高三生物一轮复习优质学案人类对遗传物质的探索过程Word文档格式.docx
- 文档编号:8580284
- 上传时间:2023-05-11
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:229.77KB
高三生物一轮复习优质学案人类对遗传物质的探索过程Word文档格式.docx
《高三生物一轮复习优质学案人类对遗传物质的探索过程Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高三生物一轮复习优质学案人类对遗传物质的探索过程Word文档格式.docx(15页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
3.体外转化实验中,设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么?
提示 起对照作用,用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA,不能使R型细菌转化,可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化,DNA才是使R型细菌转化的物质。
4.两个转化实验有哪些相同点及联系?
提示
(1)相同点:
所用材料相同;
两实验都遵循对照原则、单一变量原则。
(2)联系:
体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸。
结合肺炎双球菌转化实验,考查科学思维能力
1.(2017·
经典高考)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落为光滑的
B.S型菌的DNA经加热后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
『解析』 S型肺炎双球菌的菌落为光滑的,R型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,A错误;
S型菌加热后蛋白质变性,导致细菌死亡,所以注射S型菌后的小鼠仍能存活,B错误;
转化的效率不是100%,所以从病死小鼠中可分离得到S型菌和R型菌,C错误;
本实验是肺炎双球菌体内转化实验,实验结论是S型菌中存在某种转化因子,促使R型菌转化为S型菌,但未证明转化因子是DNA,D正确。
『答案』 D
2.(2018·
广东中山期末)下列关于肺炎双球菌转化实验的说法,正确的是( )
A.格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质
B.艾弗里实验中S型菌DNA+R型菌一起培养,培养基上生存的细菌都是S型菌
C.肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.已加热杀死的S型菌中,蛋白质已经失去活性而DNA仍具有活性
『解析』 格里菲思的体内转化实验仅仅证明加热杀死的S型细菌中存在某种“转化因子”,没有证明DNA是遗传物质,艾弗里的体外转化实验证明DNA是遗传物质,A错误;
艾弗里的体外转化实验过程中:
在R型细菌的培养基中加入S型细菌的DNA后,培养一段时间,由于S型菌的DNA能够将R型菌转化为S型菌,因此添加S型菌DNA的培养基中,既有R型菌,也有S型菌,B错误;
肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质.蛋白质不是遗传物质,C错误;
加热易使蛋白质变性失活,但DNA热稳定性较高,加热杀死的S型细菌中,DNA仍具有活性,D正确。
结合创新拓展实验,考查科学探究能力
3.(2019·
河南顶级名校联考)回答下列关于遗传物质的问题:
(1)在20世纪以前,大多数科学家认为蛋白质是遗传物质,他们的理由是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
结合蛋白质和核酸的物理性质,你认为蛋白质不能作为遗传物质的理由是________________________。
如果蛋白质作为遗传物质,自然界中生物的种类会____________(填“更多”、“更少”或“变化不明显”)。
(2)现在人们认为DNA是主要的遗传物质,理由是
________________________________________________________________。
(3)现有一种刚刚发现的新型动物病毒,要确定它的遗传物质是DNA还是RNA,某生物兴趣小组设想:
将病毒破碎获取提取液,置于试管中,同时加入核糖核苷酸、ATP,并保持适宜的温度和pH条件,足量的20种氨基酸和相关酶,一段时间后检测有无新病毒的产生,如果有,说明该新型病毒的遗传物质是RNA。
他们的实验方案________(填“能”或“不能”)达到预期目的,请陈述你的理由:
_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
『解析』
(1)蛋白质的空间结构受环境影响比较大,如果作为遗传物质,变异更快,物种更加丰富。
(2)大部分生物的遗传物质是DNA,只有部分病毒的遗传物质是RNA,所以DNA是生物的主要遗传物质。
(3)病毒的繁殖离不开细胞,离开细胞,病毒不会增殖。
『答案』
(1)蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着遗传信息;
不同生物的蛋白质在结构上存在差异;
蛋白质与生物的性状密切相关(答出其中一点即可) 蛋白质容易受环境影响,不稳定(或受热易变性不稳定) 更多
(2)大部分生物的遗传物质是DNA
(3)不能 新病毒的产生离不开细胞,实验中没有提供病毒的繁殖场所——细胞
考点二 噬菌体侵染细菌实验
1.实验材料 T2噬菌体和大肠杆菌。
(1)噬菌体的结构及生活方式
(2)噬菌体的增殖
2.实验方法
同位素标记法。
该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。
3.实验过程及结果
(1)标记噬菌体
(2)噬菌体侵染细菌
4.实验结果分析
(1)噬菌体侵染细菌时,其DNA进入细菌细胞中,而蛋白质外壳留在外面。
(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。
5.结论
DNA是遗传物质。
■助学巧记
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
教材
高考
1.真题重组 判断正误
(1)T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解(2018·
全国卷Ⅲ,5B)( )
(2)T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质(2017·
全国卷Ⅱ,2B)( )
(3)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(2017·
全国卷Ⅱ,2D)( )
(4)T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素。
(2013·
海南卷,13A)( )
提示
(1)×
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
(2)×
病毒没有细胞结构,不能独立生活,必需在寄主细胞内合成mRNA和蛋白质。
(3)×
前者是RNA病毒,后者是DNA病毒。
(4)×
核酸中不含硫元素。
2.深挖教材
(1)(人教版必修2P45图3-6拓展)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,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是什么?
