高考生物一轮复习 第20课时 DNA是主要的遗传物质精品学案.docVIP

第20课时 dna是主要的遗传物质知识网络基础梳理 一、格里菲斯的肺炎双球菌的转化实验1、格里菲斯实验所用的肺炎双球菌有两种，s型是_，r型是_。（有荚膜，无荚膜，菌落表面光滑，菌落表面粗糙）2、注射s型活菌的小鼠_，注射r型活菌的小鼠_，注射加热杀死的s型菌后小鼠 _，将r型菌与加热杀死的s型菌混合，再注射给小鼠，小鼠_。（a 死亡，b 不死亡）。3、格里菲斯的实验结论是：加热杀死的s型菌中，含有能使r型菌转化的_。二、艾弗里的转化实验1、艾弗里等人为了弄清格里菲斯所说的转化因子是什么物质，对s型菌中的物质进行了_和_，将提纯的dna、蛋白质和多糖等物质加入到培养了r型菌的培养基中，结果发现，只有加入了_的培养基中的r型菌才能转化成s型菌。为了进一步证实dna能使r型菌转化，用_处理dna，发现处理后，不能使r型菌转化。2、艾弗里的结论是：_ _。三、噬菌体侵染细菌的实验1、由于艾弗里提取的dna纯度不高，仍混有_，因此，有人对艾弗里的实验结论表示怀疑。赫尔希和蔡斯利用_技术，设计了更有说服力的实验。2、实验中，分别用_标记噬菌体的蛋白质，用_标记噬菌体的dna，让噬菌体侵染细菌。一段时间后，搅拌、离心，发现用_标记的一组，放射性主要出现在上清液中，而用_标记的一组，放射性主要出现在沉淀物中。进一步对释放出的子代噬菌体检测，可以检测到_标记的_，而不能检测到_标记的_ _。3、他们二人的实验表现，噬菌体侵染细菌时，_进入到细菌的细胞中，而_留在外面。因此子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的_遗传的。dna是_。四、dna是主要的遗传物质后来的研究证明，遗传物质除了dna外，还有rna。遗传物质是rna的生物是_，如_。dna是主要的遗传物质中“主要”的含义是_ _。 考点突破 考点一、肺炎双球菌的转化实验1、转化的过程，实质上是s型肺炎双球菌的控制荚膜合成的质粒进入到r型菌中，并且在r型菌中表达，这样r型菌就出现了荚膜，转化成了s型菌。（1）荚膜是肺炎双球菌细胞体的一种结构，也是由相应的基因控制的。（2）相应的基因在质粒上，质粒有能力进入r型菌，并且有能力进r型菌细胞中表达。2、转化的结果：（1）并不是所有的r型菌都有质粒进入，同时质粒进入后也不一定都能表达，因此，并不是全部的r型菌都能转化成s型菌。（2）转化形成的s型菌内，控制荚膜合成的基因将一直存在，并在肺炎双球菌的增殖而复制传给后代，因此，它们的子代仍然是有荚膜的s型菌。3、和格里菲斯和艾弗里实验不符合的几种可能情况（1）注射r型活菌，导致小鼠死亡可能是其中混有s型菌，也可能是注射的r型菌数量太多，超过了小鼠的免疫能力。（2）将加热杀死的s型菌和活的r型菌混合，给小鼠注射，小鼠不死亡可能是加热时温度过高，破坏了s型菌的dna，也可能是时间太短或其它原因，没有r型菌发生转化或转化成的s型菌太少，不足以使小鼠致病。（3）艾弗里实验中，加dna的一组未转化dna的结构可能被破坏，或转化的数目太少，形成的菌落不明显。（4）艾弗里的实验中，加其它物质的组发生了转化提取不纯，有关物质中混有dna（5）加入dna酶后，仍然有转化现象酶已失去活性，反应条件不适合等。例1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型菌注射入小鼠r型菌的dnadna酶加入s型菌注射入小鼠r型菌dna酶高温加热后冷却加入s型菌的dna注射入小鼠s型菌dna酶高温加热后冷却加入r型菌的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】s型菌的dna被dna酶水解后，不能转移和表达，不能导致r型菌的转化，小鼠不死亡；不论r型菌如何，不会导致s型菌变化，小鼠死亡；实验中，r型菌已死亡，即使加入s型菌的dna，也不可能转化成s型菌。因此，在四个实验中，小鼠均能存活，只有小鼠死亡。【答案】d变式1、格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（ ） dna是遗传物质 rna是遗传物质 dna是主要的遗传物质 蛋白质不是遗传物质 糖类不是遗传物质 dna能产生可遗传的变异a b. c. d. 【解析】艾弗里通过体外转化实验，证明了dna是遗传物质，蛋白质、脂质、糖类、rna不是遗传物质，转化本身可解释为发生了可遗传的变异。同时，没有研究rna病毒的遗传情况，不能得出rna是遗传物质、dna是主要的遗传物质的结论。