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【備考2023】高中生物新教材一輪復(fù)習(xí)學(xué)案
第17講　DNA是主要的遺傳物質(zhì)
[素養(yǎng)目標(biāo)]
1．通過遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)歷程，理解生命的延續(xù)和發(fā)展。(生命觀念)
2．通過比較肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)，總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)探索實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。(科學(xué)思維、科學(xué)探究)
　肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．肺炎鏈球菌的類型
2．轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)階段
(1)格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(2)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1．(必修2 P43“相關(guān)信息”)有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主體內(nèi)生活并繁殖。(√)
2．(必修2 P43圖3 2)格里菲思實(shí)驗(yàn)中，第四組死亡小鼠身上分離得到的S型活細(xì)菌是由S型死細(xì)菌轉(zhuǎn)化而來的。(×)
3．(必修2 P43正文)格里菲思的實(shí)驗(yàn)證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀。(×)
4．(必修2 P44圖3 3)在艾弗里的實(shí)驗(yàn)中，DNA酶將S型細(xì)菌的DNA分解為脫氧核苷酸，因此不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。(√)
5．(必修2 P44正文)艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(×)
1．必修2 P44圖3 3：艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中所做的第二至第五組實(shí)驗(yàn)，巧妙地利用了自變量控制中的什么原理？
提示：減法原理。
2．必修2 P44圖3 3：艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌時(shí)遺傳物質(zhì)、原料、能量分別由哪方提供？
提示：遺傳物質(zhì)來自S型細(xì)菌的DNA，原料和能量均來自R型細(xì)菌。
1．對(duì)比分析體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)[科學(xué)探究]
體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
科學(xué)家 格里菲思 艾弗里及其同事
細(xì)菌培養(yǎng)場(chǎng)所 小鼠體內(nèi) 培養(yǎng)基(體外)
實(shí)驗(yàn)原則 R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性進(jìn)行對(duì)照 S型細(xì)菌各成分的作用進(jìn)行對(duì)照
實(shí)驗(yàn)構(gòu)思 用加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)來說明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化 將物質(zhì)酶解后，直接、單獨(dú)地觀察某種物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)中所起的作用
結(jié)果觀察 小鼠是否死亡 培養(yǎng)基中菌落類型
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 S型細(xì)菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子 S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)
2.歸納概括S型細(xì)菌和R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)[科學(xué)思維]
(1)加熱殺死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)變性失活，DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷裂，但緩慢冷卻時(shí)，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)。
(2)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA片段整合到了R型細(xì)菌的DNA中，即實(shí)現(xiàn)了基因重組。
(3)一般情況下，轉(zhuǎn)化率很低，形成的S型細(xì)菌很少，轉(zhuǎn)化后形成的S型細(xì)菌可以遺傳下去，快速繁殖形成大量的S型細(xì)菌，說明S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)。
[探究意圖：以肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)為情境信息考查理解能力]
在格里菲思第四組實(shí)驗(yàn)中，小鼠體內(nèi)S型細(xì)菌、R型細(xì)菌含量的變化情況如圖所示，請(qǐng)分析相關(guān)問題。
(1)S型活細(xì)菌是怎樣產(chǎn)生的？
提示：加熱致死的S型細(xì)菌的DNA將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。
(2)S型細(xì)菌是有毒性的，據(jù)此推測(cè)曲線bc段上升的原因是什么？
提示：有毒的S型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)增殖，導(dǎo)致小鼠的免疫力降低，R型細(xì)菌、S型細(xì)菌數(shù)量都增加。
突破點(diǎn)1　
1．用肺炎鏈球菌甲乙進(jìn)行如下的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，對(duì)此有關(guān)敘述正確的是(　　)
①活菌甲注射到小鼠A體內(nèi)，小鼠A存活；
②死菌乙注射到小鼠B體內(nèi)，小鼠B存活；
③活菌甲與死菌乙混合培養(yǎng)后，注射到小鼠C體內(nèi)，小鼠C死亡。
