一、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)材料:S型和R型肺炎鏈球菌
(2)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果
(3)分析①實(shí)驗(yàn)a、b說明R型活細(xì)菌無毒性,S型活細(xì)菌　　　　　　。?②實(shí)驗(yàn)c說明加熱殺死的S型細(xì)菌　　　　　　。?③實(shí)驗(yàn)d說明無毒性的R型活細(xì)菌在與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后,轉(zhuǎn)化為　　　　　　　　　　　　　　　　　,并且這種性狀的轉(zhuǎn)化是　　　　　　　　的。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:　 。?特別提醒加熱并沒有使DNA完全失去活性:加熱殺死S型細(xì)菌的過程中,其蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨著溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。
加熱殺死的S型細(xì)菌中有轉(zhuǎn)化因子
2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
特別提醒在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,與常態(tài)比較,人為去除某種影響因素稱為“減法原理”。例如,在艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,每個(gè)實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì),從而鑒定出DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。旁欄邊角(必修2,第46頁(yè),思考與討論)從控制自變量的角度分析,艾弗里實(shí)驗(yàn)的基本思路是什么?在實(shí)際操作過程中最大的困難是什么?
提示 從控制自變量的角度分析,艾弗里在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中特異性地去除了一種物質(zhì),然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下,實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么變化。最大的困難是,如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)(如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等)。
易錯(cuò)辨析基于對(duì)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的理解,判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)從格里菲思實(shí)驗(yàn)中的病死小鼠體內(nèi)分離得到的肺炎鏈球菌只有S型細(xì)菌而無R型細(xì)菌。(　　)(2)在肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合產(chǎn)生了S型活細(xì)菌,其生理基礎(chǔ)是發(fā)生了基因重組。(　　)(3)艾弗里及其同事的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(　　)(4)在艾弗里及其同事的實(shí)驗(yàn)中,DNA酶將S型細(xì)菌的DNA分解為脫氧核苷酸,因此不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。(　　)
二、T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)材料　　　　　　　　　　　　　。?(1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)及生活方式
T2噬菌體和大腸桿菌
2.實(shí)驗(yàn)方法　　　　　　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噬菌體屬于病毒,專門寄生在大腸桿菌體內(nèi),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。
(2)噬菌體侵染細(xì)菌(對(duì)比實(shí)驗(yàn),為相互對(duì)照)。
特別提醒攪拌的目的是把吸附在細(xì)菌上的噬菌體外殼和細(xì)菌分開;離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。
5.結(jié)論:　　　　　是遺傳物質(zhì)。?
含32P的DNA進(jìn)入了宿主細(xì)胞內(nèi)
含35S的蛋白質(zhì)外殼未進(jìn)入宿主細(xì)胞,留在外面
旁欄邊角(必修2,第46頁(yè),“思考與討論”改編)(1)以細(xì)菌或病毒作為遺傳物質(zhì)探索的實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)是什么?
(2)盡管艾弗里、赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)方法不同,但其最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路卻有共同之處,共同點(diǎn)是什么?
提示 ①個(gè)體很小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易觀察到遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生物,病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu),只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。②繁殖快。細(xì)菌20~30 min就可繁殖一代,病毒短時(shí)間內(nèi)可大量增殖。
提示 設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,單獨(dú)地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。
易錯(cuò)辨析基于T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)過程,判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)證明光合作用所釋放的O2來自水與用T2噬菌體侵染大腸桿菌證明DNA是遺傳物質(zhì)所用核心技術(shù)相同。(　　)(2)T2噬菌體增殖需要細(xì)菌提供模板、原料和酶等。(　　)(3)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)獲得成功的原因之一是噬菌體只將DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中。(　　)(4)標(biāo)記噬菌體的方法是分別用含有35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。(　　)(5)用1個(gè)含35S標(biāo)記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌,裂解釋放的子代噬菌體中只有2個(gè)含35S。(　　)
(6)只有細(xì)胞內(nèi)的核酸才是攜帶遺傳信息的物質(zhì)。(　　)(7)DNA不是一切生物的遺傳物質(zhì),但一切細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)都是DNA。(　　)
三、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)
2.DNA是主要的遺傳物質(zhì)就生物個(gè)體而言,其遺傳物質(zhì)是唯一的真核生物與原核生物的遺傳物質(zhì)是　　　　　,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DNA,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)。 是對(duì)整個(gè)生物界而言?
