练习3.1DNA是主要的遗传物质详解

第一讲DNA是主要的遗传物质知识点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，将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。“转化因子”2．体外转化实验——艾弗里(1)实验过程及结果：(2)结论：S型细菌的是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。DNA知识点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：S(2)侵染细菌：知识点三连线表示生物类型与遗传物质种类的关系一、理解运用能力1．判断有关肺炎双球菌转化实验叙述的正误。(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(2014·大连模拟T3B)()(1)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质(2012·福建卷T2D改编)()×(2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质(2014·南京模拟T4A)()×√(4)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用(2009·广东高考T9C改编)()√2．判断有关噬菌体侵染细菌实验叙述的正误。(3)T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖(2013·海南卷T13D)()(1)T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素(2013·海南卷T13A)()×(2)DNA和RNA都是T2噬菌体的遗传物质(2013·海南卷T13C)()×√(4)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力(2012·江苏卷T2B)()√(7)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸(2012·重庆卷T2B)()(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(2011·江苏卷T12A)()×(6)32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质(2011·江苏卷T12D)()××(8)用35S标记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(2011·江苏卷T12D)()√二、读图析图能力据T2噬菌体模式图回答下列问题：(1)在标记噬菌体时，为什么用32P标记DNA，用35S标记蛋白质？能否用14C、18O等元素标记？答案：P只存在于DNA，S只存在于蛋白质；因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N等元素，故不能标记C、O等元素。(2)在实验中，分别用35S和32P标记的噬菌体侵染细菌，能否用同时被35S和32P标记的噬菌体侵染细菌？答案：不可以，因无法确定放射性是哪种物质。(3)怎样才能获得用35S和32P标记的噬菌体？答案：分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，获得被32P和35S标记的大肠杆菌，再用噬菌体去侵染相应标记的大肠杆菌。考点一以实验分析为基础，考查肺炎双球菌转化实验1．体内转化实验与体外转化实验的区别将物质分离提纯并各自观察它们能否将R型活菌转化用加热杀死的S型菌与R型活菌混合培养后进行实验巧妙构思培养基(体外)小鼠体内细胞培养场所艾弗里及其同事格里菲思操作人体外转化实验体内转化实验S型细菌的DNA是遗传物质S型细菌体内有“转化因子”实验结论实验步骤体外转化实验体内转化实验2．二者的联系(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。[典例1]肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的S菌有毒性，能引起人患肺炎或引起小鼠患败血症死亡，无荚膜的R菌无毒性。如图为所做的细菌转化实验。下列相关说法错误的是()A．丙组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡B．能导致小鼠患败血症死亡的有甲、丁两组C．戊组实验表明，加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R菌D．丁组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给后代[解析]本题主要考查肺炎双球菌的转化这一经典实验，意在考查对实验的分析能力。含有荚膜的肺炎双球菌是甲、乙、丁三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌失去毒性，所以只有甲、丁两组能导致小鼠死亡。戊组加S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型菌，而丁组产生的有毒性的肺炎双球菌是由遗传物质的改变引起的，可以遗传给后代。[答案]D1．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．并非所有的R型细菌都被转化由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。3．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，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。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S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内。结果在S型细菌DNA的控制下，R型细菌体内的化学成分合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌。1．(2014·滨州一模)艾弗里将R型细菌置于含S型细菌DNA的培养基中培养，得到了S型肺炎双球菌，下列有关叙述中正确的是()A．R型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的B．R型细菌转化为S型细菌属于基因重组C．该实验不能证明DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质D．将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌解析：艾弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质和DNA等提取出来，分别加入培养R型细菌的培养基中，结果发现只有加入DNA时，R型细菌才能转化成S型细菌，这证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；该实验中R型细菌转化为S型细菌的实质是基因重组，生物的变异都是不定向的；将S型细菌的DNA注射到小鼠体内不能实现肺炎双球菌的转化。答案：B考点二以同位素标记为手段，考查噬菌体侵染细菌实验1．实验方法放射性同位素标记法。标记结果如下表：32S32S35S蛋白质32P、31P31P32PDNA子代噬菌体细菌噬菌体2．侵染实验结果及分析35S－蛋白质外壳未进入宿主细胞而留在外面宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中含35S噬菌体＋细菌32P－DNA进入了宿主细胞内上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内含32P噬菌体＋细菌对比实验(相互对照)结果分析结果分组3．与肺炎双球菌转化实验的比较同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)噬菌体侵染细菌实验直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养艾弗里实验方法不同不同点①均把DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同②都遵循了对照原则③都能证明DNA是遗传物质，都不能证明DNA是主要的遗传物质相同点1．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的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。2．“二看法”判断子代噬菌体标记情况细菌：提供原料，子代噬菌体都会被标记噬菌体标记DNA：子代噬菌体中会出现标记蛋白质：子代噬菌体中不会出现[针对练习]2．在32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，离心后发现上清液的放射性偏高。相关分析不合理的是()A．混合时，大肠杆菌过少B．保温时间过长C．搅拌时，搅拌不充分D．离心时，转速太慢解析：32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后经离心上清液的放射性偏高可由多方面的因素引起，如离心时离心机转速太慢，带有放射性噬菌体侵染的大肠杆菌会因未完全沉淀而分布在上清液；保温时间太长，带有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放，离心后分布在上清液中；混合液中大肠杆菌过少会使带有放射性的噬菌体未全部侵染而在离心后分布在上清液中等。搅拌不充分会使噬菌体外壳不能与大肠杆菌彻底分离而进入沉淀物中，不会导致上清液的放射性偏高。答案：C3．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的标记元素为()A．在外壳中找到15N和35SB．在DNA中找到15N和32PC．在外壳中找到15N和32PD．在DNA中找到15N、32P和35S解析：只有DNA注入大肠杆菌，DNA中含有N、P等元素，故在子代噬菌体的DNA能够找到15N和32P。答案：B实验探究能力图解法证明烟草花叶病毒的遗传物质(高考常考实验)[典例]请结合甲图用图解法完成实验设计，证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。[实验分析][答案]2．(2009·江苏高考)下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()A．豌豆的遗传物质主要是DNAB．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸解析：豌豆、酵母菌均为真核生物，其遗传物质均为DNA，且DNA主要分布于细胞核染色体上。T2噬菌体的遗传物质为DNA，HIV的遗传物质为RNA，DNA、RNA的组成元素均为C、H、O、N、P。RNA水解产生4种核糖核苷酸。答案：B题组二DNA是遗传物质的实验证据3．(2013·新课标卷Ⅱ)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．②③C．③④D．④⑤解析：孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和自由组合定律。摩尔根通过果蝇杂交实验说明了基因位于染色体上。DNA的X光衍射实验为DNA双螺旋结构的发现提供了重要依据。肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验均证明了DNA是遗传物质，C项正确。答案：C4．(2012·上海高考)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体()A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中C．DNA可用15N放射性同位素标记D．蛋白质可用32P放射性同位素标记解析：噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N。蛋白质的组成元素中一般没有P。噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，实验结果更科学、更准确。答案：B5．(2011·江苏高考)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是()A．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B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养C．用35S标记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D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质解析：噬菌体营寄生生活，不能用培养基直接培养；保温时间不能过长，若保温时间太长则可能有含32P子代的噬菌体释放出来，离心后存在于上清液中，导致上清液中也能检测到放射性。用35S标记的是噬菌体的蛋白质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌不充分而使部分噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，离心后存在于沉淀物中；本实验可说明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质。答案：C6．(2010·海南高考)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是()与乙种一致4与甲种一致3乙的DNA＋甲的蛋白质与乙