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1、第六单元遗传的分子基础教材案考纲传真权威解读三年考情总结2014年备考建议1.人类对遗传物质的探索过程2.DNA分子结构的主要特点3.基因的概念4.DNA分子的复制5.遗传信息的转录和翻译1.从考查的力度来看,本单元所占的分值在69分。2.从考查的内容来看,高考试题注重对基因的本质、DNA是遗传物质的两个经典实验、DNA分子的结构、DNA复制与基因的表达等的考查。3.从题型上看,基因的本质和与肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验的考查以选择题为主,而其他与DNA复制、基因表达相关的知识则是选择题与非选择题型兼而有之,并且同时还涉及相关实验设计的考查。人类对遗传物质的探索过程主要是依托教材
2、的两个经典实验,该实验的拓展应用一直受到历年高考命题专家的青睐。以肺炎双球菌为素材,综合考查原核细胞结构与功能;以噬菌体为素材,考查病毒的结构、DNA的复制及实验分析将是命题的新趋势。考查DNA分子结构与复制的试题比较多,结合同位素标记以实验探究的方式考查DNA复制方式。采用图文结合方法考查DNA的组成、结构特点以及半保留复制。运用数学中的排列组合方法解决具体问题,体会DNA中碱基对排列方式的多样性特点。第一课时DNA是主要的遗传物质知识诠释思维发散一、肺炎双球菌的转化实验1.肺炎双球菌种类菌落荚膜毒性S型细菌光滑有荚膜有毒性R型细菌粗糙无荚膜无毒性2.转化实验项目 体内转化实验体外转化实验实
3、验者格里菲思艾弗里及其同事实验部位小鼠(体内)培养基(体外)实验过程(1)活的R型细菌小鼠小鼠不死亡(2)活的S型细菌小鼠小鼠死亡(3)加热杀死的S型细菌小鼠小鼠不死亡(4)活的R型+加热杀死的S型小鼠小鼠死亡项目 体内转化实验体外转化实验实验结论加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”DNA是转化因子,即DNA是遗传物质联系 (1)所用材料相同,都是肺炎双球菌(R型和S型);(2)体内转化实验是基础,仅说明S型细菌体内含有“转化因子”,体外转化实验进一步证明转化因子是DNA;(3)两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则。二、噬菌体侵染细菌的实验1.实验材料:T2噬菌体、大肠杆菌。2.实验方法:
4、放射性同位素标记法(也叫示踪法)。3.实验过程:用S或32P分别标记T2噬菌体用未标记的大肠杆菌培养标记的T2噬菌体搅拌、离心放射性检测。4.实验结果:用35S标记的噬菌体侵染细菌,离心沉淀物中无放射性。用32P标记的噬菌体侵染细菌,离心沉淀物中有放射性。5.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是遗传物质。三、DNA是主要的遗传物质1.实验材料:烟草花叶病毒、烟草。2.实验过程:3.实验结论:在无DNA情况下(如RNA病毒),RNA是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数病毒的遗传物质是RNA,所以说DNA是主要的遗传物质。核心突围技能聚合一、肺炎双
5、球菌的转化实验1.肺炎双球菌转化实验的设计遵循了对照原则,增强了结果的科学性和可信度。例如体内转化实验中,前三组都是对照组,第四组为实验组;体外转化实验中各组互为对照。2.实验证明,把DNA溶液加热到沸点,可使其氢键断裂,双螺旋解开,但如将其缓慢冷却,分离的单链就可部分地得以重聚,恢复其双螺旋结构。3.艾弗里及其同事的体外转化实验中,“S型菌的DNA+DNA酶与R型活细菌混合培养”的实验证实DNA的水解产物不是“转化因子”,其目的是从反面证实DNA是遗传物质。4.艾弗里及其同事的体外转化实验还可证明:蛋白质、多糖、RNA、脂质、DNA水解产物等不是遗传物质;DNA能引起可遗传的变异。实验探究进
6、阶1.实验设计的基本思路是设法把DNA和蛋白质分开,单独观察它们的作用。2.加热杀死的S型细菌,其蛋白质变性失活,但DNA在加热过程中,双螺旋解开,氢键被打断,但缓慢冷却时,其结构可恢复。3.转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实验了基因重组。4.体内、体外转化实验都遵循了单一变量原则和对照原则,各实验相互为对照,增强了结论的说服力。典例1某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下4个实验:S型菌的DNA+DNA酶加入R型菌注射入小鼠R型菌的DNA+DNA酶加入S型菌注射入小鼠R型菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注射入小鼠S型菌+DNA酶高温加热后冷却加
