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备战2025届新高考生物一轮总复习第6单元遗传的分子基础第23讲DNA是主要的遗传物质课件
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这是一份备战2025届新高考生物一轮总复习第6单元遗传的分子基础第23讲DNA是主要的遗传物质课件，共55页。PPT课件主要包含了素养目标，不死亡，R型活细菌，转化因子，RNA脂质，DNA，没有转化作用，②噬菌体的增殖，同位素标记，蛋白质和DNA等内容，欢迎下载使用。
考点一 肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型
2.转化实验的两个阶段(1)格里菲思的体内转化实验
R型活细菌无致病性,S型活细菌有致病性
加热致死的S型细菌无致病性
R型细菌可转化为S型细菌
(2)艾弗里的体外转化实验
分别加入有R型活细菌的培养基中
链高考·前挂后连(1)将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,可以得到S型细菌。[2021·全国乙卷]( )(2)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。[2017·江苏卷]( )(3)艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。[2017·江苏卷]( )
1.肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
2.理解“转化”的两个关键点
考向一 结合肺炎链球菌转化实验,考查科学探究能力1.某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验,实验过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )A.活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑B.加热致死菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙C.通过实验②,鼠2的血液中只能分离出活菌乙D.鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使死菌甲转化成活菌乙
解析 由实验①可知,活菌甲不会导致小鼠死亡,由实验④可知,活菌乙会导致小鼠死亡,因此活菌甲、乙分别对应R型细菌和S型细菌,所以活菌甲在培养基上形成的菌落表面粗糙,A项错误;实验②是将活菌甲和加热致死菌乙混合后注射到鼠2体内,活菌甲不具有致死效应,因此可推知加热致死菌乙中的某种物质能使部分活菌甲转化成活菌乙,从而导致鼠2死亡,B项正确;实验②中加热致死菌乙的某种物质使活菌甲转化成活菌乙的效率并不高,还有大部分活菌甲没有被转化,因此鼠2的血液中既能分离出活菌乙,也能分离出活菌甲,C项错误;鼠5死亡的原因是活菌乙本身就具有致死效应, D项错误。
2.(2023·广东深圳一模)如图为肺炎链球菌不同品系间的转化,在R型细菌转化为S型细菌的过程中,下列相关叙述正确的是( )
A.加热致死的S型细菌DNA氢键被破坏,因而断裂为多个较短的DNA片段B.由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌的遗传物质完全相同C.S型细菌中的capS进入R型细菌,使R型细菌转化为S型细菌,属于基因重组D.capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以直接控制生物性状
解析 氢键被破坏不会导致DNA链断裂,磷酸二酯键被破坏导致DNA链断裂,A项错误;由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌相比,遗传物质发生了改变,B项错误;转化产生的S型细菌是S型细菌中的capS进入R型细菌并与R型细菌的DNA重组形成的,C项正确;capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物性状,D项错误。
考向二 考查肺炎链球菌转化实验的拓展应用3.肺炎链球菌S型与R型菌株,都对青霉素敏感(青霉素能抑制细菌细胞壁的形成,从而抑制其增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌,记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析不正确的是( )A.若组1甲中部分小鼠患败血症,通过注射青霉素治疗后可康复B.组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中D.组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
解析 在组1中,将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型细菌混合注射到小鼠体内,部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌,若甲中部分小鼠患败血症,则是由于部分小鼠体内含PenrS型细菌所致,注射青霉素治疗后,小鼠不能康复,A项错误;PenrS型细菌的DNA能使R型细菌转化成PenrS型细菌,所以组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落,B项正确;组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中,转化为PenrS型细菌,能在含有青霉素的培养基中生长,C项正确;组4中因为PenrS型细菌的DNA被DNA酶催化水解,且活的R型细菌不抗青霉素,所以培养基中无菌落生长,观察不到R型菌落和S型菌落,D项正确。
考点二 噬菌体侵染细菌实验
1.噬菌体侵染细菌实验(1)噬菌体①T2噬菌体的结构及生活方式
(2)实验方法 法。该实验中用35S、32P分别标记 。
(3)实验过程及结果①标记噬菌体。T2噬菌体属于病毒,专门寄生在大肠杆菌体内,不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体,需先标记大肠杆菌。
②噬菌体侵染细菌(对比实验,为相互对照)。
(5)结论: 是遗传物质。
