
課標(biāo)內(nèi)容 概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上。
考點(diǎn)一 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)①②對(duì)比說明____________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)②③對(duì)比說明______________________________。(3)實(shí)驗(yàn)②③④對(duì)比說明__________________________。(4)結(jié)論:加熱致死的S型細(xì)菌中含有某種__________使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。
R型細(xì)菌無致病性,S型細(xì)菌有致病性
被加熱殺死的S型細(xì)菌無致病性
R型細(xì)菌可轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌
①此實(shí)驗(yàn)僅能證明S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”,但轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)不清楚。②發(fā)生轉(zhuǎn)化的只是少部分R型細(xì)菌。③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)?! ?br/>3.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
自變量控制采用“減法原理”
(1)實(shí)驗(yàn)①是對(duì)照組,②③④⑤是實(shí)驗(yàn)組。(2)實(shí)驗(yàn)②③④分別說明__________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)①⑤說明________有轉(zhuǎn)化作用。(4)結(jié)論:________是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)沒有轉(zhuǎn)化作用
轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變:肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中,使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組(屬于廣義上的)?! ?br/>(1)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。(2021·全國乙卷,5D)( )提示 S型菌的DNA已被DNA酶降解失活。(2)新冠病毒與肺炎鏈球菌二者遺傳物質(zhì)所含有的核苷酸是相同的。(2020·全國卷Ⅱ,1C)( )提示 新冠病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA。
(3)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了細(xì)胞內(nèi)的DNA和RNA都是遺傳物質(zhì)。(2018·江蘇卷,3C)( )提示 僅證明DNA是遺傳物質(zhì)。(4)格里菲思實(shí)驗(yàn)證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀。(2017·江蘇卷,2A)( )提示 格里菲思實(shí)驗(yàn)提出轉(zhuǎn)化因子,但沒有證明轉(zhuǎn)化因子是DNA。(5)艾弗里實(shí)驗(yàn)證明從S型肺炎鏈球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。(2017·江蘇卷,2B)( )提示 單獨(dú)的DNA無致病性,不能使小鼠死亡。
1.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,則:
(1)ab段R型細(xì)菌數(shù)量減少的原因是____________________________________________________________。(2)bc段R型細(xì)菌數(shù)量增多的原因是________________________________________________________________________________________。(3)后期出現(xiàn)的大量S型細(xì)菌是由______________________________而來的。
小鼠體內(nèi)形成大量的抗R型細(xì)菌的抗體,
b之前,已有少量R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,
S型細(xì)菌能降低小鼠的免疫力,造成R型細(xì)菌大量繁殖
R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌繁殖
2.請(qǐng)?jiān)诟窭锓扑紝?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用R型活細(xì)菌、加熱殺死的S型細(xì)菌、小鼠等為實(shí)驗(yàn)材料,設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。
提示 實(shí)驗(yàn)思路:①將加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)分離,分別得到蛋白質(zhì)和DNA。②將分離得到的S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)和DNA分別與R型細(xì)菌混合一段時(shí)間后,再分別注射入甲、乙兩組小鼠體內(nèi),觀察兩組小鼠的生活情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論:甲組小鼠不死亡,乙組小鼠死亡,并在乙組小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)活的S型細(xì)菌,則證明DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的比較
