高三生物一轮复习 618DNA是主要的遗传物质教学案 新人教版.docx

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高三生物一轮复习618DNA是主要的遗传物质教学案新人教版

2019-2020年高三生物一轮复习6.18DNA是主要的遗传物质教学案新人教版

1．涵盖范围

本单元包括必修2第三章基因的本质——DNA的发现、结构与复制和第四章基因的表达——转录、翻译过程以及中心法则和基因对生物性状的控制两大部分内容。

2．考情分析

（1）考查力度：

本单元在高考中所占比重较大，易与其他单元的内容相联系。

（2）考查内容

①两个经典实验的设计原理、材料、流程、现象及结论。

②与碱基互补配对原则相关的计算。

③DNA复制的特点、条件、原料、结果、意义等。

④转录和翻译过程的比较。

（3）考查形式

①选择题考查以上各考点。

②简答题主要考查DNA的复制及中心法则，多以图解的形式出现。

3．复习指导

（1）复习线索

①以“DNA的发现—结构—复制—功能”为主线，系统复习两个经典实验、DNA的结构及与RNA的比较，DNA的复制及相关计算。

②以“中心法则”为纽带，比较转录、翻译、DNA复制、RNA复制、逆转录过程的区别，尤其是转录、翻译与蛋白质、性状的关系。

（2）复习方法

①借助实验流程图和列表比较法突破两大经典实验。

②采用图文结合法理解记忆DNA的组成、结构。

③列表比较法和图文结合法理解基因的表达。

第18讲　DNA是主要的遗传物质

[考纲要求]　人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ）。

一、肺炎双球菌转化实验

1．格里菲思体内转化实验

（1）过程

（2）结论：

加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。

判一判　

（1）S型肺炎双球菌有毒性，R型肺炎双球菌无毒性（　√　）

（2）加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌（　×　）

（3）格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子（　×　）

2．艾弗里体外转化实验

（1）过程

（2）结论：

DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质。

思考　艾弗里实验中设置DNA＋DNA酶这一组实验的目的是什么？

提示　一是对照说明只加DNA组的结论，二是说明DNA的基本构成成分不能实现转化。

[技巧]　培养基中R型和S型细菌的辨析

（1）制作装片，显微观察是否有荚膜结构。

（2）培养形成菌落——培养基中两种细菌不断增殖形成菌落的形态、大小、颜色可以区分——肉眼即可辨别。

二、噬菌体侵染细菌的实验

1．噬菌体结构及增殖

2．实验过程

（1）标记噬菌体

（2）侵染细菌

3．结论：

在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。

思考　与艾弗里实验比较，两者共同的实验设计思路是什么？

提示　设法把DNA与蛋白质等其他物质分开，单独地直接地观察它们各自的作用。

三、DNA是主要的遗传物质

[连一连]

[判一判]

1．豌豆细胞内既有DNA，也有RNA，但是DNA是豌豆的主要遗传物质（　×　）

2．细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA（　×　）

考点一　分析肺炎双球菌的转化实验

1．比较体内转化实验与体外转化实验

体内转化实验

体外转化实验

操作人

格里菲思

艾弗里及其同事

细菌培养场所

小鼠体内

培养基（体外）

巧妙构思

用加热杀死的S型细菌做对照

将物质提纯分离各自观察

结果观察

小鼠是否死亡

培养基中菌落

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．体内转化实验与体外转化实验存在怎样的关系？

答案　体内转化实验说明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。

易错警示　肺炎双球菌转化实验中的4点易错分析

（1）体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌，使小鼠致死。

（2）在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。

（3）在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活。

DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。

（4）转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。

1．注射后能使小白鼠患败血症而死亡的是（　　）

A．R型肺炎双球菌

B．加热杀死后的R型肺炎双球菌

C．加热杀死后的S型肺炎双球菌

D．R型肺炎双球菌与加热杀死后的S型肺炎双球菌混合

答案　D

解析　S型肺炎双球菌可使小白鼠患败血症死亡。

R型肺炎双球菌与加热杀死后的S型肺炎双球菌混合后，可在小白鼠体内转化为S型肺炎双球菌。

2．格里菲思肺炎双球菌的转化实验是科学家研究、确定遗传物质的经典实验。

请回答下列问题：

（1）实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分，区分的依据是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）格里菲思根据实验得出的结论是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）该实验能否证明DNA是转化因子？

