精练精析221dna贮存遗传信息一河北少儿版.docx
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精练精析221dna贮存遗传信息一河北少儿版
第2节DNA贮存遗传信息
（一）
【典例分析】
【典例1】（2008·江苏高考）某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下4个实验：
①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠
②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠
③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠
④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是
A.正常，正常，正常，死亡B.正常，死亡，正常，死亡
C.死亡，死亡，正常，正常D.正常，死亡，正常，正常
【思路点拨】本题主要考查肺炎双球菌转化实验的过程、结果及其分析。
解答本题可从以下几点分析：
【自主解答】选D。
①中DNA酶将S型细菌的DNA分解，转化因子不存在，R型细菌不能转化为S型细菌。
②直接将S型细菌注射到小鼠体内。
③在高温加热过程中，R型细菌被杀死，虽加入了转化因子——S型细菌的DNA，也不能生成S型细菌。
④中R型细菌的DNA不能转化为R型细菌。
通过以上分析可知，只有②中含有有毒的S型细菌，导致小鼠死亡。
【互动探究】
（1）上述实验中，小鼠体内只有一种肺炎双球菌的有哪些？
（2）若将上述实验中DNA酶改为RNA酶，实验结果如何？
提示：
（1）①②。
（2）①②组小鼠死亡。
【变式训练】S型细菌具有多糖类荚膜，R型细菌则不具有。
下列叙述错误的是（）
A.培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具荚膜的细菌
B.培养R型活细菌时加S型细菌的DNA的完全水解产物，不能产生具荚膜的细菌
C.培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能产生具荚膜的细菌
D.培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生具荚膜的细菌
【解析】选A。
只有S型细菌的遗传物质DNA才可以使R型细菌发生转化，表现出S型细菌的某些性状，产生具有荚膜的细菌。
S型细菌的遗传物质是DNA而不是蛋白质或多糖类物质，也不是DNA的完全水解产物。
【典例2】1952年，赫尔希和蔡思利用同位素示踪法，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。
（1）下图中锥形瓶内的培养液是用来培养_________的。
（2）如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是_______。
A.用含35S的培养基直接培养噬菌体
B.用含32P的培养基直接培养噬菌体
C.用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
D.用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
（3）用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的细菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是_____________________________________________。
【规范解答】
（1）若要标记噬菌体，必须先标记细菌，再用噬菌体去侵染细菌，因为噬菌体只能寄生在活细胞中，不能用培养液直接培养噬菌体。
（2）若在上清液中放射性较高，说明用35S标记的蛋白质外壳，若在沉淀物中放射性较高，则说明用32P标记的DNA。
（3）用32P标记噬菌体后，沉淀物中放射性较高。
若上清液中也有少量放射性物质，可能的原因是：
没有侵入细菌的噬菌体或侵入细菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体。
答案：
（1）细菌
（2）C
（3）没有侵入细菌的噬菌体或侵入细菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体
【规律方法】生物学发展史上应用同位素示踪技术的实验还有：
研究分泌蛋白的合成及分泌途径；验证光合作用释放的氧全部来自于水等。
【变式训练】如果用3H、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结构成分中，能够找到放射性元素的为（）
A.可在外壳中找到15N和35S、3H
B.可在DNA中找到3H、15N、32P
C.可在外壳中找到15N和35S
D.可在DNA中找到15N、32P、35S
【解析】选B。
3H、15N既可标记在噬菌体的DNA分子上，又可标记在噬菌体的蛋白质外壳上，而32P只能标记在噬菌体的DNA分子上，35S只能标记在噬菌体的蛋白质外壳上。