1.(2023·廣東珠海一中調(diào)研)實(shí)驗(yàn)1:將S型細(xì)菌的DNA與R型細(xì)菌混合培養(yǎng);實(shí)驗(yàn)2:將S型細(xì)菌的DNA用DNA酶處理后所得物質(zhì)與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)。相關(guān)敘述正確的是 ( )A.實(shí)驗(yàn)1的培養(yǎng)基上僅有S型細(xì)菌生長B.實(shí)驗(yàn)2的培養(yǎng)基上有R型和S型細(xì)菌生長C.實(shí)驗(yàn)1、2可以證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)D.實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2形成對(duì)照
結(jié)合肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),考查科學(xué)探究能力
解析 實(shí)驗(yàn)1的培養(yǎng)基上既有S型細(xì)菌又有R型細(xì)菌,實(shí)驗(yàn)2的培養(yǎng)基上只有R型細(xì)菌,A、B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2相互對(duì)照,只能說明S型細(xì)菌的DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì),C錯(cuò)誤,D正確。
2.(2023·安徽安慶模擬)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分過程如下圖所示。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌后的DNA中,嘌呤與嘧啶堿基比例不變B.整合到R型菌內(nèi)的DNA分子片段,可以直接表達(dá)出產(chǎn)物莢膜多糖C.進(jìn)入R型菌的DNA片段上,可能有多個(gè)RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)D.S型菌DNA整合到R型菌內(nèi)屬于基因重組
解析 DNA為雙鏈結(jié)構(gòu),R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌后的DNA中雖然整合了S型菌的DNA片段,但嘌呤與嘧啶堿基比例不變,仍然是1,A正確;DNA中的基因表達(dá)產(chǎn)物為蛋白質(zhì),不會(huì)直接表達(dá)出莢膜多糖,B錯(cuò)誤;進(jìn)入R型菌的DNA片段上有多個(gè)基因,也就可能有多個(gè)RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn),C正確;S型菌DNA整合到R型菌內(nèi)屬于基因重組,D正確。
考點(diǎn)二 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
1.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)材料T2噬菌體和大腸桿菌。①T2噬菌體的結(jié)構(gòu)及生活方式
不用14C和18O,也不能用35S、32P標(biāo)記同一噬菌體
放射性____________法。該實(shí)驗(yàn)中用35S、32P分別標(biāo)記________________。
(3)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果①標(biāo)記噬菌體
T2噬菌體不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng),若要標(biāo)記T2噬菌體,需先標(biāo)記大腸桿菌
提醒 攪拌的目的是把吸附在細(xì)菌上的噬菌體和細(xì)菌分離;離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。
2.煙草花葉病毒感染煙草的實(shí)驗(yàn)
3.DNA是主要的遺傳物質(zhì)真核生物與原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA,病毒的遺傳物質(zhì)是______________。生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是________,只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA,因而DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
就生物個(gè)體而言,其遺傳物質(zhì)是唯一的
[歸納] 不同生物的遺傳物質(zhì)
常見的RNA病毒有哪些?
提醒 常見的RNA病毒有:SARS病毒、新冠病毒、煙草花葉病毒、HIV、禽流感病毒等。
(1)赫爾希和蔡斯用對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)。(2022·廣東卷,5C)( )(2)需用同時(shí)含有32P和35S的噬菌體侵染大腸桿菌。(2022·浙江6月選考,22A)( )提示 需單獨(dú)標(biāo)記。(3)噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄出RNA。(2022·湖南卷,2C)( )提示 在大腸桿菌RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄。
(4)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中可用15N代替32P標(biāo)記DNA。(2019·江蘇卷,3A)( )提示 蛋白質(zhì)和DNA中都有N。(5)T2噬菌體可感染肺炎鏈球菌導(dǎo)致其裂解。(2018·全國卷Ⅱ,5B)( )提示 T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌內(nèi)的病毒。(6)赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中離心后細(xì)菌主要存在于沉淀中。(2017·江蘇卷,2C)( )(7)赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P標(biāo)記。(2017·江蘇卷,2D)( )提示 只有含有母鏈DNA的才有32P標(biāo)記。
