浙科版高考生物一轮复习第5单元遗传的分子基础第16讲核酸是遗传物质课件

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特别提醒不同生物的遗传物质归纳
[练一练]1.判断下列说法正误。(1)转化的实质是基因突变,即在S型菌DNA的作用下,R型菌的DNA片段发生突变,产生了控制荚膜合成的DNA片段。(　　)提示 转化的实质是基因重组,肺炎链球菌转化实验中S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中,使受体菌获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。(2)噬菌体侵染细菌的实验中,离心的目的是把吸附在细菌上的噬菌体残留部分和细菌分开,搅拌的目的是使细菌沉到试管底部,噬菌体残留部分位于上层。(　　)提示 搅拌的目的是把吸附在细菌上的噬菌体残留部分和细菌分开;离心的目的是使细菌沉到试管底部,噬菌体残留部分位于上层。
(3)在T2噬菌体侵染细菌的实验中,选择32P和35S而不选择C、H、O、N的同位素分别标记噬菌体的原因是所选择的标记元素应能将噬菌体的DNA和蛋白质外壳区分开,DNA和蛋白质均含有C、H、O、N,但DNA中含有P而不含S,蛋白质中含有S而几乎不含P。(　　)(4)就生物个体而言,细胞类的真核生物和原核生物的遗传物质主要是DNA,病毒类生物的遗传物质主要是RNA。(　　)提示 就生物个体而言,任何一种生物,其遗传物质要么是DNA,要么是RNA,不存在“主要的”与“次要的”之分,细胞生物的遗传物质是DNA,病毒类生物的遗传物质是DNA或RNA。
2.结合必修2第53页“课外读”思考:下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是(　　)A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上B.摩尔根的果蝇眼色遗传实验证明了基因自由组合定律C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA分子中嘌呤核苷酸总量等于嘧啶核苷酸总量D.肺炎链球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
解析 孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上,当时人们还没有认识染色体,A项错误;摩尔根的果蝇眼色遗传实验证明了白眼基因位于X染色体上,B项错误;T2噬菌体侵染细菌实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA,C项错误;肺炎链球菌离体转化实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA,D项正确。
3.长句训练。(1)用35S标记的噬菌体侵染细菌,理论上沉淀物中不含放射性,但实际上含有少量放射性的原因可能是  　。提示 搅拌不充分、离心时间过短、转速过低等,导致少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现了少量的放射性 (2)肺炎链球菌离体转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同,都是  　。 提示 设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能
考向一　肺炎链球菌的转化实验[典例1](2023浙里卷天下百校联考)细菌学家艾弗里等人进行了离体转化实验,过程如图所示。
下列叙述正确的是(　　)A.用高倍显微镜观察①可看到胶状荚膜B.②过程用差速离心法分别提取DNA、蛋白质和荚膜物质C.提取到的各种物质分别与活的R型菌混合后在④固体培养基中培养D.③中的DNA+DNA酶组经④培养后没有S型菌,但处理后的产物可以进入R型菌中成为繁殖的原料
解析 高倍显微镜下看不到胶状荚膜,要用电子显微镜才可观察到,A项错误;②过程用离心的方法分离到DNA、蛋白质和荚膜物质,B项错误;提取到的各种物质分别与活的R型菌混合,然后在培养液中进行悬浮培养,C项错误;DNA经DNA酶处理后的产物是脱氧核苷酸,可以进入R型菌中成为繁殖的原料,D项正确。
总结归纳(1)活体转化实验中发生转化的只是少部分R型菌,也仅能证明S型肺炎链球菌中含有某种“转化因子”,但转化因子的本质不清楚。(2)由于转化受到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,所以转化过程中并不是所有的R型菌都能被转化成S型菌,只是小部分R型菌被转化成S型菌。(3)转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎链球菌转化实验是指S型菌的DNA片段整合到R型菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组(属于广义上的)。(4)加热并没有使DNA完全失去活性:加热杀死S型菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。
[对点练] 1.(2023浙江91高中联盟期中)下表表示肺炎链球菌转化的相关实验资料。
下列叙述错误的是(　　)A.实验一和实验二的实验结果不能说明完整的S型菌是发生转化的必要条件B.实验二中活的S型菌遗传信息与死的S型菌不完全相同C.实验三可说明组成荚膜结构的物质的功能很可能与转化因子不同D.实验四中最可能出现S型菌菌落的是上清液与R型活菌混合组
解析 由表格可知,实验一、实验二的自变量是R型活菌与完整的S型死菌混合后的培养方式(体内培养还是体外培养),故不能说明完整的S型菌是发生转化的必要条件,A项正确;实验二中R型活菌与完整的S型死菌在试管混合中并进行培养,试管中出现的活的S型菌,是S型死菌的DNA整合到R型活菌的DNA中,故活的S型菌遗传信息与死的S型菌不完全相同,B项正确;实验三中将提取到的S型菌荚膜结构与R型活菌在试管混合中并进行培养,一定时间后将培养液涂布到固体培养基上,没有出现S型菌菌落,说明S型菌的荚膜结构不能使R型活菌转化为S型菌,而转化因子可使R型活菌转化为S型菌,即组成荚膜结构的物质的功能很可能与转化因子不同,C项正确;实验四中用冷酒精(能使DNA析出)处理S型菌匀浆液,离心后S型菌的DNA在沉淀中,最可能出现S型菌菌落的是沉淀与R型活菌混合组,D项错误。
