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,专题4 遗传的分子基础,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。6.基因与性状的关系。,,直击考纲,,考点13 聚焦探索遗传物质本质的经典实验,依纲联想,,栏目索引,核心梳理,真题重温,典题特训,1．肺炎双球菌转化实验中的3点误区提醒
(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。,,核心梳理,(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型细菌中存在转化因子；体外转化实验证明DNA是遗传物质，蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质。
2．噬菌体侵染细菌实验中的4点误区提醒
(1)放射性同位素标记法的元素选择：用35S标记蛋白质，用32P标记DNA。
(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，因为用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。,(3)获得具有放射性的T2噬菌体的方法：先培养具有放射性的大肠杆菌，然后用具有放射性的大肠杆菌培养T2噬菌体。
(4)侵染时间要合适：侵染时间过长或过短会使32P组(用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌)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)部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体和细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。,.深度思考：
(1)噬菌体能用培养基直接培养吗？如何获得被35S标记的噬菌体呢？
答案 不能，因为其没有细胞结构，专营细菌寄生，只能用细菌来培养；标记细菌(用含35S的培养基培养大肠杆菌)→标记噬菌体(用噬菌体侵染含35S的大肠杆菌)。,(2)肺炎双球菌体内转化实验中，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化情况如图所示，则：
①ab段中R型菌数量增多的原因是什么？
bc段中R型菌数量减少的原因是什么？
答案 ab段：小鼠体内还没形成大量的对抗R型菌的抗体；bc段：小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。,②cd段R型菌数量增多的原因是什么呢？
答案 c之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型菌大量繁殖。
③S型菌是如何产生的？
答案 少量R型菌获得了S型菌的DNA，并转化为S型菌。,1．(2011·广东，2改编)艾弗里和其同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。据表判断下列叙述：,,真题重温,(1)A不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子( )
(2)B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性( )
(3)C和D说明S型菌的DNA是转化因子( )
(4)A～D说明DNA是主要的遗传物质( ),√,×,×,×,1．依据噬菌体侵染细菌的实验，判断下列相关叙述：
(1)分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(2011·江苏，12A)( )
提示 用32P(35S)对噬菌体的标记过程为用含32P(35S)的培养基先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
(2)分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养(2011·江苏，12B)( ),×,×,真题重温,(3)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致(2011·江苏，12C)( )
(4)T2噬菌体的核酸和蛋白质都含有硫元素，其寄生于酵母菌和大肠杆菌中(2009·江苏，5C改编)( )
(5)利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质，以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸(2012·重庆，2AB) ( ),√,×,×,(6)噬菌体能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解(2012·重庆，2D)( )
(7)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制(2014·江苏，4D)( ),×,×,1.本考点多以选择题的形式出现，所涉及的内容多集中在经典实验的原理、方法、步骤和结果。考查角度多有两种：其一直接考查基础知识，其二给定实验方案，让考生分析实验结果。因此，我们在复习备考中，要运用对比法深入理解各个实验内在原理、方法、设计思路等，并区分掌握内在逻辑关系，辨析清楚现象与结论的对应关系。,,练后反思,2．“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题,1．(多题整合)下图甲是某兴趣小组利用两种肺炎双球菌进行相关的转化实验，各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内；图乙是该兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做的噬菌体侵染细菌的实验，请判断：,,典题特训,(1)图甲中通过⑤⑥对照能说明转化因子是DNA而不是蛋白质( )
(2)⑥组产生的S型菌可能是基因重组的结果( )
(3)能导致小鼠死亡的是①②③④四组( )
(4)④组为空白对照，实验结果是小鼠不死亡( )
(5)⑤组实验表明，加入S型菌体的蛋白质后试管中长出的是有荚膜的菌体( )
