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- 2021-05-13 发布
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2020-2021年高考生物一轮复习知识点专题23 DNA是主要的遗传物质
一、基础知识必备
(一)人类对遗传物质的探索过程
1、肺炎双球菌类型
特点
类型
菌落
荚膜
毒性
S型
光滑
有
有
R型
粗糙
无
无
2、格里菲思的体内转化实验
(1)过程及结果
(2)结论 加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”,这种转化因子促使R型活细菌转化为S型活细菌。
3.艾弗里的体外转化实验
(1)方法 直接分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等,将它们分别与R型细菌混合培养,研究它们各自的遗传功能。
(2)过程与结果
(3)结果分析 S型细菌的DNA使R型细菌发生转化,其他物质不能使R型细菌发生转化。
(4)结论 ① DNA是遗传物质; ②蛋白质、荚膜多糖和DNA水解物不是遗传物质。
(二)噬菌体侵染细菌实验
实验材料
T2噬菌体、大肠杆菌
实验原理
T2噬菌体仅由蛋白质外壳和一个DNA分子组成,T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,侵入细菌后,能在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质进行大量增殖
实验步骤
①标记细菌
细菌+含35S的培养基→含35S的细菌;
细菌+含32P的培养基→含32P的细菌
②标记噬菌体
噬菌体+含35S的细菌→含35S的噬菌体;
噬菌体+含32P的细菌→含32P的噬菌体
③噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体+细菌→上清液放射性很高,沉淀物放射性很低,在新形成的噬菌体中没有检测到35S;
含32P的噬菌体+细菌→上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,在新形成的噬菌体中检测到32P
实验分析
35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内,而是留在宿主细胞外;32P标记的DNA进入了宿主细胞内
实验结论
子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的DNA遗传的,DNA是噬菌体的遗传物质
(三)烟草花叶病毒感染烟草的实验
实验过程与实
验结果
①烟草花叶病毒→正常烟草→产生花叶病(对照组);
②烟草花叶病毒的RNA→ 正常烟草→产生花叶病(实验组);
③烟草花叶病毒的蛋白质→正常烟草→不产生花叶病(实验组)
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
(四)DNA 是主要的遗传物质
科学家通过广泛的实验探索,得出绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数种类的病毒的遗传物质是RNA。
生物类型
所含核酸
遗传物质
实例
细胞
真核生物
DNA和RNA
DNA
酵母菌、苹果、人
生物
原核生物
细菌、蓝藻
非细胞
生物
大多数病毒
仅有DNA
DNA
T2噬菌体
极少数病毒
仅有RNA
RNA
HIV、烟草花叶病毒
二、通关秘籍
1、(1)转化的实质并不是基因发生了突变,而是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。
(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌,而是只有少部分R型细菌转化成S型细菌。原因是转化受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。
(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去,说明S型细菌的DNA是遗传物质。
2、(1)若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记,相当于间接地将核酸和蛋白质分开,只有子代病毒的核酸被32P标记。
(2)若用32P和35S标记宿主细胞而病毒未被标记,则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素。
(3)若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记,则只在子代病毒的核酸中有标记元素。
(4)若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记,则在子代病毒的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素。
对点训练
1.R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌是基因突变的结果( )
【解析】R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌是基因重组的结果,错误;
2.32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,子代噬菌体多数有放射性( )
【解析】32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,子代噬菌体少数有放射性,错误;
3.噬菌体侵染细菌实验保温时间的长短不影响实验结果( )
【解析】噬菌体侵染细菌实验保温时间的长短会影响实验结果,错误;