2.某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验,进行了以下4个实验。下列有关叙述错误的是(　　)①加入加热杀死的S型菌,体外培养R型菌　②加入S型菌的抽提物,体外培养R型菌　③加入蛋白酶处理的S型菌的抽提物,体外培养R型菌　④加入DNA酶处理的S型菌的抽提物,体外培养R型菌A.该实验的观察指标是固体培养基表面菌落的生长情况B.实验④表面光滑的菌落数较粗糙的菌落数多C.实验①和②对照可证明S型菌可由R型菌转化产生D.实验③和④对照可证明DNA是S型肺炎链球菌的遗传物质
解析 该实验的观察指标是培养基表面菌落的生长情况,A项正确;实验④的培养基中最终只有R型菌,R型菌菌落的表面粗糙,B项错误;实验①和②对照可证明S型菌可由R型菌转化产生,C项正确;实验③和④对照可证明DNA是S型肺炎链球菌的遗传物质,D项正确。
考向二　噬菌体侵染细菌的实验[典例2](2023浙江十校联盟联考)如下图是“噬菌体侵染细菌的实验”过程示意图,下列叙述正确的是(　　)A.标记噬菌体时应将其接种在含32P脱氧核苷酸的培养液中B.离心的目的是使细菌外的噬菌体与细菌分离C.若混合培养时间太长,上清液中的放射性强度会增大D.噬菌体的DNA进入细菌并进行增殖,故能证明DNA是遗传物质
解析 噬菌体属于病毒,标记噬菌体应用带标记的大肠杆菌来培养噬菌体, A项错误;搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体与细菌分离,离心的目的是使被感染的大肠杆菌与大肠杆菌外的噬菌体分开,B项错误;若混合培养时间太长,大肠杆菌中的噬菌体大量增殖,然后大肠杆菌发生裂解,释放子代噬菌体,上清液中的放射性强度会增大,C项正确;噬菌体的DNA进入细菌并进行增殖,但由于没有设置对照实验,故不能证明DNA是遗传物质,D项错误。
总结归纳(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
[对点练] 3.(2023浙江金华一模)下列关于“活动:噬菌体侵染细菌的实验分析”的叙述,正确的是(　　)A.该实验是根据遗传物质具有控制性状的特性设计的B.根据32P主要在沉淀物中可推测DNA是遗传物质C.选择噬菌体作实验材料的原因之一是其仅由蛋白质和DNA组成D.搅拌和离心是为了把DNA和蛋白质分开并分别检测其放射性
解析 该实验是根据噬菌体只由DNA和蛋白质组成的特性设计的,A项错误;根据32P主要在沉淀物中以及35S主要在上清液中可推测DNA是遗传物质,B项错误;噬菌体的成分只有蛋白质和DNA,且其在侵染细菌时,只有DNA注入细菌,而蛋白质外壳留在外面,这样能将DNA和蛋白质外壳分开,这是选用噬菌体作为实验材料的原因,C项正确;实验中搅拌是为了把吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分开,离心是使被侵染的大肠杆菌与噬菌体外壳分层,D项错误。
4.如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,相关叙述错误的是(　　)A.锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌,其中应不含32PB.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离C.若实验操作正确,放射性主要集中在上清液中D.仅凭图示实验并不能证明DNA是遗传物质,还需一组用35S标记噬菌体的实验
解析 32P标记的是噬菌体的DNA,DNA进入大肠杆菌并随大肠杆菌沉淀,故放射性主要集中在沉淀物中,C项错误。
考向三　烟草花叶病毒的感染和重建实验[典例3](2023浙里卷天下测试)烟草花叶病毒的感染和重建实验示意图如下。下列叙述正确的是(　　)A.将病毒降解成RNA和蛋白质可用胰蛋白酶处理B.图中A型后代的外壳是蛋白质BC.若用DNA酶处理该病毒,会使其失去感染力D.该实验可证明RNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
解析 胰蛋白酶可以分解蛋白质,降解后只能得到RNA,A项错误;图中A型后代的外壳是蛋白质A,B项错误;烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,若用DNA酶处理该病毒,不会水解RNA,不影响病毒的感染力,C项错误;RNA A+蛋白质B感染烟草叶片,子代病毒为TMV A,RNA B+蛋白质A感染烟草叶片,子代病毒为TMV B,两组实验相互对照可以说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,蛋白质不是遗传物质,D项正确。
总结归纳探究遗传物质的思路和方法(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,单独看各种物质的作用。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。
(2)探究方法①分离提纯法:肺炎链球菌离体转化实验,缺点是物质纯度不能保证为100%。②同位素标记法:噬菌体侵染细菌的实验。方法:分别标记DNA和蛋白质的特有元素,将病毒的化学物质分开,单独、直接地观察它们各自的作用。目的:把DNA与蛋白质区分开。③病毒重组法:烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法:将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合,得到杂种病毒,用杂种病毒去感染宿主细胞。④酶解法:利用酶的专一性,如加入DNA水解酶,将DNA水解,观察起控制作用的物质是否还有控制作用,若仍有控制作用,其遗传物质不是DNA,若失去控制作用,其遗传物质可能是DNA。
[对点练] 5.如图表示科研人员验证烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程,由此推断,下列说法正确的是(　　)A.烟草细胞的遗传物质是RNAB.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C.接种RNA后,烟草感染的病毒与TMV相同D.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
解析 烟草细胞的遗传物质是DNA,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,A项错误;实验可以证明RNA能进入烟草细胞,但不能证明蛋白质不能进入烟草细胞,B项错误;TMV的遗传物质就是RNA,因此接种RNA后,烟草感染的病毒与TMV相同,C项正确;图中是正常烟草感染病毒,不能证明接种的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程,D项错误。