1.在證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,赫爾希和蔡斯分別用32P和35S標(biāo)記T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),據(jù)圖分析標(biāo)記元素所在部位并說出理由:______________________________________________________________________________________________________________________。
該實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記C、H、O、N這些元素的原因是________________________ _______________________________________________________________ 。
標(biāo)記元素所在部位分別是①④。標(biāo)記DNA用的是P,①是磷酸;標(biāo)記蛋白質(zhì)用的是S,只有R基(④)中可能含有S。
C、H、O、N是DNA和蛋白質(zhì)
共有的元素,若選擇共有元素做標(biāo)記,則無法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開
2.[2016·高考全國卷Ⅰ,T29(3)]將一個(gè)某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個(gè))并釋放,則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________。
一個(gè)含有32P標(biāo)記的噬菌體雙鏈DNA分子經(jīng)半
保留復(fù)制后,標(biāo)記的兩條單鏈只能分配到兩個(gè)噬菌體的雙鏈DNA分子中,
因此在得到的n個(gè)噬菌體中只有2個(gè)含有32P
3.某科研小組攪拌離心后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖所示,則:
(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________________________________。(2)細(xì)胞外的32P含量有30%,原因是___________________________________。(3)上清液中的35S先增大后保持在80%左右,原因是________________________________________。
作為對(duì)照組,以證明細(xì)菌未裂解
有部分標(biāo)記的噬菌體還沒有侵染細(xì)菌
有20%的噬菌體蛋白質(zhì)外殼
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” (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.“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況
1.(2023·西安五校聯(lián)考)赫爾希和蔡斯精妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使得T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)更具有說服力。下列相關(guān)敘述正確的是( )A.該實(shí)驗(yàn)和艾弗里的細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路不同B.因?yàn)镈NA和蛋白質(zhì)都含有O元素,所以也可以用18O替代35S或32PC.如果保溫時(shí)間太久,則用35S標(biāo)記的一組實(shí)驗(yàn),沉淀物中的放射性更強(qiáng)D.該實(shí)驗(yàn)只能證明DNA是遺傳物質(zhì),而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
結(jié)合噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),考查實(shí)驗(yàn)探究能力
解析 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的思路都是設(shè)法將蛋白質(zhì)和DNA分開,單獨(dú)觀察它們的作用,A錯(cuò)誤;如果用18O替代35S或32P標(biāo)記噬菌體,則無法單獨(dú)研究蛋白質(zhì)和DNA的作用,B錯(cuò)誤;35S標(biāo)記的是蛋白質(zhì),保溫時(shí)間太久,沉淀物中的放射性也不會(huì)增強(qiáng),C錯(cuò)誤;噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)可以證明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì),D正確。
2.(2023·華大新高考聯(lián)盟)某研究人員分別進(jìn)行了如下三組實(shí)驗(yàn):①35S標(biāo)記的T2噬菌體+不含放射性的細(xì)菌;②32P標(biāo)記的T2噬菌體+不含放射性的細(xì)菌;③14C標(biāo)記的T2噬菌體+不含放射性的細(xì)菌。下列相關(guān)分析正確的是( )A.T2噬菌體在含35S、32P和14C的培養(yǎng)基中培養(yǎng)可獲取含放射性標(biāo)記的T2噬 菌體B.若第②組保溫時(shí)間過短或過長,則離心后上清液中放射性均偏高C.若第③組進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,則離心后沉淀物中沒有放射性D.比較第①組與第②組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
解析 T2噬菌體是病毒,病毒只能在宿主細(xì)胞中增殖,在普通培養(yǎng)基中無法培養(yǎng)和標(biāo)記,A錯(cuò)誤;若第②組保溫時(shí)間過短或過長,T2噬菌體沒有完全侵染細(xì)菌或子代T2噬菌體從細(xì)菌細(xì)胞中釋放出來,經(jīng)離心后會(huì)造成上清液中放射性偏高,B正確;14C可標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì),無論第③組是否充分?jǐn)嚢?,離心后上清液和沉淀物中均有放射性,C錯(cuò)誤;對(duì)比兩組實(shí)驗(yàn),只能說明DNA是遺傳物質(zhì),D錯(cuò)誤。