噬菌体侵染细菌时，只有其DNA进入细菌细胞，蛋白质外壳没有进入，子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳都以细菌的成分为原料合成，所以在产生的子代噬菌体的结构成分中，只能找到噬菌体的DNA分子上带的3H、15N和32P，完全没有35S。
【基础测评】
1.在格里菲斯的实验中，加热杀死的S型细菌能促成R型细菌发生转化。
这个事实能证明（）
A.S型细菌的蛋白质和DNA的结构都很稳定
B.S型细菌的蛋白质的结构特别稳定
C.S型细菌的DNA结构比蛋白质的结构稳定一些
D.任何条件都不能破坏S型细菌DNA的结构
2.格里菲斯和艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验，证实了（）
①DNA是遗传物质②RNA是遗传物质③DNA是主要遗传物质④蛋白质不是遗传物质⑤糖类不是遗传物质⑥DNA能产生可遗传的变异
A.①④⑤⑥B.②④⑤⑥
C.②③⑤⑥D.③④⑤⑥
3.用DNA酶处理从S型细菌中提取的DNA，使之分解，就不能使R型细菌发生转化。
下列关于这一实验的叙述，不正确的是（）
A.该实验证实DNA分解产物不是遗传物质
B.该实验证明了DNA是遗传物质
C.该实验证实了DNA分解产物不是转化因子
D.该实验是格里菲斯实验的主要环节
4.如图表示用同位素32P、35S分别标记T2噬菌体DNA和细菌的蛋白质（氨基酸），然后进行“噬菌体侵染细菌的实验”，侵染后产生的子代噬菌体（10～1000个）与母代噬菌体形态完全相同，而子代噬菌体的DNA分子和蛋白质分子肯定不含有的标记元素是（）
A.31PB.32PC.32SD.35S
5.赫尔希和蔡思通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括六个步骤：
①噬菌体侵染细菌②设法用35S或32P标记噬菌体③上清液和沉淀物的放射性检测④离心分离⑤子代噬菌体的放射性检测⑥噬菌体与细菌混合培养。
最合理的实验步骤顺序为（）
A.⑥①②④③⑤B.②⑥①③④⑤
C.②⑥①④③⑤D.②⑥①④⑤③
6.所有病毒的遗传物质（）
A.都是DNAB.都是RNA
C.是DNA和RNAD.是DNA或RNA
7.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是（）
A.DNA是绝大多数生物的遗传物质
B.有些生物的遗传物质是RNA
C.在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
D.核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质
8.如图为肺炎双球菌转化实验的图解。
请回答：
（1）分析图A可以看出，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_________，原因是_____________________________。
（2）若用同位素示踪法分别对蛋白质和DNA进行标记，可选用下列哪一组（）
A.14C和18OB.35S和32P
C.14C和32PD.35S和18O
（3）分析图B可以看出，该实验获得成功的最关键设计是_______________________________________。
9.在赫尔希和蔡思的噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌，理论上，上清液中不应含放射性物质，下层沉淀物中应具有很高的放射性；而实验的最终结果显示：
离心后，上清液具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
（1）在赫尔希和蔡思的噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记噬菌体的DNA所体现的实验方法是______________________。
（2）在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是________
____________________________。
（3）由于实验数据和理论数据之间有误差，由此对实验过程进行误差分析：
①在实验中，从噬菌体和细菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性物质含量______，其原因是_________________________________。
②在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，是否属于误差的来源呢？
_____，理由是_________________。
（4）在实验中，赫尔希和蔡思同时用被35S标记的噬菌体侵染细菌，结果发现沉淀物中也出现少量放射性物质，为排除噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能，应进一步采取的措施是______________________________________________。
（5）请设计一个方法，来大量制备用35S标记的噬菌体（简要说明）。
___________________________________________。
【解析及答案】
1、【解析】选C。
加热杀死的S型细菌仍能促成R型细菌发生转化，说明S型细菌的蛋白质虽然失去了活性，但DNA仍具有生物活性，说明S型细菌的DNA结构比蛋白质的结构稳定。
