专题18 DNA是主要的遗传物质-高三毕业班生物常考点归纳与变式演练

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专题18  DNA是主要的遗传物质专题导航 目录常考点01 肺炎双球菌转化实验常考点02 噬菌体侵染细菌的实验过程...................................................5常考点归纳常考点01 肺炎双球菌转化实验【典例1】下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述，错误的是（　　）A．格里菲思的实验运用了放射性同位素标记法 B．格里菲思发现加热导致S型细菌失去致病性 C．艾弗里运用了自变量控制中的“减法原理” D．艾弗里的实验运用了酶具有专一性的原理【分析】肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。【解答】解：A、格里菲思没有运用放射性同位素标记法，A错误；B、肺炎链球菌转化实验，格里菲思发现加热导致S型细菌失去致病性，注射小鼠，小鼠不会死亡，B正确；C、艾弗里运用了自变量控制中的“减法原理”，每个实验去除了一种物质，C正确；D、艾弗里的实验利用了蛋白酶、酯酶、RNA酶、DNA酶的专一性的原理，D正确。故选：A。【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验原理、实验采用的方法、实验现象及结论，需要考生在平时的学习过程中注意积累。【典例2】关于格里菲斯和艾弗里所进行的肺炎链球菌的体内、体外转化实验，下列表述错误的是（　　）A．体内转化实验提出了“转化因子是什么”的问题 B．R型菌的遗传物质是RNA，S型菌的遗传物质是DNA C．体外转化实验证明了DNA是使R型菌产生可遗传变异的物质 D．能从注射R型活菌与S型死菌混合物的死亡小鼠体内分离到活的S型菌【分析】肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。【解答】解：A、体内转化实验提出了“转化因子是什么”的问题，体外转化实验证明转化因子是DNA，A正确；B、R型菌和S型菌的遗传物质都是DNA，B错误；C、艾弗里体外转化实验证明了DNA是使R型菌产生可遗传变异的物质，C正确；D、由于S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，因此能从注射R型活菌与S型死菌混合物的死亡小鼠体内分离到活的S型菌，D正确。故选：B。【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。【技巧点拨】1.体内转化实验与体外转化实验的比较实验步骤实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质2.实验拓展分析(1)加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。【变式演练1】结合肺炎双球菌转化实验，下列推测合理的是（　　）A．加热冷却后，S型菌的蛋白质和DNA都失去了活性 B．进入R型菌细胞内的S型菌DNA片段的表达产物是荚膜多糖 C．增加膜的通透性会提高R型菌摄入S型菌DNA的效率 D．S型菌DNA与R型菌混合培养，绝大多数R型菌转化为S型菌【分析】肺炎双球菌转化实验包括体内转化实验和体外转化实验。体内转化实验的结论是加热杀死的S型细菌中含有转化因子，将R型活细菌转化为S型活细菌；体外转化实验的结论是DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。【解答】解：A、加热冷却后，S型菌的蛋白质失去了活性，但DNA没有失去活性，A错误；B、DNA的表达产物是蛋白质，而荚膜多糖不是蛋白质，B错误；C、增加膜的通透性会提高R型菌摄入S型菌DNA的效率，进而能提高转化效率，C正确；D、S型菌DNA与R型菌混合培养，只有少数R型菌转化为S型菌，D错误。故选：C。【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．【变式演练2】肺炎链球菌转化实验中，S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上，使R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌。下列说法正确的是（　　）A．R型菌转化为S型菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例会改变 B．整合到R型菌内的DNA片段可与R型菌的RNA聚合酶结合 C．整合到R型菌内的DNA片段，其表达产物都是荚膜多糖 D．S型菌转录的mRNA上，可由多个核糖体共同合成一条肽链【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。2、基因是有遗传效应的DNA片段；基因首段的启动子是RNA聚合酶的结合位点。【解答】解：A、R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，其中碱基的配对遵循碱基互补配对原则，嘌呤碱基数＝嘧啶碱基数，因此R型菌转化为S型菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然是占50%，A错误；B、RNA聚合酶与DNA上的片段结合后可驱动基因的转录，整合到R型菌内的DNA片段可与R型菌的RNA聚合酶结合，从而转录出相关mRNA，B正确；C、荚膜多糖不属于蛋白质，而整合到R型菌内的DNA分子片段，其表达产物是蛋白质，C错误；D、S型菌转录的mRNA上，可由多个核糖体合成多条肽链，提高翻译的效率，D错误。故选：B。【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．【变式演练3】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：①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠③R型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌→注射入小鼠④S型菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入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、死亡、存活 C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、死亡、死亡【分析】1、肺炎双球菌 S型细菌R型细菌菌落光滑粗糙菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性有毒性，使小鼠患败血症死亡无毒性2、格里菲斯体内转化实验的结论：S型新中存在某种转化因子，能将S型细菌转化为R型细菌．