（鲁京津琼）2020版高考生物总复习第16讲人类对遗传物质的探索过程教案.docx

第16讲人类对遗传物质的探索过程课程内容核心素养提考能总结人类对遗传物质的探索过程。生命观念通过对遗传物质探索过程的讨论，形成正确的生命观。科学思维通过对遗传物质探索过程的讨论，培养逻辑思维、创新思维能力。科学探究通过对经典实验的分析，培养实验设计及对结果分析的能力。考点一肺炎双球菌的转化实验1.格里菲思的体内转化实验2.艾弗里的体外转化实验1.(科学思维)肺炎双球菌两个转化实验的比较体内转化实验体外转化实验科学家格里菲思艾弗里及其同事细菌培养场所小鼠体内培养基(体外)实验原理S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症对S型细菌中的物质进行提取、分离，分别单独观察各种物质的作用实验原则R型细菌与S型细菌的毒性进行对照S型细菌各成分的作用进行对照实验构思用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用结果观察小鼠是否死亡培养基中菌落类型实验结论S型细菌体内有转化因子S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质联系所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”；体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA实验设计都遵循对照原则和单一变量原则2.(科学思维)S型细菌和R型细菌转化的实质(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。3.(科学探究)肺炎双球菌的体内、体外转化实验图解分析注：图1图示的实线表示R型菌，虚线表示S型菌。(1)据图1图示的ab段R型菌数量减少，其原因是什么？提示小鼠体内形成对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。(2)据图1图示的bc段R型菌数量增多，其原因是什么？提示b之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫力，造成R型菌大量繁殖。(3)据图2分析在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是什么？提示分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。(4)依据上述实验，可做出怎样的假设？提示DNA是遗传物质。教材高考1.判断正误(1)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。(2017高考江苏卷，T1A)()(2)艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。(2017高考江苏卷，T2B)()提示(1)是基因重组的结果。(2)艾弗里实验证明S型肺炎双球菌使小鼠死亡，S型肺炎双球菌中提取的DNA使R型肺炎双球菌发生转化。2.深挖教材(1)教材必修2 P44中图33：肺炎双球菌的体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？提示起对照作用，DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，与R型活细菌混合培养后，不能长出S型细菌的菌落，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌发生转化，DNA才是使R型细菌转化为S型细菌的物质。(2)教材必修2 P44图33：体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？提示实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。围绕格里菲思体内转化实验考查科学思维与科学探究1.下列关于肺炎双球菌离体转化实验的叙述，错误的是()A.本实验需对细菌进行悬浮培养B.转化效率与S 型菌的DNA 纯度有密切关系C.转化来的S 型菌的遗传物质中不含R 型菌的遗传信息D.一种细菌的DNA 掺入到另一种细菌中，能够引起稳定的遗传变异解析本实验需从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜物质，分别与活的R型菌混合并进行悬浮培养，A正确；转化效率与S 型菌的DNA 纯度有密切关系，DNA纯度越高，转化效率就越高，B正确；转化来的S 型菌的遗传物质中含R 型菌的遗传信息和S 型菌的遗传信息，C错误；一种细菌(S型细菌)的DNA 掺入到另一种细菌(R型细菌)中，能够引起稳定的可遗传变异，使R型细菌具备了S型细菌的可遗传的性状(如具有荚膜和毒性)，D正确。答案C2.某科研人员为了验证格里菲思的肺炎双球菌转化实验，对实验鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述正确的是()A.活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌B.由注射和的结果可知，活的或死的S型细菌都能使小鼠死亡C.在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来D.死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫解析肺炎双球菌的R型细菌没有荚膜、无毒性，S型细菌有荚膜、有毒性。