2019-2020年高考生物一轮复习专题6.1DNA是主要的遗传物质教学案（含解析）.doc

2019-2020年高考生物一轮复习专题6.1DNA是主要的遗传物质教学案（含解析） 1.人类对遗传物质的探索过程 一、肺炎双球菌转化实验1体内转化实验格里菲思(1)实验过程及结果：(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。2体外转化实验艾弗里(1)实验过程及结果：(2)结论：S型细菌的DNA是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。二、噬菌体侵染细菌实验1噬菌体结构2实验过程及结果(1)标记噬菌体：(2)侵染细菌：【巧学助记】巧记噬菌体增殖过程一吸(附)二注(入)三合成，组装、释放、再侵染。三、连线表示生物类型与遗传物质种类的关系二、肺炎双球菌转化实验1.体内转化实验与体外转化实验的比较体内转化实验体外转化实验操作人格里菲思艾弗里及其同事细胞培养场所小鼠体内培养基(体外)巧妙构思用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培养后进行实验将物质分离提纯并各自观察它们能否将R型活菌转化实验步骤实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎双球菌两实验都遵循对照原则、单一变量原则体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA2实验拓展分析(1)加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。三、噬菌体侵染细菌实验1.肺炎双球菌转化实验与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不同点方法不同直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等物质，分别与R型细菌混合培养间接分离：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)，侵染时自然分离结论不同证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质证明了DNA是遗传物质，但没有直接证明蛋白质不是遗传物质关系实验思路相同：都是设法把DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用都遵循了对照原则都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质由于肺炎双球菌体外转化实验在物质提取时不能完全去除其他物质，因此噬菌体侵染细菌实验更具说服力2上清液和沉淀物放射性分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，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，也会使上清液中出现放射性。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。高频考点一肺炎双球菌转化实验的分析例1. 1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：第一组第二组第三组第四组实验处理注射活的R型菌注射活的S型菌注射加热杀死的S型菌注射活的R型菌与加热杀死的S型菌结果小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离到S型活细菌小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离到S型活细菌下列关于此实验的分析不正确的是()A.实验的关键现象是第四组小鼠死亡并分离到S型活细菌B.对第四组实验的分析必须是以第一三组的实验为参照C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化D.本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”【答案】D【变式探究】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DNAD.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【解析】艾弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质和DNA等提取出来，分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果只有加入S型细菌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，C错误；该实验的生物变异属于基因重组，生物的变异都是不定向的，A错误，B正确；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，D错误。高频考点二噬菌体侵染细菌实验的结果分析例2.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35SB.可在DNA中找到15N和32PC.可在外壳中找到15ND.可在DNA中找到15N、32P和35S【答案】B【变式探究】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是()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【解析】噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体外壳，沉淀物是被侵染的大肠杆菌，A项错误；搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，B项错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA会含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，C项正确，D项错误。高频考点三两个经典实验的曲线分析例3.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【答案】B【变式探究】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，原因是侵染时间过短或过长，C正确。本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D正确。高频考点四遗传物质的实验分析与探究例4.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RNAB.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【变式探究】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：_；_。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)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，核酸包括DNA和RNA两类，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。1.（xx上海卷.28）在DNA分子模型的搭建实验中，若仅有订书钉将脱氧核糖、磷酸、碱基连为一体并构建一个含 10对碱基（A有6个）的DNA双链片段，那么使用的订书钉个数为A.58 B.78C.82D.88【答案】C【解析】构成一个脱氧核苷酸需要2个订书钉，20个个脱氧核苷酸总共需要40个；一条DNA单链需要9个订书钉连接，两条链共需要18个；双链间的氢键数共有20总共需要订书钉40【考点定位】本题考查DNA的结构。1.(xx课标I卷.1)下列叙述错误的是 （ ）A.DNA与ATP中所含元素的种类相同B.一个tRNA分子中只有一个反密码子C.T2噬菌体的核酸由脱氧核糖核苷酸组成D.控制细菌性状的基因位于拟核和线粒体中的DNA上【答案】D1.（xx江苏卷）4.下列叙述与生物学史实相符的是A.孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合规律B.范海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自土壤、水和空气C.富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了巨大的贡献D.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制【答案】C【解析】孟德尔以豌豆作为实验材料，总结出了基因的分离和自由组合规律，并通过分别豌豆的测交实验验证了两大规律，故A错。范海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自水，B错。