提示 可能由于搅拌不充分,有少量含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)(人教版必修2P46“思考与讨论”)尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同,但其最关键的实验设计思路却有共同之处,你能否具体指出?
提示 最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。
3.边角拾遗
(人教版必修2P45“相关信息”)对T2噬菌体的化学组成分析表明:
仅蛋白质分子中含有硫,磷几乎都存在于DNA分子中。
巧借噬菌体侵染细菌实验,考查科学探究能力
全国卷Ⅱ,2)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。
下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D.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』 T2噬菌体只能侵染大肠杆菌,不能侵染肺炎双球菌,所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖,A错误;
病毒没有细胞结构,不能独立生活,所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质,需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质,B错误;
噬菌体侵染细菌时,其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成,复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP,所以培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中,C正确;
人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同,前者是RNA病毒,后者是DNA病毒,D错误。
『答案』 C
广东江门一模)1952年,赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验,证明了DNA是遗传物质。
该实验的其中一个步骤如下图所示,则下列关于混合培养的描述正确的是( )
A.将已被35S标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养
B.将已被32P标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养
C.将已标记的噬菌体和已标记的细菌混合培养
D.将未标记的噬菌体和已标记的细菌混合培养
『解析』 噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌中,而蛋白质外壳仍留在细菌外,经过离心后,蛋白质外壳在上清液中,DNA在沉淀物中。
题中实验结果是上清液有放射性,沉淀物无放射性,故该实验是用35S标记的噬菌体去侵染未标记的细菌,A正确。
『答案』 A
噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”
(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌
(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌
结合两大经典实验及其比较,考查科学思维能力
中原名校联盟质量考评)关于肺炎双球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的分析正确的是( )
A.设计思路一致
B.都用到了同位素标记法
C.都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论
D.所涉及生物的遗传物质都是DNA
『解析』 三个实验中,只有肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同,A错误;
肺炎双球菌的体内和体外转化实验都没有用到放射性同位素标记法,B错误;
肺炎双球菌的体外转化实验能得出蛋白质不是遗传物质的结论,C错误;
三个实验所涉及生物有噬菌体、小鼠、细菌,它们的遗传物质都是DNA,D正确。
4.(2019·
哈尔滨三中质检)T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中,若将14C标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合培养,经过适宜时间保温后搅拌、离心,检测上清液、沉淀物和子代噬菌体的放射性。
下列关于该实验及其他遗传物质探索实验的叙述,错误的是( )
A.检测发现上清液和沉淀物中放射性均很高,部分子代噬菌体中可检测到放射性
B.先用含14C的培养基培养大肠杆菌,再用T2噬菌体侵染大肠杆菌即可标记噬菌体
C.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验充分证明了R型肺炎双球菌中存在转化因子
D.艾弗里的肺炎双球菌转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术
『解析』 14C标记的是T2噬菌体的DNA和蛋白质外壳。
被14C标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌时,DNA进入大肠杆菌细胞中,而蛋白质外壳留在大肠杆菌细胞外,所以检测到的结果是上清液和沉淀物中放射性均很高,部分子代噬菌体中也含放射性,A正确;
先用含14C的培养基培养大肠杆菌,再用T2噬菌体侵染大肠杆菌即可标记T2噬菌体,B正确;
格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”,该转化因子能够使R型细菌转化成S型细菌,C错误;
