【创新设计】2013高考生物一轮复习资料 第二单元 第1讲　DNA是主要的遗传物质 新人教版必修2

用心 爱心 专心1 第二单元第二单元 遗传的分子基础遗传的分子基础 最新考纲 1 人类对遗传物质的探索过程 2 DNA 分子结构的主要特点 3 基因的概念 4 DNA 分子的复制 5 遗传信息的转录和翻译 6 基因与性状的关系 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 1944 年 美国科学家 和他的同事 R 型细菌 实验材料 S 型细菌 R 型活菌 S 型细菌的 DNA 蛋 白质 多糖荚膜 将 R 型活菌注射到小鼠体 内 R 型活菌和 SDNA混合培养 10 将 S 型活菌注射到小鼠体 内 R 型活菌和 S蛋白质混合培 养 将加热杀死的 S 型菌注射到小 鼠体内 R 型活菌和 S多糖荚膜混合培 养 实 验 过 程 将 R 型活菌和 S 型死菌混合注 射到小鼠体内 R 型活菌与用 DNA 酶处理的 SDNA混合培养 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 SDNA是促使 R 型细菌转化为 S 型细菌的物质 即 知识点二 噬菌体侵染细菌的实验 用心 爱心 专心2 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 25 26 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 用心 爱心 专心3 自我校对 格里菲思 菌体无多糖荚膜 菌落表面粗糙 无毒性 菌体有多糖荚膜 菌落表面 光滑 有毒性 小鼠不死亡 小鼠死亡 小鼠不死亡 小鼠死亡 转化因子 艾弗里 既有 R 型菌 也有 S 型菌 只有 R 型菌 只有 R 型菌 只有 R 型 菌 DNA 是遗传物质 而蛋白质等不是遗传物质 35S 32P 35S 32P 宿主 15 细胞内 宿主细胞 宿主细胞外 宿主细胞 DNA RNA 21 22 23 24 DNA DNA 25 26 判断正误 1 2 3 4 5 6 7 肺炎双球菌转化实验 Error 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 用心 爱心 专心4 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 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 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 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 R 蛋白质R 型 R 荚膜多糖R 型 RDNA R 型 S 型 R DNA 经 DNA 酶处理 R 型 A 不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子 B 说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性 C 和 说明 S 型菌的 DNA 是转化因子 D 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 和 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 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 培养 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 用心 爱心 专心5 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 Error 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 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 对比实验 相互对 照 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 DNA 分子具有相对稳定性 DNA 能自我复制 使前后代保持一定的连续性 DNA 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 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 都遵循了对照原则 都能证明 DNA 是遗传物质 都不能证明 DNA 是主要的遗 传物质 用心 爱心 专心6 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 不同 点 方法 不同 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 非细胞结构生物 病毒 的遗传物质 DNA或RNA 细胞结构 原核生物的遗传物质 DNA 真核生物的遗传物质 DNA 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 用心 爱心 专心7 标记大 肠杆菌 方法 用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌 让其繁殖若干代 结果 分别获得含32P和35S的大肠杆菌 标记噬 菌体 方法 用分别含32P和35S的大肠杆菌培养噬菌体 让噬菌体大量繁殖 结果 分别获得DNA含32P和蛋白质含35S的噬菌体 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 实验预期结果 杂合 噬菌体的组成 预期结果序号子代表现型 1 与甲种一致 甲的 DNA 乙的蛋白质 2 与乙种一致 3 与甲种一致 乙的 DNA 甲的蛋白质 4 与乙种一致 A 1 3 B 1 4 C 2 3 D 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 用心 爱心 专心8 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