【答案】a考点二、噬菌体侵染细菌的实验1、采用这两种同位素进行标记的原因s只存在于蛋白质中，p几乎都存在于dna中。2、标记的方法分别中含32p的原料（脱氧核苷酸）和s35的原料（氨基酸）培养大肠杆菌，再让噬菌体侵染含32p或35s的大肠杆菌。这样，噬菌体的dna或蛋白质外壳将被32p或35s标记。3、实验中搅拌、离心的目的是让较小和噬菌体和较大的细菌分开，按照实验预期，离心的结果，上清液中含有噬菌体侵染细菌后留在细胞外面的蛋白质外壳，而下层则是被噬菌体侵染的细菌，噬菌体的dna位于细菌内部，分布在下层沉淀物中。因此，用p32标记噬菌体，沉淀物中有放射性，而用s35标记噬菌体，上清液有放射性。这是严格按实验预期的结果。但实验中并不完全是这样，若时间过短，有的噬菌体没有侵染细菌，或由于时间过长，子代噬菌体可能已经组装完成释放出来，上清液中也会出现含p32标记的噬菌体。另一方面，s35标记的蛋白质外壳，在搅拌、离心过程中可能没有和大肠杆菌分离，仍结合在大肠杆菌的表面，离心时处于沉淀物中。例2赫尔希通过t2噬菌体侵染细菌的实验证明dna是遗传物质，实验包括4个步骤；培养噬菌体，35s和32p标记噬菌体，放射性检测，离心分离。实验步骤的先后顺序为：a b c d【解析】实验步骤是先对噬菌体进行标记（标记方法是先用含放射性同位素的原料培养大肠杆菌，再使噬菌体侵染大肠杆菌），再使标记后的噬菌体侵染大肠杆菌，即培养噬菌体，然后进行离心、检测放射性。【答案】c变式2、在证明dna是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32p和35s标记噬菌体的dna和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是a bc d【解析】p元素存在于dna分子中的磷酸中，即部位，s元素存在于氨基酸的r基上，即部位【答案】a考点三、探索烟草花叶病毒的遗传物质是rna的实验1、研究烟草花叶病毒的遗传物质时，人们已确信遗传物质是dna，但对烟草花叶病毒的遗传物质是dna还是rna还不能确定。2、研究方法是：第一步，分离出烟草花叶病毒的核酸，分成a、b两份。第二步，向a中加入dna水解酶，向b中加入rna水解酶，第三步，用处理后a液和b液分别感染烟草，观察是否出现病斑。最后的实验结果是烟草花叶病毒的遗传物质是rna。此后，科学家又进行了病毒的重组实验，进一步证明了核酸是病毒的遗传物质。例3科学家从烟草花叶病毒（tmv）中分离出a、b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 b实验 c实验 d实验实验编号实验过程实验结果病斑类型从病斑中分离的病毒类型a型tmv感染植物a型a型b型tmv感染植物b型b型组合病毒（a型tmv的蛋白质+b型tmv的rna）感染植物b型a型组合病毒（b型tmv的蛋白质+a型tmv的rna）感染植物a型a型【解析】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，而蛋白质不是遗传物质，因此在中，组合病毒的遗传物质是b型的，因此病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型也应是b型的。【答案】c变式3、如图所示，甲、乙两种不同的病毒，经病毒重建形成“杂交病毒”丙，用丙病毒侵染植物细胞，在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为【解析】病毒的性状由内部的核酸决定【答案】d课时作业1.下列关于格里菲思的肺炎双球菌的转化实验的叙述，正确的是（ ）a.加热杀死的有荚膜肺炎双球菌能使小白鼠致死b.可以用3h标记的尿嘧啶核糖核苷酸来研究r型肺炎双球菌中dna的复制c.加热杀死的s型肺炎双球菌和活r型肺炎双球菌混合培养后感染小白鼠能使其致死d.该实验证明dna是遗传物质，而多糖类不是【解析】加热杀死的有荚膜肺炎双球菌没有致病性，不能使小白鼠致死，但是和活r型肺炎双球菌混合培养后，由于发生转化作用，产生了s型细菌，感染小白鼠能使其致死。尿嘧啶核糖核苷酸是rna的组成成分，不是dna的组成成分。格里菲思的实验只是证明了转化因子的存在，并没有证明dna是遗传物质，也没有证明多糖等不是遗传物质。