3.(2023·河南頂級(jí)名校聯(lián)考)在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中,下列敘述錯(cuò)誤的是( )A.子代噬菌體DNA中的部分元素來自親代噬菌體B.子代噬菌體蛋白質(zhì)合成所需的氨基酸全部來自大腸桿菌C.子代噬菌體DNA的合成過程所需要的能量部分由線粒體提供D.指導(dǎo)子代噬菌體蛋白質(zhì)合成的相關(guān)信息完全來自親代噬菌體
解析 噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),DNA進(jìn)入細(xì)菌中,以親代噬菌體DNA為模板,利用細(xì)菌的脫氧核苷酸和氨基酸為原料,合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),DNA為半保留復(fù)制,子代噬菌體的DNA部分單鏈來自親代,A、B、D正確;子代噬菌體DNA的合成過程所需要的能量由大腸桿菌提供,大腸桿菌為原核生物,無線粒體,C錯(cuò)誤。
4.(2023·貴州貴陽摸底)如圖表示科研人員探究煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過程,由此可以判斷( )
探索遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)思路和方法
A.水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質(zhì)和RNAB.蛋白質(zhì)是使TMV產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)C.侵入煙草細(xì)胞的RNA進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過程D.TMV的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)和嘌呤數(shù)相同
解析 分析實(shí)驗(yàn)過程圖可知,將TMV放在水和苯酚中振蕩,可使RNA和蛋白質(zhì)分離開,A正確;據(jù)圖可知,RNA是使TMV產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì),B錯(cuò)誤;此實(shí)驗(yàn)不能說明TMV的RNA侵入煙草細(xì)胞后進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過程,C錯(cuò)誤;據(jù)題中信息可知,TMV的遺傳物質(zhì)是單鏈RNA,因此,TMV的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)和嘌呤數(shù)不一定相同,D錯(cuò)誤。
5.(2017·全國卷Ⅰ,29) 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)
答案 (1)實(shí)驗(yàn)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;若乙組收集的病毒有放射性,甲組無,即為DNA病毒。
解析 DNA和RNA的化學(xué)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(biāo)記堿基T和堿基U,通過檢測(cè)子代的放射性可知該病毒的類型。
1.(2022·湖南卷,2改編)T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中,下列哪一項(xiàng)不會(huì)發(fā)生( )A.新的噬菌體DNA合成B.新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼合成C.噬菌體在自身RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄出RNAD.合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結(jié)合
解析 T2噬菌體侵染大腸桿菌后,其DNA會(huì)在大腸桿菌體內(nèi)復(fù)制,合成新的噬菌體DNA,A不符合題意;T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中,只有DNA進(jìn)入大腸桿菌,T2噬菌體會(huì)用自身的DNA和大腸桿菌的氨基酸等來合成新的噬菌體蛋白質(zhì)外殼,B不符合題意;噬菌體在大腸桿菌RNA聚合酶作用下轉(zhuǎn)錄出RNA,C符合題意;合成的噬菌體RNA與大腸桿菌的核糖體結(jié)合,合成蛋白質(zhì),D不符合題意。
2.(2022·浙江6月選考,22)下列關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述,正確的是( )A.需用同時(shí)含有32P和35S的噬菌體侵染大腸桿菌B.攪拌是為了使大腸桿菌內(nèi)的噬菌體釋放出來C.離心是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌D.該實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA
解析 實(shí)驗(yàn)過程中需單獨(dú)用32P標(biāo)記噬菌體的DNA和35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì),A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)過程中攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體外殼與細(xì)菌分離,B錯(cuò)誤;大腸桿菌的密度大于噬菌體,離心的目的是為了沉淀培養(yǎng)液中的大腸桿菌,C正確;該實(shí)驗(yàn)證明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯(cuò)誤。
3.(2021·全國乙卷,5)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多糖有關(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 S型菌與R型菌最主要的區(qū)別是前者具有多糖類的莢膜,后者不具有多糖類的莢膜,S型細(xì)菌有毒,故推測(cè)S型菌的毒性可能與莢膜多糖有關(guān),A正確;加熱殺死的S型菌其蛋白質(zhì)已經(jīng)被破壞,而分離出的S型菌有毒性,即具備活性蛋白,可推出S型菌的DNA能夠進(jìn)入R型菌細(xì)胞中指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,B正確;加熱可使蛋白質(zhì)變性,由實(shí)驗(yàn)結(jié)果從小鼠體內(nèi)分離出了有毒性的S型活細(xì)菌可知,S型菌的遺傳物質(zhì)未受影響,即加熱殺死S型菌使其蛋白質(zhì)功能喪失而其DNA功能可能不受影響,C正確;S型菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后,被降解,失去活性,故與R型菌混合后,無法得到S型菌,D錯(cuò)誤。