7、入R型菌的DNA注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A.存活、存活、存活、死亡B.存活、死亡、存活、死亡C.死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、存活【思路剖析】S型菌是有毒性的,但若将其DNA在DNA酶的作用下水解掉,则S型菌的DNA水解产物不能使RNA菌发生转化,故实验中小鼠存活;实验中不管是否用DNA酶将R型菌的DNA水解,因后来又加入了有毒的S型菌,故小鼠都会死亡;中加入DNA酶后用高温加热后冷却,DNA酶变性失活、R型细菌死亡,故再加入S型菌的DNA也不能使R型菌发生转化,所以小鼠存活;中加入DNA酶后用高温加热后冷却,DNA酶变性失活、S型细菌死亡,再加入R型菌的
8、DNA而不是活的R型菌,故也不能使小鼠死亡。【答案】D典例2(2011年广东理综)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。从表可知()实验组号 接种菌型 加入S型菌物质 培养皿长菌情况R蛋白质R型R荚膜多糖R型RDNAR型、S型RDNA(经DNA酶处理)R型A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B.说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C.和说明S型菌的DNA是转化因子D.说明DNA是主要的遗传物质【思路剖析】、组:R型菌+S型菌的蛋白质/荚膜多糖,只长出R型菌,说明蛋白质/荚膜多糖不是转化因子。组:R型菌+S型菌的DNA,结果既有R型菌又有S型菌,说明S型菌的DNA可以使R型菌转化为S
9、型菌;组:用DNA酶将DNA水解,结果只长出R型菌,说明DNA的水解产物不能使R型菌转化为S型菌,该组实验从反面说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。【答案】C1.噬菌体侵染细菌实验说明:DNA能自我复制,使前后代保持一定的连续性;DNA能够控制蛋白质的生物合成2.噬菌体侵染细菌后,合成子代噬菌体蛋白质外壳所需的原料氨基酸全部来自细菌,而组成子代噬菌体的DNA既有来自侵入细菌的亲代噬菌体(起模板作用)的,也有利用细菌体内的原料脱氧核苷酸新合成的。3.上清液和沉淀物放射性分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含放射二、噬菌体侵染细菌的实验性的原因:保温时间过短,有一部分噬菌体还没有
10、侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,上清液中出现放射性;噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液,也会使上清液中出现放射性。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。4.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较实验比较艾弗里实验噬菌体侵染细菌实验设计思路 设法将DNA和其他成分(特别是蛋白质)分开,单独地、直接地观察它们各自的功能分离处理方法直接分离法:将S型细菌的DNA与其他成分分离,然后用每种单一成分分别与
11、R型细菌混合培养自然完成:利用噬菌体侵染过程中DNA注入细菌,而蛋白质外壳留在细菌体外,使DNA和蛋白质自然分开观察检结果方式将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中,观察R型细菌能否转化为S型细菌同位素示踪法:分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质,增殖过程中检测放射性,观察其动向结论DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质联系以上两实验都证明了DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质5.实验过程中排除干扰因素的常用方法(1)将各种物质分开来分别实验。(2)用同位素进行示踪(如在噬菌体侵染细菌的实验中用
12、32P和35S分别标记DNA和蛋白质)。(3)利用酶的专一性除去某些干扰物质(如在肺炎双球菌的转化实验中选用DNA酶降解DNA作对照实验)。实验探究进阶注意标记对象是噬菌体还是细菌,标记对象不同对应结果不同,具体见下表:DNA蛋白质 DNA和蛋白质噬菌体(标记对象)32P35S14C、3H、18O、15N细菌31P32S12C、1H、16O、14N子代噬菌体(结果)32P(少数)31P(全部)32SC、H、O、N的两种同位素都有典例3(2009年广东A卷)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是()A.重组DNA