富兰克林和威尔金斯提供了DNA的X射线衍射图谱，对DNA双螺旋结构模型的建立做出了巨大贡献，故C正确。赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质，D错误。2(xx福建理综，28节选)人类对遗传的认知逐步深入：(1)格里菲思用于转化实验的肺炎双球菌中，S型菌有S、S、S等多种类型，R型菌是由S型突变产生。利用加热杀死的S与R型菌混合培养，出现了S型菌。有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为_，否定了这种说法。(2)沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构模型，该模型用_解释DNA分子的多样性，此外，_的高度精确性保证了DNA遗传信息稳定传递。【解析】(1)如果S型菌出现是由于基因突变导致的，根据基因突变不定向的特点，产生的S型菌可能有S、S、S三种类型；而实验中全为S，否定了上述说法。(2)DNA分子的多样性是由于碱基排列顺序的多样性；保证DNA遗传信息稳定遗传给后代的是高度精确的碱基互补配对机制。【答案】(1)S(2)碱基对排列顺序的多样性碱基互补配对3(xx课标全国理综，5)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A B C D【答案】C4(xx海南，13)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】T2噬菌体的蛋白质外壳中含有S，但DNA中不含S，A项错误；T2噬菌体是细菌病毒，不能寄生在真核细胞酵母菌体内，B项错误；T2噬菌体的遗传物质只有DNA，C项错误；T2噬菌体可在大肠杆菌体内大量增殖，其原料来自大肠杆菌，D项正确。【答案】D5(xx江苏)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【答案】B1.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型菌注射入小鼠R型菌的DNADNA酶加入S型菌注射入小鼠R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注射入小鼠S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【答案】D【解析】能使小鼠死亡的是活的S型菌。DNA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；虽然DNA酶存在，但因加入了S型菌，因此小鼠死亡；中没有R型活菌，S型菌的DNA不起作用，小鼠存活；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。2.S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如、等)，不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换；在特殊条件下离体培养S型肺炎双球菌可从中分离出R型菌。格里菲思将加热杀死的S型菌与R型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病并大量死亡，而且从患病死亡的小鼠体内获得了具有活性的S型菌；而单独注射加热杀死的S型菌，小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是()A.S型菌经突变形成了耐高温型菌B.S型菌是由R型菌突变形成的C.R型菌经过转化形成了S型菌D.加热后S型菌可能未被完全杀死【答案】C【解析】加热杀死的S型菌与R型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患病并大量死亡，而且从患病死亡小鼠体内获得了具有活性的S型菌；而单独注射加热杀死的S型菌，小鼠未死亡，说明R型菌经过转化形成了S型菌。3.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S3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【答案】D4.某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是()A.35S标记的是噬菌体的DNAB.沉淀物b中含放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关C.上清液a中放射性较强D.上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质【答案】A【解析】35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，DNA不含有S元素，A项错误。充分搅拌离心后，含放射性的蛋白质外壳进入上清液，使上清液a中放射性较强；若搅拌不充分，一部分蛋白质外壳不能与大肠杆菌分离，会随大肠杆菌进入沉淀中，使沉淀物中放射性增强，B、C项正确。该实验没有标记DNA，不能说明DNA的作用，故不能证明DNA是遗传物质，D项正确。5.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)。下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【答案】B6.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【答案】D【解析】用噬菌体侵染细菌一段时间后离心，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；用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，放射性主要体现在DNA即沉淀物中；用3H标记细菌，放射性在沉淀物中；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。7.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t0t1时间内，噬菌体还未侵入到细菌体内C.在t1t2时间内，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【答案】B8.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组实验结果(见下表)中，不可能出现的是()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【答案】C【解析】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，分离出的病毒类型就应该是b型。9.对这五种生物进行分析比较，结果如下表所示：比较项目细胞壁无无有有无所含核酸种类DNADNA或RNADNA和RNADNA和RNADNA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.和B.和C.和D.和【答案】D【解析】肺炎双球菌属于原核生物，具有细胞壁，含有DNA和RNA；噬菌体属于病毒，不具有细胞结构，仅含有DNA一种核酸；两种生物均不遵循孟德尔遗传定律，故D项符合题意。10.艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是()A.两者都运用了和B.前者运用了，后者运用了C.前者只运用了，后者运用了和D.前者只运用了，后者运用了和【答案】D11.20世纪20年代，科学家利用小鼠进行了体内转化实验，探究遗传物质。实验如下：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型细菌小鼠死亡请回答下列相关问题：(1)在实验4中死亡的小鼠中能够分离出_细菌。(2)除了用上述注射法，通过观察小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外，你还可以通过怎样的方法区别R型和S型细菌？_。(3)图示为实验4中小鼠体内R型细菌增长曲线，请在图中绘出S型细菌的增长情况。(4)该实验获得的结论是_。(5)一段时间后，给实验3中的小鼠注射S型细菌，请预测该小鼠的生活情况？_；并分析其原因：_。【答案】(1)S型和R型(2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养，观察菌落特征，若菌落表面光滑，则为S型；若菌落表面粗糙，则为R型)(3)如图(4)S型细菌中存在着转化因子(5)存活加热杀死的S型细菌相当于疫苗，刺激小鼠产生大量的抗体和记忆细胞12.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，_(能或不能)说明蛋白质不是遗传物质，原因是_。【答案】(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