高考生物一轮总复习 第17讲 DNA是主要的遗传物质课件 新人教版.ppt

第3章基因的本质 综合分析近三年各地高考试题 高考命题在本章有以下规律 1 从所占分值上看 一般不超过5分 比例较低 从试题类型上看 主要以选择题形式出现 非选择题的比例较低 2 从命题思路上看 考查内容越来越细 考查角度越来越小 但考查内容每年都有重合 说明重点内容不避开 每年都有体现 3 纵观本章内容在高考中的出现规律 可发现基因的本质考查力度较小 难度不高 常以小切口方式进行考查 根据近三年高考命题特点和规律 复习本章时要注意以下几个方面 1 遗传物质的探索是很能体现科学研究过程的内容 对学生今后在科学领域的发展有着非常重要的指示作用 所以在学习过程中应特别注意学生探究能力的培养 2 dna分子的结构和dna分子的复制是比较抽象的内容 学习时要从分子水平上理解其内在的变化 可以联系生活中的实际例子 也可以做一些模型 尽量把抽象的问题具体化 3 在学习本章内容时 要时常与遗传规律联系 因为遗传规律的分子水平理解主要体现在本章内容上 所以把本章的内容学好 也是对遗传规律的再次深度理解 为整个高中生物学难点做一个完美的延伸 第17讲dna是主要的遗传物质 一 肺炎双球菌的转化实验1 格里菲思的体内转化实验 1 实验过程及结果 不死亡 死亡 s型 不死亡 死亡 s型 2 结论 加热杀死的s型细菌中含有 可将无毒性的r型活细菌转化为 2 艾弗里的体外转化实验 1 设计思路 设法将分开 单独研究它们各自的功能 2 实验过程及结果 转化因子 有毒性的s型活细菌 dna与其他物质 r型菌和s型菌 r型菌 3 结论 才是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质 而蛋白质 多糖及dna的水解产物不是 1 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 dna 二 噬菌体侵染细菌的实验1 噬菌体简介 1 所属生物 2 生活方式 细胞内寄生 不能独立进行 病毒 新陈代谢 蛋白质 dna 2 实验过程及结果 3 结论 dna是 不是遗传物质 2 噬菌体侵染细菌的实验中32p和35s分别存在什么部位 用图解表示 提示 遗传物质 蛋白质 三 rna是遗传物质的相关实验1 实验过程及结果 rna 正常 2 结论 3 人类的探索结论dna是 因为实验证明绝大多数生物的 只有少部分生物的 一 判断题 或 1 豌豆的遗传物质主要是dna 2009 江苏 5a 2 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 2011 广东卷 2 rna是遗传物质 主要的遗传物质 遗传物质是dna 遗传物质是rna 1 不能证明s型菌的蛋白质不是转化因子 2 说明s型菌的荚膜多糖有酶活性 3 和 说明s型菌的dna是转化因子 4 说明dna是主要的遗传物质 3 关于 噬菌体侵染细胞的实验 的叙述 2011 江苏卷 1 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 2 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 3 用35s标记噬菌体的侵染实验中 沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 4 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 二 选择题1 2012 上海单科 赫尔希 a hershey 和蔡斯 m chase 于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了dna是遗传物质 这项实验获得成功的原因之一是噬菌体 a 侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞b 只将其dna注入大肠杆菌细胞中c dna可用15n放射性同位素标记d 蛋白质可用32p放射性同位素标记 解析 本题考查了通过噬菌体侵染细菌的实验 证明dna是遗传物质这一知识点 噬菌体的结构物质有蛋白质和dna 对蛋白质和dna进行标记要用特有元素35s和32p 不能用共有元素15n 故c项错误 蛋白质的组成元素中一般没有p 故d错误 噬菌体侵染细胞时把dna注入大肠杆菌中 而蛋白质外壳留在外面 这一特性将蛋白质和dna分离开 实验结果更科学 更准确 