届高考生物一轮复习第19讲DNA是主要的遗传物质培优学案.docx

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届高考生物一轮复习第19讲DNA是主要的遗传物质培优学案

第19讲　DNA是主要的遗传物质

[考纲明细]　人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ）

板块一　知识·自主梳理

一、肺炎双球菌转化实验

1．体内转化实验——格里菲思

（1）实验材料：

S型和R型肺炎双球菌、小鼠。

S型细菌：

菌落光滑，有多糖类荚膜，有毒性。

R型细菌：

菌落粗糙，无多糖类荚膜，无毒性。

（2）实验过程及结果

（3）结论：

加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。

2．体外转化实验——艾弗里

（1）实验思路：

将组成S型活细菌的各种物质分离提纯，并使其分别与R型活细菌混合培养，单独观察各种物质的作用。

（2）实验过程及结果

（3）实验结论：

S型细菌的DNA分子是使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．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。

2．实验材料：

T2噬菌体和大肠杆菌

（1）噬菌体的结构

（2）噬菌体的生活方式：

活细胞寄生。

（3）噬菌体的复制式增殖

3．实验思路

设法将DNA和蛋白质分开，单独研究它们各自的功能。

4．实验步骤及结果和结论

（1）标记大肠杆菌

①大肠杆菌＋含35S的培养基→含35S的大肠杆菌。

②大肠杆菌＋含32P的培养基→含32P的大肠杆菌。

（2）标记噬菌体

①噬菌体＋含35S的大肠杆菌→含35S标记蛋白质的噬菌体。

②噬菌体＋含32P的大肠杆菌→含32P标记DNA的噬菌体。

（3）让噬菌体侵染细菌

①方法：

分别用含32P的DNA和含35S的蛋白质的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。

②搅拌器搅拌：

使吸附于细菌上的噬菌体外壳与细菌分离。

③离心：

让上清液中析出重量较轻的噬菌体外壳，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

（4）结果检测

①用35S标记的噬菌体侵染时

a．上清液放射性很高；b.沉淀物放射性很低；c.新形成的噬菌体未检测到放射性。

②用32P标记的噬菌体侵染时

a．上清液放射性很低；b.沉淀物放射性很高；c.新形成的噬菌体检测到放射性。

（5）结论

①噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌细胞，而蛋白质外壳留在外面。

②子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的——DNA才是真正的遗传物质。

三、RNA是遗传物质的实验

1．过程及结果

（1）烟草花叶病毒

烟草叶出现病斑

（2）

烟草叶出现病斑

烟草叶未出现病斑

2．结论：

RNA是遗传物质。

四、DNA是主要的遗传物质

◆　深入思考

1．艾弗里实验中设置“DNA＋DNA酶”这一组实验的目的是什么？

提示　与只加DNA一组形成对照，说明DNA水解产物不能实现转化。

2．遗传信息只存在于DNA中吗？

提示　不是，RNA病毒的遗传信息存在于RNA中。

◆　自查诊断

1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。

（　　）

答案　×

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。

（　　）

答案　√

3．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。

（　　）

答案　×

4．用32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。

（　　）

答案　×

5．用35S标记的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。

（　　）

答案　√

6．豌豆的遗传物质主要是DNA。

（　　）

答案　×

板块二　考点·题型突破

考点1

肺炎双球菌转化实验

[广东高考]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

①

R

蛋白质

R型

②

R

荚膜多糖

R型

③

R

DNA

R型、S型

④

R

DNA（经DNA酶处理）

R型

A．①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子

B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性

C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子

D．①～④说明DNA是主要的遗传物质

[解析]　①中R型菌中加入S型菌的蛋白质，没有S型菌生长，能证明蛋白质不是转化因子，A错误；②中加入S型菌的荚膜多糖，没有S型菌生长，证明荚膜多糖不是转化因子，不能说明S型菌的荚膜多糖有酶活性，B错误；③中加入S型菌的DNA，培养皿中长出了S型菌，④中加入经DNA酶处理的DNA，DNA酶分解DNA，培养皿中无S型菌，因此，③④证明DNA是转化因子，C正确；①～④说明DNA是遗传物质，不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误。

[答案]　C

题型一　肺炎双球菌转化实验

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。

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4组小鼠死亡并分离出S型活细菌

B．分析第4组实验时必须是以第1～3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

解析　实验中没有从S型菌体内提取DNA，单独直接地观察DNA的作用，故不能证明DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子。