艾弗里的肺炎双球菌转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术,D正确。
考点三 DNA是主要的遗传物质
1.烟草花叶病毒感染烟草的实验
2.DNA是主要的遗传物质
真核生物与原核生物的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA。
生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有极少数生物的遗传物质是RNA,因而DNA是主要的遗传物质。
结合RNA是遗传物质的实验,考查实验设计能力
1.(2019·
山西实验中学月考)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片,且两者都由蛋白质和RNA组成,如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。
请据图分析下列说法错误的是( )
A.本实验运用了对照原则,无空白对照组
B.实验过程中重组病毒的后代是HRV
C.该实验只能说明HRV的遗传物质是RNA
D.若运用同位素标记法,不能选择15N标记
『解析』 a组和b组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片,属于空白对照组,A错误;
将TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA进行重组,获得重组病毒,其后代是HRV,B正确;
该实验只设计用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组获得的病毒侵染烟草叶片的实验,因此,该实验只能证明HRV的遗传物质是RNA,C正确;
病毒的蛋白质外壳和RNA均含有N,故无法用15N将蛋白质外壳和RNA区分开,因此,不能选择15N标记,D正确。
2.(2019·
东北育才中学摸底考试)最近某科研小组在某动物体内发现一种新型病毒,为了确定该病毒的分类,科研工作者们进行了如下讨论,正确的是( )
A.甲的方法是检测病毒增殖时产生酶的种类,若有DNA聚合酶,则为DNA病毒
B.乙的方法是检测病毒核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量,若嘌呤数≠嘧啶数,则为RNA病毒
C.丙的方法是用含放射性尿苷的宿主细胞培养,若子代病毒有放射性,则为RNA病毒
D.丁的观点是分析该病毒的变异频率,若病毒的变异频率较低,则该病毒为DNA病毒
『解析』 对于逆转录病毒,在其增殖的过程中,先进行逆转录,形成DNA.再进行DNA复制、转录和翻译过程,因此,若增殖过程中产生了DNA聚合酶,只能说明该病毒在增殖过程中,进行了DNA复制过程,并不能判定其遗传物质为DNA,A错误;
病毒的遗传物质是DNA或RNA,而DNA通常为双链,RNA通常为单链,但在少数病毒体内也发现了单链DNA和双链RNA,根据嘌呤数≠嘧啶数,不能判定该病毒的遗传物质为RNA,B错误;
尿苷中的尿嘧啶是RNA特有的,若子代病毒具有放射性,说明该病毒一定为RNA病毒,C正确;
双链DNA或RNA的变异频率低于单链DNA或RNA的变异频率,因此,变异频率只能作为判定核酸是双链或单链的证据之一,不足以确定核酸的类型,D错误。
结合实验探究生物的遗传物质,培养语言表达能力
3.(2017·
全国卷Ⅰ,29)根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害,通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型,简要写出
(1)实验思路,
(2)预期实验结果及结论即可。
(要求:
实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
『解析』
(1)DNA和RNA的化学组成存在差异,如DNA特有的碱基是T,而RNA特有的碱基是U,因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U,通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。
根据分析,本实验思路为:
甲组:
将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组:
将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒,培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;
若乙组收集的病毒有放射性,甲组无,即为DNA病毒。
『答案』
(1)实验思路:
(2)结果及结论:
若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;
湖南永州一模)回答下列关于遗传物质的问题:
(1)由于____________________,所以DNA是主要的遗传物质。
(2)现有一种刚刚发现的新型动物病毒,经过鉴定发现,其遗传物质和HIV一样都是RNA。
①HIV侵入宿主细胞后,要利用宿主细胞中的原料及场所合成自身的RNA,请用箭头和文字写出该过程:
________________________;
如果新发现的病毒合成RNA的过程和HIV的不同,请用箭头和文字的形式写出该过程:
___________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
②请你用实验探究新发现的病毒合成RNA的过程是否与HIV的相同。
要求写出实验思路、预期实验结果和结论。
『解析』
(1)大部分生物的遗传物质是DNA,只有部分病毒的遗传物质是RNA,所以DNA是生物的主要遗传物质。
(2)HIV含逆转录酶,所以HIV合成自身RNA的过程是先逆转录形成DNA,再通过转录形成RNA;
RNA病毒合成RNA的途径只有两条,如果新发现的病毒与HIV的不同,则合成RNA的过程属于另一个途径——RNA的复制。
是否与HIV合成RNA的过程相同,关键是看能否发生逆转录,所以可将新发现的病毒破碎获取提取液,如果其中含有逆转录酶,就能在试管中合成出DNA,则合成RNA的过程与HIV的相同;