实验结果显示：将活菌甲注射到鼠1体内，鼠1不死亡，而将活菌乙注射到鼠4体内，鼠4死亡，说明活菌甲是无荚膜的R型细菌，而活菌乙是有荚膜的S型细菌；注射是将活菌甲与死菌乙混合后注射到鼠2体内，结果死亡的小鼠2体内检测出活菌乙，注射是将检测出的活菌乙注射到鼠4体内，结果鼠4死亡，说明死菌乙的体内有“转化因子”，促进活菌甲转化为活菌乙，进而导致实验鼠死亡；在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来；死菌乙对于实验鼠而言属于抗原，进入实验鼠体内会引起特异性免疫。答案C围绕艾弗里的体外转化实验考查科学思维与科学探究3.艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后，持反对观点者认为“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”。已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是()A.R型菌抗青霉素的S型菌DNA预期出现抗青霉素的S型菌B.R型菌抗青霉素的S型菌DNA预期出现S型菌C.R型菌S型菌DNA预期出现S型菌D.R型菌S型菌DNA预期出现抗青霉素的S型菌解析R型菌抗青霉素的S型菌DNA预期出现抗青霉素的S型菌，该实验证明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化，而且抗青霉素的S型菌DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因。因此，该实验结果表明上述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的。答案A4.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：S型菌的DNADNA酶加入R型菌注入小鼠R型菌的DNADNA酶加入S型菌注入小鼠R型菌DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注入小鼠S型菌DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注入小鼠以上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、死亡C.死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、存活解析DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，中小鼠不死亡。加入的是S型细菌，小鼠死亡。高温能使细菌死亡，使酶失去活性，因此中小鼠都不死亡。答案D考点二噬菌体侵染细菌实验1.实验材料和方法(1)实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。(2)噬菌体的结构(3)实验方法：同位素示踪法，该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。2.实验过程3.实验结论在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。1.(科学思维)噬菌体的复制式增殖过程的模型构建及相关解读(1)模板：进入细菌体内的噬菌体DNA。(2)合成噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。2.(科学思维)噬菌体侵染细菌实验的“3次涉及”与“2个关键环节”的归纳(1)三次涉及大肠杆菌(2)两个关键环节“保温”与“搅拌”侵染时间要合适若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。“搅拌”要充分如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。3.(科学探究)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，请分析：(1)图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是什么？提示作为对照组，以证明细菌未裂解。(2)细胞外的32P含量有30%，原因是什么？提示有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。教材高考1.判断正误(1)赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的。(2016高考江苏卷，T1C)()(2)赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记。(2017高考江苏卷，T2D)()提示(1)T2噬菌体含32P的DNA不能直接标记，因为T2噬菌体只能营活细胞寄生。(2)因为DNA复制是半保留复制，噬菌体的DNA在细菌体内复制多次后，只有极少部分带有32P标记。2.深挖教材(1)(教材必修2 P45“相关信息”)蛋白质和DNA分别选择什么样的同位素进行标记？提示蛋白质用35S标记，DNA用32P标记。(2)(教材必修2 P46思考与讨论)艾弗里与赫尔希等人以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？提示个体小，结构简单；繁殖快。围绕噬菌体侵染细菌实验的同位素标记法考查科学思维与科学探究1.如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，下列分析正确的是()A.只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记B.