2．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是如图1所示还是如图2所示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

答案　B

解析　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R型菌转化成S型菌，S型细菌增多，小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加。

3．[2017·苏北二调]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

答案　D

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正确；F组加入了S菌的DNA，可以分离出S和R两种肺炎双球菌，而S肺炎双球菌可能是基因重组的结果，B、C正确；A组经煮沸、D组为R菌，均不能导致小鼠死亡，D错误。

易错警示

1格里菲思实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但并未证明转化因子是何种物质。

2艾弗里实验证明转化因子为DNA。

题型二　肺炎双球菌发生转化的实质

4．[2017·江淮十校联考]如图是肺炎双球菌的转化实验，下列说法中正确的是（　　）

A．实验遵循了对照原则和单一变量原则

B．a、d组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果

C．从d组死亡小鼠身上分离到的S型细菌是由S型细菌转化的

D．从变异的角度看，细菌的转化属于基因突变

答案　A

解析　图中a与b、a与c、c与d之间相互对照，各对照组间只有一个变量，A正确；a、b小鼠死亡是由S型细菌有毒性导致的，B错误；从d组死亡小鼠身上分离到的S型细菌是由R型活细菌转化而来的，C错误；细菌的转化属于基因重组，D错误。

易错警示

　关于“转化”的两点提醒

考点2

噬菌体侵染细菌的实验

[2017·全国卷Ⅱ]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（　　）

A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖

B．T2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]　T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，并在其细胞中复制和增殖，A错误；T2噬菌体只有在宿主细胞内才能合成mRNA和蛋白质，B错误；培养基中的32P经宿主摄取后进入宿主细胞内部，在宿主细胞内，T2噬菌体以自身DNA为模板，以宿主细胞内的物质（含32P的脱氧核苷酸等）为原料合成子代噬菌体，因此培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌体所含的核酸是DNA，故两者的核酸类型不同，增殖过程不完全相同，D错误。

[答案]　C

题型一　噬菌体侵染细菌的实验分析

1．[2017·湖北重点中学联考]下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验的有关叙述正确的是（　　）

A．本实验所使用的被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的

B．选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA

C．采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性

D．实际操作中只能在上清液中检测到放射性，下层沉淀物中不可能检测到

答案　B

解析　噬菌体是病毒，无细胞结构，不能在培养基上生存，应该先用含有35S的培养基培养细菌，再用被35S标记的细菌去培养噬菌体，A错误；选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNA，便于分离，B正确；实验中采用搅拌和离心等手段是为了把蛋白质外壳和细菌分开，再分别检测其放射性，C错误；本实验的结果是放射性主要集中在上清液中，沉淀物中有少量放射性，D错误。

2．[2016·广州模拟]用32P或35S标记T2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养，保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物，并测量放射性。

对此实验的叙述，不正确的是（　　）

A．实验目的是研究遗传物质是DNA还是蛋白质

B．保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏低

C．搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高

D．实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P

答案　B

解析　蔡斯、赫尔希用32P或35S标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌，从而可将DNA和蛋白质分开，单独研究是哪种物质在起遗传效应，A正确；32P标记组的离心结果是试管底部出现大量的放射性，说明DNA是进入到大肠杆菌细胞内的物质，如果保温时间过长，子代噬菌体会因为大肠杆菌裂解而被释放，从而使上清液放射性偏高，B错误；如果搅拌不充分，吸附在大肠杆菌表面的被35S标记的噬菌体随着大肠杆菌一起离心到试管底部，从而使沉淀物的放射性偏高，C正确；实验结果表明DNA才是真正进入大肠杆菌的物质，是噬菌体的遗传物质，被32P标记的噬菌体DNA会因为半保留复制使得部分子代噬菌体带有32P标记，但被标记的蛋白质不进入大肠杆菌，故子代噬菌体不会含有35S，D正确。

知识拓展

　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

题型二　同位素示踪法及标记问题

3．若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体（　　）

A．一定有35S，其中有1个含有32P

B．一定有35S，其中有2个含有32P

C．一定有32P，其中有1个含有35S

D．一定有32P，其中有2个含有35S

答案　B

解析　噬菌体侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌内部的是（1个32P标记）DNA，蛋白质外壳留在大肠杆菌外面，侵入内部后，以大肠杆菌为场所，利用大肠杆菌的结构、酶系统和原料（无标记的脱氧核苷酸、35S标记的氨基酸），合成噬菌体的DNA和蛋白质。