2020年高考生物二轮复习第四单元遗传变异与进化教学案含解析

105 高考生物二轮复习学案：

第四单元 遗传、变异与进化

专题一 遗传的分子基础

【最新考纲】 1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)。3.基因的概念(Ⅱ)。4.DNA分子的复制(Ⅱ)。5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)。6.基因与性状的关系(Ⅱ)。

1．格里菲思的体内转化实验得出的结论是加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。

2．艾弗里的体外转化实验得出的结论是DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。

3．含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

4．细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

5．DNA复制需要的基本条件有模板、原料、能量和酶等。

6．基因的本质描述是基因是有遗传效应的DNA片段。

105 7．DNA复制的场所并非只在细胞核，真核生物中，除细胞核外还有线粒体、叶绿体；而原核生物中，DNA分子复制的场所有拟核、细胞质。

8．基因对性状的控制有两条途径：一是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；

二是基因通过控制蛋白质结构直接控制生物体的性状。

思考答案

思考一：不是，差速离心需在同一过程中多次改变转速，以分离多种不同物质(或细胞器)。

思考二：不是，HIV。

思考三：不携带，遗传信息是指能控制蛋白质的结构(或RNA酶的 碱基序列)的信息，tRNA只是搬运氨基酸的工具。

思考四： 细胞生物和DNA病毒

考点1 探索遗传物质历程的经典实验

一|线|考|情

【样题1】 (2019·江苏高考)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )

A．实验中可用15N代替32P标记DNA

B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的

C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌

D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA

解析 蛋白质和DNA都含有N，所以不能用15N代替32P标记DNA，A项错误；噬菌体外壳蛋白是由噬菌体体内控制噬菌体外壳蛋白合成的相关基因编码的，B项错误；DNA的复制为半保留复制，噬菌体侵染大肠杆菌后，会利用大肠杆菌体内的物质来合成噬菌体DNA，C项正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D项错误。

答案 C

【样题2】 (2019·浙江选考)为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：

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下列叙述正确的是( )

A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性

B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质

C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA

D．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA

解析 高温加热会破坏转化物质DNA的活性，甲组培养皿中应该只有R型菌落，A项错误；乙组中S型菌提取物中的蛋白质被蛋白酶催化水解了，所以转化物质不是蛋白质，B项错误；丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA，C项正确；该实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，D项错误。

答案 C

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考|向|微|练

考向 对有关实验过程的理解

1．判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)

(1)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才能侵入大肠杆菌。(×)

提示：该实验证明了DNA是遗传物质。

(2)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质。(×)

提示：肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质。

(3)用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。(√)

(4)体内转化实验证明S型DNA可使小鼠致死。(×)

提示：体内转化实验不能说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。

105 (5)用35S和32P同时标记噬菌体，可使实验更具说服力。(×)

提示：35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，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。

(6)一种生物只能有一种遗传物质。(√)

2．(2019·石家庄摸底考试)某人为模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，进行了以下两组实验：①用未被标记的T2噬菌体侵染3H标记的大肠杆菌；②用14C标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。以上两组实验经过适宜时间保温后进行搅拌、离心等操作，可检测到( )

A．①组实验的放射性主要出现在上清液中

B．①组实验的放射性主要出现在沉淀物中

C．②组实验的放射性主要出现在上清液中

D．②组实验的放射性主要出现在沉淀物中

解析 ①用未被标记的T2噬菌体侵染3H标记的大肠杆菌，因为3H存在于大肠杆菌细胞中，所以主要在沉淀物中检测到放射性，A项错误，B项正确；②用14C标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，噬菌体的DNA(含14C)进入大肠杆菌细胞内，蛋白质(含14C)外壳留在大肠杆菌细胞外，所以放射性在沉淀物和上清液中都存在，C、D两项错误。

答案 B

3．(2019·汉中质检)下列有关探索DNA是遗传物质实验的叙述，错误的是( )