2、【解析】选A。
格里菲斯和艾弗里的实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要遗传物质和RNA是遗传物质。
3、【解析】选D。
该实验并非是格里菲斯所完成的。
DNA酶具有专一性，使DNA分解，DNA分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，而DNA却能使R型细菌转化为S型细菌，这一对比正好说明了DNA的分解产物不是转化因子，即不能作为遗传物质，而反证了DNA是遗传物质。
4、【解析】选C。
噬菌体侵染细菌时，进入细菌体内的只有DNA，蛋白质外壳保留在外，因此在子代噬菌体中不可能含有32S。
5、【解析】选C。
本题考查噬菌体侵染细菌的实验。
在T2噬菌体侵染细菌实验中，操作过程如下：
首先分别用含35S、32P的培养基培养细菌，然后分别用上述细菌培养噬菌体，从而制备出分别含35S、32P的噬菌体，接着用含35S、32P的噬菌体分别去感染未被标记的细菌，保温培养一段时间后，用搅拌器搅拌、离心，检测离心管中放射性的分布。
6、【解析】选D。
大多数病毒（如噬菌体）的遗传物质是DNA，极少数不含DNA只含有RNA的病毒（如烟草花叶病毒）是以RNA为遗传物质的。
7、【解析】选C。
具有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质。
病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。
总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。
8、【解析】
（1）本题考查肺炎双球菌的转化实验和结论，分析图A可以看出，加热杀死的有毒的S型细菌与活的无毒的R型细菌混合后，可使无毒的R型细菌转化为有毒的S型活细菌，小鼠将死亡。
（2）蛋白质含有S，几乎不含P，核酸含有P而不含S，因此可用35S和32P分别对蛋白质和DNA进行标记。
（3）分析图B可知，加入S型细菌DNA，无毒的R型细菌发生转化，表现了S型细菌的性状，这说明S型细菌的DNA进入了R型细菌中，实现对其性状的控制，也说明DNA是遗传物质。
该实验获得成功的最关键设计是设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。
答案：
（1）死亡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）B（3）设法将DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察它们的作用
9、【解析】
（1）赫尔希和蔡思研究噬菌体侵染细菌的方法是同位素示踪法。
分别用32P和35S标记噬菌体。
（2）在用32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中，理论上，上清液中放射性应为0，因为噬菌体已将DNA全部注入到细菌内，在离心时会随着细菌而沉淀。
（3）若在上清液中出现放射性，原因有两种可能：
噬菌体侵染时间太短，部分噬菌体还没有侵染到细菌中，或者噬菌体侵染时间太长，部分细菌已裂解，子代噬菌体被释放出来。
（4）可以通过检测新形成的噬菌体中是否含有35S予以排除。
（5）由于噬菌体是专门寄生的，因此不能用含35S的培养基直接培养，而应先用35S的培养基培养细菌后，再用噬菌体侵染细菌，即可得到大量含有35S的噬菌体。
答案：
（1）同位素示踪法（同位素标记法）
（2）噬菌体已将自己的DNA全部注入到细菌内
（3）①升高噬菌体在细菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中
②是没有侵入细菌的噬菌体经离心后分布于上清液中
（4）在新形成的噬菌体中检测是否含有35S
（5）用含35S的培养基培养细菌，然后用噬菌体侵染该细菌，即可以得到含有35S标记的噬菌体
【提升训练】
一、选择题（共5小题，每小题5分，共25分）
1.在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下列哪个图示（）
2.在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡思做了T2噬菌体侵染细菌的实验，下列有关叙述正确的是（）
A.用32P标记T2噬菌体的蛋白质，用35S标记T2噬菌体的DNA
B.分别用含有32P的T2噬菌体和含有35S的T2噬菌体进行侵染实验
C.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质
3.噬菌体侵染细菌的过程中，能证明DNA分子是遗传物质的关键步骤是（）
①噬菌体将自己的DNA注入细菌体内
②噬菌体的DNA利用细菌体内的成分复制出DNA和蛋白质外壳
③新合成的DNA和蛋白质外壳组装成子代噬菌体
④释放子代噬菌体
A.①②B.③④C.①④D.②③
4.（2009·江苏高考）科学家从烟草花叶病毒（TMV）中分离出a型、b型两个不同品系，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（）
A.实验①B.实验②C.实验③D.实验④
5.下列叙述不正确的是（）
A.只含有RNA的生物，遗传物质是RNA