(6)⑥组中产生的有毒性的S型菌体不能将该性状遗传给后代( ),√,×,√,√,×,×,(7)图乙中理论上b中不应具有放射性，若有放射性，则与过程⑧中的搅拌是否充分有关，而与培养时间的长短无关( )
(8)图乙实验过程并不能证明DNA是遗传物质( )
(9)图甲和图乙所示实验的设计思路相同，都是设法将DNA和其他成分(特别是蛋白质)分开，单独地直接观察它们各自的作用，只是分离方法有差异( ),√,√,√,Ⅰ.判断正误：
(1)题中⑥组只能产生有毒性的S型菌体，因为S型菌体的DNA已促使R型菌体发生了转化( )
(2)在肺炎双球菌转化实验中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌是由SⅡ型突变产生的。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为S型菌出现是由于R型菌突变产生，但该实验中出现的S型菌全为SⅢ型，否定了这种说法( ),,思维延伸,×,√,(3)用35S标记的T2噬菌体侵染细菌，经离心处理，沉淀物的放射性较高( )
(4)高温处理过的S型菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应( )
(5)T2噬菌体在细菌中增殖时遗传信息传递途径可表示为( ),×,×,√,(6)在T2噬菌体侵染细菌的实验中，不能用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质( )
(7)T2噬菌体在细菌中增殖时，只利用逆转录酶，而肺炎双球菌利用人体或小鼠细胞的核糖体合成蛋白质( )
(8)噬菌体和大肠杆菌的遗传都遵循基因分离定律，二者自然状态下出现可遗传变异的类型也都为基因突变( )
(9)S型菌的DNA能够抵抗机体的免疫系统，从而引发疾病( ),√,×,×,×,(10)之所以说“DNA是主要的遗传物质”是因为“大多数生物的遗传物质为DNA，少数生物的遗传物质是RNA”( )
(11)S型肺炎双球菌再次进入人体后，可刺激记忆细胞中某些基因的表达( ),√,√,Ⅱ.深度思考：
(1)噬菌体能用培养基直接培养吗？如何获得被35S标记的噬菌体呢？
答案 不能，因为其没有细胞结构，专营细菌寄生，只能用细菌来培养；标记细菌(用含35S的培养基培养大肠杆菌)→标记噬菌体(用噬菌体侵染含35S的大肠杆菌)。,(2)若要证明DNA是遗传物质，在题1图乙所示实验的基础上，如何补充设计实验？若在补充的实验中上清液出现放射性，则原因可能是什么？
答案 设计一组用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，经过图乙中过程⑦⑧观察上清液和沉淀物中的放射性；若在上清液中出现放射性，原因可能是：①培养时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，离心后分布于上清液中；②培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出子代，离心后分布于上清液中。,(3)肺炎双球菌体内转化实验中，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化情况如图所示，则：
①ab段中R型菌数量增多的原因是什么？
bc段中R型菌数量减少的原因是什么？
答案 ab段：小鼠体内还没形成大量的对抗R型菌的抗体；bc段：小鼠体内形成大量的对抗R型菌的抗体，致使R型菌数量减少。,②cd段R型菌数量增多的原因是什么呢？
答案 c之前，已有少量R型菌转化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫能力，造成R型菌大量繁殖。
③S型菌是如何产生的？
答案 少量R型菌获得了S型菌的DNA，并转化为S型菌。,2．(实验补充分析)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。回答下列问题：
(1)材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及等渗生理盐水、注射器等。
(2)实验步骤：
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
②补充完整下表，并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。,③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。,解析 ②根据酶的专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。DNA酶可以催化DNA的水解，最终产物中没有DNA；RNA酶可以催化RNA的水解，最终产物中没有RNA，因此表中B处加入的是DNA酶。探究实验要遵循对照原则和单一变量原则，因此还需要设置对照组，即D处应该加入的是等量的生理盐水。
答案 ②B.DNA酶 D．等量生理盐水,(3)结果预测及结论：
①A、C组发病，______________，说明DNA是该病毒的遗传物质。
②__________________________，说明______________________。,解析 结果预测及结论：
①若DNA是该病毒的遗传物质，则B组DNA被水解，而A、C组DNA完好，因此A、C组发病，B、D组未发病；②若RNA是该病毒的遗传物质，则A组RNA被水解，而B、C组RNA完好，因此B、C组发病，A、D组未发病。,B、D组未发病,B、C组发病，A、D组未发病,RNA是该病毒的遗传物质,(4)从注射的物质看，该探究实验所依据的生物学原理是______________；从实验现象预测和相关判断看，该实
验依据的生物学原理是____________________。,解析 由第(2)题可知，注射物质根据的原理是酶的专一性；从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学原理是核酸控制生物体的性状。,酶具有专一性,核酸控制生物体的性状,(5)若该病毒的遗传物质为DNA，则其彻底水解产物有______种。,解析 若该病毒的遗传物质为DNA，则其初步水解产物是4种脱氧核苷酸，其彻底水解产物有6种，即磷酸、脱氧核糖、四种碱基。,6,
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