（通用版）2019版高考生物二輪復習 專題四 遺傳的分子基礎(chǔ) 考點12 探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實驗學案

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1、 考點12　探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實驗 1．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 (1)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因重組而非基因突變：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中，使受體菌獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。 (2)轉(zhuǎn)化的只是少部分R型細菌：由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等的影響，實驗中并不是所有的R型細菌都轉(zhuǎn)化成了S型細菌，而只是小部分R型細菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 (3)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論：體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗只是證明已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子；體外轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)、莢膜多糖等不是遺傳物質(zhì)。 (4

2、)肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的曲線解讀 ①bc段中R型細菌數(shù)量減少的原因是小鼠體內(nèi)形成大量的對抗R型細菌的抗體，致使R型細菌數(shù)量減少。 ②cd段R型細菌數(shù)量增多的原因是c之前，已有少量R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，S型細菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型細菌大量繁殖。 2．噬菌體侵染細菌實驗中的相互對照 (1)35S(標記蛋白質(zhì))和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上，因為放射性檢測時只能檢測到放射性的存在部位，不能確定是何種元素的放射性。 (2)侵染時間要合適：侵染時間過短或過長會使32P組(用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌組)的上清液中出現(xiàn)放射性，原因是部分噬菌

3、體未侵染或子代噬菌體被釋放出來。攪拌要充分：如果攪拌不充分，35S組(用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌組)部分噬菌體與大腸桿菌沒有分離，噬菌體和大腸桿菌會共同存在于沉淀物中，這樣會造成沉淀物中出現(xiàn)放射性。 題組一　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 1．肺炎雙球菌有許多類型，有莢膜的有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患敗血癥，無莢膜的無毒性。如圖所示的是細菌的轉(zhuǎn)化實驗，下列相關(guān)說法錯誤的是(　　) A．能導致小鼠死亡的有a、d兩組 B．通過d、e兩組對照，能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì) C．d組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌能將該性狀遺傳給后代 D．d組產(chǎn)生的后代只有有毒性的肺炎雙球菌 答案　D

4、 解析　由于a組沒有處理，肺炎雙球菌有莢膜，d組加入的是S型肺炎雙球菌的DNA，能使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌，所以能導致小鼠死亡的有a、d兩組，A正確；由于d組加入的是DNA，e組加入的是蛋白質(zhì)，所以通過d、e兩組對照，能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)，B正確；d組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌是遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，所以能將該性狀遺傳給后代，C正確；d組產(chǎn)生的后代為有莢膜的、有毒性的肺炎雙球菌和無莢膜的、無毒性的肺炎雙球菌，原因是只有部分無莢膜的無毒性的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有毒性的肺炎雙球菌，D錯誤。 2．(2018·廈門模擬)艾弗里完成肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗后，持反對觀點者認為

5、：“DNA可能只是在細胞表面起化學作用形成莢膜，而不是起遺傳作用”。已知S型肺炎雙球菌中存在能抗青霉素的突變型(這種青霉素的抗性不是莢膜產(chǎn)生的)。下列實驗設(shè)計思路能反駁上述觀點的是(　　) A．R型細菌＋抗青霉素的S型細菌DNA→預期出現(xiàn)抗青霉素的S型細菌 B．R型細菌＋抗青霉素的S型細菌DNA→預期出現(xiàn)S型細菌 C．R型細菌＋S型細菌DNA→預期出現(xiàn)S型細菌 D．R型細菌＋S型細菌DNA→預期出現(xiàn)抗青霉素的R型細菌 答案　A 題組二　噬菌體侵染細菌實驗 3．在噬菌體侵染細菌的實驗中，隨著培養(yǎng)時間的延長，培養(yǎng)基內(nèi)噬菌體與細菌的數(shù)量變化如圖所示，下列相關(guān)敘述不正確的是(　　)

6、 A．噬菌體增殖所需的原料、酶、能量均來自細菌 B．在O～t1時間內(nèi)噬菌體一定還未侵入到細菌體內(nèi) C．在t1～t2時間內(nèi)，由于噬菌體侵入細菌體內(nèi)，導致細菌大量死亡 D．在t2～t3時間內(nèi)噬菌體因失去寄生場所而停止增殖 答案　B 解析　噬菌體屬于病毒，必須在宿主細胞內(nèi)才能代謝和繁殖，模板是親代噬菌體的DNA，原料是細菌體內(nèi)的脫氧核苷酸和氨基酸，能量是細菌提供的ATP，場所是細菌的核糖體，A正確；在O～t1時間內(nèi)噬菌體可能已侵入到細菌體內(nèi)，但沒有大量繁殖，B錯誤；在t1～t2時間內(nèi)，由于噬菌體侵入細菌體內(nèi)，導致細菌大量死亡，C正確；在t2～t3時間內(nèi)被侵染的細菌已裂解，所以噬菌體因失去寄

7、生場所而停止增殖，D正確。 4．如圖為用32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專性寄生在大腸桿菌細胞內(nèi))的實驗，據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中①表示用標記的噬菌體侵染大腸桿菌的過程，其中錐形瓶中的培養(yǎng)液是________________________________________________________________________， 培養(yǎng)液的營養(yǎng)成分中是否含32P？____________。 (2)圖中②階段的目的是________________________________________________。 (3)在理論上，經(jīng)離心處理后放射性應該出現(xiàn)