13、片段,研究其表型效应B.诱发DNA突变,研究其表型效应C.设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应D.应用同位素示踪技术,研究DNA在亲代与子代之间的传递【思路剖析】肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术,两实验都没有涉及突变和重组。【答案】C1.RNA是遗传物质的证据烟草花叶病毒(TMV)对烟草的感染与重建烟草花叶病毒(简称TMV),其基本成分是蛋白质和RNA,体内无DNA。为查明其遗传物质,1957年格勒和施拉姆进行了如下实验:三、DNA是主要的遗传物质(1)实验一结论:烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。(2)实验二规律精讲精析构建的重组病毒,其遗传性状同提供核酸(DNA或RNA)的病毒完
14、全一致,与提供外壳蛋白的病毒无关,说明DNA或RNA是遗传物质。2.生物体内遗传物质的判别(1)DNA和RNA共同存在时,DNA是遗传物质,RNA是DNA转录产生的,它不是遗传物质。只有在少数没有DNA存在的病毒中,RNA才起遗传物质的作用。(2)一切有细胞结构的生物,遗传物质都是DNA。(3)生物的遗传物质是核酸(DNA和RNA),DNA是主要的遗传物质,是针对整个生物界而言。规律精讲精析作为遗传物质必须具备的4个条件:(1)在生长和繁殖的过程中,能够精确地复制自己,使前后代具有一定的连续性。(2)能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。(3)具有储存大量遗传信息的潜在能力
15、。(4)结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生改变,而且突变以后还能继续复制,并遗传给后代。典例4(2009年江苏高考)下列有关生物体遗传物质的叙述,正确的是()A.豌豆的遗传物质主要是DNAB.酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸【思路剖析】A项中,豌豆的遗传物质只有DNA;B项中,酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上,在线粒体上也有少部分;C项中,T2噬菌体的遗传物质是DNA,含C、H、O、N、P,不含S;D项中,HIV的遗传物质是RNA,水解产生4种核糖核苷酸。【答案】B典例5(2013年福州高三质检)下列有关科学家实
16、验室研究的叙述中,错误的是(). 实验材料实验过程实验结果与结论AR型和S型肺炎双球菌将R型活菌与S型菌的DNA与DNA水解酶混合培养只生长R型菌,说明DNA被水解后,就失去遗传效应B噬菌体和大肠杆菌用含35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌,短时间保温离心获得的上清液中的放射性很高,说明DNA是遗传物质C烟草花叶病毒和烟草用从烟草花叶病毒分离出的RNA侵染烟草烟草感染出现病斑,说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质D大肠杆菌用噬菌体侵染仅DNA被15N标记的大肠杆菌子代噬菌体中具有放射性【思路剖析】噬菌体侵染细菌的实验中,应设置两组实验相对照才能证明DNA是遗传物质,所以还应增加一组“用含3
17、2P标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌”的实验。【答案】B1.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都是证明DNA是遗传物质的经典实验,在这些实验的设计思路中最关键的是()A.要想办法分离DNA和蛋白质,并单独观察它们各自的作用B.要用同位素对DNA和蛋白质分别进行标记C.要分离提纯DNA、蛋白质和多糖等物质D.要得到噬菌体或肺炎双球菌【思路剖析】两实验的设计思路中最关键的是将DNA和蛋白质分离开,单独观察它们各自的作用。【答案】A2.下列关于噬菌体侵染细菌实验中,在细菌体内合成蛋白质的正确叙述是()A.原料、模板和酶来自细菌B.模板和酶来自噬菌体,核糖体和氨基酸来自细菌C.指导蛋白质合成的DN
18、A来自细菌,核糖体、氨基酸原料和酶来自噬菌体D.指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,核糖体、氨基酸原料和酶来自细菌【思路剖析】噬菌体的DNA进入细菌后,以噬菌体的DNA为模板进行转录、翻译从而控制蛋白质的合成,所以指导蛋白质合成的DNA来自噬菌体,而合成蛋白质所需的场所、各种原料以及所需的能量和酶均来自于细菌。【答案】D3.下图为遗传学经典实验肺炎双球菌转化实验的一部分图解,请据图回答:(1)该实验是所做的肺炎双球菌转化实验的图解。(2)依据上面图解的实验,可以作出的假设。(3)为验证上面的假设,他们设计了下面的实验:在该实验中加入DNA酶,他们观察到的实验现象是。(4)通过上面两步实验,仍然不