【答案】c2关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述中错误的是（ ）a需对s型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定b配制培养基的成分应适合噬菌体生长和繁殖c转化的有效性与提取的dna纯度密切相关d实验证明了dna是遗传物质而蛋白质不是【解析】噬菌体是寄生在细菌体内的，因此培养基直接培养的是细菌。【答案】b3“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r型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照b用杀死的s型细菌与无毒的r型细菌混合后注射到小白鼠体内，测定小白鼠体液中抗体的含量c从死亡小白鼠体内分离获得了s型细菌d将s型细菌的各种因子分离并分别加入到各培养基中，培养r型细菌，观察是否发生变化【解析】实验的关键就是设法把dna和蛋白质等其他物质分开，单独地、直接地观察各种物质的作用。【答案】d4赫尔希和蔡斯通过t2噬菌体侵染细菌的实验证明噬菌体的遗传物质是dna，以下实验步骤的先后顺序为（ ）用分别含有35s和32p的培养基培养细菌利用培养基培养噬菌体用噬菌体分别与含有35s和32p的细菌混合培养放射性检测离心分离abcd【解析】噬菌体不能用一般培养基培养，应先获得分别由35s和32p标记的细菌，再让噬菌体分别侵染被35s和32p标记的细菌，从而获得分别用35s和32p体标记的噬菌体，与无标记的细菌混合培养，再离心分离，最后进行放射性检测。【答案】a5科学家用含有15n的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养t2噬菌体，待大肠杆菌解体后15n（ ）a不出现在t2噬菌体中b仅发现于t2噬菌体的dna中c发现于t2噬菌体的外壳和dna中d仅发现于t2噬菌体的外壳中【解析】噬菌体在大肠杆菌中增殖时，所用原料(氨基酸和脱氧核苷酸)都来自大肠杆菌。由于大肠杆菌在含15n的培养基中培养，所以大肠杆菌内的氨基酸和脱氧核苷酸都含15n。因此，在子代噬菌体的蛋白质和dna中都含有15n。【答案】c6.噬菌体侵染细菌的实验中，对噬菌体蛋白质合成的正确叙述是（ ）a.原料、模板和酶来自细菌b.模板和酶来自细菌，核糖体和氨基酸原料来自噬菌体c.指导蛋白质合成的dna来自细菌，氨基酸原料来自噬菌体d.指导蛋白质合成的dna来自噬菌体，核糖体、酶和氨基酸原料来自细菌【解析】在噬菌体侵染细菌的实验中，只有噬菌体的dna进入细菌，在细菌体内最终形成了新的噬菌体。所以指导蛋白质合成的dna来自噬菌体，而核糖体和酶、原料等均来自细菌。【答案】d7有人试图通过实验来了解h5n1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：一段时间后，检测子代h5n1病毒的放射性及s、p元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是（ ）选项放射性s元素p元素a全部无全部32s全部31pb全部有全部35s多数32p，少数31pc少数有全部32s少数32p，多数31pd全部有全部35s少数32p，多数31p【解析】图解中家禽体细胞标记32p，h5n1病毒寄生后被32p标记。将含32p的h5n1寄生在35s的家禽体细胞中则子代新合成的蛋白质全部含35s，而子代中只有少数含有32p的核酸，故d结果正确。【答案】d8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离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌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噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体d32p标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中【解析】理论上上清液中是不含有32p的，因为噬菌体的dna全部注入到了大肠杆菌内，但在实际操作时，由于一部分噬菌体没有侵入大肠杆菌中或由于保温时间过长，大肠杆菌裂解，释放出噬菌体，经搅拌、离心后会进入上清液，产生误差。【答案】c9.下列有关遗传物质的描述错误的是（ ）a.正常情况下，同一生物的不同组织，dna结构一定相同，数量也一定相同b.正常情况下，同一生物的不同组织，dna结构一定相同，数量可能不同c.