B.只含有DNA的生物，遗传物质是DNA
C.既有DNA又有RNA的生物，遗传物质是DNA和RNA
D.既有DNA又有RNA的生物，遗传物质是DNA不是RNA
二、非选择题（共2小题，共25分）
6.（10分）（思维拓展题）某同学通过对肺炎双球菌的转化实验的学习认识到：
R型细菌能转化为S型细菌的原因是在S型细菌体内有“转化因子”——DNA。
那么，S型细菌能转化为R型细菌吗？
他设计了实验来探究这个问题。
材料：
肺炎双球菌两品系（S型细菌若干、R型细菌若干）、小鼠若干、固体培养基、蒸馏水。
仪器：
培养皿若干、一次性注射器若干、细菌分离设备（可将细菌的各种物质分离开来）、酒精灯、试管等。
（1）实验步骤及结果：
①将R型细菌注入小鼠体内，小鼠正常。
②将S型细菌注入小鼠体内，小鼠致病死亡。
③将加热杀死后的R型细菌注入小鼠体内，小鼠正常。
④将活的S型细菌和加热杀死后的R型细菌混合后注入小鼠体内，小鼠致病死亡。
（2）实验结论：
S型细菌未转化为R型细菌，R型细菌体内没有“转化因子”。
该同学的实验结论证据充足吗？
________________________。
如不充足，应补充什么实验步骤才能得出正确结论？
___________________________________________________。
7.（15分）自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒（简称禽流感病毒），我国就参与了抗击禽流感的国际性合作，并已经研制出预防禽流感的疫苗。
根据所学知识回答下列问题：
（1）实验室中要获得大量禽流感病毒，不是将病毒直接接种到普通的培养基上，而是以活鸡胚为培养基，其原因是__________
__________________________________________________。
（2）利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学成分，原理是：
①RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色；
②DNA与二苯胺试剂共热显蓝色；
③_________________________________________________。
（3）实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和RNA，不含DNA，则证明禽流感病毒的遗传物质的最关键的实验设计思路是__________________________________________________。
（4）请你预测用禽流感病毒的蛋白质和RNA分别感染活鸡胚后存在的几种可能性：
①蛋白质与RNA都有遗传效应，说明蛋白质和RNA都是遗传物质；
②_________，说明_________________________________；
③_________，说明_________________________________；
④_________，说明_________________________________。
【解析及答案】
1、【解析】选B。
加热杀死的S型细菌中含有能使R型细菌发生转化的转化因子，能使R型细菌转化成S型细菌，所以开始时只有R型细菌，在病死的小鼠体内既有R型细菌又有S型细菌。
2、【解析】选B。
由于噬菌体的S仅存在于蛋白质中，而P几乎都存在于DNA分子中，因此实验中用32P和35S标记噬菌体进行实验，实验证明了DNA是遗传物质，而没有证明DNA是主要的遗传物质。
3、【解析】选C。
噬菌体侵染细菌实验的第一步和第四步是最关键的步骤。
因为第一步注入的仅仅是噬菌体的DNA，而蛋白质外壳留在细菌的外面；第四步释放出与亲代大小、形状等完全一样的子代噬菌体，这充分说明了噬菌体的各种性状是通过DNA传递给后代的，从而证明了DNA是遗传物质。
4、【解析】选C。
本题考查的是病毒遗传物质的特点。
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，因此在实验③中，组合病毒的遗传物质是b型，因此病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型也应是b型。
5、【解析】选C。
含有DNA的生物，DNA是遗传物质；不含有DNA，只含有RNA的生物，RNA是遗传物质。
6、【解析】该同学的实验结论证据不充足，因为他没有进一步探究第④步中的小鼠体内是否存在R型细菌，应抽取④中死亡小鼠的血液，接种到固体培养基上，观察记录菌落特征，判断是否含有R型细菌。
答案：
（2）不充足应补充步骤⑤：
抽取④中死亡小鼠的血液，接种于固体培养基上，观察记录菌落特征
7、【解析】本题是教材经典实验的延伸。
着重考查化学成分的鉴定原理、证明遗传物质的关键设计思路以及探究性实验的结果预测和结论分析。
（1）病毒营寄生生活，只有在活细胞内才能生存。
（2）蛋白质可用双缩脲试剂鉴定，显现紫色。
（3）证明某生物的遗传物质的关键思路是设法把该生物的各种成分分离开来，单独地、直接地观察每种成分的作用。
（4）进行探究性实验的结果预测与结论分析时要考虑各种可能的情况。
答案：
（1）病毒的增殖只能在宿主的活细胞中进行
（2）③蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色
（3）设法将禽流感病毒的蛋白质和RNA分开，单独地、直接地去观察它们各自的作用