子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35SC.子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15ND.子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、35S解析DNA和蛋白质分子中都含有H、N元素，所以用3H、15N、35S标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和DNA都被标记了；由于3H、15N、35S标记的噬菌体蛋白质外壳，不进入细菌，3H、15N标记的噬菌体DNA分子进入细菌但不能用于合成子代噬菌体的外壳，所以子代噬菌体的外壳中没有放射性；由于3H、15N标记了噬菌体DNA分子，所以部分子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N；子代噬菌体的DNA分子中不含有35S。答案C2.用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是()A.32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质B.子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性C.DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32D.噬菌体繁殖一代的时间约为1 h解析32P还存在于细菌的RNA等物质中，A错误；噬菌体利用宿主细胞中的原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，所有子代噬菌体的DNA和蛋白质均具有放射性，B正确，C错误；一个噬菌体产生64个子代噬菌体，共繁殖6代，故繁殖一代的时间为1.5 h，D错误。答案B“二看法”判断子代噬菌体标记情况围绕噬菌体侵染细菌实验考查科学探究3.(2017全国卷，2)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.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同解析T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B错误；噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP，所以培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D错误。答案C4.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是()A.噬菌体侵染大肠杆菌后，有少数大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体B.搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C.离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中解析噬菌体侵染大肠杆菌后，如果保温时间稍长，就会使大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，使上清液中也出现放射性；搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体的蛋白质外壳未与细菌分离，而32P标记噬菌体的DNA，因此上清液中不会出现较多的放射性；不论离心时间多长，上清液中也不会析出较重的大肠杆菌；P是DNA的特征元素，32P标记噬菌体的DNA。答案A考点三烟草花叶病毒感染实验及遗传物质1.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验(1)实验过程及现象(2)实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。2.DNA是主要遗传物质的理由因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。1.(科学思维)不同生物的遗传物质及核酸类型与组成的归纳生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA体内碱基种类4种5种5种体内核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人2.(科学探究)遗传物质探索的思路与方法总结(1)探究思路若探究哪种物质是遗传物质设法将物质分开，单独看作用。若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA利用酶的专一性。(2)探究方法分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能保证100%。同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒，用杂种病毒去感染宿主细胞。酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”其遗传物质不是DNA，若“否”其遗传物质可能是DNA。围绕病毒的侵染实验考查科学探究1.(20184月浙江选考)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是()A.噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D.