细胞生物的遗传物质都是dnad.任何生物个体的遗传物质只有一种【解析】正常情况下，同一生物的不同组织，细胞质中的dna含量会有很大不同。任何一种生物，即使体内同时含有两种核酸，遗传物质也只能是其中的一种，如人的遗传物质是dna，不能说人的遗传物质是dna和rna(当然可以说人的遗传物质是核酸)。【答案】a10.(2010太原质检)关于dna的分布，正确的是（ ）a.真核细胞的细胞质不存在dnab.原核细胞如果含dna就不含rnac.哺乳动物成熟红细胞都不含dnad.酵母菌细胞中的dna都分布在细胞核和线粒体中【解析】原核细胞和真核细胞都含有dna和rna，真核细胞的dna主要分布在细胞核内，在细胞质中含有少量的dna；哺乳动物成熟红细胞的细胞核和各种细胞器均退化，不含有dna；酵母菌是真核生物，除细胞核和线粒体含有dna外，细胞质中还含有质粒(小型环状dna)。【答案】c11下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，加热杀死有毒的s型细菌与活的r型无毒的细菌混合注入小鼠体内，小鼠将_，原因是_。(2)若用同位素标记法分别对蛋白质和dna进行标记，可选用下列哪一组（ ）a14c和18ob35s和32pc14c和32pd35s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_。【解析】(1)分析图a可以看出，加热杀死的有毒s型细菌与活的r型无毒的细菌混合后，可转化为有毒性的s型活细菌，小鼠将死亡。(2)蛋白质含有s，不含p元素，核酸含有p而不含s元素，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，r型无毒的细菌发生转化，表现了s型细菌的性状，这说明s型细菌的dna进入了r型细菌细胞中，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)死亡死的s型细菌能使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12.研究发现少数病毒(如烟草花叶病毒，简称tmv)体内仅有蛋白质和rna两种化学成分，这类生物的性状(如tmv能感染正常烟草的叶片，使之出现相应的病斑)的遗传是受rna还是蛋白质控制？请设计实验探究tmv的遗传物质。(1)实验原理：利用水苯酚溶液可以将tmv分离，获得tmv的蛋白质和rna。_。_。(2)实验材料：烟草花叶病毒、正常生长的烟草、苯酚、试管、玻璃棒等必需的实验器材。(3)主要实验步骤：获得tmv的rna和蛋白质：_。选择材料并分组：取正常生长的烟草植株，选取_的三张叶片，分别编号a、b、c。实验处理abc用感染用感染用感染正常培养烟草植株，并注意观察_。(4)结果预测与结论：a、b叶出现病斑，c叶正常，并且用b叶病斑组织感染正常烟草叶片，仍出现相同病斑，说明_。_，说明tmv的rna是遗传物质。若a、b、c都有病斑，并且用b、c叶病斑组织感染正常烟草叶片，仍出现相同病斑，说明_。若只有a叶出现病斑，b、c叶正常，并且用a叶病斑组织感染正常烟草叶片，仍出现相同病斑，说明：_。【解析】根据题目要求探究的问题分析可知，不同病毒感染烟草所表现的症状是不同的，根据性状表现推测遗传物质是哪种物质，设置实验时要将tmv病毒的蛋白质与rna分离，分别感染正常烟草植株，同时设置完整tmv感染作对照。实验观察时，以烟草叶片是否出现病斑为依据，预测实验结果时将所有可能的结果及相应结论全部预测出来，符合实验的探究性原则。【答案】(1)tmv能感染正常烟草使之出现相应病斑遗传物质能使生物性状保持相对稳定(3)水苯酚溶液分离tmv，获得纯净的tmv蛋白质和rna生长状态基本相同完整的tmvtmv的蛋白质tmv的rna相应叶片是否表现症状(4)tmv的蛋白质是遗传物质a、c叶出现病斑，b叶正常，并且用c叶病斑组织感染正常烟草叶，仍出现相同病斑tmv的rna和蛋白质都可以作为遗传物质tmv的rna和蛋白质结合在一起，共同作为遗传物质131928年，英国细菌学家格里菲思想研制出能抗肺炎双球菌的疫苗。当时，他选择了两种肺炎双球菌：带有荚膜、有毒的s型细菌和没有荚膜、无毒的r型细菌。通过实验，格里菲思发现将加热杀死的s型细菌和r型活菌混合注射到小鼠体内，会使小鼠致死。检查死鼠血样，发现其体内竟然存在s型活菌。请依据上述材料回答下列问题。(1)格里菲思根据实验得出的结论是_。(2)小鼠体内产生的抗肺炎双球菌抗体的化学本质是_。(3)有人设想抗r