（江苏专用）2020版高考生物新导学大一轮复习 第六单元 遗传的分子基础 第18讲 探索遗传物质的过程讲义（含解析）苏教版.docx

第18讲探索遗传物质的过程考纲要求1.人类对遗传物质的探索过程(B)。2.实验：DNA的粗提取与鉴定(b)。考点一肺炎双球菌转化实验的分析1肺炎双球菌类型的比较特点类型菌落荚膜毒性S型光滑有有R型粗糙无无2.格里菲思的体内转化实验(1)实验、对比说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。(2)实验、对比说明被加热杀死的S型细菌无毒性。(3)实验、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、分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。(2)实验、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；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思的肺炎双球菌体内转化实验的叙述(1)格里菲思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定律和自由组合定律()(3)S型细菌表面光滑，有毒性()(4)从格里菲思的第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)从格里菲思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)格里菲思实验证明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，能否得出格里菲思的结论？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：ab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。bc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。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分析1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盐城模拟)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。下列说法正确的是(多选)()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CF组产生的S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ABC解析从图示实验过程看出，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；F组加入了S型细菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果，B、C项正确；A组经煮沸、D组为R型细菌，均不能导致小鼠死亡，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镇江模拟)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。下列叙述中正确的是()AR型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例会改变B整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物都是荚膜多糖C进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点DS型细菌转录的mRNA上，可由多个核糖体共同合成一条肽链答案C解析R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，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50%，A项错误；整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物不都是荚膜多糖，B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，C项正确；S型细菌转录的mRNA上，可由多个核糖体共同合成多条相同的肽链，而不是一条，D项错误。4S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如、型等)，不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转化；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，小鼠患病大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的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()AS型菌经突变形成了耐高温型菌BS型菌是由R型菌突变形成的CR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，小鼠患病大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S型菌，说明R型菌经过转化形成了S型菌；而单独注射加热杀死的S型菌小鼠未死亡，说明加热后S型菌已被完全杀死。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)噬菌体的增殖模板：进入细菌体内的是噬菌体的DNA。合成噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。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32PDNA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)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖，使该细菌裂解()(3)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()(4)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()(5)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()(6)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成()(7)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()(8)赫尔希和蔡斯分别用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()分析噬菌体侵染细菌实验(1)以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点？提示个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。繁殖快，细菌2030min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。(2)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。(3)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：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。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。(4)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。(5)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。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，也会使上清液含有较高放射性。