A．活菌甲是無莢膜的S型細(xì)菌，活菌乙是有莢膜的R型細(xì)菌
B．能從死亡的小鼠C血液中分離出活菌甲和乙，甲的數(shù)量要遠(yuǎn)多于乙
C．R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的原理是基因突變
D．該實(shí)驗(yàn)證明了DNA是使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子
解析：活菌甲是無莢膜的R型細(xì)菌，無毒。活菌乙是有莢膜的S型細(xì)菌，有毒，A錯(cuò)誤；死亡的小鼠C血液中分離出了活菌甲和乙，由于只有少數(shù)R型菌轉(zhuǎn)為S型菌，故甲的數(shù)量要遠(yuǎn)多于乙，B正確；R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的原理是基因重組，C錯(cuò)誤；格里菲思只是推測(cè)出S型細(xì)菌體內(nèi)存在某種轉(zhuǎn)化因子，但并不清楚這個(gè)轉(zhuǎn)化因子是什么，D錯(cuò)誤。
答案：B
2．(2022·江蘇徐州模擬)如圖表示肺炎鏈球菌不同品系間的轉(zhuǎn)化，在R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的過程中，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．加熱殺死的S型菌中的擬核DNA降解為多個(gè)較短的DNA片段
B．轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的S型菌中的capS是由R型菌中的capR發(fā)生基因突變產(chǎn)生
C．S型菌因有莢膜的保護(hù)，所以小鼠的免疫系統(tǒng)不易將其清除
D．若將R型菌的DNA與S型菌混合，莢膜的存在不利于S型菌轉(zhuǎn)化為R型活菌
解析：據(jù)圖可知，加熱殺死的S型菌中的擬核DNA降解為多個(gè)較短的DNA片段，與R型菌混合后，其中一個(gè)片段與R型菌DNA重組，A正確；轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的S型菌中的capS是與R型菌中的capR發(fā)生基因重組產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；S型菌因有莢膜的保護(hù)，所以小鼠的免疫系統(tǒng)不易將其清除，C正確；S型菌外有莢膜的保護(hù)，若將R型菌的DNA與S型菌混合，莢膜的存在不利于S型菌轉(zhuǎn)化為R型活菌，D正確。
答案：B
突破點(diǎn)2　
3．某研究人員模擬肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注入小鼠
以上4個(gè)實(shí)驗(yàn)中小鼠存活的情況依次是(　　)
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
解析：DNA酶能將DNA水解，因此不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，①中小鼠不死亡。②加入的是S型細(xì)菌，小鼠死亡。高溫能使細(xì)菌死亡，使酶失去活性，因此③④中小鼠都不死亡。
答案：D
4．(多選)艾弗里完成肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)后，持反對(duì)觀點(diǎn)者認(rèn)為“DNA可能只是在細(xì)胞表面起化學(xué)作用形成莢膜，而不是起遺傳作用”。已知S型肺炎鏈球菌中存在能抗青霉素的突變型(這種對(duì)青霉素的抗性不是莢膜產(chǎn)生的)。下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路不能反駁上述觀點(diǎn)的有(　　)
A．R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的S型菌
B．R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)S型菌
C．R型菌＋S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)S型菌
D．R型菌＋S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的S型菌
解析：R型菌＋抗青霉素的S型菌DNA→預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的S型菌，該實(shí)驗(yàn)證明細(xì)菌中的一些與莢膜形成無關(guān)的性狀(如抗藥性)也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，而且抗青霉素的S型菌DNA中存在抗青霉素的基因和控制莢膜合成的基因。因此，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明上述對(duì)艾弗里所得結(jié)論的懷疑是錯(cuò)誤的。
答案：BCD
將甲細(xì)菌提取物(含A、B、C、D四種有機(jī)物的混合物)和活的乙細(xì)菌混合培養(yǎng)一段時(shí)間后，從培養(yǎng)基中分離出了活的甲細(xì)菌。在無法對(duì)上述四種物質(zhì)進(jìn)行分離和提純的前提下，為確定A～D中是哪種物質(zhì)能使乙細(xì)菌轉(zhuǎn)化為甲細(xì)菌，請(qǐng)根據(jù)題意設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)。要求寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論。
(1)設(shè)計(jì)思路：_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)預(yù)期結(jié)果：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示：(1)取適量的甲細(xì)菌的細(xì)胞提取物分成4等份，分別放入4支試管并編號(hào)，再分別加入可分解A、B、C、D的酶，一段時(shí)間后，分別和有乙細(xì)菌的培養(yǎng)基混合培養(yǎng)并觀察結(jié)果　(2)其中有一組混合培養(yǎng)基中沒有分離出活的甲細(xì)菌　(3)加酶后沒有分離出活的甲細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)組中所含對(duì)應(yīng)的有機(jī)物為轉(zhuǎn)化物質(zhì)
　噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)
1．實(shí)驗(yàn)材料：T2噬菌體和大腸桿菌
(1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)及生活方式
(2)T2噬菌體的復(fù)制式增殖