4.(2022·浙江1月選考,20)S型肺炎鏈球菌的某種“轉(zhuǎn)化因子”可使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌。研究“轉(zhuǎn)化因子”化學(xué)本質(zhì)的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。
下列敘述正確的是( )A.步驟①中,酶處理時(shí)間不宜過長,以免底物完全水解B.步驟②中,甲或乙的加入量不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果C.步驟④中,固體培養(yǎng)基比液體培養(yǎng)基更有利于細(xì)菌轉(zhuǎn)化D.步驟⑤中,通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細(xì)胞形態(tài)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果
解析 步驟①中,酶處理時(shí)間需足夠長,以使底物完全水解,A錯(cuò)誤;步驟②中,甲或乙的加入量屬于無關(guān)變量,應(yīng)相同,否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,B錯(cuò)誤;步驟④中,液體培養(yǎng)基比固體培養(yǎng)基更有利于細(xì)菌轉(zhuǎn)化,C錯(cuò)誤;步驟⑤中,通過涂布分離后觀察菌落或鑒定細(xì)胞形態(tài)可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,判斷是否出現(xiàn)S型細(xì)菌,D正確。
5.(2019·江蘇卷,3)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì),下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是( )A.實(shí)驗(yàn)中可用15N代替32P標(biāo)記DNAB.噬菌體外殼蛋白是大腸桿菌編碼的C.噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌D.實(shí)驗(yàn)證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA
解析 蛋白質(zhì)和DNA都含有N,所以不能用15N代替32P標(biāo)記DNA,A錯(cuò)誤;噬菌體外殼蛋白是由噬菌體體內(nèi)控制噬菌體外殼蛋白合成的相關(guān)基因編碼的,B錯(cuò)誤;噬菌體侵染大腸桿菌后,會(huì)利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成噬菌體DNA,C正確;該實(shí)驗(yàn)證明了T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯(cuò)誤。
6.(2022·海南卷,13)某團(tuán)隊(duì)從下表①~④實(shí)驗(yàn)組中選擇兩組,模擬T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證DNA是遺傳物質(zhì)。結(jié)果顯示:第一組實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到放射性物質(zhì)主要分布在沉淀物中,第二組實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到放射性物質(zhì)主要分布在上清液中。該團(tuán)隊(duì)選擇的第一、二組實(shí)驗(yàn)分別是( )
A.①和④ B.②和③C.②和④ D.④和③
解析 噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),只有DNA進(jìn)入細(xì)菌,蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入,為了區(qū)分DNA和蛋白質(zhì),可用32P標(biāo)記噬菌體的DNA,用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,根據(jù)第一組實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到放射性物質(zhì)主要分布在沉淀物中,說明親代噬菌體的DNA被32P標(biāo)記,根據(jù)第二組實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到放射性物質(zhì)主要分布在上清液中,說明第二組噬菌體的蛋白質(zhì)被35S標(biāo)記,C正確,A、B、D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)一 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.(2023·東北師大附中質(zhì)檢)S型肺炎鏈球菌菌株是人類肺炎和小鼠敗血癥的病原體,而R型菌株卻無毒性。下列有關(guān)敘述正確的是 ( )A.加熱致死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌屬于基因突變B.S型細(xì)菌與R型細(xì)菌在結(jié)構(gòu)上最大的不同是S型細(xì)菌的菌體有多糖類的莢膜C.肺炎鏈球菌利用人體細(xì)胞的核糖體合成蛋白質(zhì)D.高溫處理過的S型細(xì)菌蛋白質(zhì)因變性而不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)
