高中生物第1讲DNA是主要的遗传物质.docx
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高中生物第1讲DNA是主要的遗传物质
第二单元 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
考纲解读
1．两个经典实验的设计思路和结论分析
2．DNA分子的结构特点、复制及相关计算
3．基因与DNA、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸之间的关系
4．DNA分子多样性和特异性
5．遗传信息的转录和翻译过程及相关计算
6．中心法则的内容及相关内容的区别、联系和应用
7．基因与蛋白质及性状的关系
第1讲 DNA是主要的遗传物质
知识点一 肺炎双球菌转化实验
体内转化实验
体外转化实验
时间、人物
1928年 英国科学家①________
1944年 美国科学家⑨________和他的同事
实验材料
R型细菌
②_____________
R型活菌，S型细菌的DNA、蛋白质、多糖荚膜
S型细菌
③____________
实
验
过
程
Ⅰ
将R型活菌注射到小鼠体内―→④________
R型活菌和SDNA混合培养―→
________________
Ⅱ
将S型活菌注射到小鼠体内―→⑤______
R型活菌和S蛋白质混合培养―→⑪________
Ⅲ
将加热杀死的S型菌注射到小鼠体内―→⑥________
R型活菌和S多糖荚膜混合培养―→⑫________
Ⅳ
将R型活菌和S型死菌混合注射到小鼠体内―→⑦________
R型活菌与用DNA酶处理的SDNA混合培养―→⑬________
结 论
加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的⑧________
SDNA是促使R型细菌转化为S型细菌的物质，即⑭_________
知识点二 噬菌体侵染细菌的实验
知识点三 RNA也是遗传物质的实验
综上所述：
绝大多数生物的遗传物质是
________，所以说
________是主要的遗传物质
判断正误
1．肺炎双球菌体外转化实验以体内转化实验作基础（ ）。
2．艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质（ ）。
3．转化的实质是基因突变（ ）。
4．同位素标记噬菌体时不能直接将噬菌体放在培养基上（ ）。
5．同时用35S、32P标记一组噬菌体实验效果更明显（ ）。
6．有细胞的生物以DNA作为主要遗传物质（ ）。
7．有少数病毒不含DNA，只有RNA，此时RNA才是遗传物质（ ）。
学习笔记：
学习笔记：
自我校对：
①格里菲思 ②菌体无多糖荚膜、菌落表面粗糙、无毒性 ③菌体有多糖荚膜、菌落表面光滑、有毒性 ④小鼠不死亡 ⑤小鼠死亡 ⑥小鼠不死亡 ⑦小鼠死亡 ⑧“转化因子” ⑨艾弗里 ⑩既有R型菌，也有S型菌 ⑪只有R型菌 ⑫只有R型菌 ⑬只有R型菌 ⑭DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质
35S ⑯32P ⑰35S ⑱32P ⑲宿主细胞内 ⑳宿主细胞
宿主细胞外
宿主细胞
DNA
RNA
DNA
DNA
判断正误：
1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.√
肺炎双球菌转化实验
项目
内容
体内转化实验
体外转化实验
实验者
格里菲思
艾弗里及其同事
实验原理
S型细菌使人患肺炎或使小鼠患败血症
对S型细菌中的物质进行提取、分离，分别单独地观察各种物质的作用
实验过程及结果
体内转化实验流程：
体外转化实验流程：
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
联系
1.体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA
2.两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则
注意 ①格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里S型菌的DNA＋R型活菌培养基上生存的细菌都是R型菌和S型菌都有，但是R型菌多。
②加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA氢键断裂变性失活后随温度降低又恢复活性（类似于PCR扩增）。
③转化导致的变异方式类似于转基因技术，故应界定为基因重组。
本考点的考查主要有三个方向：
一是实验操作过程，二是实验的目的，三是考查探究性实验设计的基本思路和方法。
全国卷近几年没有命题，为冷考点。
【典例1】►（2011·广东卷）艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。
从表可知（ ）。
实验组号
接种菌型
加入S型菌物质
培养皿长菌情况
①
R
蛋白质
R型
②
R
荚膜多糖
R型
③
R
DNA
R型、S型
④
R
DNA（经DNA酶处理）
R型
A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性
C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子
D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
解析 本题考查艾弗里的肺炎双球菌转化实验，属于对理解层次的考查。
由表格信息可以看出，含有S型细菌的蛋白质和荚膜多糖的培养皿中没有S型细菌的产生，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子，A不符合题意；酶的化学本质是蛋白质或RNA，B不符合题意；③和④的自变量为DNA的完整性，在DNA保持完整的培养皿中有S型细菌出现，说明DNA是转化因子，C符合题意；因为大多数生物的遗传物质是DNA，我们才能说DNA是主要的遗传物质，①～④只能说明DNA是遗传物质，D不符合题意。
答案 C
题后反思 S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活细菌
只有R型细菌，该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质，而不是为了证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质，尽管此实验可以证明该问题，但不是该实验的实验目的。
【训练1】►（新视角）艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为（ ）。
A．实验一B．实验二
C．实验三D．实验一和三
解析 实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA活性片段，使基因无法转移进入R型细菌中，所以菌落只有一种，即R型菌落。
答案 B
噬菌体侵染细菌的实验及遗传物质辨析
一、噬菌体侵染细菌的实验分析
1．实验思路及方法
S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接地单独地观察它们各自的作用。
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→注入核酸→合成→组装→释放五个过程。
提醒 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体的DNA做模板起指导作用外，其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。