含32P的DNA进入了宿主细胞内
含35S的蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面
2.DNA是主要的遗传物质(1)烟草花叶病毒感染烟草的实验
(2)生物体内的核酸种类及遗传物质
DNA是主要的遗传物质
链高考·前挂后连(1)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。[2022·广东卷]( )(2)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。[2019·江苏卷]( )(3)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。[2018·全国Ⅱ卷]( )(4)赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中。[2017·江苏卷]( )(5)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。[2017·江苏卷]( )
1.实验中“三次”涉及大肠杆菌
2.实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
3.探究遗传物质的思路与方法(1)探究思路①若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开,单独看作用。②若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素标记法。
练思维·考教衔接某科研小组利用噬菌体侵染细菌的实验中,经搅拌、离心后的实验数据如图所示。
(1)分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,被标记的部位分别是下图中的 (填字母编号)。
(2)图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是 。 (3)能否同时用32P和35S标记噬菌体去侵染大肠杆菌?为什么?提示 不能,因为放射性检测时,只能检测到放射性的存在部位,不能区分是何种元素发生的放射性。
作为对照组,以证明细菌未裂解
(4)实验过程中搅拌的目的是 ,离心的目的是 。 让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌(5)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,若保温时间过短或过长,会对实验结果造成什么影响呢?提示 保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中;保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代,经离心后分布于上清液中,造成上清液放射性也较高。
使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离
(6)在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,若搅拌不充分,会对实验结果造成什么影响呢?提示 搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。
考向一 围绕考查噬菌体侵染细菌的实验过程,考查科学探究1.(2023·湖北武汉模拟)赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,证明DNA是遗传物质,下图是赫尔希和蔡斯实验的部分步骤。下列关于该图示实验的说法,错误的是( )A.实验中被标记的是T2噬菌体的DNAB.如果保温时间过短,上清液的放射性会变高C.离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离D.该图示实验无法证明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质
解析 由题图沉淀物放射性很高可知,被标记的是T2噬菌体的DNA,A项正确;如果保温时间过短,噬菌体未完全侵染,上清液的放射性会变高,B项正确;搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,C项错误;没有用被标记蛋白质的噬菌体做另一组实验,无法对照得出蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质的结论,D项正确。
2.(2023·广东东莞统考)将充分稀释的T2噬菌体稀释液接种到长满大肠杆菌(黑色)的固体培养基上,一个T2噬菌体侵染并裂解大肠杆菌后,最终可形成一个不长细菌的透明区域——噬菌斑,由噬菌斑数量即可检测出噬菌体数量。利用相关实验材料进行如表所示实验,
下列有关叙述正确的是( )A.甲组培养基上的噬菌斑数量会随恒温培养时间的延长而不断增加B.因一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染,故测得的噬菌体数比实际值偏小C.恒温培养一段时间后,甲组部分子代噬菌体中能检测出放射性D.乙组子代噬菌体均能检测出放射性,表明DNA是噬菌体的遗传物质
解析 由题意可知,在固体培养基上长满黑色大肠杆菌,噬菌体可侵染大肠杆菌进行增殖并裂解大肠杆菌,最终可形成噬菌斑,由于接种的噬菌体数量有限,故甲组培养基上的噬菌斑数量不会一直增加,A项错误;据题意可知,噬菌体数量是通过噬菌斑数量进行检测的,而噬菌斑是由大肠杆菌裂解后形成的,由于一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染,即多个噬菌体侵染一个细菌后仍只形成一个噬菌斑,故测得的噬菌体数比实际值偏小,B项正确;甲组是用35S标记的T2噬菌体的蛋白质外壳,而进入细菌体内的是噬菌体的DNA,故甲组子代噬菌体没有放射性,C项错误;乙组是用32P标记的T2噬菌体(标记的是噬菌体的DNA)侵染未被标记的大肠杆菌,由于DNA的半保留复制,故乙组子代噬菌体只有部分含有放射性,D项错误。
考向二 围绕DNA是主要的遗传物质,考查生命观念3.关于生物的遗传物质有两种说法:①DNA和RNA均可作遗传物质;②DNA是主要遗传物质。下列对①②的相关分析,正确的是( )A.就真核细胞而言,①②的叙述均正确B.综合格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验结果,可得出结论②C.DNA和RNA均可储存遗传信息可作为①的条件,但不能作为②的条件D.②正确,因为DNA可自我复制但RNA不能,且绝大多数生物的遗传物质是DNA