(6)此实验为什么只能证明“DNA是遗传物质”，而不能证明“蛋白质不是遗传物质？”提示因为蛋白质没有进入细菌体内，不能确定其是否有遗传效应。命题点一分析噬菌体侵染细菌实验的标记问题1(2018南通调研)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、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，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元素，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35SC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。科学思维“二看法”判断子代噬菌体标记情况命题点二噬菌体侵染细菌的有关图像辨析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RNAB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；能与DNA杂交的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.(2019盐城模拟)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答案B解析噬菌体侵染细菌时只有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，A项正确；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，B项错误；t1t2时间内细菌大量死亡是由于噬菌体的侵入，C项正确；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，D项正确。考点三烟草花叶病毒感染实验及遗传物质1RNA也是遗传物质的实验(1)实验材料：烟草花叶病毒和烟草，烟草花叶病毒的组成物质是蛋白质和RNA。(2)实验过程及结果实验一：侵染实验实验二：RNA病毒重建实验(3)实验结论RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。2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RNADNA和RNADNA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RNADNADNA实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人(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()如图是某种高等植物病原体的遗传实验过程，请分析：(1)该病原体的生活方式是活细胞寄生。(2)该实验证明了该病原体的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。命题点一RNA作为遗传物质的实例分析1(2018吴县检测)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RNABTMV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DRNA是TMV的主要遗传物质答案A2(2018武汉二模)烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如甲图。将TMV病毒的遗传物质和蛋白质分离，并分别单独感染健康烟叶，结果如乙图。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质之间重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如丙图。依据实验，下列推论合理的是()A甲图实验结果说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶B乙图实验结果说明TMV的蛋白质外壳能感染烟叶C丙图实验结果是烟叶被感染，并且表现出b病斑DTMV和HRV两种病毒具有相同的遗传物质答案C解析甲图实验结果不能说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶，A项错误；乙图过程中用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，烟叶没有出现病斑，说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，B项错误；丙图表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的遗传物质合成的“杂种病毒”感染烟叶，烟叶表现出b病斑，C项正确；TMV和HRV两种病毒的遗传物质不同，D项错误。命题点二生物遗传物质的探究实验分析3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：_；_。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。科学探究探究生物遗传物质的几种方法(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。考点四DNA的粗提取和鉴定1实验原理(1)DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同项目溶解规律2mol/L NaCl溶液0.14mol/L NaCl溶液DNA溶解析出蛋白质NaCl溶液物质的量浓度从2mol/L逐渐降低的过程中，溶解度逐渐增大部分发生盐析沉淀溶解(2)DNA不溶于乙醇溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于乙醇，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离。(3)DNA二苯胺蓝色。2实验过程材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织破碎细胞(以鸡血为例)：鸡血细胞加蒸馏水用玻璃棒搅拌用纱布过滤收集滤液去除杂质：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质DNA的析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的乙醇溶液DNA的鉴定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，混合均匀后将试管在沸水浴中加热数分钟，溶液变成蓝色1加入柠檬酸钠的目的制备鸡血细胞液时要在取新鲜鸡血的同时加入柠檬酸钠，防止血液凝固，使血液分层，取下层血细胞。2实验中有2次使用蒸馏水第一次在第2步，目的是使血细胞吸水涨破；第二次在第4步，目的是为了稀释NaCl溶液，析出DNA。3实验中有4次搅拌第3步和第4步中的搅拌均要朝向一个方向，并且在析出DNA、DNA再溶解和提取中，搅拌都要轻缓，玻璃棒不要直接插入烧杯底部，防止DNA分子断裂。问题探究探讨下列DNA粗提取实验的相关问题：(1)上图是提取中的几个关键步骤，其正确的操作顺序是ABCDE。(2)制备鸡血细胞液时要在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂或者搅拌的目的是防止血液凝固，使血液分层，便于取下层血细胞。(3)上图E步骤中所用乙醇必须是经过充分预冷，该步骤的目的是提取含杂质较少的DNA。命题点DNA的粗提取与鉴定实验分析1下图中能反映DNA溶解度与NaCl溶液浓度之间关系的是()答案C解析依据DNA粗提取的原理，在NaCl的浓度为0.14mol/L时DNA分子的溶解度最小，利于DNA分子的析出，浓度过大或过小，DNA分子的溶解度都会增大。2DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl溶液浓度的变化而改变。(1)请在下列NaCl溶液的浓度中选出能使DNA析出最彻底的一种是物质的量浓度为_。A0.14mol/L B2 mol/LC0.15mol/L D0.3 mol/L(2)DNA不溶于乙醇，但细胞中的某些物质却可以溶于乙醇，利用这一原理可以_，可以推测溶于乙醇中的物质可能有_。(3)利用DNA遇_变蓝色的特性，将该物质作为鉴定_的试剂。鉴定过程：向放有_的试管中加入4mL的_试剂，混合均匀后，将试管置于_中加热数分钟，待试管_后，观察试管中溶液颜色的变化。