届一轮复习人教版 DNA是主要的遗传物质学案.docx

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届一轮复习人教版DNA是主要的遗传物质学案

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

①所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎双球菌

②两实验都遵循对照原则、单一变量原则

③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DNA

2．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

①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

②都遵循了对照原则

③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质

④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：

①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。

②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】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：

①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠

②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠

③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠

④S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、存活

C．死亡、死亡、存活、存活

D．存活、死亡、存活、死亡

【解析】选B。

①中DNA酶水解S型菌的DNA，所以R型菌不能转化成S型菌，所以小鼠存活；②中加入S型菌，所以小鼠死亡；③中高温加热杀死R型菌，无活菌存在，所以小鼠存活；④中S型菌被高温加热杀死，无活菌存在，所以小鼠存活。

高频考点二　噬菌体侵染细菌实验的结果分析

例2.科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。

该组实验不能得到的结果或结论是（　　）

A．实验2只出现R型菌落

B．实验1、3均出现R型和S型菌落

C．DNA是转化因子

D．DNA纯度越高转化效率就越高

【变式探究】请分析以下实验并回答问题：

（1）某人曾重复做了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下：

a．将一部分S型细菌加热杀死；

b．制备符合要求的培养基并均匀分为若干组，将相应菌种分别接种到各组培养基上（如图中文字说明部分）；

c．将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况，实验结果如图所示。

本实验可得出的结论是________________。

（2）艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中起作用的是DNA。

请用DNA酶作试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。

①实验方案如下：

第一步：

从S型细菌中提取出其DNA。

同时，制备符合要求的培养基，并将盛有等量培养基的培养装置分别标号A、B、C；

第二步：

________________；

第三步：

________________；

第四步：

________________。

②请预测实验结果并得出合理结论：

________________

________________。

③通过本实验，还能得出的新结论：

________________

________________。

实验变量，其余的变量（如接种的细菌种类、数量以及培养条件等）应基本相同。

【答案】

（1）S型细菌中的“某种物质”（转化因子）能使R型细菌转化成S型细菌，而且这种转化是可遗传的　

（2）①第二步：

A中不加任何提取物，B中加入提取的S型细菌的DNA，C中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶（顺序可变）　第三步：

在三组培养基上分别接种等量的R型细菌　第四步：

将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况　②结果预测：

A中只有R型细菌菌落；B中出现R型细菌和S型细菌两种菌落；C中只有R型细菌菌落。

结论：

S型细菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌　③DNA只有在结构保持完整、未被破坏的前提下才具有促使R型细菌转化为S型细菌的功能

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

【解析】在小鼠正常免疫系统的作用下，活的R型细菌不能存活，A正确；加热杀死的S型细菌将部分R型细菌转化为S型细菌，而不是被激活，B错误；由于S型细菌摧毁了小鼠的免疫系统，导致bc段上升，C正确；加热杀死的R型细菌不能转化S型细菌，D正确。

【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

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.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（见下表）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

①

a型TMV→感染植物

a型

②

b型TMV→感染植物

b型

③

组合病毒（a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA）→感染植物

b型

a型

④

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①　　　　　　　B．实验②

C．实验③D．实验④

病斑类型为b型，病斑中分离出来的病毒类型也为b型。

【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：

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

③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）①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　②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.（2016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.58B.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20×2+4=44，

总共需要订书钉40

+18+44=82个。

2．（2016·高考江苏卷）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

1.（2015课标

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】D

【解析】DNA的元素组成是：

C、H、O、N、P，ATP的元素组成是C、H、O、N、P；A叙述正确。

反密码子是tRNA上能与mRNA上的密码子通过碱基互补配对结合的三个相邻的碱基组成的，一个密码子（除终止密码子）编码一个氨基酸，而一个tRNA一次只能转运一个氨基酸，由此可推知一个tRNA上只有一个反密码子；B叙述正确。

T2噬菌体由DNA和蛋白质构成，构成DNA的单位是脱氧核糖核苷酸；C叙述正确。

细菌是原核生物，原核细胞中无线粒体；D叙述错误。

1.（2014·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T２噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制

【答案】C

2．（2014·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SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型突变产生。

利用加热杀死的SⅢ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SⅠ、SⅡ、SⅢ三种类型；而实验中全为SⅢ，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）SⅢ　

（2）碱基对排列顺序的多样性　碱基互补配对

3．（2013·课标全国理综Ⅱ，5）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（　　）

①孟德尔的豌豆杂交实验　②摩尔根的果蝇杂交实验　③肺炎双球菌转化实验　④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验

A．①②B．②③

C．③④D．④⑤

【解析】孟德尔的豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律；摩尔根的果蝇杂交实验验证了萨顿的假说——基因位于染色体上，肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠细菌的实验证明了DNA是遗传物质，DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构模型的构建提供了理论依据，所以C正确，A、B、D错误。

【答案】C

4．（2013·海南，13）关于T2噬菌体的叙述，正确的是（　　）

A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D．T2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】D

5．（2012·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】B

1．艾弗里的实验证明了DNA是使R型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型活菌和加热杀死后的S型菌分别注射到小鼠体内，并形成对照

B．用加热杀死的S型菌与无毒的R型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型菌

D．将S型菌分离提纯并分别加入各培养基中培养R型菌，观察是否发生转化

【解析】选D。

将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，可以看到DNA能使R型细菌转化，蛋白质不能使其转化，这是实验的关键所在。

2．艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后，一些科学家认为“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”。

同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型（记为抗—S），提取出它的DNA，将DNA与对青霉素敏感的R型菌（记为非抗—R）共同培养。

结果发现，某些非抗—R型菌已被转化为抗—S型菌并能稳定遗传。

下列关于哈赤基斯实验的分析，错误的是（　　）

A．实验证明：

细菌中一些与荚膜形成无关的性状（如抗药性）也会发生转化

B．抗—S型菌的DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因

C．实验结果表明：

上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的

D．非抗—R型菌转化为抗—S型菌是基因突变的结果

【解析】选D。

抗—S型菌的DNA中同时具有控制荚膜形成的基因和抗青霉素的基因。

非抗—R型菌转化为抗—S型菌是基因重组，并不是基因突变的结果，D错误。

3．下列关于人类探索遗传奥秘历程的叙述，错误的是（　　）

A．孟德尔在研究豌豆杂交实验时，运用了假说—演绎法

B．萨顿根据基因与染色体行为存在平行关系现象类比推理提出基因在染色体上

C．格里菲思利用肺炎双球菌研究遗传物质时，运用了放射性同位素标记法

D．沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法

4．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和R两种肺炎双球菌

C．F组产生的S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

【解析】选D。

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；F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果；A组S型菌经煮沸已死亡、D和E组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D错误。

5．关于T2噬菌体的叙述，正确的是（　　）

A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖

【解析】选D。

核酸中不含硫元素，A错误；T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中，B错误；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，C错误；T2噬菌体作为病毒，只能利用寄主细胞的物质进行增殖，D正确。

6．噬藻体是感染蓝藻的DNA病毒。

用32P标记的噬藻体感染蓝藻细胞，培养一段时间，经搅拌、离心后进行放射性检测。