2．實(shí)驗(yàn)方法：放射性同位素標(biāo)記法。該實(shí)驗(yàn)中用35S、32P分別標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA。
3．實(shí)驗(yàn)過程
4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論
在噬菌體中，保證親代與子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，即DNA是遺傳物質(zhì)。
1．(必修2 P45正文)T2噬菌體可利用寄主體內(nèi)的物質(zhì)大量增殖。(√)
2．(必修2 P45正文)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中。(√)
3．(必修2 P45正文)分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。(×)
4．(必修2 P45圖3 6)用1個(gè)35S標(biāo)記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌，裂解釋放的子代噬菌體中只有2個(gè)含35S。(×)
5．(必修2 P46正文)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明DNA控制蛋白質(zhì)的合成。(√)
1．必修2 P45“相關(guān)信息”改編：為什么不能用18O和14C標(biāo)記細(xì)菌，再用被標(biāo)記的細(xì)菌來培養(yǎng)噬菌體？
提示：DNA和蛋白質(zhì)都含有O和C，用這兩種元素標(biāo)記，結(jié)果是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA都被標(biāo)記，導(dǎo)致進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能確定是哪一種物質(zhì)進(jìn)入細(xì)菌，從而不能確定哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。
2．必修2 P46“思考·討論”節(jié)選：
(1)艾弗里與赫爾希等人選用細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料，以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)？
提示：①個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，②繁殖快。
(2)從控制自變量的角度，艾弗里實(shí)驗(yàn)的基本思路是什么？在實(shí)際操作過程中最大的困難是什么？
提示：從控制自變量的角度，艾弗里在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中特異性地去除了一種物質(zhì)，然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么變化。最大的困難是如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)。
1．噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)——“保溫”與“攪拌”[科學(xué)探究]
(1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌
(2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌
2．比較肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)[科學(xué)思維]
項(xiàng)目 艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)
處理方法 酶解法：對(duì)細(xì)胞提取物分別用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶處理后，與R型細(xì)菌混合培養(yǎng) 同位素標(biāo)記法：分別用放射性同位素35S、32P標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA
檢測(cè)方式 觀察菌落類型 檢測(cè)放射性同位素存在位置
技術(shù)手段 細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的酶解技術(shù)和鑒定技術(shù)等 噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等
結(jié)論 證明DNA是遺傳物質(zhì) 證明DNA是遺傳物質(zhì)
[探究意圖：以噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)為情境信息考查實(shí)驗(yàn)與探究能力]
1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA在侵染細(xì)菌過程中的功能，攪拌、離心后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示，請(qǐng)分析：
(1)圖中被侵染的細(xì)菌的存活率基本保持在100%，本組數(shù)據(jù)的意義是什么？
提示：作為對(duì)照組，以證明細(xì)菌未裂解。
(2)細(xì)胞外的32P含量有30%，原因是什么？
提示：有部分標(biāo)記的噬菌體還沒有侵染細(xì)菌。
(3)上清液中的35S先增大后保持在80%左右，原因是什么？
提示：大約有20%的噬菌體沒有與細(xì)菌分離。
突破點(diǎn)1　
1．科研人員用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌，探究保溫時(shí)間與沉淀物中放射性強(qiáng)度的關(guān)系，結(jié)果如圖。有關(guān)敘述不正確的是(　　)
A．用含32P的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，標(biāo)記噬菌體DNA
B．b點(diǎn)時(shí)離心速度減慢會(huì)導(dǎo)致上清液放射性強(qiáng)度降低
C．保溫時(shí)間過長(zhǎng)、過短都會(huì)導(dǎo)致上清液中放射性增強(qiáng)
D．若用35S標(biāo)記的T2噬菌體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果將相似