为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，两种细菌含量变化如图所示。

从免疫学角度解释：

曲线ab段下降的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

曲线bc段上升的原因是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）S型细菌形成的菌落表面光滑，R型细菌形成的菌落表面粗糙　

（2）加热杀死的S型细菌中必然含某种“转化因子”，使R型细菌转化成S型细菌　（3）不能。

因为没有把DNA和其他成分分开，单独观察各自的作用　（4）R型细菌被小鼠的免疫系统杀死　有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力下降

解析　

（1）S型细菌和R型细菌的菌落不同，S型细菌有荚膜，菌落表面光滑，R型细菌无荚膜，菌落表面粗糙，可通过观察菌落来区分这两种肺炎双球菌。

（2）（3）可联系教材实验作答。

（4）注意从免疫学角度解释，R型细菌含量在后期上升是小鼠免疫力降低造成的。

技法提炼

肺炎双球菌体内和体外转化实验中的对照

在格里菲思的实验中，分别用活的S型和R型细菌注射小鼠形成对照，加热杀死的S型细菌单独注射和与R型活细菌混合培养形成对照。

在艾弗里的体外转化实验中，DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成对照，而DNA与DNA酶处理产物之间也形成对照。

考点二　比较分析噬菌体侵染细菌的实验

1．完善噬菌体增殖的相关条件

（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．对噬菌体侵染细菌实验的结果分析

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

易错警示　噬菌体侵染细菌实验的易错分析

（1）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。

②35S（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。

（2）噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同

①前者采用放射性同位素标记法，即分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P和35S）；

②后者则采用直接分离法，即分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养。

3．在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，下列对于沉淀物中含有少量放射性物质的解释，正确的是（　　）

A．经搅拌与离心后有少量含35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上

B．离心速度太快，含35S的T2噬菌体有部分留在沉淀物中

C．T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S

D．少量含有35S的蛋白质进入大肠杆菌

答案　A

解析　在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，在沉淀物中含有少量放射性，原因是搅拌不充分，有少量的含35S的T2噬菌体还吸附在大肠杆菌上。

4．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

D．32P、35S标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质

答案　C

解析　噬菌体是寄生生物，一般的培养基无法培养噬菌体；在用35S和32P标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌时，保温培养的时间不能过长，否则子代噬菌体会从大肠杆菌中释放出来，从而影响实验结果；用35S标记噬菌体的侵染细菌实验中，沉淀物中有少量放射性是因为搅拌不充分，使含35S的蛋白质外壳残留在细菌上；噬菌体侵染细菌的实验只能说明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质是不是遗传物质。

[互动探究]　

（1）按B选项所述的标记方法，进入细菌体内的成分是什么？

（2）若C选项中的35S改为32P，若实验结果的上清液中含有放射性，其原因是什么？

提示　

（1）用32P标记的DNA。

（2）噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内或噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代

技法提炼

上清液和沉淀物放射性分析

1．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：

（1）保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。

（2）噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，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，也会使上清液中出现放射性。

