高考生物大一轮复习 3.1.1遗传物质的发现课件 中图版必修2.ppt

第三单元遗传与变异的分子基础第一章遗传的物质基础第一节遗传物质的发现 考纲考情 知识梳理 一 遗传物质在染色体上1 萨顿假说 1 内容 遗传因子位于 上 2 依据 在减数分裂时 遗传因子和染色体的行为具有完全 的关系 2 摩尔根的果蝇杂交实验 1 内容 控制眼色的基因位于 上 2 结论 是遗传物质的载体 染色体 平行 性染色体 染色体 二 dna是主要的遗传物质1 格里菲思的体内转化实验 1 实验过程及实验现象 a r型细菌小鼠 b s型细菌小鼠 c 加热杀死的s型细菌小鼠 不死亡 死亡 不死亡 死亡 s型细菌 2 分析实验现象 根据实验a b 说明 无毒性 有毒性 根据实验c 说明加热杀死的s型细菌无毒性 根据实验d 说明无毒性的r型细菌在与加热杀死的s型细菌混合后 转化为 并且这种性状的转化是 的 3 得出实验结论 导致细菌转化的是 r型细菌 s型细菌 有毒性的s型细菌 可以遗传 某种物质 2 艾弗里的体外转化实验 1 实验过程 r型 s型 r型 2 分析实验过程 只有加入 r型细菌才能转化为s型细菌 s型细菌的dna加入 后不能使r型细菌发生转化 3 得出实验结论 是具有转化作用的遗传物质 不是遗传物质 s型细菌的dna dna酶 dna 蛋白质和其他物质 3 噬菌体侵染细菌的实验 1 实验步骤和结果 32p 35s 32p 细菌 35s 细菌 噬菌体的dna 噬菌体的蛋白质 有 无 2 实验结论 是遗传物质 不是遗传物质 三 rna是遗传物质的相关实验1 实验过程及结果 2 结论 3 dna是主要的遗传物质 科学实验证明绝大多数生物的遗传物质是 只有极少数生物的遗传物质是 dna 蛋白质 rna是遗传物质 dna rna 小题快练 1 易错判断 1 2014 江苏高考t4d 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的半保留复制 分析 由噬菌体侵染细菌实验发现 只有噬菌体的32p标记的dna侵入细菌细胞内 这就证明dna是遗传物质 2 2013 江苏高考t2c 格里菲斯 思 的肺炎双球菌转化实验直接证明了dna是遗传物质 分析 格里菲思认为加热杀死的s型细菌中 必然含有某种促成转化的活性物质 但是 格里菲思并未确定到底是什么物质 3 2012 重庆高考t2b 噬菌体能利用宿主菌dna为模板合成子代噬菌体的核酸 分析 噬菌体合成过程中所需dna模板来自噬菌体 而合成过程中所需氨基酸 核苷酸 atp 酶 场所等条件均由细菌细胞提供 4 2012 江苏高考t2d 烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是rna 分析 烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是rna 而不能说明所有病毒的遗传物质是rna 5 2011 海南高考t16a 只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质 分析 细胞生物和病毒均有核酸 而且都能携带遗传信息 6 噬菌体侵染细菌的实验中可用放射性同位素35s和32p同时标记一组噬菌体 分析 应分两组 用放射性同位素35s和32p分别标记噬菌体 2 探索遗传物质的过程是漫长的 直到20世纪初期 人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质 当时人们作出判断的理由不包括 a 不同生物的蛋白质在结构上存在差异b 蛋白质与生物的性状密切相关c 蛋白质比dna具有更高的热稳定性 并且能够自我复制d 蛋白质中氨基酸的不同排列组合可能蕴含大量遗传信息 解析 选c 本题借助科学发展史考查蛋白质的多样性等特点 蛋白质不具备热稳定性 也不能复制 故选c项 其他选项所述的蛋白质的特点 与遗传物质应具备的特征一致 可作为蛋白质是遗传物质的理由 3 格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验 此实验结果 a 证明了dna是遗传物质b 证明了rna是遗传物质c 证明了蛋白质是遗传物质d 没有证明具体哪一种物质是遗传物质 解析 选d 格里菲思用两种肺炎双球菌在小鼠体内进行了细菌转化实验 证明了加热杀死的s型细菌内含有某种 转化因子 它可将r型细菌转化为s型细菌 但当时并未确认该物质的化学本质 