4.烟草花叶病毒侵染烟叶的实验证明RNA也是遗传物质( )
【解析】烟草花叶病毒由蛋白质和RNA组成,烟草花叶病毒侵染烟叶的实验证明RNA也是遗传物质,正确。
5.肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都可以证明DNA是主要的遗传物质
【解析】肺炎双球菌的转化实验及T2噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质,错误。
6.一个被35S标记的噬菌体在侵染大肠杆菌后繁殖3代,子代噬菌体中含35S的约占1/4
【解析】35S标记的是噬菌体的蛋白质,在子代噬菌体中不会出现35S,B错误;
7.在噬菌体侵染细菌的实验中,下列对噬菌体蛋白质外壳合成的描述,氨基酸原料来自细菌,酶来自噬菌体( )
【解析】噬菌体侵染细菌时,只有噬菌体的DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体DNA的合成,而DNA复制和噬菌体蛋白质外壳合成所需的原料(脱氧核苷酸、氨基酸)、能量、酶等条件均由细菌提供。错误。
8.研究噬菌体的遗传物质时,分别用35S和32P标记蛋白质和DNA( )
【解析】用35S标记噬菌体的蛋白质外壳,用32P标记噬菌体的DNA,分别侵染细菌,最终证明DNA是遗传物质,正确。
9.赫尔希与蔡斯分别用含32P和35S的T2噬菌体与未被标记的大肠杆菌培养液混合,一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。用32P和35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌需长时间保温培养( )
【解析】用32P和35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌需短时间保温培养,错误。
10.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状( )
【解析】格里菲思证明了S型菌中存在转化因子,能够使R型菌转化为S型菌,但没有提出转化因子是什么,错误。
11.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( )
【解析】艾弗里没有利用小鼠,是将肺炎双球菌在培养基中培养,根据菌落特征进行判断,证明了DNA是遗传物质,错误。
12.赫尔希和蔡斯实验中,培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中( )
【解析】噬菌体的DNA中含有P,蛋白质外壳不含P,32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,正确。
13.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( )
【解析】32P标记亲代噬菌体的DNA,经过多次半保留复制,复制形成的子代噬菌体中有的带有32P标记,有的不带有32P标记,错误。
14.32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,具有放射性子代噬菌体比例高( )
【解析】32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,新合成的DNA链都不含32P,故子代噬菌体中含放射性的比例低,错误。
15.将S型菌的DNA和R型菌混合培养,培养基上出现的细菌大多数是S型菌( )
【解析】S型菌的DNA分子能将R型细菌转化为S型细菌,但转化率较低,因此培养基上出现的细菌大多数是R型菌,错误。
16.噬菌体利用大肠杆菌体内的氨基酸作为原料合成外壳蛋白( )
【解析】T2噬菌体是一种专营寄生在大肠杆菌细胞内的病毒,利用宿主细胞的原料合成自身的组成成分,正确。
17.格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验可证明遗传物质是DNA( )
【解析】格里菲斯的肺炎双球菌转化实验不能证明细菌的遗传物质是DNA,只是证明了S型细菌中存在某种转化因子,错误。
18.肺炎双球菌的活体转化实验未能证明DNA是遗传物质( )
【解析】肺炎双球菌的活体转化实验证明了转化因子的存在,但是未能证明DNA是遗传物质,正确。
19.肺炎双球菌的离体转化实验中,S型菌DNA的纯度和细菌的转化效率呈正相关( )
【解析】肺炎双球菌的离体转化实验中,S型菌DNA的纯度和细菌的转化效率呈正相关的,正确。
20.T2菌体侵染细菌实验中,35S组沉淀物的放射性偏高,可能是因为培养时间过长( )
【解析】T2菌体侵染细菌实验中,35S组沉淀物的放射性偏高,可能是因为搅拌不充分,错误。
21.用烟草花叶病毒的RNA感染烟草,能从烟草中分离出子代病毒( )
【解析】烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,用烟草花叶病毒的RNA感染烟草,能从烟草中分离出子代病毒,正确。
22.肺炎双球菌的厚荚膜基因(SⅢ)可突变成薄荚膜基因(SI),则SⅢI和SI互为等位基因( )
【解析】等位基因位于同源染色体上,肺炎双球菌属于原核生物,不含染色体,因此没有等位基因,即SⅢ和SⅠ不是等位基因,错误。
23.S型细菌是众多肺炎双球菌菌株中唯一能引起肺炎或败血症的类型( )
【解析】肺炎双球菌有R型(表面无荚膜)和S型(表面有荚膜),而只有S型细菌的菌株能引起肺炎或败血症的类型,正确。
24.离体转化实验,可证明S型菌的DNA掺入到R型菌中,能引起稳定的遗传变异( )
【解析】离体转化实验中,用S型细菌的DNA加入R型菌中,出现了S型菌落,并且其子代依然是S型,证明S型菌的DNA掺入到R型菌中,能引起稳定的遗传变异,正确。