3.不同生物的遺傳物質(zhì)
易錯(cuò)辨析基于對(duì)細(xì)胞生物和病毒的遺傳物質(zhì)類型的理解,判斷下列表述是否正確。(1)病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲,能作為直接證據(jù)說明“核糖核酸是遺傳物質(zhì)”。(　　)(2)煙草花葉病毒感染和重建實(shí)驗(yàn)中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白質(zhì)重建的病毒感染煙草葉片細(xì)胞后,可檢測(cè)到A型病毒,說明RNA是TMV A的遺傳物質(zhì)。(　　)
角度一、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)考向探究考向1肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.(2022全國(guó)乙)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
答案 D　解析 R型細(xì)菌的菌體沒有多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙,是無毒性的;S型細(xì)菌的菌體有多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑,可以使人患肺炎或使小鼠患敗血癥,是有毒性的,A項(xiàng)正確。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)可以分離出有毒性的S型活細(xì)菌,是因?yàn)楦邷夭]有影響S型細(xì)菌DNA的功能,被加熱殺死的S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)DNA進(jìn)入了R型活細(xì)菌體內(nèi)并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成,進(jìn)而從小鼠體內(nèi)可以分離出有毒性的S型活細(xì)菌,B、C兩項(xiàng)正確。DNA酶可以水解S型細(xì)菌的DNA使其失去功能,因此將S型細(xì)菌的DNA經(jīng)DNA酶處理后與R型細(xì)菌混合,無法得到S型細(xì)菌,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向2肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)2.為研究R型肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì),進(jìn)行了肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),其基本過程如下圖所示:下列敘述正確的是(　　)A.甲組培養(yǎng)皿中只有S型菌落,推測(cè)加熱不會(huì)破壞轉(zhuǎn)化物質(zhì)的活性B.乙組培養(yǎng)皿中有R型及S型菌落,推測(cè)轉(zhuǎn)化物質(zhì)是蛋白質(zhì)C.丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落,推測(cè)轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNAD.該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明肺炎鏈球菌的主要遺傳物質(zhì)是DNA
答案 C　解析 將S型細(xì)菌的提取物高溫加熱后添加到含R型細(xì)菌的培養(yǎng)液中,會(huì)使部分R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,因此甲組培養(yǎng)皿中應(yīng)有R型細(xì)菌和S型細(xì)菌,A項(xiàng)錯(cuò)誤;乙組提取物中加蛋白酶后,提取物中的蛋白質(zhì)被分解,乙組培養(yǎng)皿中有S型菌落,則可推測(cè)轉(zhuǎn)化物質(zhì)不是蛋白質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;丙組S型細(xì)菌的提取物中加DNA酶,DNA被分解,不能獲得S型菌落,可推測(cè)轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA,C項(xiàng)正確;該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)是DNA,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.(2020浙江7月選考)下列關(guān)于“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的敘述,正確的是(　　)A.活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌不能穩(wěn)定遺傳B.活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,S型細(xì)菌的莢膜物質(zhì)使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型細(xì)菌C.離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,蛋白質(zhì)也能使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳D.離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)DNA酶處理的S型細(xì)菌提取物不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌
答案 D　解析 活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌能穩(wěn)定遺傳,A項(xiàng)錯(cuò)誤;通過活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),無法說明是肺炎鏈球菌的哪種物質(zhì)使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型細(xì)菌,B項(xiàng)錯(cuò)誤;離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,只有S型細(xì)菌的DNA才能使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳,C項(xiàng)錯(cuò)誤;離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)DNA酶處理的S型細(xì)菌提取物,其DNA被水解,故不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,D項(xiàng)正確。