真正确认s型细菌中 转化因子 化学本质的实验应为艾弗里等人的肺炎双球菌体外转化实验 4 科学家利用肺炎双球菌证明遗传物质是dna的实验中 用dna酶处理从s型细菌中提取的dna之后加入r型细菌的培养基上 结果发现培养基上仅有r型肺炎双球菌生长 设置本实验步骤的目的是 a 证明r型细菌生长不需要dnab 补充r型细菌生长所需要的营养物质c 直接证明s型细菌dna不是促进r型细菌转化的因素d 与 加入s型细菌的dna 的实验形成对照 解析 选d 本题考查对经典实验的理解 用dna酶处理从s型细菌中提取的dna之后加入r型细菌的培养基中是与 加入s型细菌的dna 的实验形成对照 5 噬菌体侵染细菌的实验中 在细菌体内合成蛋白质的错误叙述是 a 原料和酶来自细菌而模板来自噬菌体b 模板和酶来自噬菌体 核糖体和氨基酸原料来自细菌c 指导蛋白质合成的dna来自噬菌体 氨基酸原料来自细菌d 指导蛋白质合成的dna来自噬菌体 核糖体 氨基酸原料和酶由细菌提供 解析 选b 噬菌体以自己的dna为模板 利用细菌的原料 场所等复制自己的dna 合成自己的蛋白质外壳 6 下列有关核酸与遗传物质关系的叙述 不正确的是 a dna是绝大多数生物的遗传物质b 有的生物的遗传物质是rnac 在真核生物中 dna和rna都是遗传物质 其中dna是主要的遗传物质d 核酸是所有生物的遗传物质 其中dna是主要的遗传物质 解析 选c 生物的遗传物质是核酸 有细胞结构的生物含有dna和rna两种核酸 但dna是遗传物质 没有细胞结构的病毒只含有dna或rna一种核酸 其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质 总之 大多数生物的遗传物质是dna 即dna是主要的遗传物质 速记卡片 1 两个肺炎双球菌转化实验的结论 1 格里菲思实验的结论 加热杀死的s型细菌中存在 转化因子 2 艾弗里实验的结论 dna才是使r型细菌产生稳定性变化的物质 即dna是遗传物质 2 噬菌体侵染细菌实验的两次标记 1 第一次标记 标记大肠杆菌 分别用含35s和32p的培养基培养大肠杆菌 2 第二次标记 标记噬菌体 分别用含35s和32p的大肠杆菌培养噬菌体 3 证明dna是遗传物质的两大实验的实验思路 设法将dna和蛋白质等其他物质分离开来 单独地 直接地观察它们各自的作用 4 关于遗传物质的三个问题 1 真核生物和原核生物的遗传物质一定是dna 2 病毒的遗传物质是dna或rna 3 绝大多数生物的遗传物质是dna 因此dna是主要的遗传物质 考点一肺炎双球菌的转化实验1 体内转化实验和体外转化实验的比较 2 分析 1 本实验体现了一个完整的科学发现过程 即发现问题 提出假说 实验验证 得出结论 格里菲思的体内转化实验相当于前两步 艾弗里的体外转化实验相当于后两步 2 加热杀死的s型细菌使r型细菌发生转化的原因 加热到一定温度 蛋白质的分子结构会被破坏而变性 从而丧失生物的活性 s型细菌体内的dna热稳定性较高 把dna溶液加热到沸点 可使其氢键断裂 双螺旋解体 但若将其慢慢冷却 分离的单链又可以恢复其双螺旋结构 即在一定的温度范围内 加热不会导致dna变性 高考警示 肺炎双球菌转化实验的实质和分析 1 转化的实质是基因重组而非基因突变 肺炎双球菌转化实验是指s型细菌的dna片段整合到r型细菌的dna中 使受体细胞获得了新的遗传信息 即发生了基因重组 2 转化的只是少部分r型细菌 由于转化受到dna的纯度 两种细菌的亲缘关系 受体菌的状态等因素的影响 因此转化过程中并不是所有的r型细菌都转化成s型细菌 而只是小部分r型细菌转化成s型细菌 考题回访 1 2015 济宁模拟 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 f组可以分离出s型和r型两种肺炎双球菌b 通过e f对照的结果 能说明转化因子是dna而不是蛋白质c f组产生的s型肺炎双球菌能将此性状传递给后代d s型和r型两种肺炎双球菌的产生是细胞分化的结果 解题指南 1 题干关键信息 利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验 2 图中信息 离体细菌的转化实验 dna与蛋白质分开 解析 选d 分析题图可知 a中是加热杀死的s型细菌 失去感染能力 不能使小鼠死亡 b中是s型细菌 能使小鼠死亡 c中是s型细菌 r型细菌的dna 能使小鼠死亡 d中是r型细菌 不能使小鼠死亡 