验4中，S型细菌含有的转化因子能使部分R型细菌转化为S型细菌致使小鼠死亡，故在实验4中，死亡的小鼠中能够分离出S型细菌和R型细菌。(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，还可以用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分R型和S型细菌。(4)分析图2可知，步骤是将S型细菌加热杀死的过程；DNA水解酶能催化DNA水解；R型细菌的外表面没有荚膜，没有致病性，而S型细菌的外表面有荚膜，有致病性，所以S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的荚膜有关；基因控制生物的性状，所以细菌荚膜结构的有无，受基因(或DNA)控制。(5)性状的表达过程即为基因指导蛋白质的合成过程，该过程包括转录和翻译两个阶段。答案：(1)细菌细胞吸水过多，细胞膜过度膨胀发生破裂(2)S型和R(3)用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分(4)核酸(或DNA)水解荚膜DNA(或控制荚膜合成的基因)(5)转录翻译14将加热杀死的S型细菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡，检查死鼠血样，发现其体内存在S型活菌。(1)肺炎双球菌初次进入小鼠体内后，一般先要经过_的摄取和处理，将其内部隐蔽的抗原暴露出来，并呈递给T细胞。T细胞分泌_作用于B细胞。(2)小鼠体内能产生抗肺炎双球菌抗体的细胞是_。与抗体合成、加工和分泌有关的细胞器有核糖体、_和线粒体。(3)某生物兴趣小组计划验证格里菲思的体内转化实验，但是原来准备的4组小鼠因故逃走2组，经过思考，该小组决定先向A组注射R型活菌，B组注射加热杀死的S型细菌，A、B两组小鼠存活，再向A组注射S型活菌，向B组注射加热杀死的S型细菌和R型活菌混合液。按照格里菲思的实验结果，该小组预测A组小鼠_，B组小鼠_。但结果却是A、B两组均成活了。请尝试用免疫学的知识解释该结果：_。解析：(1)肺炎双球菌初次进入小鼠体内后，一般先要经过吞噬细胞的摄取和处理，将其抗原暴露出来并呈递给T细胞，T细胞分泌淋巴因子作用于B细胞，促进B细胞增殖、分化为浆细胞，进而产生抗体。(2)抗体是由浆细胞产生的分泌蛋白。分泌蛋白在内质网上的核糖体中合成后经内质网和高尔基体加工后最终由细胞膜以胞吐的方式分泌到细胞外，这一过程需要消耗能量，因此与产生抗体有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体和线粒体。(3)先向A组注射R型活菌，B组注射加热杀死的S型细菌，A、B两组小鼠均可存活，由于S型活菌的荚膜有毒，所以再向A组注射S型活菌，可推测小鼠会死亡；向B组注射加热杀死的S型细菌和R型活菌混合液，由于S型细菌中存在一种转化因子能使R型活菌转化为S型活菌，可以预测B组小鼠死亡。但实验结果却是A、B两组小鼠均成活，推测可能是由于第一次注射后A组小鼠体内产生了抗R型细菌的抗体，B组小鼠体内产生了抗S型细菌的抗体，且抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌。答案：(1)吞噬细胞淋巴因子(2)浆细胞内质网、高尔基体(3)死亡死亡抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗或R型细菌的记忆细胞也能识别S型细菌或两种细菌有相同的抗原)15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；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。朊病毒是一类特殊的病毒，它不含有通常病毒所含有的核酸，是一类能侵染动物并在宿主细胞内复制的小分子无免疫性疏水蛋白质，又称蛋白质侵染因子，这是它与其他病毒的不同之处。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