方法突破1.格里菲思實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)一)與艾弗里實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)二)的3個(gè)“不同”
2.肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的兩點(diǎn)說明(1)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)化是將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。(2)并非所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響,因此轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,只是少部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。
角度二、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)考向探究考向1元素標(biāo)記問題4.(2022廣東廣州質(zhì)檢)下列關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),敘述正確的是( 　)A.用35S標(biāo)記的噬菌體侵染32P標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體核酸中含32P,外殼中含35SB.用32P標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體核酸和外殼中均可檢測(cè)到32P和35SC.用未標(biāo)記的噬菌體侵染15N標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體核酸和外殼中均可檢測(cè)到15ND.用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體核酸和外殼中均可檢測(cè)到15N
答案 C　解析 用35S標(biāo)記的噬菌體侵染32P標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體核酸中含32P,外殼中不含有35S,因?yàn)榧?xì)菌沒有提供含35S的原料,A項(xiàng)錯(cuò)誤;用32P標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體外殼中可檢測(cè)到35S,檢測(cè)不到32P,核酸中不含S,B項(xiàng)錯(cuò)誤;用未標(biāo)記的噬菌體侵染15N標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體核酸和外殼中均可檢測(cè)到15N,因?yàn)榧?xì)菌提供的合成核酸和蛋白質(zhì)的原料均有15N標(biāo)記,C項(xiàng)正確;用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌,子代噬菌體核酸中部分可以檢測(cè)到15N,蛋白質(zhì)中檢測(cè)不到,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析5.(2022山東淄博測(cè)試)下圖是用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程,其中A代表T2噬菌體侵染細(xì)菌、B代表T2噬菌體空殼、C代表大腸桿菌。
下列有關(guān)敘述正確的是(　　)A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的,培養(yǎng)液中需含32PB.若要證明DNA是遺傳物質(zhì),還需設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)作對(duì)照C.保溫時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)提高T2噬菌體侵染細(xì)菌的成功率,使上清液中放射性的比例下降D.T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中,大腸桿菌為T2噬菌體繁殖提供了所有條件
答案 B　解析 該實(shí)驗(yàn)用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染無標(biāo)記的大腸桿菌,故培養(yǎng)液中不能含32P,A項(xiàng)錯(cuò)誤;再設(shè)計(jì)一組用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)作對(duì)照,才能證明DNA是遺傳物質(zhì),B項(xiàng)正確;保溫時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致部分子代T2噬菌體釋放出來,出現(xiàn)在上清液中,引起上清液的放射性增強(qiáng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程中,DNA是T2噬菌體提供的,DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的原料及酶、場(chǎng)所等是大腸桿菌提供的,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
考向3兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)比較分析6.(2022福建漳州一模)下列關(guān)于“肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述,錯(cuò)誤的是(　　)A.將S型細(xì)菌的DNA與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng),一段時(shí)間后培養(yǎng)基中會(huì)有2種菌落B.在用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中,細(xì)菌裂解后得到的T2噬菌體大多數(shù)有放射性C.在用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中,保溫時(shí)間太長(zhǎng)或太短均可導(dǎo)致上清液放射性升高D.2個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路都是設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分開后單獨(dú)研究各自的效應(yīng)