解析 真核细胞的遗传物质为DNA,而不能说DNA是主要遗传物质,A项错误;格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验结果,可得出“DNA是遗传物质”的结论,不能得出“DNA是主要遗传物质”的结论,B项错误;DNA和RNA均可储存遗传信息是其作为遗传物质的条件,但不能作为DNA是主要遗传物质的条件,C项正确;绝大多数生物的遗传物质是DNA,DNA和RNA均可自我复制,D项错误。
1.(2022·湖南卷)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生?( )A.新的噬菌体DNA合成B.新的噬菌体蛋白质外壳合成C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNAD.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
解析 当噬菌体侵入大肠杆菌细胞中时,以自身DNA为模板,利用大肠杆菌细胞中的脱氧核苷酸为原料合成子代噬菌体的DNA,A项不符合题意;子代噬菌体的DNA合成后,再利用大肠杆菌细胞中的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳,B项不符合题意;噬菌体先形成DNA,再转录形成mRNA,转录过程需要的RNA聚合酶是由宿主细胞提供的,C项符合题意;噬菌体的蛋白质外壳是由自身DNA转录形成的RNA与大肠杆菌的核糖体结合,经过翻译过程形成的,D项不符合题意。
2.(2022·浙江卷)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
解析 若用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物和上清液均含有较强的放射性,无法判断是哪种物质进入大肠杆菌细胞内,应该用分别含有32P和含有35S的噬菌体侵染大肠杆菌,A项错误;搅拌是为了使大肠杆菌与吸附在细胞表面的噬菌体蛋白质外壳分离,B项错误;离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,C项正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。
3.(2022·海南卷)某团队从如表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
A.①和④ B.②和③C.②和④D.④和③
解析 T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌,蛋白质外壳仍留在细胞外,沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌。32P标记DNA、35S标记新合成的子代T2噬菌体的外壳,故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中;3H既可标记DNA又可标记蛋白质外壳,所以③组的上清液和沉淀物中均有放射性物质;35S标记噬菌体外壳,因此④组的放射性物质主要分布在上清液中;15N为稳定同位素,①组中检测不到放射性。故第一、二组实验分别是②和④。
4.(2020·浙江卷)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是( )A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,但不产生含32P的子代噬菌体B.甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA,也可产生不含32P的子代噬菌体C.乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质,也可产生含35S的子代噬菌体D.乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,也不产生含35S的子代噬菌体
解析 甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,说明这一部分DNA没有和蛋白质外壳组装在一起,不会产生含32P的子代噬菌体,A项正确;甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,在侵染过程中,DNA进入大肠杆菌体内,由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌,且DNA复制为半保留复制,所以可产生含32P的子代噬菌体和不含32P的子代噬菌体,B项正确;由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,所以乙组的悬浮液含较多35S标记的噬菌体蛋白质,不会产生含35S的子代噬菌体,C项错误;由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,也不产生含35S的子代噬菌体,D项正确。
1.(必修2第44页图3-3)(1)实验中设置“用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物”实验组的作用是 。 提示 起对照作用,用DNA酶分解S型细菌中的DNA后不能使R型细菌转化,进一步说明DNA才是使R型细菌转化的物质(2)实验结果表明,S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌,但转化率为什么达不到100%?提示 转化受到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。
2.(必修2第45页“相关信息”)T2噬菌体侵染细菌实验中,用14C和18O同位素标记噬菌体可行吗?为什么?提示 不可行。因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中都含有这两种元素3.(必修2第46页“思考·讨论”)噬菌体侵染细菌实验中,以细菌或病毒作为探索遗传物质的实验材料的优点是 。 提示 ①个体很小,结构简单,容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。②繁殖快,大多数细菌20~30 min就可繁殖一代,病毒短时间内可大量繁殖