e中是r型细菌 s型细菌的蛋白质 不能将r型细菌转化成s型细菌 不能使小鼠死亡 f中是r型细菌 s型细菌的dna 能将部分r型细菌转化成s型细菌 能使小鼠死亡 e组没有出现s型细菌 f组出现s型细菌 所以通过e f对照 能说明转化因子是dna而不是蛋白质 将s型细菌的dna与r型细菌混合 s型细菌的dna能将部分r型细菌转化成s型细菌 所以f组可以分离出s型和r型两种肺炎双球菌 对分离 出的菌体进行培养后s型细菌的后代仍然是s型细菌 说明性状是可遗传的 s型和r型两种肺炎双球菌的产生是s型细菌的dna与r型细菌混合 进而将部分r型细菌转化成s型细菌的结果 知识总结 r型细菌转化原理s型细菌与r型细菌混合培养时 s型细菌的dna进入r型细菌体内 结果在s型细菌dna的控制下 r型细菌体内的化学成分合成了s型细菌的dna和蛋白质 从而组装成了具有毒性的s型细菌 2 2015 泰安模拟 格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下 将无毒的r型细菌注入小鼠体内 小鼠不死亡 将有毒的s型细菌注入小鼠体内 小鼠患败血症死亡 将加热杀死的s型细菌注入小鼠体内 小鼠不死亡 将r型细菌与加热杀死的s型细菌混合后 注入小鼠体内 小鼠患败血症死亡 根据上述实验 下列说法正确的是 a 整个实验证明了dna是具有转化作用的遗传物质b 实验 实验 可作为实验 的对照实验c 实验 中的死亡小鼠体内s型细菌毒性不能稳定遗传d 重复做实验 与 得到同样的结果 说明s型细菌由r型细菌突变而来 解题指南 解答本题的关键是理解肺炎双球菌的转化实验 解题的关键点是 1 格里菲思并没有证明 具有转化作用的遗传物质 的本质 2 肺炎双球菌转化的实质是基因重组 解析 选b 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验说明加热杀死的s型细菌可以使r型细菌发生转化 但不能证明dna是具有转化作用的遗传物质 在体内转化实验中 每一组既是实验组 又是其他组别的对照组 实验 实验 实验 均可作为实验 的对照实验 r型细菌转化成s型细菌是因为其接受了s型细菌的dna 属于基因重组 该变异是可以遗传的 延伸探究 如果将实验 中小鼠体内的细菌提取出来 用培养基进行培养 观察培养基中菌落的生长将会出现哪些类型 提示 会出现光滑型菌落 s型细菌 和粗糙型菌落 r型细菌 3 2015 潍坊模拟 如图为 肺炎双球菌转化实验 的部分研究过程 能充分说明 dna是遗传物质 的是 a b c d 解题指南 解答本题的关键是明确以下两个方面 1 上述实验设计中 实验组 均分别与 构成对照实验 2 遗传物质的作用是能够促进转化并使转化得到遗传 解析 选d 实验 中r型活细菌在s型细菌的dna的作用下 转化为s型细菌 说明了s型细菌的dna进入r型细菌中 实现了对其性状的控制 证明了dna是遗传物质 为了排除其他物质是遗传物质的可能性 还要设计一系列实验 题中的实验 均分别与实验 构成对照实验 说明了s型细菌的rna 蛋白质和多糖类荚膜等都不能使r型细菌转化 即证明dna是遗传物质 延伸探究 实验 中 若在培养基中添加dna酶 会出现什么样的结果 为什么 提示 不会长出s型细菌 只会出现r型细菌 因为dna酶会使加入的s型细菌的dna水解 不能使r型细菌得到转化 易错提醒 肺炎双球菌转化实验的两个认识误区 1 体内转化实验仅说明加热杀死的s型细菌内含有 具有转化作用的遗传物质 而没有证明 具有转化作用的遗传物质 的本质 体外转化实验才说明 具有转化作用的遗传物质 是dna 2 体内转化实验和体外转化实验均体现了对照原则 最终实验结论必须由几组实验结果对比得出 如本题各组实验间相互对照才能最终得出 dna是遗传物质 的结论 加固训练 1 在肺炎双球菌的转化实验中 能够证明 dna才是具有转化作用的遗传物质 的最关键的实验设计是 a 将无毒r型细菌与有毒s型细菌混合后培养 发现r型细菌转化为s型细菌b 将无毒r型细菌与加热后杀死的s型细菌混合后培养 发现r型细菌转化为s型细菌 c 从加热杀死的s型细菌中提取dna 蛋白质和多糖 混合加入培养r型细菌的培养基中 发现r型细菌转化为s型细菌d 从s型活细菌中提取dna 蛋白质和多糖 分别加入培养r型细菌的培养基中 发现只有加入dna r型细菌才转化为s型细菌 解析 选d a项 s型细菌内各成分没有分开 不能证明是dna使r型细菌转化为s型细菌 b项 