故b项正确 答案 b 2 2012 江苏单科 人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程 下列有关叙述正确的是 a 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质b 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力c 沃森和克里克提出在dna双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数d 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 解析 本题主要考查了人类对遗传物质本质的探究历程 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律 但没有证实其化学本质 a不正确 在肺炎双球菌体外转化实验中提取的dna的纯度没有达到100 从单独 直接观察dna生理效应方面分析 说服力不如噬菌体侵染细菌的实验 b正确 沃森和克里克提出在dna双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数 c不正确 烟草花叶病毒感染烟草实验只说明烟草花叶病毒的遗传物质是rna d不正确 答案 b 3 2012 重庆理综 针对耐药菌日益增多的情况 利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注 下列有关噬菌体的叙述 正确的是 a 利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质b 以宿主菌dna为模板合成子代噬菌体的核酸c 外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成 使该细菌死亡d 能在宿主菌内以二分裂方式增殖 使该细菌裂解 解析 本题主要考查噬菌体的增殖特点等相关知识 噬菌体侵染细菌时 仅将其dna注入细菌体内 利用细菌细胞内的原料 以自身遗传物质为模板合成噬菌体的dna和蛋白质外壳 最后再组装成子代噬菌体 这种增殖方式称为复制式增殖 由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入宿主菌内 其与宿主菌蛋白质的合成无关 故选项a正确 选项b c d错误 答案 a 拓展提升 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 格里菲思的工作相当于前两步 艾弗里的工作相当于后两步 2 加热杀死的s型细菌能使r型活细菌发生转化的原因 加热到一定温度 蛋白质的分子结构 空间结构 会被破坏而变性 从而丧失生物活性 因此 加热引起蛋白质变性是导致s型细菌死亡的原因 s型细菌体内的dna热稳定性较高 把dna溶液加热至沸点 可使其氢键断裂 双螺旋解体 但若将其缓慢冷却 分离的单链又可部分地得以重聚 恢复其双螺旋结构 因此 在一定温度范围内 加热不会导致dna变性 3 转化作用的实质是外源dna与受体dna之间发生了基因重组 使受体细胞获得了新的遗传信息 并非发生了基因突变 4 在格里菲思的实验中 分别用活的s型和r型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 考向1 2013 东北四校联考 肺炎双球菌有光滑型 s型 和粗糙型 r型 两种类型 其中s型细菌外面有多糖类的荚膜 有致病性 其菌落是光滑的 r型细菌外面没有荚膜 无致病性 其菌落是粗糙的 请分析下列实验并回答问题 1 s型肺炎双球菌有不同的类型 其主要区别在于构成荚膜的多糖存在差异 格里菲思将s 型菌在特殊条件下进行体外培养 从中分离出r 型菌 由此判断 r 型菌的出现是 的结果 对上述现象的正确解释是r 型菌从 中获得了 导致细菌转化 从而恢复了形成荚膜的能力 3 在格里菲思所做实验基础上 艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验 如图所示 在艾弗里设计的实验中 最关键的思路是 首先从 然后 观察 4 艾弗里所做的实验中 设置1 5组实验的目的是 实验结果说明 5 6组实验结果说明 5 在格里菲思所做的实验中 灭活s 型菌的加热温度是60 65 之间 在此温度条件下 dna失活是因为dna分子发生 但当温度恢复至适宜温度后 