考点一 肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型
2.转化实验的两个阶段(1)格里菲思的体内转化实验
R型活细菌无致病性,S型活细菌有致病性
加热致死的S型细菌无致病性
R型细菌可转化为S型细菌
(2)艾弗里的体外转化实验
分别加入有R型活细菌的培养基中
链高考·前挂后连(1)将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合,可以得到S型细菌。[2021·全国乙卷]( )(2)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。[2017·江苏卷]( )(3)艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。[2017·江苏卷]( )
1.肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
2.理解“转化”的两个关键点
考向一 结合肺炎链球菌转化实验,考查科学探究能力1.某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验,实验过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )A.活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑B.加热致死菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙C.通过实验②,鼠2的血液中只能分离出活菌乙D.鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使死菌甲转化成活菌乙
解析 由实验①可知,活菌甲不会导致小鼠死亡,由实验④可知,活菌乙会导致小鼠死亡,因此活菌甲、乙分别对应R型细菌和S型细菌,所以活菌甲在培养基上形成的菌落表面粗糙,A项错误;实验②是将活菌甲和加热致死菌乙混合后注射到鼠2体内,活菌甲不具有致死效应,因此可推知加热致死菌乙中的某种物质能使部分活菌甲转化成活菌乙,从而导致鼠2死亡,B项正确;实验②中加热致死菌乙的某种物质使活菌甲转化成活菌乙的效率并不高,还有大部分活菌甲没有被转化,因此鼠2的血液中既能分离出活菌乙,也能分离出活菌甲,C项错误;鼠5死亡的原因是活菌乙本身就具有致死效应, D项错误。
2.(2023·广东深圳一模)如图为肺炎链球菌不同品系间的转化,在R型细菌转化为S型细菌的过程中,下列相关叙述正确的是( )
A.加热致死的S型细菌DNA氢键被破坏,因而断裂为多个较短的DNA片段B.由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌的遗传物质完全相同C.S型细菌中的capS进入R型细菌,使R型细菌转化为S型细菌,属于基因重组D.capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以直接控制生物性状
解析 氢键被破坏不会导致DNA链断裂,磷酸二酯键被破坏导致DNA链断裂,A项错误;由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌相比,遗传物质发生了改变,B项错误;转化产生的S型细菌是S型细菌中的capS进入R型细菌并与R型细菌的DNA重组形成的,C项正确;capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物性状,D项错误。
考向二 考查肺炎链球菌转化实验的拓展应用3.肺炎链球菌S型与R型菌株,都对青霉素敏感(青霉素能抑制细菌细胞壁的形成,从而抑制其增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌,记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析不正确的是( )A.若组1甲中部分小鼠患败血症,通过注射青霉素治疗后可康复B.组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中D.组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
解析 在组1中,将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型细菌混合注射到小鼠体内,部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌,若甲中部分小鼠患败血症,则是由于部分小鼠体内含PenrS型细菌所致,注射青霉素治疗后,小鼠不能康复,A项错误;PenrS型细菌的DNA能使R型细菌转化成PenrS型细菌,所以组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落,B项正确;组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中,转化为PenrS型细菌,能在含有青霉素的培养基中生长,C项正确;组4中因为PenrS型细菌的DNA被DNA酶催化水解,且活的R型细菌不抗青霉素,所以培养基中无菌落生长,观察不到R型菌落和S型菌落,D项正确。
考点二 噬菌体侵染细菌实验
1.噬菌体侵染细菌实验(1)噬菌体①T2噬菌体的结构及生活方式
(2)实验方法 法。该实验中用35S、32P分别标记 。
(3)实验过程及结果①标记噬菌体。T2噬菌体属于病毒,专门寄生在大肠杆菌体内,不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体,需先标记大肠杆菌。
②噬菌体侵染细菌(对比实验,为相互对照)。
(5)结论: 是遗传物质。
含32P的DNA进入了宿主细胞内
含35S的蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面
2.DNA是主要的遗传物质(1)烟草花叶病毒感染烟草的实验
(2)生物体内的核酸种类及遗传物质
DNA是主要的遗传物质