（4）②RNA有遗传效应，而蛋白质没有遗传效应
RNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
③RNA没有遗传效应，而蛋白质有遗传效应
RNA不是遗传物质，而蛋白质是遗传物质
④RNA和蛋白质都没有遗传效应
RNA和蛋白质都不是遗传物质
【备课锦囊】
1.下列对肺炎双球菌和T2噬菌体的相关描述中，正确的是
（）
A.T2噬菌体可寄生在乳酸菌体内
B.T2噬菌体头部和尾部的外壳都由蛋白质构成
C.R型细菌在培养基上形成的菌落表面光滑
D.S型细菌可使人和小鼠患肺炎死亡
【解析】选B。
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，其头部和尾部的外壳都由蛋白质构成，S型细菌的菌落表面光滑，R型细菌的菌落表面粗糙，S型细菌可使人患肺炎或使小鼠患败血症。
2.1931年，美国科学家艾弗里和他的同事，从S型细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将它们分别加入培养R型细菌的培养基中。
结果发现加入DNA的培养基中，R型细菌转化成了S型细菌，而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌都不发生这种转化。
这一现象不能说明（）
A.S型细菌的性状是由DNA控制的
B.在转化过程中，S型细菌的蛋白质可能进入了R型细菌的细胞中
C.DNA是遗传物质
D.蛋白质和多糖等物质在该转化实验中，正好起了对照作用
【解析】选B。
只有加入了S型细菌DNA的培养基中，R型细菌才发生转化，表现出S型细菌的性状，这说明了S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的细胞中，实现了对其性状的控制，也说明了DNA是遗传物质。
加入了蛋白质和多糖等物质的培养基中，R型细菌不发生这种转化，正好与DNA是遗传物质的转化实验形成了对照，同时也说明蛋白质、多糖等物质不是遗传物质。
3.噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是（）
A.在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B.在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C.在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D.在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
【解析】选A。
当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNA，子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA都是在噬菌体DNA的指导下，用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成的。
4.噬菌体侵染细菌实验不能证明的是（）
A.DNA是主要的遗传物质
B.DNA能自我复制
C.DNA对蛋白质合成有指导作用
D.DNA是遗传物质
【解析】选A。
DNA是主要的遗传物质是指，大多数生物的遗传物质是DNA，有些生物不以DNA为遗传物质，而是以RNA为遗传物质。
噬菌体是DNA病毒，噬菌体侵染细菌实验只能证明DNA是遗传物质，而不能证明RNA也能作为遗传物质。
5.“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。
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型细菌分别对小鼠进行人工自动免疫，并形成对照
B.用加热杀死的S型细菌与无毒的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，且这种变异是能遗传的，后代还全是S型细菌
D.将S型细菌可能的各种因子分离并分别加入R型细菌培养基中，观察是否发生转化
【解析】选D。
要想证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是，就要将两者分离，分别观察两者作用。
A、B、C中叙述的肺炎双球菌的体内转化实验只能说明S型细菌体内有转化因子。
6.如图所示A、B分别表示烟草花叶病毒（TMV）与车前草病毒（HRV）的结构，它们侵染作物叶片的症状如C、D所示。
（1）用E去侵染叶片F时，在F上所患病的症状与______相同。
（2）在F上的病毒，其蛋白质外壳的合成是受_______控制，以_________（细胞器）为场所合成的。
所
需的氨基酸、酶、ATP均来自于____________。
（3）本实验证明了__________________________。
【解析】生物的性状是由遗传物质控制的，题目所给病毒中只有RNA和蛋白质两种物质，我们只需观察被感染的作物叶片表现的病症和哪种类型相同，就可知道谁是遗传物质。
答案:
（1）D
（2）HRV的RNA核糖体叶片F
（3）RNA是遗传物质
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