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(通用版)2019版高考生物二輪復習 專題四 遺傳的分子基礎(chǔ) 考點12 探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實驗學案

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(通用版)2019版高考生物二輪復習 專題四 遺傳的分子基礎(chǔ) 考點12 探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實驗學案

考點12探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的經(jīng)典實驗1肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗(1)轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因重組而非基因突變:肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中,使受體菌獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組。(2)轉(zhuǎn)化的只是少部分R型細菌:由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等的影響,實驗中并不是所有的R型細菌都轉(zhuǎn)化成了S型細菌,而只是小部分R型細菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(3)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗的結(jié)論:體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗只是證明已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子;體外轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)、莢膜多糖等不是遺傳物質(zhì)。(4)肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的曲線解讀bc段中R型細菌數(shù)量減少的原因是小鼠體內(nèi)形成大量的對抗R型細菌的抗體,致使R型細菌數(shù)量減少。cd段R型細菌數(shù)量增多的原因是c之前,已有少量R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌,S型細菌能降低小鼠的免疫能力,造成R型細菌大量繁殖。2噬菌體侵染細菌實驗中的相互對照(1)35S(標記蛋白質(zhì))和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上,因為放射性檢測時只能檢測到放射性的存在部位,不能確定是何種元素的放射性。(2)侵染時間要合適:侵染時間過短或過長會使32P組(用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌組)的上清液中出現(xiàn)放射性,原因是部分噬菌體未侵染或子代噬菌體被釋放出來。攪拌要充分:如果攪拌不充分,35S組(用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌組)部分噬菌體與大腸桿菌沒有分離,噬菌體和大腸桿菌會共同存在于沉淀物中,這樣會造成沉淀物中出現(xiàn)放射性。題組一肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗1肺炎雙球菌有許多類型,有莢膜的有毒性,能使人患肺炎或使小鼠患敗血癥,無莢膜的無毒性。如圖所示的是細菌的轉(zhuǎn)化實驗,下列相關(guān)說法錯誤的是()A能導致小鼠死亡的有a、d兩組B通過d、e兩組對照,能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì)Cd組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌能將該性狀遺傳給后代Dd組產(chǎn)生的后代只有有毒性的肺炎雙球菌答案D解析由于a組沒有處理,肺炎雙球菌有莢膜,d組加入的是S型肺炎雙球菌的DNA,能使無莢膜的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有莢膜的肺炎雙球菌,所以能導致小鼠死亡的有a、d兩組,A正確;由于d組加入的是DNA,e組加入的是蛋白質(zhì),所以通過d、e兩組對照,能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì),B正確;d組產(chǎn)生的有毒性的肺炎雙球菌是遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變,所以能將該性狀遺傳給后代,C正確;d組產(chǎn)生的后代為有莢膜的、有毒性的肺炎雙球菌和無莢膜的、無毒性的肺炎雙球菌,原因是只有部分無莢膜的無毒性的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為有毒性的肺炎雙球菌,D錯誤。2(2018·廈門模擬)艾弗里完成肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗后,持反對觀點者認為:“DNA可能只是在細胞表面起化學作用形成莢膜,而不是起遺傳作用”。已知S型肺炎雙球菌中存在能抗青霉素的突變型(這種青霉素的抗性不是莢膜產(chǎn)生的)。下列實驗設(shè)計思路能反駁上述觀點的是()AR型細菌抗青霉素的S型細菌DNA預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的S型細菌BR型細菌抗青霉素的S型細菌DNA預(yù)期出現(xiàn)S型細菌CR型細菌S型細菌DNA預(yù)期出現(xiàn)S型細菌DR型細菌S型細菌DNA預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的R型細菌答案A題組二噬菌體侵染細菌實驗3在噬菌體侵染細菌的實驗中,隨著培養(yǎng)時間的延長,培養(yǎng)基內(nèi)噬菌體與細菌的數(shù)量變化如圖所示,下列相關(guān)敘述不正確的是()A噬菌體增殖所需的原料、酶、能量均來自細菌B在Ot1時間內(nèi)噬菌體一定還未侵入到細菌體內(nèi)C在t1t2時間內(nèi),由于噬菌體侵入細菌體內(nèi),導致細菌大量死亡D在t2t3時間內(nèi)噬菌體因失去寄生場所而停止增殖答案B解析噬菌體屬于病毒,必須在宿主細胞內(nèi)才能代謝和繁殖,模板是親代噬菌體的DNA,原料是細菌體內(nèi)的脫氧核苷酸和氨基酸,能量是細菌提供的ATP,場所是細菌的核糖體,A正確;在Ot1時間內(nèi)噬菌體可能已侵入到細菌體內(nèi),但沒有大量繁殖,B錯誤;在t1t2時間內(nèi),由于噬菌體侵入細菌體內(nèi),導致細菌大量死亡,C正確;在t2t3時間內(nèi)被侵染的細菌已裂解,所以噬菌體因失去寄生場所而停止增殖,D正確。