通用版2019版高考生物二轮复习专题四遗传的分子基础考点12探索遗传物质本质的经典实验学案word格式

考点12 探索遗传物质本质的经典实验
1．肺炎双球菌转化实验
(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，使受体菌获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。

(2)转化的只是少部分R型细菌：由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等的影响，实验中并不是所有的R型细菌都转化成了S型细菌，而只是小部分R 型细菌发生了转化。

(3)体内转化实验和体外转化实验的结论：体内转化实验只是证明已经被加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子；体外转化实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质。

(4)肺炎双球菌体内转化实验的曲线解读
①bc段中R型细菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体，致使R 型细菌数量减少。

②cd段R型细菌数量增多的原因是c之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型细菌大量繁殖。

2．噬菌体侵染细菌实验中的相互对照
(1)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种元素的放射性。

(2)侵染时间要合适：侵染时间过短或过长会使32P组(用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌组)的上清液中出现放射性，原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。

搅拌要充分：如果搅拌不充分，35S组(用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌组)部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体和大肠杆菌会共同存在于沉淀物中，这样会造成沉淀物中出现放射性。

题组一肺炎双球菌转化实验
1．肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，无荚膜的无毒性。

如图所示的是细菌的转化实验，下列相关说法错误的是( )
A．能导致小鼠死亡的有a、d两组
B．通过d、e两组对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
C．d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代
D．d组产生的后代只有有毒性的肺炎双球菌
答案 D
解析由于a组没有处理，肺炎双球菌有荚膜，d组加入的是S型肺炎双球菌的DNA，能使无荚膜的肺炎双球菌转化为有荚膜的肺炎双球菌，所以能导致小鼠死亡的有a、d两组，A正确；由于d组加入的是DNA，e组加入的是蛋白质，所以通过d、e两组对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，B正确；d组产生的有毒性的肺炎双球菌是遗传物质发生了改变，所以能将该性状遗传给后代，C正确；d组产生的后代为有荚膜的、有毒性的肺炎双球菌和无荚膜的、无毒性的肺炎双球菌，原因是只有部分无荚膜的无毒性的肺炎双球菌转化为有毒性的肺炎双球菌，D错误。

2．(2018·厦门模拟)艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后，持反对观点者认为：“DNA 可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。

已知S型肺炎双球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种青霉素的抗性不是荚膜产生的)。

下列实验设计思路能反驳上述观点的是( )
A．R型细菌＋抗青霉素的S型细菌DNA→预期出现抗青霉素的S型细菌
B．R型细菌＋抗青霉素的S型细菌DNA→预期出现S型细菌
C．R型细菌＋S型细菌DNA→预期出现S型细菌
D．R型细菌＋S型细菌DNA→预期出现抗青霉素的R型细菌
答案 A
题组二噬菌体侵染细菌实验
3．在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，下列相关叙述不正确的是( )
A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌
B．在O～t1时间内噬菌体一定还未侵入到细菌体内
C．在t1～t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量死亡
D．在t2～t3时间内噬菌体因失去寄生场所而停止增殖
答案 B
解析噬菌体属于病毒，必须在宿主细胞内才能代谢和繁殖，模板是亲代噬菌体的DNA，原料是细菌体内的脱氧核苷酸和氨基酸，能量是细菌提供的ATP，场所是细菌的核糖体，A正确；在O～t1时间内噬菌体可能已侵入到细菌体内，但没有大量繁殖，B错误；在t1～t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量死亡，C正确；在t2～t3时间内被侵
染的细菌已裂解，所以噬菌体因失去寄生场所而停止增殖，D正确。

4．如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：
(1)图中①表示用标记的噬菌体侵染大肠杆菌的过程，其中锥形瓶中的培养液是________________________________________________________________________，
培养液的营养成分中是否含32P？____________。

(2)图中②阶段的目的是________________________________________________。

(3)在理论上，经离心处理后放射性应该出现在________(填“B”或“C”)中，其原因是______________________________________。

(4)试对下列可能出现的实验误差进行分析：
①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体__________________________________，仍存在于____________________。

②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体______________________________。

答案(1)大肠杆菌培养液(大肠杆菌) 不含有(或否)
(2)使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与细菌分离(使噬菌体外壳与大肠杆菌分离) (3)C 噬菌体已将含32P的DNA全部注入到大肠杆菌内(合理即可) (4)①没有侵入( 感染或侵染)大肠杆菌培养液中(细菌外) ②从裂解的大肠杆菌体内释放出来
解析(1)图中锥形瓶中的培养液用于培养大肠杆菌，用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌时，锥形瓶内的营养成分中不能含有32P。

(2)图中②阶段为搅拌，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与细菌分离(使噬菌体外壳与大肠杆菌分离)。

(3)在理论上，噬菌体已将含32P的DNA全部注入到大肠杆菌体内，经离心处理后放射性应该出现在沉淀物中。

(4)①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体没有侵入(感染或侵染)大肠杆菌，仍存在于培养液中(细菌外)。

②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体从裂解的大肠杆菌体内释放出来。

题组三新情景拓展实验
5．某研究小组要探究黄瓜花叶病毒的核酸种类。

实验材料：苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、健康生长的黄瓜植株、RNA水解酶(只会水解RNA，不会水解DNA)、蒸馏水、实验必需的器材。

(1)实验步骤：
①选择若干株生长状况相似的黄瓜植株，分为两组编号A和B；
②用______________________________处理黄瓜花叶病毒，设法将核酸和蛋白质分离开，将获得的核酸平均分成两份，编号为a、b；
③用______________处理核酸a；用蒸馏水处理核酸b；
④一段时间后用核酸a喷洒黄瓜植株A组；用核酸b喷洒黄瓜植株B组；
⑤观察两组黄瓜植株的生长状况。

(2)预期实验结果和结论：
①实验结果：_________________________________________________；
实验结论：该病毒的核酸种类为DNA。

②实验结果：________________________________________________；
实验结论：该病毒的核酸种类为RNA。

答案(1)②苯酚的水溶液③RNA水解酶
(2)A、B组黄瓜植株均出现病症
A组黄瓜植株不出现病症，B组黄瓜植株出现病症
解析本实验的目的为“探究黄瓜花叶病毒的核酸种类”。

实验原理为：若病毒的核酸为RNA，则用RNA水解酶处理病毒核酸，RNA被水解，对照组(没有处理)出现病症，实验组(用RNA水解酶处理)不出现病症；若该病毒的核酸为DNA，则对照组和实验组都表现出病症。

(1)②苯酚的水溶液可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离，因此要设法将核酸和蛋白质分离开，应该用苯酚的水溶液处理黄瓜花叶病毒。

③RNA水解酶只会水解RNA，不会水解DNA，故用RNA水解酶处理核酸a，用蒸馏水处理核酸b。

(2)若A、B组黄瓜植株均出现病症，则实验结论是该病毒的核酸种类为DNA；若A组黄瓜植株不出现病症，B组黄瓜植株出现病症，则实验结论为该病毒的核酸种类为RNA。

6．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。

(1)实验思路：
甲组：将宿主细胞培养在含有__________________________________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______________________________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)实验结果及结论：
若甲组收集的病毒有放射性，乙组无放射性，即为__________病毒；反之为________病毒。

答案(1)放射性标记尿嘧啶(或放射性标记尿嘧啶核糖核苷酸或放射性标记核糖) 放射性标记胸腺嘧啶(或放射性标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸或放射性标记脱氧核糖)
(2)RNA DNA
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。

因此，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，乙组无放射性，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。