dna分子又会 保持其遗传特性 破题关键 清楚肺炎双球菌转化实验的设计思路 对比体内转化实验和体外转化实验 落实设计思路的区别 听课记录 解析 1 s 型菌在特殊条件下进行体外培养后分离出r 型菌 说明特殊条件引起了遗传物质变化 发生了基因突变 2 加热杀死的s 型菌与r 型菌混合感染小鼠后 出现了能形成荚膜的s 型菌 说明加热杀死的s 型菌中存在转化因子 3 艾弗里设计了肺炎双球菌的体外转化实验 其最关键的思路是把各种物质分开单独地起作用 以对照说明遗传物质的成分 分开的操作应是分离出各种成分 以保证不相互影响 4 用各种物质单独做实验 目的是相互对照 通过实验结果相互对照说明遗传物质的成分 5 dna之所以能成为转化因子 原因就是高温解旋后 低温下能恢复 仍能保持其遗传特性 而蛋白质高温变性后不能再恢复 答案 1 基因突变 2 s 型菌某种物质 转化因子 3 s 型菌中提取 分离 和鉴定 出各种成分分别与r 型菌混合培养其后代是否有s 型菌 菌落 出现 4 相互对照s 型菌的dna是使r型菌发生转化的物质dna结构必须保持完整才能行使遗传功能 或dna结构被破坏失去遗传功能 5 解旋 或变性 复性 恢复双螺旋结构 考向2 1944年 美国科学家艾弗里和他的同事 从s型活细菌中提取了dna 蛋白质和多糖等物质 然后分别加入培养r型细菌的培养基中 结果发现只有加入dna的培养基中 r型细菌转化成了s型细菌 而加入蛋白质和多糖的培养基中 r型细菌不能发生这种变化 这一现象说明了 s型细菌的性状是由dna决定的 在转化过程中 s型细菌的dna进入到r型细菌细胞中 dna是遗传物质 s型细菌的dna是遗传物质 r型细菌的dna不是遗传物质 蛋白质和多糖不是遗传物质 蛋白质和多糖在该转化实验中 起对照作用a b c d 解析 题干描述了艾弗里实验的过程 这一实验通过对照证明s型细菌的dna是遗传物质 控制其性状 而蛋白质和多糖等不是s型细菌的遗传物质 但起到对照作用 本实验并未证明r型细菌的遗传物质是什么 答案 c 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 实验步骤及结果与结论 易错警示 1 必须分两组分别标记进行实验 不能同时对噬菌体既标记35s又标记32p 2 该实验不能标记c h o n这些dna和蛋白质共有的元素 3 该实验不能证明蛋白质不是遗传物质 因为蛋白质外壳留在外面 其作用不能证明 4 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 但不能证明dna分子产生可遗传的变异 5 少量放射性出现的原因 用32p标记实验时 上清液中也有一定的放射性的原因有二 一是保温时间过短 有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内 经离心后分布于上清液中 使上清液出现放射性 二是从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 也会使上清液放射性含量升高 用35s标记实验时 沉淀物中出现少量放射性的原因 可能由于搅拌不充分 有少量35s的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面 随细菌离心到沉淀物中 使沉淀物中出现少量的放射性 6 两个经典实验的实验设计思路和设计原则 对照原则是相同的 但所用技术手段 物质提纯与分离技术和同位素标记技术 实验材料 实验结论 能否证明蛋白质不是遗传物质方面 都是不相同的 二 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 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 考向3 有人试图通过实验来了解h5n1禽流感病毒侵入家禽的一些过程 设计实验如图 一段时间后 检测子代h5n1病毒的放射性及s p元素 下表对结果的预测中 最可能发生的是 解析 病毒侵染细胞时 蛋白质外壳留在外面 只有核酸注入细胞 由图可知 病毒先在含32p的宿主细胞1中培养 其dna被32p标记 然后转移到含35s的宿主细胞2中培养 病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的31p 不具放射性 也有自身核酸 含32p 故子代病毒的核酸多数含31p 少数含32p 病毒合成蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的 