烟草花叶病毒感染和重建实验中用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质解析本题考查的是“核酸是遗传物质的证据”三个经典实验。DNA复制为半保留复制，新链合成过程中的原料由细菌提供，只有少部分子代噬菌体具有放射性，A错误；肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果，B错误；肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，但没有做S型菌的蛋白质能否使R型菌转化为S型菌实验，不能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；烟草花叶病毒感染和重建实验，说明RNA是TMV A的遗传物质，D正确。答案D2.如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此可以判断()A.水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和RNAB.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程D.RNA是TMV的主要遗传物质解析据图示分析，TMV放入水和苯酚中振荡后，RNA和蛋白质分离，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，某种生物的遗传物质只有一种，D错误。答案A围绕遗传物质的类型考查科学探究3.某科研机构发现了一新型病毒，并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。回答下列问题：(1)据研究人员介绍，该病毒的遗传物质相比HIV的遗传物质更加稳定。据此可初步推测，该病毒的遗传物质是DNA，理由是_。(2)若利用染色法对这种新型病毒遗传物质进行粗鉴定，需要的试剂是_(不考虑观察问题)。染色的原理是_。(3)可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，分析其五碳糖或碱基种类均可做出判断，若_则为DNA病毒，若_则为RNA病毒。(4)还可以用同位素标记技术研究其遗传物质种类，将宿主细胞在含放射性标记核苷酸的培养基中培养，再用该病毒侵染放射性标记核苷酸的宿主细胞；一段时间后收集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸_(填“是”或“不是”)都需要标记，理由是_。解析(1)HIV的遗传物质是单链RNA，DNA一般是双链的，比RNA更稳定，不容易发生变异，故该病毒的遗传物质可能是DNA；(2)利用染色法对该病毒的遗传物质进行粗鉴定可使用甲基绿和吡罗红染色剂，因甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿对DNA亲和力强，使DNA病毒显现出绿色，而吡罗红对RNA的亲和力强，使RNA病毒呈现出红色；(3)DNA和RNA在化学成分上的区别是：DNA的五碳糖是脱氧核糖，碱基有特殊的碱基T，RNA的五碳糖是核糖，碱基有特殊的碱基U。可以据此判断，若含有脱氧核糖或碱基T，则为DNA病毒，若含有核糖或碱基U，则为RNA病毒；(4)用同位素标记技术研究该病毒遗传物质种类，先将宿主细胞在含放射性标记核苷酸的培养基中培养，如果标记脱氧核苷酸，检测子代病毒有放射性，说明是DNA病毒，无放射性则为RNA病毒；如果标记核糖核苷酸，检测子代病毒有放射性，说明是RNA病毒，无放射性则为DNA病毒，如果两种核苷酸都标记，那么无论哪种病毒，都会有放射性，无法鉴定。答案(1)DNA是双链而RNA是单链，DNA的结构相比RNA更稳定，不易发生变异(2)甲基绿和吡罗红甲基绿对DNA的亲和力强，DNA病毒呈现绿色，吡罗红对RNA的亲和力强，RNA病毒呈现红色(3)五碳糖是脱氧核糖或含碱基T五碳糖是核糖或含碱基U(4)不是若各种核苷酸都进行标记，则无论是DNA病毒或RNA病毒，在病毒中均能检测到放射性澄清易错易混强化科学思维易错易混易错点1对肺炎双球菌转化的实质认识不清点拨(1)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中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)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，但是内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。(3)发生转化的只是少部分R型细菌：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，所以转化过程中并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌转化成S型细菌。易错点2对肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验所使用的方法与获得的结论混淆不清点拨(1)艾弗里实验直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养；噬菌体侵染细菌实验同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)，侵染时自然分离。(2)艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是；噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但没有证明蛋白质不是。