答案 B　解析 S型細(xì)菌的DNA會(huì)使部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,一段時(shí)間后,培養(yǎng)基中會(huì)有2種菌落,A項(xiàng)正確;35S標(biāo)記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,在T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中,只有DNA進(jìn)入大腸桿菌中,蛋白質(zhì)外殼留在外面,細(xì)菌裂解后得到的子代T2噬菌體沒有放射性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),保溫時(shí)間太長(zhǎng),細(xì)菌將會(huì)裂解,保溫時(shí)間太短,T2噬菌體沒有完全侵入大腸桿菌,兩種情況均可導(dǎo)致上清液放射性升高,C項(xiàng)正確;2個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路均是設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開后單獨(dú)研究各自的效應(yīng),D項(xiàng)正確。
方法突破1.“二看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況
2.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中上清液和沉淀物放射性分析(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
考向探究考向1RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究1.(2022黑龍江牡丹江模擬)下圖表示科研人員探究“煙草花葉病毒(TMV)的遺傳物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)過程,由此可以判斷下列說法正確的是(　　)A.水和苯酚的作用是分離病毒的蛋白質(zhì)和RNAB.TMV的蛋白質(zhì)不能進(jìn)入煙草細(xì)胞中C.侵入煙草細(xì)胞的RNA進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過程D.RNA是TMV的主要遺傳物質(zhì)
答案 A　解析 由圖示分析可知,TMV放入水和苯酚中振蕩后,RNA和蛋白質(zhì)分離,A項(xiàng)正確;通過接種的方式,TMV的蛋白質(zhì)可以進(jìn)入煙草細(xì)胞中,B項(xiàng)錯(cuò)誤;此實(shí)驗(yàn)不能看出TMV的RNA在煙草細(xì)胞中進(jìn)行了逆轉(zhuǎn)錄過程,C項(xiàng)錯(cuò)誤;此實(shí)驗(yàn)說明TMV的遺傳物質(zhì)是RNA,而不是蛋白質(zhì),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(2022山東棗莊測(cè)試)研究人員從某植物細(xì)胞中分離得到甲、乙2種RNA病毒,其結(jié)構(gòu)由蛋白質(zhì)外殼和RNA組成?，F(xiàn)將2種病毒的RNA與蛋白質(zhì)分離,再重新組合成為“雜種病毒”,然后分別使用不同成分感染此植物細(xì)胞。
下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.第3組與第6組為對(duì)比實(shí)驗(yàn),得到的子代病毒分別為甲病毒和乙病毒B.若第1組與第4組均有子代病毒,則說明RNA是該病毒的主要遺傳物質(zhì)C.若第2組與第5組均沒有子代病毒,則說明蛋白質(zhì)不是該病毒的遺傳物質(zhì)D.合成子代病毒需要的氨基酸和核糖核苷酸均來自其侵染的宿主植物細(xì)胞
答案 B　解析 第3組與第6組均為實(shí)驗(yàn)組,二者構(gòu)成對(duì)比實(shí)驗(yàn),由于RNA是遺傳物質(zhì),推測(cè)得到的子代病毒取決于親代重組病毒的RNA類型,故子代分別為甲病毒(第3組子代)和乙病毒(第6組子代),A項(xiàng)正確;若第1組與第4組均有子代病毒,則說明RNA是該病毒的遺傳物質(zhì),不能體現(xiàn)RNA是否為主要遺傳物質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;若第2組與第5組均沒有子代病毒,則說明蛋白質(zhì)不能在子代病毒的遺傳過程中發(fā)揮遺傳效應(yīng),即蛋白質(zhì)不是該病毒的遺傳物質(zhì),C項(xiàng)正確;病毒只能依賴活細(xì)胞生活,題中RNA病毒由RNA和蛋白質(zhì)外殼組成,合成子代病毒需要的氨基酸和核糖核苷酸均來自其侵染的宿主植物細(xì)胞,D項(xiàng)正確。
考向2生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)分析3.下列哪項(xiàng)事實(shí)能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)?(　　)A.人們確認(rèn)絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA之后,發(fā)現(xiàn)某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNAB.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),表明DNA在親子代噬菌體之間起橋梁作用C.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明,只有加入DNA酶時(shí)不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌D.人們得出染色體與生物的遺傳有關(guān)之后,發(fā)現(xiàn)染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)