链高考·前挂后连(1)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。[2022·广东卷]( )(2)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。[2019·江苏卷]( )(3)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。[2018·全国Ⅱ卷]( )(4)赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中。[2017·江苏卷]( )(5)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。[2017·江苏卷]( )
1.实验中“三次”涉及大肠杆菌
2.实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
3.探究遗传物质的思路与方法(1)探究思路①若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开,单独看作用。②若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素标记法。
练思维·考教衔接某科研小组利用噬菌体侵染细菌的实验中,经搅拌、离心后的实验数据如图所示。
(1)分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,被标记的部位分别是下图中的 (填字母编号)。
(2)图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%,本组数据的意义是 。 (3)能否同时用32P和35S标记噬菌体去侵染大肠杆菌?为什么?提示 不能,因为放射性检测时,只能检测到放射性的存在部位,不能区分是何种元素发生的放射性。
作为对照组,以证明细菌未裂解
(4)实验过程中搅拌的目的是 ,离心的目的是 。 让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌(5)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,若保温时间过短或过长,会对实验结果造成什么影响呢?提示 保温时间过短,部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中;保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代,经离心后分布于上清液中,造成上清液放射性也较高。
使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离
(6)在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时,若搅拌不充分,会对实验结果造成什么影响呢?提示 搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。
考向一 围绕考查噬菌体侵染细菌的实验过程,考查科学探究1.(2023·湖北武汉模拟)赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料,证明DNA是遗传物质,下图是赫尔希和蔡斯实验的部分步骤。下列关于该图示实验的说法,错误的是( )A.实验中被标记的是T2噬菌体的DNAB.如果保温时间过短,上清液的放射性会变高C.离心的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离D.该图示实验无法证明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质
解析 由题图沉淀物放射性很高可知,被标记的是T2噬菌体的DNA,A项正确;如果保温时间过短,噬菌体未完全侵染,上清液的放射性会变高,B项正确;搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,C项错误;没有用被标记蛋白质的噬菌体做另一组实验,无法对照得出蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质的结论,D项正确。
2.(2023·广东东莞统考)将充分稀释的T2噬菌体稀释液接种到长满大肠杆菌(黑色)的固体培养基上,一个T2噬菌体侵染并裂解大肠杆菌后,最终可形成一个不长细菌的透明区域——噬菌斑,由噬菌斑数量即可检测出噬菌体数量。利用相关实验材料进行如表所示实验,
下列有关叙述正确的是( )A.甲组培养基上的噬菌斑数量会随恒温培养时间的延长而不断增加B.因一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染,故测得的噬菌体数比实际值偏小C.恒温培养一段时间后,甲组部分子代噬菌体中能检测出放射性D.乙组子代噬菌体均能检测出放射性,表明DNA是噬菌体的遗传物质
解析 由题意可知,在固体培养基上长满黑色大肠杆菌,噬菌体可侵染大肠杆菌进行增殖并裂解大肠杆菌,最终可形成噬菌斑,由于接种的噬菌体数量有限,故甲组培养基上的噬菌斑数量不会一直增加,A项错误;据题意可知,噬菌体数量是通过噬菌斑数量进行检测的,而噬菌斑是由大肠杆菌裂解后形成的,由于一个大肠杆菌可被多个噬菌体侵染,即多个噬菌体侵染一个细菌后仍只形成一个噬菌斑,故测得的噬菌体数比实际值偏小,B项正确;甲组是用35S标记的T2噬菌体的蛋白质外壳,而进入细菌体内的是噬菌体的DNA,故甲组子代噬菌体没有放射性,C项错误;乙组是用32P标记的T2噬菌体(标记的是噬菌体的DNA)侵染未被标记的大肠杆菌,由于DNA的半保留复制,故乙组子代噬菌体只有部分含有放射性,D项错误。
考向二 围绕DNA是主要的遗传物质,考查生命观念3.关于生物的遗传物质有两种说法:①DNA和RNA均可作遗传物质;②DNA是主要遗传物质。下列对①②的相关分析,正确的是( )A.就真核细胞而言,①②的叙述均正确B.综合格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验结果,可得出结论②C.DNA和RNA均可储存遗传信息可作为①的条件,但不能作为②的条件D.②正确,因为DNA可自我复制但RNA不能,且绝大多数生物的遗传物质是DNA
解析 真核细胞的遗传物质为DNA,而不能说DNA是主要遗传物质,A项错误;格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验结果,可得出“DNA是遗传物质”的结论,不能得出“DNA是主要遗传物质”的结论,B项错误;DNA和RNA均可储存遗传信息是其作为遗传物质的条件,但不能作为DNA是主要遗传物质的条件,C项正确;绝大多数生物的遗传物质是DNA,DNA和RNA均可自我复制,D项错误。