易错点3对DNA是主要的遗传物质理解不清点拨(1)真核生物(包括细胞质、细胞核中)和原核生物的遗传物质一定是DNA。(2)病毒的遗传物质是DNA或RNA。(3)绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。深度纠错1.(针对易错点1)下列有关艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述，错误的是()A.进入到R型菌内的DNA分子含有与荚膜形成相关的基因B.R型菌转化为S型菌后，DNA分子中嘌呤碱基总比例不会改变C.产生该变异的原因是基因突变D.该实验证明了DNA是转化因子，蛋白质等物质不是转化因子解析进入R型菌内的DNA分子含有与荚膜形成相关的基因，可以控制多糖夹膜的形成，A正确；在双链DNA分子中，嘌呤总是与嘧啶配对的，嘌呤占总碱基数50%，因此R型菌转化为S型菌后，DNA分子中嘌呤碱基总比例不会改变，B正确；该变异产生的原理为基因重组，C错误；艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是转化因子，蛋白质等物质不是转化因子，D正确。答案C2.(针对易错点2)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是()A.二者都应用了同位素示踪技术B.二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应C.艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照D.二者都诱发了DNA突变解析只有噬菌体侵染细菌实验应用了同位素示踪技术；两实验最关键的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；赫尔希与蔡斯的实验是相互对照；两实验都没有诱发DNA突变。答案B3.(针对易错点3)下列关于“DNA是生物的主要遗传物质”的说法正确的是()A.艾弗里的实验证明了DNA是生物的主要遗传物质B.真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNAC.绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质D.动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNA解析艾弗里的实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质，A错误；真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，B错误；绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质，C正确；动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，大多数病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，D错误。答案C随堂真题&预测1.(2016江苏卷，1)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噬菌体的遗传物质解析格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，B错误；T2噬菌体只能寄生在活细菌中，需先标记细菌，再标记噬菌体，C错误；赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D正确。答案D2.(201811月浙江选考)下列关于遗传物质的叙述，正确的是()A.烟草的遗传物质可被RNA酶水解B.肺炎双球菌的遗传物质主要是DNAC.劳氏肉瘤病毒的遗传物质可逆转录出单链DNAD.T2噬菌体的遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核酸解析烟草的遗传物质是DNA，不能被RNA酶水解，A错误；肺炎双球菌的遗传物质是DNA，B错误；劳氏肉瘤病毒是RNA病毒，其遗传物质在逆转录酶催化下，能以RNA为模板逆转录成单链DNA，C正确；T2噬菌体是DNA病毒，其遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核苷酸，D错误。答案C3.(2020选考预测)如图为噬菌体侵染细菌实验部分过程图解。下列措施可以使上清液中的放射性显著增高的是()A.图示细菌不被标记，延长培养时间B.图示细菌被32P标记，延长培养时间C.图示细菌被32P标记，缩短培养时间D.图示噬菌体同时被32P标记，培养适宜时间解析若图示细菌不被标记，不管是否延长培养时间，上清液中的放射性都不会增高；若图示细菌被32P标记，在细菌细胞中新形成的子代噬菌体都被32P标记，延长培养时间，这些子代噬菌体从细菌细胞中释放出来，导致上清液放射性显著增高；若图示噬菌体同时被32P标记，培养适宜时间，则沉淀物中放射性很高，上清液中的放射性不会显著增高。答案B4.(2017全国，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)解析DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型，实验思路及预期实验结果和结论见答案。答案(1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。(时间：35分钟)1.肺炎双球菌有R型和S型两种，其中R型菌体没有多糖荚膜，所形成菌落粗糙；S型菌体有多糖荚膜，所形成菌落光滑。