25.格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验证明了DNA是遗传物质( )
【解析】格里菲斯的体内转化实验只能证明S型细菌含有能让R型菌转化的转化因子,但不能证明该转化因子就是DNA,错误。
26.噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质( )
【解析】噬菌体侵染细菌的实验只证明了DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质,错误。
27.艾弗里将S型菌的DNA与R型活菌混合培养,只有部分R型菌转化为S型菌( )
【解析】艾弗里的体外转化实验中,将S型菌的DNA与R型菌混合,不是全部的R型菌都转化为S型菌,正确。
28.赫尔希和蔡斯的实验中用35S标记T2噬菌体的DNA,32P标记T2噬菌体的蛋白质( )
【解析】T2噬菌体的DNA不含S元素,T2噬菌体的蛋白质不含P元素,错误。
29.噬菌体侵染细菌实验中,用35S、32P标记同一噬菌体的蛋白质和DNA( )
【解析】噬菌体侵染细菌实验中,用35S、32P分别标记两组噬菌体的蛋白质和DNA,错误。
30.格里菲思提出的“转化因子”整合到R型菌DNA中后会改变其嘧啶比例( )
【解析】格里菲思提出S型菌中存在某种“转化因子”,其实质就是DNA,S型菌的DNA整合到R型菌的DNA上其嘧啶碱基和嘌呤碱基的比例都不会发生改变,仍各占1/2,错误。
31.S型菌的DNA经DNA酶处理并与R型菌混合培养后,培养基上无S型菌( )
【解析】S型菌的DNA经DNA酶处理后,DNA的功能丧失,将导致活的R型菌不能转化为S型菌,正确。
32.在赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”中可以用乳酸菌代替大肠杆菌( )
【解析】T2噬菌体是专一性寄生在大肠杆菌中的,错误;
33.用烟草花叶病毒的RNA感染烟草使其患病,说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
【解析】烟草花叶病毒由RNA和蛋白质构成,仅用RNA侵染烟草的实验,并不能得出RNA就是烟草花叶病毒的遗传物质,应再增加一组烟草花叶病毒的蛋白质侵染烟草的对照实验,错误。
34.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖( )
【解析】T2噬菌体的宿主细胞是大肠杆菌,不会在肺炎双球菌中复制和增殖,错误;
35.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质( )
【解析】T2噬菌体是DNA病毒,没有独立的新陈代谢能力,病毒颗粒内不会合成mRNA和蛋白质,错误;
36.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】人体免疫缺陷病毒为HIV,是RNA病毒,也是逆转录病毒,与T2噬菌体(DNA病毒)的核酸类型和增殖过程都不相同,错误。
37.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中( )
【解析】培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,噬菌体的原料来自于宿主细胞,正确;
38.用含32P的普通培养基培养不含32P的病毒,可得到含32P的病毒DNA分子( )
【解析】病毒没有细胞结构,不能在培养基上独立生存,因此用含32P的普通培养基培养不含32P的病毒,不能得到含32P的病毒DNA分子,错误。
39.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验,进行了如下实验:①用32P标记的噬菌体侵染
未标记的细菌;②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌;③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心,检测到放射性存在的主要部位依次是沉淀、上清液、沉淀和上清液( )
【解析】①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌,32P标记的噬菌体DNA,将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌,35S将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性;
③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌,由于DNA和蛋白质都含有氮元素,故15N标记噬菌体的DNA和蛋白质,离心后,15N标记蛋白质外壳出现在上清液中,15N标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中,所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性;错误。
40.用32P标记S型肺炎双球菌的DNA,35S标记其蛋白质,将其加热杀死后与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内。一段时间后,从死亡的小鼠体内提取得到活的S型和R型细菌。下列有关元素分布的分析,最可能的情况是所有S型细菌都含有32P,不含有35S ( )
【解析】由于加热杀死后的S型肺炎双球菌与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内,能进入R型活细菌起转化作用的是32P标记的DNA,而失去活性的蛋白质不能进入细菌;又因为DNA分子是半保留复制,R活细菌又没有标记,所以从死亡的小鼠体内提取到的活的S型和R型细菌中,只有部分S型细菌含有32P,不含35S。错误。