解析 加熱致死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌混合使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌屬于基因重組,A錯(cuò)誤;S型細(xì)菌與R型細(xì)菌在結(jié)構(gòu)上最大的不同是S型細(xì)菌的菌體有多糖類的莢膜,可以形成光滑的菌落,B正確;肺炎鏈球菌利用自身的核糖體合成蛋白質(zhì),C錯(cuò)誤;高溫處理過的S型細(xì)菌蛋白質(zhì)變性時(shí)肽鍵不斷裂,能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng),D錯(cuò)誤。
2.(2023·河南九師聯(lián)盟)將含有R型肺炎鏈球菌的培養(yǎng)液加入試管甲,將加熱致死的S型肺炎鏈球菌破碎后得到細(xì)胞提取物放入試管乙,并在試管乙中加入一定量的RNA酶;將試管甲、乙中的液體混合后得到試管丙。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析,正確的是 ( )
A.加熱致死的S型肺炎鏈球菌中蛋白質(zhì)和核酸均失去功能B.試管乙中加入RNA酶的目的是催化轉(zhuǎn)錄過程合成mRNAC.此實(shí)驗(yàn)并不能證明何種物質(zhì)是S型肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)D.試管甲、乙中的液體混合后,試管丙中S型肺炎鏈球菌的數(shù)量多于R型
解析 加熱致死的S型肺炎鏈球菌中蛋白質(zhì)變性失活,失去功能,核酸變性后在低溫條件下可復(fù)性,A錯(cuò)誤;試管乙中加入RNA酶的目的是水解RNA,B錯(cuò)誤;試管甲、乙中的液體混合后,試管丙中有一部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,但轉(zhuǎn)化率較低,故S型肺炎鏈球菌的數(shù)量少于R型,D錯(cuò)誤。
3.(2023·湖北七市聯(lián)考)現(xiàn)利用兩種類型的肺炎鏈球菌進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。各組肺炎鏈球菌先進(jìn)行圖示處理,再培養(yǎng)一段時(shí)間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.通過e、f對(duì)照,能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA,而不是蛋白質(zhì)B.f組可以分離出S型和R型兩種肺炎鏈球菌C.e組可分離出R型肺炎鏈球菌D.能導(dǎo)致小鼠死亡的是a、b、c、d四組
解析 分析題圖可知,a中是加熱致死的S型菌,不能使小鼠死亡;b中是S型菌,能使小鼠死亡;c中是S型菌+R型菌的DNA,能使小鼠死亡;d中是R型菌,不能使小鼠死亡;e中是R型菌+S型菌的蛋白質(zhì),由于蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),因此R型菌不能轉(zhuǎn)化成S型菌,不能使小鼠死亡;f中是R型菌+S型菌的DNA,由于DNA是遺傳物質(zhì),因此R型菌能轉(zhuǎn)化成S型菌,使小鼠死亡,D錯(cuò)誤。
考點(diǎn)二 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)4.(2023·廣東惠州調(diào)研)某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯做了T2噬菌體侵染大腸桿菌的部分實(shí)驗(yàn),有關(guān)分析錯(cuò)誤的是( )
A.T2噬菌體外殼蛋白的氨基和羧基中不可能有35SB.②過程中攪拌是否充分影響沉淀物b的放射性強(qiáng)度C.上清液a中放射性強(qiáng)度高,沉淀物b中無放射性D.上述實(shí)驗(yàn)過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)
解析 氨基和羧基的組成中不含S,因此,不可能有35S,S存在于R基或二硫鍵,A正確;若攪拌不充分,一部分蛋白質(zhì)外殼不能與大腸桿菌分離,會(huì)隨大腸桿菌進(jìn)入沉淀物中,使沉淀物b中放射性增強(qiáng),B正確;由于攪拌不能徹底使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與大腸桿菌分離,因此沉淀物b中有少量放射性,C錯(cuò)誤;該實(shí)驗(yàn)沒有標(biāo)記DNA,不能說明DNA的作用,故不能證明DNA是遺傳物質(zhì),D正確。
5.(2023·山東煙臺(tái)調(diào)研)“32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌”實(shí)驗(yàn)過程如下:標(biāo)記噬菌體→32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合培養(yǎng)→攪拌→離心→檢測(cè)放射性高低。對(duì)此過程有關(guān)的敘述中正確的是( )A.為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,應(yīng)進(jìn)行長時(shí)間的混合培養(yǎng)B.進(jìn)行攪拌和離心的目的是使DNA和蛋白質(zhì)外殼分離C.攪拌和離心后只可能在沉淀物中有放射性物質(zhì)32PD.選噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料的主要原因是其成分只有蛋白質(zhì)和DNA
解析 為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,混合培養(yǎng)的時(shí)間要適宜,過短噬菌體尚未侵入細(xì)菌,過長細(xì)菌裂解,釋放子代噬菌體,A錯(cuò)誤;攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離,離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管中留下被侵染的大腸桿菌,B錯(cuò)誤;攪拌和離心后32P主要分布在沉淀物中,上清液中也有少量32P,C錯(cuò)誤;噬菌體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,僅由蛋白質(zhì)和DNA組成,因而適合用作該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)材料,D正確。