艾弗里体外转化实验的结论：DNA是遗传物质．【解答】解：①S型菌的DNA+DNA酶，DNA被水解，对后面加入的R型菌失去转化作用，R型菌无毒，注射入小鼠体内，小鼠存活；②R型菌的DNA+DNA酶，DNA被水解，不起作用；加入S型菌，有毒性，注射入小鼠体内导致小鼠死亡；③R型菌+DNA酶，高温加热后冷却，DNA酶变性失活，R型菌被杀死，加入S型菌，注射入小鼠，S型菌有毒，小鼠死亡；④S型菌+DNA酶→高温加热后冷却，DNA酶变性失活，S型菌被杀死，加入R型菌的DNA，注射入小鼠，无毒，小鼠存活。故选：B。【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象等，需要考生在平时的学习过程中注意积累．常考点02 噬菌体侵染细菌的实验过程【典例3】下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是（　　）A．本实验使用了同位素标记技术和离心技术 B．用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验 C．子代噬菌体中能检测到35S标记的蛋白质 D．实验中搅拌的目的是使大肠杆菌破裂【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验：（1）研究者：1952年，赫尔希和蔡斯。（2）实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等。（3）实验方法：放射性同位素标记法。（4）实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。（5）实验过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。（6）实验结论：DNA是遗传物质。【解答】解：A、赫尔希和蔡斯用T2噬菌体侵染细菌的实验过程中采用了同位素标记技术，即用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，以区别两种物质，同时利用离心技术让上清液析出重量较轻的噬菌体颗粒，沉淀中保留被感染的大肠杆菌，A正确；B、用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，以区别两种物质，分别研究两者的功能，B错误；C、子代噬菌体中不能检测到35S标记的蛋白质，C错误；D、实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体（蛋白质外壳）与细菌分离，D错误。故选：A。【点评】本题考查噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。【典例4】赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，证明DNA是噬菌体遗传物质的实验证据是（　　）选项亲代噬菌体离心后上清液和沉淀物的放射性子代噬菌体A35S标记的蛋白质上清液放射性很高，沉淀物的放射性很低检测不到35SB上清液放射性很低，沉淀物的放射性很高检测不到35SC32P标记的DNA上清液放射性很高，沉淀物放射性很低检测到32PD上清液放射性很低，沉淀物的放射性很高检测到32PA．A B．B C．C D．D【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用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→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。【解答】解：AB、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，亲代噬菌体35S标记的蛋白质，离心后上清液放射性很高，沉淀物的放射性很低，子代噬菌体检测不到35S，只能说明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，不能证明DNA是噬菌体遗传物质，A、B错误；CD、亲代噬菌体的DNA被32P标记，离心后上清液放射性很低，沉淀物的放射性很高，子代噬菌体检测到32P，证明噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌，进而证明DNA是噬菌体遗传物质，C错误，D正确。故选：D。【点评】本题考查噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。【技巧点拨】1.噬菌体的增殖(1)模板：噬菌体DNA。(2)合成DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。(3)合成蛋白质2．侵染特点及过程(1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用。(2)噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入→合成→组装→释放五个过程。3．标记噬菌体用分别含35S和32P的培养基培养细菌，再用培养的细菌培养T2噬菌体，分别得到蛋白质被35S标记和DNA被32P标记的噬菌体。【特别提醒】　噬菌体侵染细菌实验中的标记误区(1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。(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，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。4．侵染实验结果及分析由上表分析可知：噬菌体的DNA是其亲代与子代之间联系的“桥梁”，即“DNA是遗传物质”(结论)。【特别提醒】　该实验可同时证明：(1)DNA分子具有相对稳定性。(2)DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。