19、能说明,为此他们设计了下面的实验:他们观察到的实验现象是,该实验能够说明。了S型菌的菌落。该实验是艾弗里及其同事做的肺炎双球菌体外转化实验的一部分,DNA将R型菌转化为S型菌,所以可作出DNA是遗传物质的假设。为验证这一假设,艾弗里又设计了加入DNA酶的一组实验,结果只形成R型菌的菌落。由第(4)题图可知该实验中分别将S型菌的蛋白质或多糖与R型菌混合后培养,其目的是为了证明蛋白质和多糖不是遗传物质。【思路剖析】图中所示内容为将R型菌和S型菌的DNA共同加入到R型菌的培养基中,结果培养基出现物质培养基只长R型菌蛋白质和多糖不是遗传物质【答案】(1)艾弗里及其同事(2)DNA是遗传物质(3)只形成
20、R型菌的菌落(4)蛋白质和多糖不是遗传基础角度思路一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分)1.(基础再现)在肺炎双球菌感染小鼠的实验中,下列实验结果不正确的是()A.注射R型活细菌后,小鼠不死亡B.注射S型活细菌后,小鼠死亡,从小鼠体内能分离出活的S型细菌C.注射R型活细菌及热处理的S型细菌后,小鼠死亡,从小鼠体内只能分离出活的S型细菌D.注射S型活细菌及热处理的R型细菌后,小鼠死亡,从小鼠体内能分离出活的S型细菌【思路剖析】该题对肺炎双球菌转化实验进行了深化,不仅考查实验结果,还考查了转化的实质。R型活细菌及热处理的S型活细菌注射后,S型细菌的DNA作为“转化因子”将少数无毒的R型细
21、菌转化为有毒的S型细菌,使小鼠死亡,但多数的R型菌并没有被转化,所以小鼠内能分离出R型和S型两种细菌。【答案】C2.(基础再现)下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述,其中正确的是()A.与细菌转化实验相同,都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B.所使用的噬菌体,必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的C.采用搅拌和离心等手段,是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D.新形成的噬菌体中没有检测到35S,说明DNA是遗传物质而蛋白质不是【思路剖析】噬菌体不能在普通培养基上生长,必须在细菌体内才能进行繁殖,因此必须使用无标记的噬菌体去感染被35S标记的细菌,才能
22、得到含35S的噬菌体;在噬菌体侵染细菌的实验中,噬菌体的蛋白质没有参与新噬菌体的繁殖过程,因此既不能证明蛋白质是遗传物质,也不能证明其不是遗传物质。【答案】B3.(基础再现)用32P和35S分别标记的噬菌体侵染细菌,经短时间保温后,用搅拌机搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物,检测上清液中32P和35S的放射性以及被侵染细菌的存活率,得到如下图所示的实验结果。下列说法不正确的是()A.搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离B.搅拌时间小于1min时,沉淀物中的放射性降低C.在实验过程中若细菌没有裂解,则没有子代噬菌体释放出来D.若被侵染细菌的存活率下降,细胞外32P放射性会明显增高【思路剖析
23、】噬菌体是吸附在细菌表面的,搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离;搅拌时间小于1min时,吸附在细菌上的噬菌体与细菌没有完全分离,一部分噬菌体就随细菌留在了沉淀物中,所以沉淀物中的放射性增高;子代噬菌体只有在细菌裂解后才会释放出来;若被侵染细菌的存活率下降,DNA释放出来,细胞外32P放射性会明显增高。【答案】B4.(基础再现)下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验,该实验表明这种病原体()A.寄生于细胞内,通过RNA遗传B.可单独生存,通过蛋白质遗传C.寄生于细胞内,通过蛋白质遗传D.可单独生存,通过RNA遗传【思路剖析】由图分析知,这种病原体是RNA病毒,其遗传物质为RNA。病毒均营
24、寄生生活,不能单独生活。【答案】A5.(视角拓展)在噬菌体侵染细菌实验中,如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有31P和32S,噬菌体中的DNA和蛋白质分别含有32P和35S,噬菌体DNA在细菌体内复制了三次,那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含有35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的()A.1/4、1B.3/4、0C.1/4、0D.3/4、1入细菌体内,只有其DNA注入细菌,并作为模板合成子代DNA,并指导蛋白质合成。新的噬菌体的蛋白质是以细菌的氨基酸为原料重新合成的,因此所有新的噬菌体中都不含35S。假如一个含有32P的噬菌体在细菌体内利用31P复制了三次,在复制后的8个噬