6.(2023·四川綿陽一診)下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述,正確的是( )A.發(fā)菜細(xì)胞的遺傳物質(zhì)是裸露的雙鏈DNA分子B.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)C.格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了轉(zhuǎn)化因子是DNAD.DNA中堿基排列順序和空間結(jié)構(gòu)的千變?nèi)f化導(dǎo)致DNA具有多樣性
解析 發(fā)菜細(xì)胞是原核細(xì)胞,遺傳物質(zhì)是裸露的雙鏈DNA分子,A正確;噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì),B錯(cuò)誤;格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證實(shí)了轉(zhuǎn)化因子的存在,但未證明轉(zhuǎn)化因子是DNA,C錯(cuò)誤;DNA中堿基排列順序千變?nèi)f化導(dǎo)致DNA具有多樣性,D錯(cuò)誤。
7.(2023·河南天一大聯(lián)考)在人類探索遺傳物質(zhì)的歷史進(jìn)程中,關(guān)于蛋白質(zhì)和DNA到底哪一種才是遺傳物質(zhì)的爭(zhēng)論持續(xù)了很長時(shí)間,經(jīng)過多位科學(xué)家的努力探索,人們終于確定了DNA才是遺傳物質(zhì)。下列實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果中,能作為直接證據(jù)說明“DNA是遺傳物質(zhì)”的是( )A.從煙草花葉病毒中提取出來的RNA,能使煙草感染病毒B.紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅雜交,F(xiàn)1中紅眼全為雌性,白眼全為雄性C.注射S型活細(xì)菌到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌D.用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌,在新形成的噬菌體中檢測(cè)到放射性
解析 “從煙草花葉病毒中提取出來的RNA,能使煙草感染病毒”能說明RNA是遺傳物質(zhì),A錯(cuò)誤;“紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅雜交,F(xiàn)1中紅眼全為雌性,白眼全為雄性”只能說明果蠅眼睛顏色的遺傳與性別相關(guān)聯(lián),無法作為“DNA是遺傳物質(zhì)”的證據(jù),B錯(cuò)誤;“注射S型活細(xì)菌到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌”能說明S型細(xì)菌具有致病性,無法作為“DNA是遺傳物質(zhì)”的證據(jù),C錯(cuò)誤;用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染未標(biāo)記的大腸桿菌,在新形成的噬菌體中檢測(cè)到放射性,說明32P標(biāo)記的DNA可以傳遞給子代,即DNA能在親子代傳遞,能說明“DNA是遺傳物質(zhì)”,D正確。
8.(2023·四川成都七中診斷)下列關(guān)于DNA是遺傳物質(zhì)的探索實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是( )A.加熱致死的R型菌與S型活菌注射到小鼠體內(nèi),能從死亡小鼠中分離出兩種活細(xì)菌B.艾弗里的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),不能夠說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)C.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中離心后細(xì)菌主要存在于沉淀物中D.35S標(biāo)記噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),保溫時(shí)間過長會(huì)造成上清液的放射性高
解析 加熱致死的S型菌與R型活菌注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,能從小鼠體內(nèi)分離出兩種活細(xì)菌,A錯(cuò)誤;艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,單獨(dú)研究了蛋白質(zhì)的作用,因此能夠說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),B錯(cuò)誤;35S標(biāo)記噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),由于35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼留在外面,經(jīng)過攪拌離心后分布在上清液中,因此上清液中的放射性高,與保溫時(shí)間長短無關(guān),D錯(cuò)誤。
9.(2023·江西金太陽聯(lián)考)某科研小組在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上增加了相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是( )
A.活菌甲是不會(huì)使鼠死亡的S型肺炎鏈球菌B.從鼠2血液中分離出的活菌都是S型C.該實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)D.從鼠5體內(nèi)只能分離出活菌乙
解析 由圖可知,活菌乙能導(dǎo)致小鼠死亡,為S型菌,活菌甲不能使小鼠死亡,為R型菌。該實(shí)驗(yàn)?zāi)荏w現(xiàn)S型死菌的某種物質(zhì)能讓R型菌轉(zhuǎn)化為S型活菌,但不能證明DNA是遺傳物質(zhì),A、C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)②過程中R型菌與加熱致死的S型菌混合后注射到小鼠體內(nèi),少數(shù)R型菌能轉(zhuǎn)化為S型活菌,小鼠體內(nèi)仍存在R型菌,所以從小鼠血液中能分離出兩種菌,其中R型菌不能使小鼠死亡,B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)⑤過程中,R型死菌與S型活菌混合后注射到小鼠體內(nèi),鼠5體內(nèi)只能分離出S型活菌,即乙菌,D正確。