该实验只能证明加热杀死的s型细菌中含有具有转化作用的遗传物质 但不能证明具有转化作用的遗传物质就是dna c项 将s型细菌的dna 蛋白质和多糖混合后加入培养基中 仍然分不清具体是哪种物质起了转化作用 d项 s型细菌的各成分分开后 只有dna使r型细菌转化为s型细菌 则证明dna是具有转化作用的遗传物质 2 完成肺炎双球菌体外转化实验后 一些科学家认为 dna可能只是在细胞表面起化学作用 形成荚膜 而不是起遗传作用 同时代的生物学家哈赤基斯从s型肺炎双球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型 记为抗 s 提取出它的dna 将dna与对青霉素敏感的r型菌 记为非抗 r 共同培养 结果发现 某些非抗 r型菌被转化为抗 s型菌并能稳定遗传 下列关于哈赤基斯实验的分析中 错误的是 a 实验证明 细菌中一些与荚膜形成无关的性状 如抗药性 也会发生转化b 抗 s型菌的dna中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因c 实验结果表明 上述对肺炎双球菌体外转化实验所得结论的怀疑是错误的d 非抗 r型菌转化为抗 s型菌是基因突变的结果 解析 选d 抗 s型菌的dna中同时具有控制荚膜合成的基因和抗青霉素的基因 非抗 r型菌是因为直接获得了抗 s型菌的相关基因才转化为抗 s型菌的 所以转化为抗 s型菌并不是基因突变的结果 考点二噬菌体侵染细菌实验1 噬菌体的增殖 1 场所 细菌 2 实验结果分析 1 用35s标记噬菌体 上清液中放射性很高的原因 蛋白质外壳没有进入细菌 离心后存在于上清液中 2 用35s标记的噬菌体 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 3 用32p标记噬菌体 沉淀物中放射性很高的原因 dna进入细菌 离心后存在于沉淀物中 4 用32p标记的噬菌体 上清液中含放射性的原因 保温时间过短 有一部分噬菌体还没有侵染到细菌细胞内 经离心后分布于上清液中 上清液中出现放射性 保温时间过长 噬菌体在细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 高考警示 标记噬菌体侵染细菌实验中的误区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 考题回访 1 2013 海南高考 关于t2噬菌体的叙述 正确的是 a t2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素b t2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中c rna和dna都是t2噬菌体的遗传物质d t2噬菌体可利用寄 宿 主体内的物质大量增殖 解题指南 解答本题时需关注以下两点 1 病毒只有一种核酸 dna或rna 2 t2噬菌体是寄生在细菌中的dna病毒 解析 选d 本题考查t2噬菌体的结构 病毒的增殖特点 a项 核酸中的元素只有c h o n p 不含s 故错误 b项 t2噬菌体寄生在细菌中 不能寄生在酵母菌中 故错误 c项 任何生物的遗传物质只能是dna或rna中的一种 t2噬菌体的遗传物质是dna 故错误 d项 t2噬菌体作为病毒 只能在寄 宿 主细胞中增殖 故正确 2 2015 德州模拟 关于 噬菌体侵染细菌实验 的叙述 正确的是 a 分别用含有放射性同位素35s和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细菌 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标记的噬菌体侵染实验分别说明dna是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 解题指南 解答本题需要明确以下两点 1 噬菌体的生活方式 营寄生生活 因此不能用普通培养基直接培养 必须先标记细菌 然后用含放射性的细菌来培养噬菌体进行标记 2 侵染细菌实验中 进入细菌体内的是dna 蛋白质并未进入 因此无法说明蛋白质的作用 解析 选c 应分别用含有放射性同位素35s和32p的培养基培养细菌 再用上述细菌培养噬菌体 分别用35s和32p标记的噬菌体侵染未被标记的细菌 进行短时间的保温培养 沉淀物中存在少量放射性 说明沉淀物中有35s标记的噬菌体蛋白质外壳 