25、菌体中,只有2个含有32P,占所有噬菌体的1/4。【答案】C【思路剖析】噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳没有进6.(视角拓展)1944年,美国科学家艾弗里和他的同事,从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质,然后分别加入培养R型细菌的培养基中。结果发现只有加入DNA的培养基中,R型细菌转化成了S型细菌,而加入蛋白质和多糖的培养基中,R型细菌不能发生这种变化。这一现象说明了()S型细菌的性状是由DNA决定的在转化过程中,S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中DNA是遗传物质S型细菌的DNA是遗传物质,R型细菌的DNA不是遗传物质蛋白质和多糖不是遗传物质蛋白质和多糖在该转化实验中,起对照作用A
26、.B.C.D.【思路剖析】题干描述了艾弗里实验过程,通过对照实验证明S型细菌的DNA是遗传物质,控制其性状,而蛋白质和多糖等不是S型细菌的遗传物质,但其起到对照作用,本实验并未证明R型细菌的遗传物质是什么。【答案】C7.(视角拓展)赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,实验主要包括4个步骤:将35S和32P标记的噬菌体分别与细菌混合培养用35S和32P分别标记噬菌体放射性检测离心分离实验步骤的正确顺序为()A.B.C.D.然后与细菌混合培养,再离心分离,进行放射性检测。【答案】C【思路剖析】实验过程是用35S和32P分别标记噬菌体,8.(视角拓展)用噬菌体侵染被3H标记的细菌
27、,待细菌解体后,3H()A.随细菌解体而消失B.发现于噬菌体的外壳及DNA中C.仅发现于噬菌体的DNA中D.仅发现于噬菌体的外壳中有3H的脱氧核苷酸及氨基酸。【答案】B【思路剖析】噬菌体的外壳及DNA中都含有H,子代噬菌体合成DNA和蛋白质外壳都利用了细菌体内含9.(基础再现,12分)R型肺炎双球菌存在控制荚膜不能形成的基因,S型肺炎双球菌存在控制荚膜合成的基因。将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后,注入小鼠体内,发生了R型菌向S型菌的转化。并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化。据研究,凡能发生转化的,其R型菌必须处于感受态。所谓感受态是指受体菌最易接受外源DNA片段,并能实现转化的
28、一种生理状态。处于感受态细菌的细胞内发生一系列的变化:首先分泌感受态因子,该因子与细胞表面受体相互作用,诱导产生一些感受态特异蛋白,其中包括膜相关二、非选择题(本题共4小题,共52分)DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。请回答下列问题:(1)步骤是将S型菌加热杀死。(2)S型菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合,其中一条链在酶的作用下水解,另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。(3)完成步骤需要酶和酶,实现了。(4)C细胞经DNA复制和细胞分裂后,产生大量的型菌导致小鼠患败血症死亡。这说明得到了表达。(5)肺炎双球菌的转化实验说明了,通过DNA可以实现细菌间的
29、转移。(6)后来科学家在不同物种之间的相关实验,说明生物界基因表达基本机制是相同的,一种生物的基因表达系统能够识别另一种生物所携带的遗传信息,并可在适当条件下加以表达。性状的表达需经过和的过程。DNA分子,故是将S型细菌杀死的过程。S型细菌的DNA分子与R型细菌的感受态特异蛋白结合后进入R型细菌。水解DNA的是核酸酶,不同的DNA连接可以实现基因重组,在这个过程中需要用到限制性内切酶和DNA连接酶。导致小鼠患败血症的是S型细菌。基因经过转录和翻译来控制生物性状。【思路剖析】由图可看出经过处理后得到了双链【答案】(1)(2)核酸(3)限制性内切DNA连接基因重组(4)S重组的S型基因(或DNA)
30、(或重组的控制荚膜合成的基因)(5)性状(6)(基因的)转录翻译10.(视角拓展,14分)某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时,用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。噬菌体细菌DNA或脱氧核糖核苷酸32P标记31P标记蛋白质或氨基酸32S标记35S标记(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的和元素,各占个和个。(2)子代噬菌体中,只含32P的有个;只含31P的有个;同时含有32P、31P的有个。(3)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有元素,由此说明;子代噬菌体蛋白质都含有元素,这是因为。【思路剖析】由于细菌细胞中核酸含31