1.(2022·湖南卷)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中,下列哪一项不会发生?( )A.新的噬菌体DNA合成B.新的噬菌体蛋白质外壳合成C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNAD.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
解析 当噬菌体侵入大肠杆菌细胞中时,以自身DNA为模板,利用大肠杆菌细胞中的脱氧核苷酸为原料合成子代噬菌体的DNA,A项不符合题意;子代噬菌体的DNA合成后,再利用大肠杆菌细胞中的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳,B项不符合题意;噬菌体先形成DNA,再转录形成mRNA,转录过程需要的RNA聚合酶是由宿主细胞提供的,C项符合题意;噬菌体的蛋白质外壳是由自身DNA转录形成的RNA与大肠杆菌的核糖体结合,经过翻译过程形成的,D项不符合题意。
2.(2022·浙江卷)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
解析 若用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物和上清液均含有较强的放射性,无法判断是哪种物质进入大肠杆菌细胞内,应该用分别含有32P和含有35S的噬菌体侵染大肠杆菌,A项错误;搅拌是为了使大肠杆菌与吸附在细胞表面的噬菌体蛋白质外壳分离,B项错误;离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,C项正确;该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA,D项错误。
3.(2022·海南卷)某团队从如表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
A.①和④ B.②和③C.②和④D.④和③
解析 T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌,蛋白质外壳仍留在细胞外,沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌。32P标记DNA、35S标记新合成的子代T2噬菌体的外壳,故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中;3H既可标记DNA又可标记蛋白质外壳,所以③组的上清液和沉淀物中均有放射性物质;35S标记噬菌体外壳,因此④组的放射性物质主要分布在上清液中;15N为稳定同位素,①组中检测不到放射性。故第一、二组实验分别是②和④。
4.(2020·浙江卷)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是( )A.甲组的悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,但不产生含32P的子代噬菌体B.甲组被感染的细菌内含有32P标记的噬菌体DNA,也可产生不含32P的子代噬菌体C.乙组的悬浮液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质,也可产生含35S的子代噬菌体D.乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,也不产生含35S的子代噬菌体
解析 甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,悬浮液含极少量32P标记的噬菌体DNA,说明这一部分DNA没有和蛋白质外壳组装在一起,不会产生含32P的子代噬菌体,A项正确;甲组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,在侵染过程中,DNA进入大肠杆菌体内,由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌,且DNA复制为半保留复制,所以可产生含32P的子代噬菌体和不含32P的子代噬菌体,B项正确;由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,所以乙组的悬浮液含较多35S标记的噬菌体蛋白质,不会产生含35S的子代噬菌体,C项错误;由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,乙组被感染的细菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质,也不产生含35S的子代噬菌体,D项正确。
1.(必修2第44页图3-3)(1)实验中设置“用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物”实验组的作用是 。 提示 起对照作用,用DNA酶分解S型细菌中的DNA后不能使R型细菌转化,进一步说明DNA才是使R型细菌转化的物质(2)实验结果表明,S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌,但转化率为什么达不到100%?提示 转化受到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。
2.(必修2第45页“相关信息”)T2噬菌体侵染细菌实验中,用14C和18O同位素标记噬菌体可行吗?为什么?提示 不可行。因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中都含有这两种元素3.(必修2第46页“思考·讨论”)噬菌体侵染细菌实验中,以细菌或病毒作为探索遗传物质的实验材料的优点是 。 提示 ①个体很小,结构简单,容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。②繁殖快,大多数细菌20~30 min就可繁殖一代,病毒短时间内可大量繁殖
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