解析：噬菌體是病毒，沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，不能在培養(yǎng)基上獨(dú)立生存，因此要標(biāo)記噬菌體的DNA，應(yīng)該用含32P的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，A正確；離心的目的是讓噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌分離，若b點(diǎn)時(shí)離心速度減慢會(huì)導(dǎo)致分離不徹底，可能會(huì)導(dǎo)致上清液的放射性強(qiáng)度降低，B正確；由圖可知，保溫時(shí)間過長(zhǎng)、過短都會(huì)導(dǎo)致沉淀物中放射性減弱，即導(dǎo)致上清液中放射性增強(qiáng)，C正確；35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌，離心后分布在上清液中，培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)短不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，D錯(cuò)誤。
答案：D
2．噬菌體內(nèi)的S用35S標(biāo)記，P用32P標(biāo)記，細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)含有32S、DNA含31P兩種元素。用該噬菌體去侵染某細(xì)菌后，產(chǎn)生了許多子代噬菌體，那么在子代噬菌體中35S和32P的分布規(guī)律是(　　)
A．外殼內(nèi)含35S和32S，DNA只含有32P
B．外殼內(nèi)只含有32S，DNA只含有32P
C．外殼含35S和32S，DNA含32P和31P
D．外殼內(nèi)只含32S，DNA含有32P和31P
解析：噬菌體侵染細(xì)菌的過程中，蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌外部，不參與子代噬菌體的合成，用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染含有32S和31P的細(xì)菌，子代噬菌體不含有35S，外殼內(nèi)只含32S；子代噬菌體DNA是以親代噬菌體DNA為模板合成的，所以子代噬菌體的DNA含有32P和31P。
答案：D
“兩看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況
突破點(diǎn)2　
3．如圖是某實(shí)驗(yàn)小組重復(fù)赫爾希和蔡斯“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”的部分實(shí)驗(yàn)過程圖解。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：
(1)選擇T2噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料，是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且化學(xué)成分上只含有________________。
(2)獲得被32P標(biāo)記的噬菌體的具體方法是_______________________________________
______________________________________________________________；實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)行攪拌的目的是______________________________________________________________。
(3)按正常實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行時(shí)，試管的上清液中檢測(cè)到的放射性(32P)很低。若在上清液中檢測(cè)到的放射性(32P)很高，其原因可能是____________________。
(4)據(jù)此實(shí)驗(yàn)該小組得出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論，但有人認(rèn)為上述操作還不足以得出此結(jié)論，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)補(bǔ)充相應(yīng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)選擇T2噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料，是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，且化學(xué)成分上只含有DNA和蛋白質(zhì)。
(2)T2噬菌體是專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，其生命活動(dòng)離不開活細(xì)胞，要獲得被32P標(biāo)記的噬菌體的具體方法應(yīng)先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體侵染被32P標(biāo)記的大腸桿菌；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處是能將DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)的去觀察它們的作用，其中進(jìn)行攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。
(3)由于32P標(biāo)記的DNA注入了大腸桿菌體內(nèi)，大腸桿菌比較重，按正常實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行時(shí)，試管的上清液中檢測(cè)到的放射性(32P)很低，若在上清液中檢測(cè)到的放射性(32P)很高，其原因可能是保溫時(shí)間過短噬菌體還未來得及注入大腸桿菌或保溫時(shí)間過長(zhǎng)子代噬菌體已經(jīng)從大腸桿菌內(nèi)釋放出來。
(4)據(jù)此實(shí)驗(yàn)該小組得出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論，但有人認(rèn)為上述操作還不足以得出此結(jié)論，是因?yàn)闆]有對(duì)照實(shí)驗(yàn)，故應(yīng)另設(shè)一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，用35S標(biāo)記的噬菌體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，最后檢測(cè)放射性(35S)的分布位置。
答案：(1)DNA和蛋白質(zhì)　(2)先用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用噬菌體侵染被32P標(biāo)記的大腸桿菌　使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離　(3)保溫時(shí)間過短或過長(zhǎng)　(4)應(yīng)另設(shè)一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，用35S標(biāo)記的噬菌體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)過程，最后檢測(cè)放射性(35S)的分布位置
　煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)及遺傳物質(zhì)
1．煙草花葉病毒對(duì)煙草葉的感染實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。
2．探索結(jié)論
DNA是主要的遺傳物質(zhì)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA。
1．(必修2 P46正文)DNA是所有生物的遺傳物質(zhì)。(×)
2．(必修2 P46正文)酵母菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA。(×)
3．(必修2 P44～46正文)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。(√)
4．(必修1 P35正文)艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)是DNA。(×)
1．明辨不同生物的遺傳物質(zhì)[生命觀念]
生物類型 病毒 原核生物 真核生物
體內(nèi)核酸種類 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA
體內(nèi)堿基種類 4種 5種 5種
體內(nèi)核苷酸種類 4種 8種 8種
遺傳物質(zhì) DNA或RNA DNA DNA
實(shí)例 噬菌體、煙草花葉病毒 乳酸菌、藍(lán)細(xì)菌 玉米、小麥、人
2.遺傳物質(zhì)探索的3種方法[科學(xué)探究]
突破點(diǎn)1　
1．已知煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能侵染煙草葉片，且兩者都由蛋白質(zhì)和RNA組成，如圖是探索HRV的遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是RNA的操作流程圖。請(qǐng)據(jù)圖分析下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A．本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了對(duì)照原則，無空白對(duì)照組
B．實(shí)驗(yàn)過程中重組病毒的后代是HRV
C．該實(shí)驗(yàn)只能說明HRV的遺傳物質(zhì)是RNA
D．若運(yùn)用同位素標(biāo)記法，不能選擇15N標(biāo)記
解析：a組和b組分別由TMV和HRV直接侵染煙草葉片，屬于空白對(duì)照組，A錯(cuò)誤。
答案：A
突破點(diǎn)2　
2．(多選)研究發(fā)現(xiàn)，一種病毒只含一種核酸(DNA或RNA)，病毒的核酸可能是單鏈結(jié)構(gòu)也可能是雙鏈結(jié)構(gòu)。新病毒出現(xiàn)后，科研人員首先要確定該病毒的核酸種類和結(jié)構(gòu)類型。以下探究相關(guān)說法不正確的是(　　)
A．酶解法：分別用DNA酶和RNA酶處理兩組新病毒的核酸，然后將處理過的核酸注入宿主細(xì)胞，觀察能否產(chǎn)生子代病毒確定核酸類型
B．同位素標(biāo)記法：分別用含放射性同位素標(biāo)記的T和U的完全培養(yǎng)基培養(yǎng)病毒，一段時(shí)間后收集子代病毒并檢測(cè)其放射性確定核酸類型
C．堿基測(cè)定法：為確定新病毒的核酸是單鏈結(jié)構(gòu)還是雙鏈結(jié)構(gòu)，可對(duì)此新病毒核酸的堿基組成進(jìn)行測(cè)定分析
D．最終測(cè)定該病毒為單鏈RNA病毒，研制此病毒的疫苗很困難，原因是單鏈RNA分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，更容易產(chǎn)生變異
解析：分別用DNA酶和RNA酶處理兩組新病毒的核酸，然后將處理過的核酸注入宿主細(xì)胞，若用DNA酶處理的無子代，用RNA酶處理的有子代則是DNA病毒，反之，則為RNA病毒，此法能確定核酸類型，A正確；應(yīng)分別用含放射性同位素標(biāo)記的T和U培養(yǎng)宿主細(xì)胞，再接種病毒，一段時(shí)間后收集子代病毒并檢測(cè)其放射性確定核酸類型，B錯(cuò)誤；為確定新病毒的核酸是單鏈結(jié)構(gòu)還是雙鏈結(jié)構(gòu)，可對(duì)此新病毒核酸的堿基組成和比例進(jìn)行測(cè)定分析，雙鏈中的嘌呤數(shù)與嘧啶數(shù)相等，C錯(cuò)誤；最終測(cè)定該病毒為單鏈RNA病毒，研制此病毒的疫苗很困難，原因是單鏈RNA分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，更容易產(chǎn)生變異，即使研制出疫苗，可能病毒已經(jīng)發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致疫苗不能起到預(yù)防的作用，D正確。
答案：BC
[構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)]
[強(qiáng)化生命觀念]
1．已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。
2．DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
3．T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的兩次標(biāo)記：第一次標(biāo)記大腸桿菌，分別用含35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌；第二次標(biāo)記噬菌體，分別用含35S和32P的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。
真題再現(xiàn)　感悟考情
1．(2021·全國(guó)乙卷改編)在格里菲思所做的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌。某同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)有生物學(xué)知識(shí)所做的下列推測(cè)中，不合理的是(　　)
A．與R型菌相比，S型菌的毒性可能與莢膜上的物質(zhì)有關(guān)
B．S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成
C．加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響
D．將S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型菌混合，可以得到S型菌