3．结果及分析
分组
结果
结果分析
对比实验（相互对照）
含32P噬菌体＋细菌
上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内
32P——DNA进入了宿主细胞内
含35S噬菌体＋细菌
宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中
35S——蛋白质外壳未进入宿主细胞留在外面
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）。
提醒 该实验可同时证明：
①DNA分子具有相对稳定性。
②DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。
③DNA能控制蛋白质的生物合成。
都不能证明DNA分子产生可遗传的变异。
二、与肺炎双球菌转化实验的比较
相同点
1均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同
2都遵循了对照原则
③都能证明DNA是遗传物质，都不能证明DNA是主要的遗传物质
不同点
方法不同
艾弗里实验
直接分离：
分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养
噬菌体侵染细菌实验
同位素标记法：
分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P和35S）
三、生物的遗传物质
1．烟草花叶病毒侵染烟草实验
（1）过程及结果
（2）结论：
RNA是遗传物质。
2．主要的遗传物质
（1）事实
生物
（2）结论：
绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
★ 本考点高考命题多以实验分析选择题形式出现，涉及内容有：
同位素标记法的应用，噬菌体的成分、结构与增殖，探究性实验设计的原则、方法等，题目有一定难度和区分度。
【典例2】►（2011·江苏卷）关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）。
A．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
B．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
C．用35S标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致
D．35S、32P标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
解析 “噬菌体侵染细菌的实验”应分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，再用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的大肠杆菌分别培养噬菌体得到含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的噬菌体，再让带标记的噬菌体分别侵染未带标记的大肠杆菌，进行短时间的保温培养，所以A、B选项均错误；C选项用35S标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分导致部分亲代噬菌体蛋白质外壳仍然吸附在大肠杆菌表面，所以C选项正确；35S、32P标记的噬菌体侵染实验分别说明蛋白质不是遗传物质、DNA是遗传物质，所以D选项错误。
答案 C
易错点评 噬菌体等病毒都是严格在活细胞内寄生并繁殖的，人工提供的培养基不能直接培养（并标记）病毒，必须用活细胞（寄主）培养（并标记）病毒。
因此“标记噬菌体”必须分两步进行！
【训练2】►（2012·南通调研）下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒（TMV）遗传物质”的实验过程，由此可以判断（ ）。
A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D．RNA是TMV的主要遗传物质
解析 从图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，同种生物的遗传物质没有主次之分，D错误。
答案 A
遗传物质的探索实验考查
1．（2010·海南卷）某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测见下表。
其中预测正确的是（ ）。
“杂合”噬菌体的组成
实验预期结果
预期结果序号
子代表现型
甲的DNA＋乙的蛋白质
1
与甲种一致
2
与乙种一致
乙的DNA＋甲的蛋白质
3
与甲种一致
4
与乙种一致
A.1、3B．1、4C．2、3D．2、4
解析 由题可知，两种噬菌体均为DNA病毒，即DNA决定了病毒的遗传性状，甲的DNA＋乙的蛋白质组成“杂合”噬菌体，“杂合”噬菌体的子代表现型与甲种一致；乙的DNA＋甲的蛋白质组成“杂合”噬菌体，“杂合”噬菌体的子代表现型与乙种一致。
答案 B
2．（2010·上海）若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体（ ）。
A．一定有35S，可能有32P
B．只有35S
C．一定有32P，可能有35S
D．只有32P
解析 1个被32P标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，含32P标记的噬菌体DNA侵入大肠杆菌，以大肠杆菌内的物质为原料进行复制，故释放的噬菌体可能有2个含32P的；以大肠杆菌内的35S氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质，故释放的噬菌体一定含有35S。
答案 A
生物体内的遗传物质3.判断正误
（1）（2010·广东卷—D）DNA是主要的遗传物质（ ）。
（2）（2009·江苏生物5—A）豌豆的遗传物质主要是DNA（ ）。
（3）（2009·江苏生物5—B）酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上（ ）。
解析
（1）由于绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。
（2）豌豆属于真核生物，其遗传物质只有DNA；（3）酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有。
答案
（1）√
（2） （3）√
4．（2008·广东理基，38）下列四种病毒中，遗传信息贮存在DNA分子中的是（ ）。
A．引发禽流感的病原体B．烟草花叶病毒
C．T2噬菌体D引起AIDS的病原体
解析 考查生物遗传物质的具体类型，属于考纲理解层次，难度较小。
对于常见的各种病毒的遗传物质要注意归类记忆。
禽流感病毒（禽流感的病原体）、烟草花叶病毒、艾滋病病毒（引起AIDS的病原体）都是RNA病毒，T2噬菌体是DNA病毒。
答案 C
5．（2008·江苏生物，10）叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。
下列叙述中错误的是（ ）。
A．叶绿体DNA能够转录
B．叶绿体DNA是遗传物质
C．叶绿体内存在核糖体
D．叶绿体功能不受细胞核调控
解析 叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成，因此叶绿体的DNA能够转录和翻译，也是细胞质内的遗传物质。
叶绿体功能受细胞核调控。
答案 D
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