2．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：

由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。

考点三　聚焦生物的遗传物质

1．根据烟草花叶病毒感染烟草的实验，获得实验结论

实验过

程与实

验结果

①烟草花叶病毒

正常烟草

产生花叶病（对照组）

②烟草花叶病毒的RNA

正常烟草

产生花叶病（实验组）

③烟草花叶病毒的蛋白质

正常烟草

不产生花叶病（实验组）

实验结论

RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质

2．判断下表中生物体内核酸种类及遗传物质

生物类型

所含核酸

遗传物质

举例

细胞

生物

真核

生物

DNA和RNA

DNA

酵母菌、玉米、人

原核

生物

DNA和RNA

DNA

细菌、蓝藻

非细胞生物

大多数病毒

仅有DNA

DNA

T2噬菌体

极少数病毒

仅有RNA

RNA

SARS病毒、艾滋病病毒

易错警示　对遗传物质的3点总结

（1）一切生物（朊病毒除外）的遗传物质是核酸（DNA或RNA）。

（2）凡细胞生物（不论是真核生物还是原核生物），其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。

（3）DNA病毒如噬菌体的遗传物质是DNA，只有RNA病毒的遗传物质是RNA。

5．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。

6．要研制诺瓦克病毒疫苗，必须知道其大分子组成，设计实验探究其物质组成。

（1）实验原理：

①RNA溶液在盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色。

②蛋白质溶液与________________反应显________色。

③________________________________________________________________________。

（2）实验步骤：

①用三支洁净的试管分别取等量含有诺瓦克病毒的溶液，编号A、B、C。

②向A试管中滴加适量的二苯胺试剂，水浴加热。

③向B试管中滴加适量浓盐酸与苔黑粉，加热。

④向C试管中____________________________________________________________。

（3）请设计一个表格并记录实验结果。

（4）实验结论：

________________________________________________________。

答案　

（1）②双缩脲试剂　紫　③DNA溶液与二苯胺试剂共热显蓝色

（2）④加适量的双缩脲试剂，振荡

（3）表格如下：

双缩脲试剂

二苯胺试剂

苔黑酚

现象

紫色

不变色

绿色

成分

蛋白质

不存在DNA

RNA

（4）诺瓦克病毒的大分子组成为RNA和蛋白质

注：

（3）、（4）其他答案也可，但表格内容要与结论一致。

解析　诺瓦克病毒由蛋白质外壳和核酸组成，核酸包括DNA和RNA，要鉴定这些大分子物质，可利用某些化学试剂与这些物质发生颜色反应，根据特定的颜色，判断该病毒中是否含有这些大分子成分。

设计表格方便记录实验结果，利用实验结果分析，并得出结论。

技法提炼

探究遗传物质是DNA、RNA还是蛋白质

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。

序号

错因分析

正确答案

序号

错因分析

正确答案

①

对对照组的理解不到位，导致答案不完整

1、2、3

②

结论表述不到位，没有抓住本质

S型细菌中的某种物质（转化因子）能使R型细菌转化成S型细菌

③

忽视了题干中提供的材料“请利用DNA酶作试剂”

加入提取的S型细菌DNA和DNA酶

⑤

把该验证实验误判为探究实验

实验结果：

A、C组培养基中未出现S型细菌，只有B组培养基中出现S型细菌；结论：

DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌

④

答案表述过于简化

将R型细菌分别接种到三组培养基上

教师备课资源

1．噬菌体侵染细菌实验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型细菌混合培养

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）

2．利用流程图法解决实验设计题

[方法解读]　解读流程图时，要借助于题干中的文字叙述，把握流程图中的核心变化或重要过程，以此为主线完成图文的转换。

由于流程图中涉及箭头、字母或数字等，答案的形式也可能用上述符号，这是解答流程图题与其他题型的区别。

[典例剖析]　请结合甲图用图解法完成实验设计，证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。

解析　

（1）仔细审题、审图，注意烟草花叶病毒的结构是由螺旋RNA和方框蛋白质外壳组成，说明烟草花叶病毒的化学成分是RNA和蛋白质。

（2）甲组实验表明：

用烟草花叶病毒去感染正常烟草时，烟草出现病态叶，并从烟草体内分离出了烟草花叶病毒，但不能证明烟草花叶病毒的哪一成分是遗传物质。

（3）设法把病毒的RNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察二者的作用。

单独用烟草花叶病毒的蛋白质外壳感染烟草时，烟草不出现病斑，从烟草细胞中也未分离出烟草花叶病毒；把烟草花叶病毒的RNA接种到烟草上，结果烟叶发病，并从烟草细胞中分离出了完整的烟草花叶病毒，证明了RNA起着遗传物质的作用，而甲组实验在此起了对照作用。

答案　

2019-2020年高三生物一轮复习6.19DNA分子的结构、复制及基因教学案新人教版

[考纲要求]　1.DNA分子结构的主要特点（Ⅱ）。

2.DNA分子的复制（Ⅱ）。

3.基因的概念（Ⅱ）。

一、DNA分子的结构

[巧记]　借图记忆

“3”→三种物质：

○、、▭；“4”→四种碱基对应四种脱氧核苷酸；“5”→五种元素：

含C、H、O；○一定含P；▭一定含N。

[判一判]