10.(2023·西安高新一中質(zhì)檢)赫爾希和蔡斯利用含放射性標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌,證明了DNA是遺傳物質(zhì)。隨著保溫時(shí)間的延長,下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是( )A.利用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,含有放射性的子代噬菌體數(shù)量不斷上升B.利用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,含有放射性的子代噬菌體數(shù)量不斷上升C.利用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中的放射性強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱D.利用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中的放射性強(qiáng)度先增強(qiáng)后穩(wěn)定
解析 利用32P標(biāo)記噬菌體DNA,由于DNA的復(fù)制方式為半保留復(fù)制,因此含有放射性標(biāo)記的DNA數(shù)量為最初的兩倍,不會(huì)持續(xù)增加,A錯(cuò)誤;利用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,子代噬菌體均不含放射性,B錯(cuò)誤;利用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌后,隨著保溫時(shí)間的延長,經(jīng)攪拌離心后,沉淀物的放射性強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),若保溫時(shí)間過長,則大腸桿菌裂解,子代噬菌體釋放后,沉淀物中的放射性強(qiáng)度減弱,C正確;利用35S標(biāo)記噬菌體,蛋白質(zhì)外殼被標(biāo)記,放射性主要存在于上清液中,沉淀物中的放射性強(qiáng)度較低,不會(huì)出現(xiàn)先增強(qiáng)后穩(wěn)定的情況,D錯(cuò)誤。
11.(2023·襄陽五中質(zhì)檢)2020年席卷世界的新型冠狀病毒肺炎,導(dǎo)致數(shù)千萬人染病,數(shù)十萬人死亡。引起這種疾病的罪魁禍?zhǔn)资切滦凸跔畈《?SARS-CV-2),常見的病毒是RNA病毒,那么新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA呢?下面是科研小組為探究新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)將其補(bǔ)充完整。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲_____________________________________________________。
探究新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA
(2)材料用具:顯微注射器、新型冠狀病毒的核酸提取液、鼠胚胎干細(xì)胞、DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)實(shí)驗(yàn)步驟第一步:把新型冠狀病毒的核酸提取液分成相同的A、B、C三組,____________________________________________________________________________________________。第二步:取等量的鼠胚胎干細(xì)胞分成三組,用__________技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細(xì)胞中。
分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液,C組不做處理
第三步:將三組鼠胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間,然后從培養(yǎng)好的鼠胚胎干細(xì)胞中抽取樣品,檢測(cè)是否有新型冠狀病毒產(chǎn)生。(4)請(qǐng)預(yù)測(cè)結(jié)果及結(jié)論:①________________________________________________________________________________;②若B、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒,A組沒有出現(xiàn),則該新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA;③若A、B、C三組均出現(xiàn)新型冠狀病毒,則新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)既不是DNA也不是RNA。
若A、C兩組出現(xiàn)新型冠狀病毒,B組沒有出現(xiàn),則新型冠狀病毒的遺
解析 (1)由題意知,該實(shí)驗(yàn)的目的是探究新型冠狀病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。(3)實(shí)驗(yàn)的自變量為是否含有DNA或RNA,因變量為是否出現(xiàn)新型冠狀病毒,其他屬于無關(guān)變量,按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和單一變量原則,實(shí)驗(yàn)步驟如下:第一步:把新型冠狀病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三組,分別用等量的相同濃度的DNA水解酶、RNA水解酶處理A、B兩組核酸提取液,C組不做處理;第二步:取等量的鼠胚胎干細(xì)胞分成三組,用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C三組處理過的核酸提取物注射到三組鼠胚胎干細(xì)胞中;第三步:將三組鼠胚胎干細(xì)胞放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間,然后從培養(yǎng)好的鼠胚胎干細(xì)胞中抽取樣品,檢測(cè)是否有新型冠狀病毒產(chǎn)生。
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