(3)DNA能控制蛋白质的生物合成。但不能证明DNA分子产生可遗传的变异。【变式演练4】某研究性学习小组做了两组实验：甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌；乙组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌。经短时间保温、搅拌、离心后，分析放射性情况。若该过程中大肠杆菌未裂解，下列有关说法正确的是（　　）A．甲组上清液与沉淀物放射性都很强 B．甲组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H C．乙组上清液放射性很强而沉淀物几乎无放射性 D．乙组子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、35S【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。2、噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用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→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。4、上清液和沉淀物中都有放射性的原因分析：①用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因：a．保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。b．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中，也会使上清液的放射性含量升高。②用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。【解答】解：A、甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌，由于上清液中是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中是被侵染的大肠杆菌，因此甲组沉淀物放射性很强，上清液应该不含放射性，A错误；B、甲组用无放射性的T2噬菌体去侵染用3H、35S标记的大肠杆菌，由于合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，且噬菌体的蛋白质外壳和DNA都含有H元素，因此甲组子代噬菌体的蛋白质与DNA分子中都可检测到3H，B正确；C、乙组用3H、35S标记的T2噬菌体去侵染无放射性的大肠杆菌，其中3H标记的是噬菌体的蛋白质外壳和DNA，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌，经过搅拌离心后，含有噬菌体蛋白质外壳的上清液和含有被侵染的大肠杆菌的沉淀物中的放射性都很强，C错误；D、DNA的组成元素不含S，因此子代噬菌体的DNA分子中检测不到35S，但由于DNA分子复制方式是半保留复制，因此可检测到少量的3H，D错误。故选：B。【点评】本题考查噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。【变式演练5】下列关于噬菌体侵染细菌实验和肺炎链球菌转化实验的对比，叙述正确的是（　　）A．都应用了同位素标记法 B．后者设置了对照，前者没有对照 C．原理都是根据遗传物质具有控制性状表达的特性设计的 D．设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，并单独观察它们各自的作用【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用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→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。该实验证明DNA是遗传物质。【解答】解：A、噬菌体侵染细菌实验用到了同位素标记，A错误；B、两个实验都有对照，B错误；C、噬菌体浸染细菌的实验是根据遗传物质具有控制生物繁殖的特性而设计的，肺炎链球菌转化实验是根据遗传物质具有控制生物遗传性状的特性而设计的，C错误；D、两个实验的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，并单独观察它们各自的作用，D正确。故选：D。【点评】本题考查肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。【变式演练6】T2噬菌体侵染细菌实验过程如图，下列相关叙述正确的是（　　）A．搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳和DNA充分分离 B．直接用含32P的培养基培养获得32P标记的T2噬菌体 C．32P标记的实验组中，放射性同位素主要分布在上清液中 D．35S标记的实验组中，培养时间过短不会影响沉淀物的放射性【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。2、噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用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→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。3、实验结论：DNA是遗传物质。【解答】解：A、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，A错误；B、噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，所以不可用含32P的培养基直接培养T2噬菌体，B错误；C、32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，所以放射性主要分布在试管的沉淀物中，C错误；D、在35S标记的实验组中，噬菌体的外壳蛋白不进入细菌，所以培养时间过短不会影响上清液中放射性物质的含量，D正确。故选：D。【点评】本题考查噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。