实验一：向培养R型细菌的培养基中加入S型细菌的DNA；实验二：向培养S型细菌的培养基中加入R型细菌的DNA。在适宜条件下，培养适宜时间后，观察两培养基中菌落的情况，下列对观察结果的叙述，较为合理的是()A.实验一的培养基中菌落有的光滑、有的粗糙，实验二的培养基中菌落均光滑B.实验一的培养基中菌落有光滑的、无粗糙的，实验二的菌落无光滑的、有粗糙的C.实验一的培养基中菌落无光滑的、有粗糙的，实验二的菌落有光滑的、无粗糙的D.实验一的培养基中菌落只有粗糙的，而实验二的培养基中菌落只有光滑的解析艾弗里的转化实验，是将DNA、蛋白质、多糖分别加在不同的培养基上，培养出来的细菌中，只有加入了S型细菌的DNA，才能使R型细菌发生转化，且产生的子代细菌既有R型又有S型，说明DNA是使R型细菌转化为S型细菌的物质，DNA是遗传物质。因此实验一的结果是培养基中菌落有的光滑、有的粗糙，即既有R型细菌又有S型细菌；假设R型细菌的DNA能够进入S型细菌体内，且能够表达，但也会被S型菌的性状所掩盖，因此实验二的培养基中菌落均光滑。答案A2.(2019山师附中模拟)下列有关遗传物质探究实验的叙述，正确的是()A.噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，延长保温时间可使实验效果更明显B.若用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌，离心后可检测到放射性只分布在上清液中C.艾弗里及赫尔希和蔡斯所做实验的设计思路及所用研究方法是一致的D.用DNA酶处理过的S型菌的DNA与R型菌混合后注射到小鼠体内，小鼠存活解析用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，若延长保温时间会导致大肠杆菌裂解，上清液放射性增强，A错误；3H既能标记噬菌体的蛋白质外壳，也能标记噬菌体的DNA，用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌，离心后可检测到放射性在上清液和沉淀物中均有分布，B错误；艾弗里及赫尔希和蔡斯所做实验的设计思路相同，均是设法将DNA与蛋白质等物质分开研究，单独观察各自的作用，但是方法不同，赫尔希和蔡斯采用了同位素标记法，而艾弗里没有采用该方法，C错误；DNA酶能将DNA水解，因此S型菌的DNA用DNA酶处理后，不能使R型菌转化为S型菌，小鼠存活，D正确。答案D3.(2019山东名校联盟)在“噬菌体侵染细菌的实验”中，35S标记的噬菌体记为甲组，32P标记的噬菌体记为乙组，以下说法错误的是()A.甲组中保温时间延长不会显著提高上清液放射性强度B.保温时间长短会影响乙组中沉淀物的放射性强度C.细菌体内既有DNA也有RNA，其中DNA是主要的遗传物质D.乙组实验中充分搅拌并不能提高沉淀物中的放射性强度解析甲组中35S标记的是噬菌体外壳，保温时间延长使子代噬菌体释放，但子代噬菌体不含放射性，所以不会显著提高上清液放射性强度，A正确；保温时间长子代噬菌体被释放后进入上清液，保温时间短导致部分亲代DNA未注入细菌，都会使乙组中沉淀物的放射性强度减弱，B正确；细菌体内既有DNA也有RNA，其中DNA是遗传物质，C错误；搅拌的作用是使噬菌体与细菌分开，沉淀物中是细菌，乙组的放射性标记的是DNA，所以搅拌是否充分并不能提高沉淀物中的放射性强度，D正确。答案C4.(2019山东K12联盟)下列有关T2噬菌体侵染细菌实验过程的说法，正确的是()A.T2噬菌体是一种专门寄生在肺炎双球菌体内的DNA病毒B.实验过程中保温时间长短、搅拌是否充分均会影响放射性物质的分布C.噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质D.噬菌体增殖过程中所需模板、原料、酶均来自宿主菌解析T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒，A错误；实验过程中保温时间过长，细菌裂解释放子代噬菌体进入上清液，导致32P在上清液中分布增多；时间过短，噬菌体可能不能把DNA注入到细菌体内，导致32P在上清液中分布增多；搅拌不充分，噬菌体颗粒更多地出现在沉淀物中，35S在沉淀物中分布增多，B正确；噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；噬菌体增殖过程中所需模板来自于自身，原料、酶、能量均来自宿主菌，D错误。答案B5.(2019山东泰安模拟)在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验，其中一组实验如下图所示(用32P标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌培养物)，有关叙述正确的是()A.若不经过步骤操作，对该组实验结果无显著影响B.若继续分离出子代噬菌体，其中大部分会含有32P放射性C.若沉淀中含有较强放射性、悬浮液中几乎不含放射性，即证明遗传物质是DNAD.若中培养液里含有32P，则子代噬菌体的DNA、RNA分子中均会带有放射性解析搅拌是否充分对该组实验结果无显著影响，A正确；合成子代噬菌体原料来自大肠杆菌，子代噬菌体中只有少部分含有32P放射性，B错误；分别用被32P、35S标记的两组噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，证明DNA是遗传物质，C错误；噬菌体由DNA和蛋白质组成，其体内不含有RNA分子，D错误。答案A6.(2019北京东城模拟)下列有关“探索DNA是主要遗传物质的实验”叙述错误的是()A.格里菲思实验中死亡的小鼠体内都可分离得到R型活细菌和S型活细菌B.艾弗里实验中加入“S型菌的DNADNA酶”的这组与只加“S型菌的DNA”组对照能更好地证明DNA是遗传物质C.