解析：與R型菌相比，S型菌具有莢膜，S型菌有毒，故可推測(cè)S型菌的毒性可能與莢膜上的物質(zhì)有關(guān)，A正確；加熱殺死的S型菌的轉(zhuǎn)化因子進(jìn)入R型菌中，并將部分R型菌轉(zhuǎn)化成了S型菌，因?yàn)榧訜岷蟮鞍踪|(zhì)會(huì)變性而DNA熱穩(wěn)定性高，所以加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而DNA功能可能不受影響，C正確；由于蛋白質(zhì)功能喪失而DNA結(jié)構(gòu)和功能仍能保持，因此推測(cè)S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，B正確；DNA酶可以把S型菌的DNA水解，因此S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后的產(chǎn)物不能將R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌，D錯(cuò)誤。
答案：D
2．(2020·浙江1月選考)某研究小組用放射性同位素32P、35S分別標(biāo)記T2噬菌體，然后將大腸桿菌和被標(biāo)記的噬菌體置于培養(yǎng)液中培養(yǎng)，如圖所示。一段時(shí)間后，分別進(jìn)行攪拌、離心，并檢測(cè)沉淀物和上清液中的放射性。下列分析錯(cuò)誤的是(　　)
A．甲組的上清液含極少量32P標(biāo)記的噬菌體DNA，但不產(chǎn)生含32P的子代噬菌體
B．甲組被感染的細(xì)菌內(nèi)含有32P標(biāo)記的噬菌體DNA，也可產(chǎn)生不含32P的子代噬菌體
C．乙組的上清液含極少量35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)，也可產(chǎn)生含35S的子代噬菌體
D．乙組被感染的細(xì)菌內(nèi)不含35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)，也不產(chǎn)生含35S的子代噬菌體
解析：由于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼不會(huì)進(jìn)入大腸桿菌，所以乙組的上清液含較多35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)，不會(huì)產(chǎn)生含35S的子代噬菌體，C錯(cuò)誤。
答案：C
3．(2017·全國(guó)Ⅱ卷改編)在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述，正確的是(　　)
A．T2噬菌體也可以在肺炎鏈球菌中復(fù)制和增殖
B．T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì)
C．培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中
D．人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同
解析：T2噬菌體的核酸是DNA，DNA的元素組成為C、H、O、N、P，培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主(大腸桿菌)攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C項(xiàng)正確；T2噬菌體專門寄生在大腸桿菌中，不能寄生在肺炎鏈球菌中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；T2噬菌體的mRNA和蛋白質(zhì)的合成只能發(fā)生在其宿主細(xì)胞中，不能發(fā)生于病毒顆粒中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；人類免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA，T2噬菌體的核酸是DNA，且二者的增殖過程不同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：C
4．(2017·全國(guó)Ⅰ卷)根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對(duì)人類健康會(huì)造成很大危害。通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。
假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換。請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型。簡(jiǎn)要寫出(1)實(shí)驗(yàn)思路，(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論即可。(要求：實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組)
解析：(1)在用放射性同位素標(biāo)記法對(duì)新病毒進(jìn)行鑒定時(shí)，要找出DNA和RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別。題中假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換，就是引導(dǎo)考生從DNA和RNA的堿基組成上進(jìn)行分析。因此，使病毒中的DNA或RNA的特殊堿基(DNA為胸腺嘧啶，RNA為尿嘧啶)帶上標(biāo)記，根據(jù)病毒中放射性標(biāo)記的檢測(cè)結(jié)果就可做出判斷。由于病毒不能在培養(yǎng)基上獨(dú)立生活，其增殖時(shí)的原料只能來自宿主細(xì)胞，所以實(shí)驗(yàn)中需配制兩種培養(yǎng)基，記為甲組和乙組，甲組含有放射性標(biāo)記的尿嘧啶，乙組含有放射性標(biāo)記的胸腺嘧啶，分別加入等量的宿主細(xì)胞使宿主細(xì)胞帶上相應(yīng)標(biāo)記，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時(shí)間后，收集病毒并檢測(cè)其放射性。(2)本實(shí)驗(yàn)有兩種不同的結(jié)果：一種是甲組有放射性，乙組無，則該新病毒為RNA病毒；另一種為乙組有放射性，甲組無，則該新病毒為DNA病毒。
答案：(1)思路
甲組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。
乙組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。
(2)結(jié)果及結(jié)論
若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；反之為DNA病毒。

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