1．DNA的两条核糖核苷酸链反向平行盘旋成双螺旋结构（　×　）

2．DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的（　√　）

3．两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对（　√　）

4．DNA上碱基对的形成遵循碱基互补配对原则，即A＝U，G＝C（　×　）

[解惑]　碱基A与T之间形成两个氢键，G与C之间形成三个氢键。

含氢键越多，结构越稳定，即含G—C（或C—G）碱基对的比例越大，结构越稳定。

二、DNA分子的复制

1．概念：

以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。

2．时间：

有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。

3．条件

4．过程：

DNA

两条母链

形成子链→新DNA分子。

5．方式：

半保留复制。

6．特点：

边解旋边复制。

7．意义：

将遗传信息从亲代传给了子代，保持了遗传信息的连续性。

三、基因——具有遗传效应的DNA片段

1．据图①写出基因与染色体的关系：

基因在染色体上呈线性排列。

2．将代表下列结构的字母填入图②中的相应横线上：

a.染色体、b.DNA、c.基因、d.脱氧核苷酸。

3．基因的本质：

具有遗传效应的DNA片段。

[判一判]

1．构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等（　×　）

2．某DNA片段中有100个脱氧核苷酸，则可能的排列顺序为2100种（　×　）

提示　排列顺序应为4n，n指碱基对数，100个＝50对，即应为450种，其中“4”有特定含义，代表4种碱基，不能写成2100。

3．不同DNA分子携带的遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同（　√　）

[解惑]　

（1）基因是遗传的基本结构和功能单位，其主要载体是染色体。

线粒体和叶绿体中也存在基因。

（2）原核生物体内也存在基因，但不与蛋白质结合。

考点一　聚焦DNA分子的结构及碱基计算

1．观察DNA分子结构模型，分析其空间结构

（1）空间结构分析

分类

主链

内侧

构成方式

磷酸和脱氧核糖交替连接，两条主链呈反向平行，有规则盘旋成双螺旋

主链上对应碱基以氢键连接成对，对应碱基之间互补（A—T，G—C）配对，碱基平面之间平行

动态变化

相对稳定

碱基比率和碱基序列可变

（2）说出DNA三个结构特点的含义

①稳定性：

DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。

②多样性：

DNA分子中碱基对排列顺序多种多样。

③特异性：

每种DNA都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。

2．DNA碱基互补配对原则的有关计算

规律1：

互补的两个碱基数量相等，即A＝T，C＝G。

规律2：

任意两个不互补的碱基和占总碱基的50%。

规律3：

一条链中互补碱基的和等于另一条链中这两种碱基的和。

规律4：

若一条链中，

＝n，则另一条链中

＝n，

＝n。

规律5：

若一条链中

＝K，则另一条链中

＝

。

易错警示　有关水解产物、氢键及碱基计算的易错点

（1）水解产物及氢键数目计算

①DNA水解产物：

初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。

②氢键数目计算：

若碱基对为n，则氢键数为2n～3n；若已知A有m个，则氢键数为3n－m。

（2）碱基计算

①不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即（A＋T）/（C＋G）的值不同。

该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。

②若已知A占双链的比例＝c%，则A1/单链的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。

1．如图为核苷酸链结构图，有关叙述不正确的是（　　）

A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a和b

B．各核苷酸之间是通过化学键③连接起来的

C．DNA连接酶可连接断裂的化学键③

D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T

答案　A

解析　核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖、一分子的含氮碱基组成；DNA中有A、T、C、G四种碱基，RNA中有A、U、C、G四种碱基；核苷酸分子通过磷酸二酯键连接组成核苷酸链。

2．下图为真核细胞内某基因（15N标记）的结构示意图，该基因全部碱基中A占20%。

下列说法正确的是（　　）

A．该基因一定存在于细胞核内的染色体DNA上

B．该基因的一条核苷酸链中（C＋G）/（A＋T）为3∶2

C．DNA解旋酶只作用于①部位，限制性核酸内切酶只作用于②部位

D．将该基因置于14N培养液中复制3次后，含15N的DNA分子占1/8

答案　B

解析　真核细胞中的DNA主要存在于细胞核内的染色体中，少量存在于线粒体、叶绿体中。

由双链DNA中A（腺嘌呤）占20%，