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高考生物一轮对点训练：10-1 人类对遗传物质的探索历程 a Word版含解析
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[考法综述] 高考中对肺炎双球菌转化实验的考查，以基础知识为主，试题难度不大，多数以文字信息或者图像的形式展现；对噬菌体侵染细菌实验的考查主要涉及噬菌体侵染细菌实验的原理、过程和结果及其成功的原因，误差分析，噬菌体的特点和增殖过程，以及在研究过程中运用的放射性同位素标记法。重点强调对考生识记能力和实验分析能力的考查。
命题法1 肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较分析
1.利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。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。下列说法不正确的是( )
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S和R两种肺炎双球菌
C．F组产生的S肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
答案 D
解析 从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质；F组加入了S菌的DNA，可以分离出S和R两种肺炎双球菌，而出现的S肺炎双球菌可能是基因重组的结果；A组经煮沸、D和E组为R菌，均不能导致小鼠死亡，D项错误。
【解题法】 体内转化实验和体外转化实验的比较
项目 | 体内转化实验 | 体外转化实验 |
培养细菌 | 用小鼠(体内) | 用培养基(体外) |
实验原则 | R型细菌与S型细菌的毒性对照 | S型细菌体内各成分的相互对照 |
实验结果 | 加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 | S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌 |
实验结论 | 加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子” | DNA是S型细菌的遗传物质 |
两实验的联系 | ①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌； ②体内转化实验是基础，仅说明加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA； ③两实验都遵循对照原则、单一变量原则 | |
命题法2 噬菌体侵染细菌的实验分析
2.为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。下图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及病毒、细菌的叙述中，正确的是( )
A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐
B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组
C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律
D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质
答案 B
解析 图中锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标记；要证明DNA是遗传物质，还应设计一组用35S标记的噬菌体的侵染实验，两组相互对照，都是实验组；大肠杆菌是原核生物，其遗传不遵循基因分离定律；若本组实验B(上清液)中出现放射性，可能是实验时间较长，细菌裂解导致的。
3．结合遗传物质的相关实验，回答下列问题。
(1)艾弗里及其同事进行了肺炎双球菌的转化实验，该实验成功的最关键的实验设计思路是___________________________________。
(2)上述实验证明了____________________。
(3)后来，赫尔希和蔡斯用____________法，进一步证明DNA是噬菌体的遗传物质。实验包括4个步骤：
①噬菌体与大肠杆菌混合培养 ②用35S和32P分别标记噬菌体 ③放射性检测 ④离心分离。
该实验步骤的正确顺序是________(用数字表示)。
(4)用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质存在于______(上清液、沉淀物)中。
(5)噬菌体的DNA连续复制n次后，含亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体个体应占总数的________。
(6)在噬菌体的蛋白质合成过程中，遗传信息的流动途径表达式是____________________________________。
答案 (1)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质，单独研究它们各自的功能 (2)肺炎双球菌的“转化因子”是DNA (3)放射性同位素标记 ②①④③ (4)沉淀物 (5)1/2n－1 (6)DNARNA蛋白质
解析 (1)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质才能单独研究它们各自的功能。
(2)DNA是遗传物质，是肺炎双球菌的“转化因子”。
(3)噬菌体侵染细菌是用了32P、35S分别标记DNA和蛋白质，去研究它们各自的作用。
(4)被32P标记的噬菌体的DNA会进入大肠杆菌中，大肠杆菌会在沉淀物中。
(5)DNA连续复制n次后生成2n个子代DNA，含有亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体的DNA有2个，所以占总数的2/2n＝1/2n－1。
【解题法】 噬菌体侵染细菌的实验中标记元素的选择和子代噬菌体的放射性分析
(1)用35S和32P作为标记元素的原因分析：蛋白质的组成元素是C、H、O、N、S等，DNA的组成元素是C、H、O、N、P，所以用35S标记蛋白质，用32P标记DNA。
(2)噬菌体侵染细菌过程中，亲代噬菌体的蛋白质没有进入细菌内，所以子代噬菌体蛋白质中的所有成分均来自细菌。亲代噬菌体的DNA进入细菌内，且进行半保留复制，所以子代噬菌体的DNA分子中可能含有亲代DNA链，也可能不含有。因此分析时应注意放射性标记对象是噬菌体还是细菌，二者对应的结果不同，具体见表：
噬菌体 | 细菌 | 被标记的物质 | 子代噬菌体 |
32P、32S | 31P、32S | 亲代噬菌体的DNA | 只有含有亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体具有放射性，其余均不具有放射性 |
31P、35S | 31P、32S | 亲代噬菌体的蛋白质 | 均不具有放射性 |
31P、32S | 32P、32S | 细菌内含P的物质，如DNA、核苷酸等 | 因为合成子代噬菌体的原料全部来自细菌，所以这两种情况下子代噬菌体均具有放射性 |
31P、32S | 31P、35S | 细菌内含S的物质，如蛋白质、氨基酸等 |
命题法3 遗传物质的判断与分析
4.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用
C．c、d过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
答案 D
解析 由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草叶片，因此没有证明烟草花叶病毒的RNA是不是遗传物质。
【解题法】 探究遗传物质是DNA、RNA还是蛋白质的思路
(1)基本设计思路：设法将DNA(或RNA)与蛋白质分开，单独地直接地观察各自的作用。
(2)基本设计原则：对照原则。
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