8、在________(填“B”或“C”)中，其原因是______________________________________。 (4)試對下列可能出現(xiàn)的實驗誤差進行分析： ①測定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培養(yǎng)時間較短，有部分噬菌體__________________________________，仍存在于____________________。 ②當接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是復制增殖后的噬菌體______________________________。 答案　(1)大腸桿菌培養(yǎng)液(大腸桿菌)　不含有

9、(或否) (2)使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與細菌分離(使噬菌體外殼與大腸桿菌分離)　(3)C　噬菌體已將含32P的DNA全部注入到大腸桿菌內(nèi)(合理即可)　(4)①沒有侵入( 感染或侵染)大腸桿菌　培養(yǎng)液中(細菌外)?、趶牧呀獾拇竽c桿菌體內(nèi)釋放出來 解析　(1)圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液用于培養(yǎng)大腸桿菌，用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌時，錐形瓶內(nèi)的營養(yǎng)成分中不能含有32P。 (2)圖中②階段為攪拌，攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與細菌分離(使噬菌體外殼與大腸桿菌分離)。 (3)在理論上，噬菌體已將含32P的DNA全部注入到大腸桿菌體內(nèi)，經(jīng)離心處理后放射性應該出現(xiàn)在沉淀物中。 (4

10、)①測定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培養(yǎng)時間較短，有部分噬菌體沒有侵入(感染或侵染)大腸桿菌，仍存在于培養(yǎng)液中(細菌外)。 ②當接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長，發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是復制增殖后的噬菌體從裂解的大腸桿菌體內(nèi)釋放出來。 題組三　新情景拓展實驗 5．某研究小組要探究黃瓜花葉病毒的核酸種類。實驗材料：苯酚的水溶液(可以將病毒的蛋白質(zhì)外殼和核酸分離)、健康生長的黃瓜植株、RNA水解酶(只會水解RNA，不會水解DNA)、蒸餾水、實驗必需的器材。 (1)實驗步驟： ①選擇若干株生長狀況相似的黃瓜植株，分為兩組編號A和B； ②用__

11、____________________________處理黃瓜花葉病毒，設(shè)法將核酸和蛋白質(zhì)分離開，將獲得的核酸平均分成兩份，編號為a、b； ③用______________處理核酸a；用蒸餾水處理核酸b； ④一段時間后用核酸a噴灑黃瓜植株A組；用核酸b噴灑黃瓜植株B組； ⑤觀察兩組黃瓜植株的生長狀況。 (2)預期實驗結(jié)果和結(jié)論： ①實驗結(jié)果：_________________________________________________； 實驗結(jié)論：該病毒的核酸種類為DNA。 ②實驗結(jié)果：____________________________________________

12、____； 實驗結(jié)論：該病毒的核酸種類為RNA。 答案　(1)②苯酚的水溶液　③RNA水解酶 (2)A、B組黃瓜植株均出現(xiàn)病癥 A組黃瓜植株不出現(xiàn)病癥，B組黃瓜植株出現(xiàn)病癥 解析　本實驗的目的為“探究黃瓜花葉病毒的核酸種類”。實驗原理為：若病毒的核酸為RNA，則用RNA水解酶處理病毒核酸，RNA被水解，對照組(沒有處理)出現(xiàn)病癥，實驗組(用RNA水解酶處理)不出現(xiàn)病癥；若該病毒的核酸為DNA，則對照組和實驗組都表現(xiàn)出病癥。 (1)②苯酚的水溶液可以將病毒的蛋白質(zhì)外殼和核酸分離，因此要設(shè)法將核酸和蛋白質(zhì)分離開，應該用苯酚的水溶液處理黃瓜花葉病毒。 ③RNA水解酶只會水解RNA，不會

13、水解DNA，故用RNA水解酶處理核酸a，用蒸餾水處理核酸b。 (2)若A、B組黃瓜植株均出現(xiàn)病癥，則實驗結(jié)論是該病毒的核酸種類為DNA；若A組黃瓜植株不出現(xiàn)病癥，B組黃瓜植株出現(xiàn)病癥，則實驗結(jié)論為該病毒的核酸種類為RNA。 6．根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。假設(shè)在宿主細胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細胞等為材料，設(shè)計實驗以確定一種新病毒的類型。 (1)實驗思路： 甲組：將宿主細胞培養(yǎng)在含有___________________

14、_______________的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細胞培養(yǎng)在含有______________________________的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。 (2)實驗結(jié)果及結(jié)論： 若甲組收集的病毒有放射性，乙組無放射性，即為__________病毒；反之為________病毒。 答案　(1)放射性標記尿嘧啶(或放射性標記尿嘧啶核糖核苷酸或放射性標記核糖)　放射性標記胸腺嘧啶(或放射性標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸或放射性標記脫氧核糖) (2)RNA　DNA 解析　(1)DNA和RNA的化學組成存在差異，如DNA特有的堿基是T，而RNA特有的堿基是U，因此可用放射性同位素分別標記堿基T和堿基U，通過檢測子代的放射性可知該病毒的類型。因此，實驗思路為： 甲組：將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。 乙組：將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。 (2)若甲組收集的病毒有放射性，乙組無放射性，即為RNA病毒；反之為DNA病毒。 6