艾弗里的体外转化实验是通过观察菌落的特征来判断是否发生了转化D.赫尔希和蔡斯实验中搅拌的目的是促使噬菌体与细菌分离解析格里菲思实验中单独注射S型活菌也会使小鼠死亡，但死亡小鼠体内无R型菌，A错误；艾弗里实验中“S型菌的DNADNA酶”组与只加“S型菌的DNA”组形成对照，能更好地证明DNA是遗传物质，B正确；R型菌和S型菌菌落形态不同，可通过菌落的特征来判断是否发生了转化，C正确； 噬菌体侵染细菌实验中搅拌的目的是促使噬菌体的外壳与细菌分离，D正确。答案A7.(2019山东济南模拟)如下图为肺炎双球菌转化实验的一部分图解，请据图回答：(1)该实验是在格里菲思肺炎双球菌转化实验的基础上进行，其目的是证明_的化学成分。(2)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是对S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质进行_。(3)依据上面图解的实验，可以作出_的结论。(4)肺炎双球菌的DNA分子中还含有少量的蛋白，由于技术的原因，当时艾弗里无法将DNA与蛋白质区分开来，因此，人们不能排除DNA和蛋白质共同起转化作用，有人据此设计了如下实验：将提取的DNA与蛋白酶处理后再与R型细菌混合培养。你赞同该设计方案吗？请说出你的理由。_。解析(1)由实验图解可看出，在R型菌的培养基中加入R型菌和S型菌的DNA。这是艾弗里及其同事所做肺炎双球菌的转化实验的部分图解。该实验是在格里菲思实验的基础上为进一步证明转化因子的化学成分而设计的。(2)在对R型细菌进行培养之前，必须首先分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。(3)依据上面图解的实验，在R型菌的培养基中加入R型菌和S型菌的DNA，培养一段时间后，培养基上除了R型细菌的菌落外，还出现了少量的S型细菌的菌落，说明有一部分R型细菌转化成了S型细菌。由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，所以该实验可以作出结论：DNA可能是遗传物质。(4)因为蛋白酶本身就是蛋白质，所以将提取的DNA与蛋白酶处理后再与R型细菌混合培养，不能达到将蛋白质除去的目的，也就不能排除DNA和蛋白质共同起转化作用，故不赞同该设计方案。答案(1)转化因子(2)分离并提纯(3)DNA可能是遗传物质(4)不赞同，因为蛋白酶本身就是蛋白质，没有达到将蛋白质除去的目的8.(2019北京四中模拟)T2噬菌体是一种双链DNA病毒，其遗传信息的流动情况和增殖的部分情况如图所示。请回答下列问题：(1)上述过程需要在_细胞中才能进行，T2噬菌体不能独立生活的原因可能是_(写出一个即可)。(2)过程的进行都需要解旋，但参与解旋的酶的种类不同。请再答出过程和的一个不同点：_。(3)若仅对T2噬菌体的蛋白质外壳进行放射性同位素标记，现在有放射性同位素14C、32P、35S，应选择_进行标记，标记的具体过程是_(简要说明)。解析(1)T2噬菌体是病毒，是由DNA和蛋白质外壳组成，没有细胞结构，缺乏相应的酶和原料，需要依赖寄主细胞完成增殖等生命活动。(2)过程是转录，过程是DNA复制，两者的不同处有：a.模板不同：转录是以DNA的一条链为模板，DNA复制是以DNA的两条链为模板；b.酶不同：转录过程需要RNA聚合酶，DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶；c.原料不同：转录过程需要核糖核苷酸，DNA复制过程需要脱氧核糖核苷酸； (3)T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA分子中都含有C，DNA分子中含有P不含S，蛋白质分子中含有S不含P，故选用35S标记蛋白质外壳。标记过程：先用含有放射性同位素35S的培养基培养T2噬菌体的宿主细胞大肠杆菌，再让T2噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，释放的子代噬菌体的蛋白质外壳中含有35S。答案(1)宿主(或“寄主”“大肠杆菌”)没有细胞结构，缺乏相应的酶(2)DNA复制是以双链DNA的两条链为模板，而转录是以DNA的一条链为模板(3)35S先用含有放射性同位素35S的培养基培养T2噬菌体的宿主细胞(或大肠杆菌)，再让T2噬菌体侵染被标记的宿主细胞(或大肠杆菌)9.(2019北京海淀模拟)图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化，图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列叙述错误的是()A.图甲中AB对应的时间段内，小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体B.图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来C.理论上讲，图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性D.图乙中若用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性解析用32P标记亲代噬菌体，若仅繁殖一代，则所有子代噬菌体均具放射性，若繁殖多代，则子代噬菌体多数不具放射性。答案D10.(2019山东名校联盟)噬藻体是侵染蓝藻的DNA病毒，其增殖过程与噬菌体类似。某生物兴趣小组进行了下面的实验：标记噬藻体噬藻体与蓝藻混合培养搅拌、离心检测放射性。下列叙述错误的是()A.完整的实验过程需要利用分别含有35S或32P的蓝藻，以及既不含35S也不含32P的蓝藻B.标记噬藻体时先用含32P的培养基培养蓝藻，再用此蓝藻培养噬藻体C.步骤可让噬藻体(外