答案 A　解析 人們?cè)缙谡J(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì),后來隨著核酸的發(fā)現(xiàn),人們便開始探索遺傳物質(zhì)的真正奧秘。諸多實(shí)驗(yàn)證明自然界大部分生物的遺傳物質(zhì)都是DNA,后來發(fā)現(xiàn)某些病毒不含DNA,只含RNA,但是這樣的生物在自然界比較少,所以普遍認(rèn)為DNA才是主要的遺傳物質(zhì),B、C、D 3項(xiàng)都體現(xiàn)的是DNA是遺傳物質(zhì)。
方法突破生物體內(nèi)的核酸種類及遺傳物質(zhì)
探究遺傳物質(zhì)的思路與方法知識(shí)必備1.探究思路(1)若探究哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)——設(shè)法將物質(zhì)分開,單獨(dú)看作用。(2)若探究未知病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA——利用酶的專一性或同位素標(biāo)記法。
專項(xiàng)突破典例.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)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;反之為DNA病毒。
解析 此題解題的切入點(diǎn)是DNA與RNA的區(qū)別。DNA與RNA在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別體現(xiàn)在堿基的種類、五碳糖的種類及空間結(jié)構(gòu)的不同。本題應(yīng)通過測(cè)定新病毒所含堿基的種類確定其類型。DNA特有的堿基為胸腺嘧啶,RNA特有的堿基為尿嘧啶,故應(yīng)分別用含有放射性標(biāo)記尿嘧啶和胸腺嘧啶的培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞,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。根據(jù)收集到的病毒的放射性可知其所含堿基的種類(T或U),進(jìn)而判斷出其類型。
專項(xiàng)訓(xùn)練1.朊病毒是一種不含核酸的病原微生物,其本質(zhì)是具有感染性的蛋白質(zhì)。有人用同位素標(biāo)記法做了如下圖所示實(shí)驗(yàn)(組成牛腦組織細(xì)胞的元素?zé)o放射性),驗(yàn)證了朊病毒的“侵染因子”是蛋白質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)得到的上清液和沉淀物中,放射性最強(qiáng)的是(　　) A.上清液aB.沉淀物bC.上清液cD.沉淀物d
答案 D　解析 朊病毒不含核酸只含蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)中磷含量極低,故上清液a和沉淀物b中幾乎不能檢測(cè)到放射性,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤;朊病毒的蛋白質(zhì)中含有硫元素,35S標(biāo)記的朊病毒大部分侵入牛腦組織細(xì)胞中,少量沒侵入牛腦組織細(xì)胞,故離心后放射性主要位于沉淀物d中,少量位于上清液c中,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。
2.逆轉(zhuǎn)錄病毒A的侵染會(huì)導(dǎo)致大腸桿菌死亡,某生物興趣小組利用該病毒和T2噬菌體兩種病毒進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)操作及結(jié)果如下表所示。
下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)A.通過①②組對(duì)比能說明DNA是遺傳物質(zhì)B.通過③④組對(duì)比不能說明RNA是遺傳物質(zhì)C.③組RNA逆轉(zhuǎn)錄合成DNA需消耗脫氧核苷酸D.①③組對(duì)大腸桿菌進(jìn)行相應(yīng)處理后會(huì)出現(xiàn)死亡現(xiàn)象
答案 B　解析 ①②組自變量是注射的T2噬菌體的成分不同(DNA、蛋白質(zhì)),因變量是大腸桿菌體內(nèi)是否有T2噬菌體,通過①②兩組對(duì)比能說明DNA是遺傳物質(zhì),A項(xiàng)正確;③④兩組自變量是注射的逆轉(zhuǎn)錄病毒的成分不同(逆轉(zhuǎn)錄酶+RNA、逆轉(zhuǎn)錄酶+其他蛋白質(zhì)),因變量是大腸桿菌中是否有逆轉(zhuǎn)錄病毒,通過③④兩組對(duì)比能說明RNA是遺傳物質(zhì),B項(xiàng)錯(cuò)誤;③組RNA通過逆轉(zhuǎn)錄形成DNA需要消耗脫氧核糖核苷酸,C項(xiàng)正確;①③組都在大腸桿菌細(xì)胞中檢測(cè)到了病毒,說明兩種病毒可在大腸桿菌體內(nèi)增殖,最終大腸桿菌會(huì)死亡,D項(xiàng)正確。
3.(2022山東濟(jì)南模擬)禽流感病毒嚴(yán)重危害養(yǎng)殖業(yè)。某學(xué)校生物興趣小組的同學(xué)通過查閱資料發(fā)現(xiàn),常見的流感病毒都是RNA病毒,同時(shí)提出疑問:禽流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA?下面是該興趣小組設(shè)計(jì)的探究禽流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA的實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)將其補(bǔ)充完整。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?　 。?材料用具:顯微注射器,禽流感病毒的核酸提取液,雞胚胎干細(xì)胞,DNA水解酶和RNA水解酶等。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟第一步,把禽流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C 3組,分別用等量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,設(shè)置C組的作用是　　　　　　　　　　　　。?第二步,取等量的雞胚胎干細(xì)胞分成3組,用顯微注射技術(shù)分別把A、B、C 3組處理過的核酸提取液注射到3組雞胚胎干細(xì)胞中。第三步,將3組雞胚胎干細(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)好的雞胚胎干細(xì)胞中抽取樣品,檢測(cè)　　　　　　　　　　　　。?(3)預(yù)測(cè)結(jié)果及結(jié)論①若A、C兩組出現(xiàn)禽流感病毒,B組沒有出現(xiàn),則說明　 ;②? 　;?③? 　。?

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