故全被35s标记 答案 d 互动探究 1 禽流感病毒的蛋白质外壳的合成场所是什么 提示 在家禽细胞的核糖体上 2 禽流感病毒进行复制和表达的原料是什么 提示 核苷酸和氨基酸 考向4 如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验 实验表明这种病原体 a 寄生于细胞内 通过rna遗传b 寄生于细胞间 通过蛋白质遗传c 寄生于细胞内 通过蛋白质遗传d 寄生于细胞间 通过rna遗传 解析 从图示可看出 用rna接种在叶片上 叶片出现了病斑 而用蛋白质外壳接种到叶片上 叶片上没有病斑 所以该病原体是通过rna遗传的 病毒都是寄生在细胞内的 利用细胞提供的酶进行相关代谢 答案 a 探究历程图 疑难点拨 1 探究策略放射性同位素示踪法 就是在需要研究的物质体系中 加入一些放射性同位素原子 示踪原子 用放射性监测手段来跟踪其行迹 进而研究出该系统的变化规律的方法 同位素标记法是生物学中用来研究元素在生物与环境之间 一种生物个体与另一种生物个体之间 同一生物个体内各细胞之间以及细胞内各细胞器之间 各物质之间的运行和变化的一种重要的研究方法 运用这种方法可以探究生物学中的许多未知规律 2 经典技能盘点 1 利用放射性同位素标记自显影技术 证明细胞分裂间期的最大特点是完成dna复制 rna和蛋白质的合成 用放射性元素标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸并追踪 研究dna的复制 用放射性元素标记尿嘧啶核糖核苷酸并追踪 研究rna的合成 用放射性元素标记氨基酸并追踪 研究蛋白质的合成 2 科学家在豚鼠的胰脏腺泡细胞中注射3h标记的亮氨酸并进行追踪 研究分泌蛋白在附着于内质网的核糖体上合成之后 是按照内质网 高尔基体 细胞膜的方向运输 证明生物膜系统在结构和功能上是紧密联系的统一整体 3 美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法 证明光合作用释放的o2全部来自水 4 科学家用放射性同位素35s和32p 证明dna是遗传物质 5 用放射性同位素 如32p 或荧光分子等标记的dna分子作探针 根据dna分子的杂交原理 鉴定被检测标本上的遗传信息 应用于产前诊断和环境监测 达到检测疾病和检测饮用水中病毒含量的目的 3 难点追击利用一些物质的特征元素追踪该物质在生物体内的变化情况 如用放射性的i标记甲状腺激素 追踪甲状腺激素在体内的变化等 考向5 同位素标记法是生物学常用的一种研究方法 下列相关叙述正确的是 a 设法让洋葱根尖吸收含3h标记的尿嘧啶核糖核苷酸 只能在分生区细胞中检测到放射性b 给小麦供应14co2 14c不会出现在线粒体中c 给豚鼠供应18o2 其呼出气体中不含有c18o2d 赫尔希和蔡斯用35s标记噬菌体的蛋白质时 标记元素在氨基酸的r基中 破题关键 同位素用于追踪物质运行和变化过程时 叫做示踪元素 用示踪元素标记的化合物 化学性质不变 人们可以根据这种化合物的性质 对有关的一系列化学反应进行追踪 这种科学研究方法叫做同位素标记法 用同位素示踪法追踪某元素或物质的来龙去脉从而得出相应的结论 具有真实性和可靠性 同位素标记法与分泌蛋白 光合作用 噬菌体侵染细菌 基因工程 基因诊断等生物知识相关 生物学上经常使用的同位素是组成原生质的主要元素 即h n c s p和o等的同位素 但18o和15n没有放射性 听课记录 解析 此题考查的是课本中利用同位素标记法所进行的几个实验 属于考纲理解层次 尿嘧啶核糖核苷酸是组成rna的一种特殊的基本单位 只要是能够合成rna的细胞均能检测到放射性 故a错误 b给小麦供应14co2 14c会首先出现在c3中 接着出现在 ch2o 中 通过光合作用合成的 ch2o 可以被有氧呼吸直接利用即14c会出现在线粒体中 故b错误 c给豚鼠供应18o2 18o会首先出现在水中 紧接着含有18o的水又可以参与有氧呼吸的第二阶段与丙酮酸反应生成c18o2 故c错误 大多数的蛋白质都含有s元素 s元素只能存在于氨基酸结构的r基中 故d正确 答案 d 考向6 同位素标记法是生物学研究中的常用方法 若以3h标记的腺嘌呤脱氧核苷酸为实验材料进行某项研究 该研究不可能应用于 a 测定肺癌细胞的分裂速率b 测定人体内肝细胞合成蛋白质的速率c 研究生物细胞中腺嘌呤的代谢途径d 比较不同组织细胞内dna复制的情况 解析 首先要确定腺嘌呤脱氧核苷酸与细胞分裂 蛋白质合成 腺嘌呤代谢 