4如圖為用32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(T2噬菌體專性寄生在大腸桿菌細胞內(nèi))的實驗,據(jù)圖回答下列問題:(1)圖中表示用標記的噬菌體侵染大腸桿菌的過程,其中錐形瓶中的培養(yǎng)液是_,培養(yǎng)液的營養(yǎng)成分中是否含32P?_。(2)圖中階段的目的是_。(3)在理論上,經(jīng)離心處理后放射性應(yīng)該出現(xiàn)在_(填“B”或“C”)中,其原因是_。(4)試對下列可能出現(xiàn)的實驗誤差進行分析:測定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性,最可能的原因是培養(yǎng)時間較短,有部分噬菌體_,仍存在于_。當接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長,發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是復制增殖后的噬菌體_。答案(1)大腸桿菌培養(yǎng)液(大腸桿菌)不含有(或否)(2)使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與細菌分離(使噬菌體外殼與大腸桿菌分離)(3)C噬菌體已將含32P的DNA全部注入到大腸桿菌內(nèi)(合理即可)(4)沒有侵入( 感染或侵染)大腸桿菌培養(yǎng)液中(細菌外)從裂解的大腸桿菌體內(nèi)釋放出來解析(1)圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液用于培養(yǎng)大腸桿菌,用含32P的T2噬菌體侵染大腸桿菌時,錐形瓶內(nèi)的營養(yǎng)成分中不能含有32P。(2)圖中階段為攪拌,攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的噬菌體與細菌分離(使噬菌體外殼與大腸桿菌分離)。(3)在理論上,噬菌體已將含32P的DNA全部注入到大腸桿菌體內(nèi),經(jīng)離心處理后放射性應(yīng)該出現(xiàn)在沉淀物中。(4)測定發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中含有0.8%的放射性,最可能的原因是培養(yǎng)時間較短,有部分噬菌體沒有侵入(感染或侵染)大腸桿菌,仍存在于培養(yǎng)液中(細菌外)。當接種噬菌體后培養(yǎng)時間過長,發(fā)現(xiàn)在攪拌后的上清液中也有放射性,最可能的原因是復制增殖后的噬菌體從裂解的大腸桿菌體內(nèi)釋放出來。題組三新情景拓展實驗5某研究小組要探究黃瓜花葉病毒的核酸種類。實驗材料:苯酚的水溶液(可以將病毒的蛋白質(zhì)外殼和核酸分離)、健康生長的黃瓜植株、RNA水解酶(只會水解RNA,不會水解DNA)、蒸餾水、實驗必需的器材。(1)實驗步驟:選擇若干株生長狀況相似的黃瓜植株,分為兩組編號A和B;用_處理黃瓜花葉病毒,設(shè)法將核酸和蛋白質(zhì)分離開,將獲得的核酸平均分成兩份,編號為a、b;用_處理核酸a;用蒸餾水處理核酸b;一段時間后用核酸a噴灑黃瓜植株A組;用核酸b噴灑黃瓜植株B組;觀察兩組黃瓜植株的生長狀況。(2)預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論:實驗結(jié)果:_;實驗結(jié)論:該病毒的核酸種類為DNA。實驗結(jié)果:_;實驗結(jié)論:該病毒的核酸種類為RNA。答案(1)苯酚的水溶液RNA水解酶(2)A、B組黃瓜植株均出現(xiàn)病癥A組黃瓜植株不出現(xiàn)病癥,B組黃瓜植株出現(xiàn)病癥解析本實驗的目的為“探究黃瓜花葉病毒的核酸種類”。實驗原理為:若病毒的核酸為RNA,則用RNA水解酶處理病毒核酸,RNA被水解,對照組(沒有處理)出現(xiàn)病癥,實驗組(用RNA水解酶處理)不出現(xiàn)病癥;若該病毒的核酸為DNA,則對照組和實驗組都表現(xiàn)出病癥。(1)苯酚的水溶液可以將病毒的蛋白質(zhì)外殼和核酸分離,因此要設(shè)法將核酸和蛋白質(zhì)分離開,應(yīng)該用苯酚的水溶液處理黃瓜花葉病毒。RNA水解酶只會水解RNA,不會水解DNA,故用RNA水解酶處理核酸a,用蒸餾水處理核酸b。(2)若A、B組黃瓜植株均出現(xiàn)病癥,則實驗結(jié)論是該病毒的核酸種類為DNA;若A組黃瓜植株不出現(xiàn)病癥,B組黃瓜植株出現(xiàn)病癥,則實驗結(jié)論為該病毒的核酸種類為RNA。6根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學組成,可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對人類健康會造成很大危害。通常,一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。假設(shè)在宿主細胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換,請利用放射性同位素標記的方法,以體外培養(yǎng)的宿主細胞等為材料,設(shè)計實驗以確定一種新病毒的類型。(1)實驗思路:甲組:將宿主細胞培養(yǎng)在含有_的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組:將宿主細胞培養(yǎng)在含有_的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。(2)實驗結(jié)果及結(jié)論:若甲組收集的病毒有放射性,乙組無放射性,即為_病毒;反之為_病毒。答案(1)放射性標記尿嘧啶(或放射性標記尿嘧啶核糖核苷酸或放射性標記核糖)放射性標記胸腺嘧啶(或放射性標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸或放射性標記脫氧核糖)(2)RNADNA解析(1)DNA和RNA的化學組成存在差異,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記堿基T和堿基U,通過檢測子代的放射性可知該病毒的類型。因此,實驗思路為:甲組:將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標記尿嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組:將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒,培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。(2)若甲組收集的病毒有放射性,乙組無放射性,即為RNA病毒;反之為DNA病毒。6

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