31、P,而噬菌体核酸中含32P,细菌氨基酸含35S,噬菌体蛋白质含32S。噬菌体侵染细菌时,其蛋白质外壳留在外面,只有DNA侵入,合成子代噬菌体所需的原料均来自寄主细胞,因此,每个噬菌体侵染细菌所形成的子代噬菌体的DNA中,只有2个含亲代噬菌体的DNA模板链,其余均为31P,而蛋白质外壳全是由细菌提供的原料构建的,即全是35S。n-22(3)32S噬菌体侵染细菌时,蛋白质没有进入细菌内35S子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内35S标记的氨基酸为原料合成的【答案】(1)31P32Pn2(或32P31P2n)(2)011.(高度提升,12分)研究发现少数病毒(如烟草花叶病毒,简称TMV)体内仅有蛋白质和
32、RNA两种化学成分,这类生物的性状(如TMV能感染正常的烟草叶片,使之出现相应的病斑)的遗传是受蛋白质还是RNA控制?请设计实验探究TMV的遗传物质。实验原理:(一)利用水苯酚溶液可以将TMV分离,获得TMV的蛋白质和RNA。(二)(三)。实验材料:烟草花叶病毒、正常生长的烟草、苯酚、试管、玻璃棒等必需的实验仪器。主要实验步骤:利用水苯酚溶液分离TMV,获得纯净的TMV的蛋白质和RNA。分别用感染A、B、C三片叶。正常培养烟草植株,并注意观察相应叶片的表现症状。实验结果预测及结论:。【思路剖析】根据实验目的“探究TMV的遗传物质是蛋白质还是RNA”及实验原理(一),可以确定本实验设计的主要思路
33、是:首先将烟草花叶病毒进行分离,获得病毒蛋白质和RNA,再分别探究它们是否在遗传中起作用。根据题干信息“烟草花叶病毒能感染正常的烟草叶片,使之出现相应病斑”,可以确定本实验的实验指标是:能否使正常烟草感染,出现相应病斑。同时作为遗传物质,还应能使生物性状如病毒的感染性,在传种接代中保持连续和稳定。根据上述分析,可确定实验中涉及的另两个原理分别为:烟草花叶病毒能使正常生长的烟草感染出现相应病斑;遗传物质能使生物性状保持相对稳定。【答案】(二)TMV能感染正常烟草使之出现相应的病斑(三)遗传物质能使生物性状保持相对稳定主要实验步骤:取正常生长的烟草植株,选取生长状态基本相同的三片叶片,编号为A、B
34、、C完整的TMV、TMV的蛋白质、TMV的RNA实验结果预测及结论:A、B叶出现病斑,C叶正常,并且用B叶病斑组织感染正常的烟草叶片,仍出现相同病斑。说明:TMV中蛋白质是遗传物质A、C叶出现病斑,B叶正常,并且用C叶病斑组织感染正常的烟草叶片,仍出现相同病斑。说明:TMV中RNA是遗传物质12.(能力综合,14分)请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基(分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸)、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验,证明DNA是遗传物质。实验过程:步骤一:分别取等量含32P标记核苷酸和含35S标记氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中,并编号为甲、乙。步骤二:在两
35、个培养皿中接入,在适宜条件下培养一段时间。步骤三:放入,培养一段时间,分别获得和的噬菌体。步骤四:用上述噬菌体分别侵染的大肠杆菌,经短时间保温后,用搅拌器搅拌,放入离心管内离心。步骤五:检测放射性同位素存在的主要位置。预测实验结果:(1)在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如图。(2)在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌,搅拌、离心后结果如图。【思路剖析】宿主细菌培养在分别含有35S和32P的培养基中,宿主细菌在生长过程中,合成的蛋白质含有35S,合成的DNA含有32P;用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的细菌,噬菌体利用细菌的物质合成自身成分,产生子代噬菌体。这些子
36、代噬菌体分别含有35S标记的蛋白质外壳或含有32P标记的DNA。用标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,检测是DNA还是蛋白质侵入细菌。甲用放射性元素32P标记一部分噬菌体的DNA,用被标记的T2噬菌体去侵染细菌,使噬菌体在细菌体内大量增殖,对被标记物质进行测试。由于噬菌体的DNA进入了细菌内部,故上清液(蛋白质和噬菌体)放射性低,沉淀物(细菌)放射性高。乙用放射性元素35S标记另一部分噬菌体的蛋白质外壳,用被标记的T2噬菌体去侵染细菌,使噬菌体在细菌体内大量增殖,对被标记物质进行测试。由于噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部,而是留在细菌外部,故上清液(蛋白质和噬菌体)放射性高,沉淀物(细菌)放射性低。【答案】实验过程:等量的大肠杆菌菌液T2噬菌体32P标记35S标记未被标记预测实验结果:(1)B(2)A