答案(1)A(2)除去杂质某些脂质、蛋白质、糖类或其他大分子物质(3)二苯胺DNADNA二苯胺沸水浴冷却解析根据实验原理可知，DNA在物质的量浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。DNA存在于染色体上，为了把DNA和其他物质分开，采取DNA不溶于乙醇的方法，目的是除去杂质。利用DNA与二苯胺会发生蓝色反应的特性，可以鉴定提取的DNA。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。635S(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型细菌与活的无毒的R型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赫尔希和蔡斯用同位素标记法，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：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；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；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(2017全国，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()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答案C解析T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，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，而是需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B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，复制及表达需要大肠杆菌提供原料、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正确；人类免疫缺陷病毒是RNA病毒，T2噬菌体是DNA病毒，二者的核酸类型和增殖过程不相同，D错误。2(2017江苏，2)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标记答案C解析格里菲思的体内转化实验提出了转化因子改变生物体的遗传性状，并没有证明转化因子就是DNA，A错误；艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使R型肺炎双球菌转化成S型肺炎双球菌，单独的S型肺炎双球菌中提取的DNA无毒，不能使小鼠死亡，B错误；赫尔希和蔡斯实验离心后，上清液主要是蛋白质外壳和游离的T2噬菌体，沉淀物主要是细菌，C正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体中只有含有母链DNA的才带有32P标记，D错误。3(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，蔗糖属于非还原性糖，与斐林试剂在热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。4(2018南京模拟)如图为烟草花叶病毒对烟草叶片细胞的感染和病毒重建实验示意图，下列叙述正确的是()A该实验证明了TMV的遗传物质是RNAB单独使用病毒的蛋白质也能使烟草叶片感染C该实验用同位素标记法跟踪构成TMV的物质去向D烟草叶片受感染后出现病斑是因为接种的病毒进行了逆转录答案A解析分析题图可知，重组病毒感染烟草后，产生的病毒后代是由病毒的RNA决定的，即该实验证明了TMV的遗传物质是RNA，A项正确；实验并没有单独利用病毒的蛋白质感染烟草，因此不能得到单独使用病毒的蛋白质也能使烟草叶片感染的结论，B项错误；该实验没有利用同位素标记法，C项错误；该实验不能证明病毒是否发生逆转录，D项错误。5(2017全国，29)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)答案(1)实验思路：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，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。解析(1)DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。根据分析，本实验思路为甲组：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)若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。一、单项选择题1(2018睢宁一模)下列关于肺炎双球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，正确的是()A三个实验的设计思路是一致的B三个实验都用到了同位素标记法C三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论D三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA答案D解析三个实验中，肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同，A错误；肺炎双球菌的体内和体外转化实验都没有用到放射性同位素标记法，B错误；肺炎双球菌的体外转化实验能得出蛋白质不是遗传物质的结论，C错误；三个实验所涉及的生物有噬菌体、小鼠、细菌，它们的遗传物质都是DNA，D正确。2艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为()A实验一B实验二C实验三D实验一和三答案B解析实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA，R型细菌不能发生转化，所以菌落只有一种，即R型菌落；实验一和实验三中产生的菌落均有两种。3(2019海门检测)艾弗里的实验证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，得出这一结论的关键是()A用S型活细菌和加热杀死后的S型细菌分别注射到小鼠体内，并形成对照B用加热杀死的S型细菌与无毒性的R型细菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体含量C从死亡小鼠体内分离获得了S型细菌D将S型细菌中的物质分离提纯并分别加入各培养基中培养R型细菌，观察是否发生转化答案D解析将S型细菌的DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质分开，分别观察它们在转化中的作用，可以证明S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌，蛋白质不能使其转化，这是实验的关键所在。4(2019常州模拟)下列有关35S标记的噬菌体侵染未标记细菌实验的叙述中，正确的是()A沉淀物也有很弱的放射性，是由于保温时间过长或过短造成的B所使用的噬菌体必须是从接种在含35S的培养基中培养的大肠杆菌中释放出来的C采用搅拌和离心等方法是为了把蛋白质和DNA分子分开，以便检测各自的放射性D新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是答案B解析沉淀物有较弱的放射性，是因为搅拌不充分，35S标记的噬菌体吸附于大肠杆菌的表面，被离心到沉淀物中，A项错误；用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，可得到蛋白质含35S标记的噬菌体，B项正确；采用搅拌和离心的目的是为了把蛋白质外壳和大肠杆菌分开，C项错误；噬菌体侵染细菌实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，D项错误。5噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述，正确的是()A噬菌体内可以合成mRNAB搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分混合C噬菌体与细菌混合培养的时间越长，实验效果越好D噬菌体侵染细菌后，产生许多遗传信息相同的子代噬菌体答案D解析病毒不能进行独立的新陈代谢，需在宿主细胞内转录、翻译，A错误；实验搅拌的目的是让噬菌体蛋白质外壳与细菌分离，不是充分混合，B错误；混合培养时间过长，大肠杆菌会破裂释放出子代噬菌体，会使沉淀物和上清液中都有放射性，造成实验结果有误差，C错误；噬菌体侵染细菌后，产生的子代噬菌体遗传信息都相同，D正确。6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型细菌抗青霉素的S型细菌DNA预期出现抗青霉素的S型细菌BR型细菌抗青霉素的S型细菌DNA预期出现S型细菌CR型细菌S型细菌DNA预期出现S型细菌DR型细菌S型细菌DNA预期出现抗青霉素的R型细菌答案A7(2018吴江一中月考)下列有关肺炎双球菌及其相关实验的叙述正确的是()A加热杀死的S型细菌与R型细菌混合使R型细菌转化成S型细菌属于基因突变BS型细菌与R型细菌在结构上最大的不同是S型细菌的菌体有多糖类的荚膜C肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质D高温处理过的S型细菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应答案B解析加热杀死的S型细菌与R型细菌混合使R型细菌转化成S型细菌属于基因重组，A项错误；S型细菌与R型细菌在结构上最大的不同是S型细菌的菌体有多糖类的荚膜，B项正确；肺炎双球菌属于原核生物，利用自身核糖体合成相应蛋白质，C项错误；高温变性后的蛋白质空间结构发生改变，但肽链中的肽键没有被破坏，因此仍能与双缩脲试剂发生紫色反应，D项错误。8(2019邯郸调研)下列哪项事实能说明DNA是主要的遗传物质()A人们确认绝大多数生物的遗传物质是DNA之后，发现某些病毒的遗传物质是RNAB噬菌体侵染细菌的实验表明DNA在亲子代噬菌体之间起桥梁作用C艾弗里的体外转化实验表明，只有加入S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌D人们得出染色体与生物的遗传有关之后，发现染色体的主要成分是DNA和蛋白质答案A解析人们确认绝大多数生物的遗传物质是DNA之后，发现某些病毒的遗传物质是RNA，说明DNA是主要的遗传物质，A项正确；噬菌体侵染细菌的实验表明DNA在亲子代噬菌体之间起桥梁作用，这说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，B项错误；艾弗里的体外转化实验表明，只有加入S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌，这说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C项错误；人们得出染色体与生物的遗传有关之后，发现染色体的主要成分是DNA和蛋白质，这不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。二、多项选择题9(2018南京模拟)生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析正确的是()A理论上，b中不应具有放射性Bb中放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关C若b中有放射性，说明过程培养时间过长D上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质答案ABD解析35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌，经过离心后分布在上清液中，因此理论上，b中不应具有放射性，A项正确；搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的蛋白质外壳与细菌分离，若搅拌不充分，会导致沉淀物b中放射性增强，因此b中放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关，B项正确；b中理论上不含放射性，这与过程中培养时间的长短无关，C项错误；上述实验过程只能证明噬菌体侵染细菌时蛋白质没有进入细菌，不能证明DNA是遗传物质，D项正确。10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ab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bc段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代D限制cd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ABD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ab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bc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cd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。三、非选择题11(2018镇江模拟)生物学家格里菲思在小鼠身上进行肺炎双球菌转化的实验，可以得出这样一个结论：小鼠体内的R型活细菌在加热杀死的S型细菌的作用下可以转化为活的S型细菌，格里菲思大胆预测在加热杀死的S型细菌中，很可能含有促成这一转化的遗传物质，但这种物质究竟是蛋白质还是DNA还不能被证明。请你在上述实验基础上利用R型活细菌、加热杀死的S型细菌、小鼠等为实验材料，再设计一个实验方案加以证明，简要写出实验思路、预期实验结果及结论即可。(1)实验思路： _。(2)预期实验结果及结论：_。答案(1)将加热杀死的S型细菌分离，分别得到蛋白质和DNA；将无毒性的R型活细菌和分离得到的蛋白质混合注射入小鼠体内；将无毒性的R型活细菌和分离得到的DNA混合注射入小鼠体内(2)预期实验结果：将无毒性的R型活细菌和分离得到的蛋白质混合注射入小鼠体内，小鼠不死亡，在小鼠体内没有发现活的S型细菌；将无毒性的R型活细菌和分离得到的DNA混合注射入小鼠体内，小鼠死亡，并在小鼠体内发现活的S型细菌。结论：蛋白质不是遗传物质，DNA是遗传物质解析(1)格里菲思认为在加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”，但没有证明是蛋白质还是DNA，可用R型活细菌、加热杀死的S型细菌、小鼠等作实验材料，进行如下实验：将加热杀死的S型细菌分离，分别得到蛋白质和DNA；将无毒性的R型活细菌和分离得到的蛋白质混合注射入小鼠体内；将无毒性的R型活细菌和分离得到的DNA混合注射入小鼠体内。(2)预期实验结果：将无毒性的R型活细菌和分离得到的蛋白质混合注射入小鼠体内，小鼠不死亡，在小鼠体内没有发现活的S型细菌；将无毒性的R型活细菌和分离得到的DNA混合注射入小鼠体内，小鼠死亡，并在小鼠体内发现活的S型细菌。实验结论：蛋白质不是遗传物质，DNA是遗传物质。12下图为“DNA的粗提取与鉴定”实验的相关操作。(1)图中实验材料A可以是_等。(2)通过上述所示步骤得到滤液C后，再向滤液中加入2mol/L的NaCl溶液的目的是_，再过滤得到滤液D，向滤液D中加入蒸馏水的目的是_。(3)在“DNA的粗提取与鉴定”实验中，将含有一定杂质的DNA丝状物分别放入体积为2mL的4种溶液中，经搅拌后过滤，获得下表所示的4种滤液，含DNA最少的是滤液_。1研磨液中搅拌研磨后过滤滤液E22mol/L的NaCl溶液中搅拌后过滤滤液F30.14mol/L的NaCl溶液中搅拌后过滤滤液G4冷却的95%的乙醇溶液中搅拌后过滤滤液H(4)DNA鉴定的原理是_。答案(1)洋葱(菜花等)(2)使DNA溶解使DNA(溶解度下降而沉淀)析出(3)H(4)在沸水浴条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色解析(1)可选用洋葱、菜花等植物材料提取DNA。(2)DNA在2mol/L的NaCl溶液中的溶解度较高，而在0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最小。向滤液中加入2mol/L的NaCl溶液可以使DNA溶解，过滤除去不溶的杂质。向滤液中加入蒸馏水可降低NaCl溶液的浓度，使DNA析出，除去溶解在低盐溶液中的杂质。(3)DNA不溶于冷乙醇，因此在4种滤液中H滤液含DNA最少。(4)DNA鉴定的原理是在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色。