dna复制的关系 腺嘌呤脱氧核苷酸是合成dna的原料 用3h标记腺嘌呤脱氧核苷酸可以研究dna分子的复制 细胞的分裂 腺嘌呤的代谢途径等 蛋白质的合成速率与基因表达有关 不涉及dna的合成 答案 b 1 2013 淮北一中模拟 在艾弗里证明dna是遗传物质的实验中 用dna酶处理从s型活细菌中提取的dna并与r型细菌混合培养 结果发现培养基上仅有r型菌生长 设置本实验步骤的目的是 a 证明r型菌的生长并不需要s型活细菌的dnab 用以补充r型菌生长过程中所需要的营养物质c 直接证明s型菌dna不是促进r型菌转化为s型菌的因素d 与 以s型活细菌的dna与r型菌混合培养 的实验形成对照 解析 dna酶处理从s型活细菌中提取的dna并与活的r型菌混合培养 培养基中只有r型菌生长 从s型活细菌中提取的dna与活的r型菌混合 培养基中r型 s型两种菌都生长 通过两实验的对照 进一步证明dna是遗传物质 答案 d 2 在甲 乙 丙 丁四组相同培养基上分别接种正常r型菌 正常s型菌 加热杀死的s型菌 加热杀死的s型菌和正常r型菌 培养一段时间 观察菌落的生长情况如图 下列有关叙述中正确的是 a 从s型菌中提取的dna与活的r型菌混合 培养基中只有s型菌b 利用培养的细菌在小鼠体内转化时 r型菌数量会先上升后下降c 加热杀死的s型菌和正常r型菌混合培养 可证明促使r型菌转化为s型菌的物质是s型菌的dnad 甲 乙 丙三组作为丁的对照实验 解析 从s型菌中提取的dna与活的r型细菌混合 使部分r型菌转化为s型 培养基中有r型 s型两种菌 故a项错误 细菌在小鼠体内转化时 由于免疫系统的作用 r型细菌会先下降后上升 故b项错误 加热杀死的s型细菌和正常r型细菌混合培养 可证明某种物质促使r型菌转化为s型菌 但不能证明该物质一定就是dna 因加热杀死的s型菌的化学成分不仅有dna 还有蛋白质和糖类 转化与否 不能说就是dna所起的作用 故c项错误 答案 d 3 2012 平顶山一中模拟 某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验 进行了以下4个实验 用32p标记的噬菌体侵染未标记的细菌 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 用未标记的噬菌体侵染3h标记的细菌一段时间后离心 以上4个实验检测到放射性的主要部位是 a 沉淀 沉淀 沉淀和上清液 沉淀和上清液b 沉淀 沉淀 沉淀和上清液 沉淀c 沉淀 上清液 沉淀 沉淀和上清液d 上清液 上清液 沉淀和上清液 上清液 解析 本题考查噬菌体侵染细菌实验的相关知识 噬菌体侵染细菌实验离心后 上清液中主要有噬菌体的蛋白质外壳 沉淀物主要为细菌 32p标记的噬菌体 标记的是dna 侵染未标记的细菌后 则放射性主要在沉淀物中 未标记的噬菌体侵染35s标记的细菌 则放射性主要在沉淀物中 用15n标记噬菌体 可以标记其蛋白质外壳 也可以标记其dna 因此 侵染未标记的细菌后 上清液和沉淀物中均可能有放射性 用未标记的噬菌体侵染3h标记的细菌 则放射性主要在沉淀物中 答案 b 4 下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图 对此实验的有关叙述正确的是 a 本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35s的培养基中获得的b 本实验选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和dnac 实验中采用搅拌和离心等手段是为了把dna和蛋白质分开再分别检测其放射性d 若噬菌体繁殖三代 则子代噬菌体中含35s的占1 4 解析 病毒的繁殖离不开活细胞 要标记噬菌体 应先标记培养噬菌体的细菌细胞 实验中采用搅拌的手段是为了把细菌和噬菌体的蛋白质外壳分开 35s标记蛋白质外壳 外壳没有注入细菌中 子代噬菌体中不含有35s 答案 b 5 烟草花叶病毒 tmv 和车前草病毒 hrv 都能感染烟叶 但二者致病病斑不同 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 结果说明具有侵染作用c c d两过程表示用tmv的外壳和hrv的rna组合成的 杂种病毒 接种烟叶 结果说明该 杂种病毒 有侵染作用 表现病症为烟叶感染车前草病毒的症状 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