A．格里菲思的实验指出了R型肺炎双球菌转化为S型是转化因子作用的结果

B．艾弗里实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质

C．赫尔希和蔡斯实验中标记T2噬菌体的DNA时利用了含32P的大肠杆菌

D．搅拌不充分会使35S标记的噬菌体这一组的沉淀物放射性偏低

解析 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型细菌体内存在转化因子，A项正确；艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，B项正确；对T2噬菌体的DNA进行32P标记，是先对T2噬菌体的宿主细胞大肠杆菌用含有32P的培养基培养，再用T2噬菌体侵染大肠杆菌，C项正确；搅拌不充分，则噬菌体的蛋白质外壳仍附着在大肠杆菌细胞上，经过离心后噬菌体的蛋白质外壳会出现在沉淀物中，使沉淀物中放射性偏高，D项错误。

答案 D

4．下列关于“核酸是遗传物质的证据”的实验的叙述，正确的是( )

A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性

B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果

C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA

105 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMV A的遗传物质

解析 DNA复制为半保留复制，新链合成过程中的原料由细菌提供，故只有少部分子代噬菌体具有放射性，A项错误；肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果，B项错误；肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质，C项错误；烟草花叶病毒感染和重建实验中用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型为A型，说明RNA是TMV A的遗传物质，D项正确。

答案 D

5．(2019·广东深圳调研一)将甲细菌提取物(含A、B、C、D四种有机物的混合物)和活的乙细菌混合培养一段时间后，从培养基中分离出了活的甲细菌。在无法对上述四种物质进行分离和提纯的前提下，为确定A～D中是哪种物质能使乙细菌转化为甲细菌，请根据题意设计相关实验，要求写出实验设计思路、预期结果及结论。

(1)设计思路：

(2)预期结果：

(3)结论：

解析 该实验的目的是探究甲细菌所含有的A、B、C、D四种有机物中哪种可使乙细菌发生转化。由于A、B、C、D四种有机物无法分离和提纯，故只能将其分成4份，再向其中分别加入分解A的酶、分解B的酶、分解C的酶和分解D的酶。再将处理后的每组中分别加入乙细菌，观察其转化情况；若其中某一个组别没有分离出活的甲细菌，表明该实验组中所对应的有机物是促进乙细菌转化为甲细菌的物质。

答案 (1)取适量的甲细菌的细胞提取物分成4等份，分别放在4支试管并编号，再分别加入可分解A、B、C、D的酶，一段时间后，分别和有乙细菌的培养基混合培养并观察结果。

(2)其中有一组混合培养基中没有分离出活的甲细菌。

(3)加酶后没有分离出活的甲细菌的实验组中所对应的有机物为转化物质。

考点2 DNA的分子结构与复制

一|线|考|情

【样题1】 (2019·浙江选考)在含有BrdU的培养液中进行DNA复制时，BrdU会取代胸苷掺入到新合成的链中，形成BrdU标记链。当用某种荧光染料对复制后的染色体进行染色，发现含半标记DNA(一条链被标记)的染色单体发出明亮荧光，含全标记DNA(两条链均被标记)的染色单体荧光被抑制(无明亮荧光)。若将一个细胞置于含BrdU的培养液中，培养到第三个细胞周期的中期进行染色并观察。下列推测错误的是( )

105 A．1/2的染色体荧光被抑制

B．1/4的染色单体发出明亮荧光

C．全部DNA分子被BrdU标记

D．3/4的DNA单链被BrdU标记

解析 DNA复制方式是半保留复制，第一次分裂结束后所有染色体的DNA分子中一条链不含BrdU，另外一条链含有BrdU；第二次分裂结束后有1/2的染色体上的DNA分子两条链均含有BrdU,1/2的染色体上的DNA分子中一条链不含BrdU，另外一条链含有BrdU；到第三次有丝分裂中期，全部DNA分子被BrdU标记，所有染色体均含有姐妹染色单体，其中有1/2的染色体上的2个DNA分子的两条链均含BrdU(荧光被抑制)，有1/2的染色体上的2个DNA分子中的1个DNA分子的两条链中的1条含BrdU、1条不含，另1个DNA分子的两条链均含BrdU，所以有1/4的染色单体会发出明亮荧光，综上所述，本题选D。

答案 D

【样题2】 (2017·江苏高考)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是( )

A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状

B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡

C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中

D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记

解析 格里菲思体内转化实验证明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，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么，A项错误；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡，B项错误；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中，C项正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子，而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸，D项错误。

答案 C