是搅拌不充分所致 32p 35s标记的噬菌体侵染细菌的实验相互对照证明dna是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 延伸探究 噬菌体侵染细菌实验中32p和35s存在于哪些部位 提示 易错提醒 放射性同位素标记法注意问题不能用放射性元素c h o n标记的原因 因为dna和蛋白质中都含有c h o n 所以在噬菌体侵染细菌实验中不能标记c h o n 否则会出现题2中 实验中的现象 即在沉淀物和上清液中均有放射性 3 2015 济南模拟 某研究人员模拟噬菌体侵染细菌实验 进行了如下实验 用32p标记的噬菌体侵染未标记的细菌 用未标记的噬菌体侵染35s标记的细菌 用15n标记的噬菌体侵染未标记的细菌 一段时间后进行离心 检测到放射性存在的主要部位依次是 a 沉淀物 上清液 沉淀物和上清液b 沉淀物 沉淀物 沉淀物和上清液c 沉淀物 上清液 沉淀物d 上清液 上清液 沉淀物和上清液 解题指南 解答本题的关键是明确下列两个方面 1 放射性同位素的具体标记对象 2 在对噬菌体侵染细菌后的混合物进行离心时 dna和蛋白质的存在位置 解析 选b 中32p标记了噬菌体的dna 放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸中 35s用于蛋白质的合成 放射性主要集中在子代噬菌体蛋白质外壳中 15n标记了噬菌体的dna和蛋白质 放射性主要集中在部分子代噬菌体的核酸和留在细菌外的蛋白质外壳中 延伸探究 本题实验 中 子代噬菌体的dna和蛋白质中是否含有15n 为什么 提示 子代噬菌体的dna中含有15n 而蛋白质中不含15n 因为合成dna的模板来自亲代dna 亲代dna中含有15n 而合成蛋白质的原料来自细菌 细菌内不含15n 加固训练 1 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验 均不能证明的是 a dna可以产生可遗传的变异b 蛋白质不是遗传物质c dna可以控制生物的性状d dna是主要的遗传物质 解析 选d 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验可证明dna是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 大多数生物的遗传物质为dna 所以dna是主要的遗传物质 两实验均不能证明此结论 2 用35s标记的t2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌 经过一段时间的保温 搅拌 离心后发现放射性主要分布在上清液中 沉淀物的放射性很低 对于沉淀物中含有少量的放射性的正确解释是 a 经搅拌与离心后还是有少量含有35s的t2噬菌体吸附在大肠杆菌上b 离心速度太快 较重的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35sd 少量含有放射性35s的蛋白质进入大肠杆菌内 解析 选a 经搅拌与离心后若有少量含有35s的t2噬菌体吸附在大肠杆菌上 则会出现沉淀物中含有少量放射性的情况 备选考点 一 噬菌体侵染细菌实验中子代噬菌体元素来源判断t2噬菌体侵染细菌时 用放射性元素标记的物质不同 放射性在子代出现情况不同 1 若用32p和35s标记t2噬菌体而宿主细胞未被标记 相当于间接地将核酸和蛋白质分开 只在部分子代t2噬菌体的核酸中有32p标记 2 若用32p和35s标记宿主细胞而t2噬菌体未被标记 则在子代t2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均有标记元素 3 若用c h o n等标记t2噬菌体而宿主细胞未被标记 则只在部分子代t2噬菌体的核酸中有标记元素 4 若用c h o n等标记宿主细胞而t2噬菌体未被标记 则在子代t2噬菌体的核酸和蛋白质外壳中均可找到标记元素 考题回访 某科学家在做 噬菌体侵染细菌实验 时 用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质 如下表所示 产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状 大小完全一样 1 子代噬菌体的dna应含有表中的 和 元素 2 子代噬菌体的蛋白质分子中 都没有 元素 由此说明