如果不含逆转录酶,则合成RNA的途径只能通过RNA复制,则试管中就不能检测到DNA。
『答案』
(1)大部分生物的遗传物质是DNA
(2)①RNA
DNA
RNA RNA
RNA
②实验思路:
设法将病毒破碎获取提取液,置于试管中,同时加入脱氧核苷酸、ATP并保持适宜的温度和pH等条件,一段时间后检测有无DNA分子产生
预期实验结果和结论:
如果试管中有DNA分子产生,则该病毒合成RNA的过程与HIV的相同;
如果没有DNA产生,则与HIV的不同
澄清易错易混·
强化科学思维
[易错易混]
易错点1 格里菲思实验未证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA
点拨 格里菲思实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”,但并未具体证明转化因子是何种物质。
易错点2 艾弗里实验未运用“同位素标记”技术
点拨 艾弗里实验所用方法为“化学分离提取法”而不是放射性同位素标记法,噬菌体侵染细菌实验所利用的才是放射性同位素标记法(32P、35S)。
易错点3 正确理解肺炎双球菌转化实验的“转化”
点拨
(1)转化的实质是基因重组而非基因突变:
肺炎双球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。
(2)发生转化的只是少部分R型细菌。
易错点4 “DNA是遗传物质”和“DNA是主要的遗传物质”的含义不同
点拨
(1)“DNA是遗传物质”是指所有含有DNA的生物中,DNA是遗传物质。
(2)“DNA是主要的遗传物质”是指在所有生物中,绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数生物的遗传物质不是DNA,如少数RNA病毒的遗传物质是RNA。
[深度纠错]
山东德州期中)下列关于探究遗传物质实验的叙述,错误的是( )
A.肺炎双球菌转化的实质是发生了基因的转移
B.艾弗里与赫尔希的实验均选用了结构简单的生物
C.赫尔希和蔡斯的实验比艾弗里的实验更具有说服力
D.肺炎双球菌的体外转化实验和体内转化实验设计思路相同
『解析』 肺炎双球菌的转化实质是发生了基因重组,即基因的转移,A正确;
艾弗里选用了肺炎双球菌,赫尔希选用了噬菌体,它们结构都非常简单,B正确;
赫尔希和蔡斯的实验利用的是病毒自身的生物学特点,能完全将DNA和蛋白质分开,而艾弗里提纯的DNA中会含有蛋白质,所以比艾弗里的实验更具有说服力,C正确;
肺炎双球菌的体外转化实验和体内转化实验设计思路是不相同的,D错误。
江西上高二中月考)有关遗传物质是DNA的实验证据的叙述中,正确的是( )
A.格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明R型细菌中存在转化因子
B.艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验运用了同位素示踪技术和细菌培养技术等
C.赫尔希和蔡斯的实验过程是:
标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→适当时间保温→搅拌、离心→检测放射性
D.赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是主要的遗传物质
『解析』 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型菌中含有“转化因子”,这种“转化因子”能够使R型细菌转化成S型细菌,A错误;
艾弗里所做的肺炎双球菌的体外转化实验运用了细菌培养技术,但没有运用同位素示踪技术,B错误;
赫尔希和蔡斯的实验过程是:
用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养,噬菌体侵染未被标记的细菌→适当时间保温→在搅拌器中搅拌,然后离心→检测上清液和沉淀物中的放射性物质,C正确;
赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质,D错误。
安阳市一模)下列有关人类对遗传物质探索的说法,正确的是( )
A.格里菲思用小鼠和肺炎双球菌进行实验,提出S型菌内存在“转化因子”的推论
B.艾弗里将S型菌体内的物质分离、提纯后进行实验,得出“DNA是主要遗传物质”的结论
C.赫尔希和蔡斯采用T2噬菌体和大肠杆菌进行实验,通过对照实验证明“DNA是遗传物质”
D.烟草花叶病毒重建实验证明了病毒的主要遗传物质是DNA,少数是RNA
『解析』 格里菲思用小鼠和肺炎双球菌进行实验,提出S型菌内存在“转化因子”的推论,A正确;
艾弗里将S型菌体内的物质分离、提纯后进行实验,得出“DNA是遗传物质”的结论,B错误;
赫尔希和蔡斯采用T2噬菌体和大肠杆菌进行实验,通过对比实验证明“DNA是遗传物质”,C错误;
烟草花叶病毒重建实验证明该病毒的遗传物质是RNA,D错误。
随堂·
真题&
预测
1.(2018·
全国卷Ⅲ,1)下列研究工作中由我国科学家完成的是( )
A.以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验
B.用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验
C.证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验
D.首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成
『解析』 奥地利的孟德尔以豌豆为实验材料发现了性状遗传规律;
美国的卡尔文利用小球藻,用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用,探明了CO2中的C在光合作用过程中转化成有机物中C的途径,这就是著名的卡尔文循环;
英国的格里菲思和美国的艾弗里分别完成了肺炎双球菌的体内和体外转化实验;
1965年我国科学家完成了结晶牛胰岛素的人工合成。
2.(2017·
江苏卷,2)下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生物 一轮 复习 优质 人类 遗传物质 探索 过程