高考生物一轮复习第三单元基因的本质第1讲DNA是主要的遗传物质课件新人教版必修2.ppt

第三单元基因的本质与基因的表达 认知考纲 第1讲DNA是主要的遗传物质 一 肺炎双球菌的转化实验1 肺炎双球菌 知识梳理 2 体内转化实验 1 实验过程 无毒R型活细菌小鼠小鼠 无毒S型活细菌小鼠小鼠 加热杀死S型细菌小鼠 2 结论加热杀死的S型细菌中 含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的 3 体外转化实验 1 方法 将S型细菌的 和蛋白质 多糖等物质分开 分别加入到培养R型细菌的培养基中 2 结果 只有加入S型细菌的 R型细菌才能转化为S型细菌 3 结论 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 3 结论 是遗传物质 三 证明RNA是遗传物质的实验1 烟草花叶病毒组成 和蛋白质 2 实验过程3 结论 是遗传物质 四 DNA是主要的遗传物质因为绝大多数生物的遗传物质是 所以说 是主要的遗传物质 自主核对 一 1 粗糙有无2 不死亡死亡小鼠不死亡小鼠死亡转化因子3 DNADNADNA二 1 DNA蛋白质寄生2 35S和32P高低低高3 DNA三 1 RNA2 RNA蛋白质3 RNA四 DNADNA 1 在噬菌体侵染细菌的实验中 如何标记噬菌体 2 为什么说DNA是主要的遗传物质 考点1肺炎双球菌的转化实验 考点突破 应用指南1 格里菲思的体内转化实验只提出 S型细菌体内有转化因子 并没有具体证明哪种物质是遗传物质 最终证明DNA是遗传物质的是艾弗里 2 格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里DNA R型活菌培养基上生存的细菌都是R型和S型都有 但是R型多 3 DNA DNA水解酶 R型活菌只有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 4 转化作用的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA之间实现了重组 因此 从变异类型看 该过程属于基因重组 例1格里菲思 F Griffith 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 没有具体证明哪一种物质是遗传物质 答案 D 对点训练1在肺炎双球菌转化实验中 将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后 注射到小鼠体内 小鼠死亡 则小鼠体内S型 R型细菌含量变化情况最可能的是下图中的哪个选项 解析 随着R型细菌转化成S型细菌 S型细菌的数量变化呈现S型曲线的变化 开始时大部分R型细菌在小鼠体内会被免疫系统逐渐消灭 随着小鼠免疫系统的破坏 R型细菌数量又开始增加 答案 B 对点训练2艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是 A 重组DNA片段 研究其表型效应B 诱发DNA突变 研究其表型效应C 设法把DNA与蛋白质分开 研究各自的效应D 应用同位素示踪技术 研究DNA在亲代与子代之间的传递 解析 艾弗里从S型肺炎双球菌中提取出了DNA 蛋白质 分别与R型细菌混合培养 证明了DNA是遗传物质 赫尔希和蔡斯用同位素标记法将噬菌体的DNA与蛋白质分开 单独地 直接地去研究它们的作用 答案 C 3 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 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 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 应用指南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 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 例2下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述 其中正确的是 A 与细菌转化实验相同 都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B 所使用的噬菌体 必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的C 采用搅拌和离心等手段 是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D 新形成的噬菌体中没有检测到35S 说明DNA是遗传物质而蛋白质不是 解析 噬菌体不能在普通培养基上生长 必须在细菌体内才能进行繁殖 因此必须使用无标记的噬菌体去感染被35S标记的细菌 才能得到含35S的噬菌体 在噬菌体侵染细菌的实验中 噬菌体的蛋白质没有参与新噬菌体的繁殖过程 因此既不能证明蛋白质是遗传物质 也不能证明其不是遗传物质 答案 B 对点训练3在噬菌体侵染细菌实验中 如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有31P和32S 噬菌体中的DNA和蛋白质分别含有32P和35S 噬菌体DNA在细菌体内复制了三次 那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含有35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的 A 1 4和1B 3 4和0C 1 4和0D 3 4和1 解析 噬菌体侵染细菌时 蛋白质外壳没有进入细菌体内 只有其DNA注入细菌 并作为模板合成子代DNA 并指导蛋白质合成 新的噬菌体的蛋白质是以细菌的氨基酸为原料重新合成的 因此所有新的噬菌体中都不含35S 假如一个含有32P的噬菌体在细菌体内利用31P复制了三次 在复制后的8个噬菌体中 只有2个含有32P 占所有噬菌体的1 4 答案 C 考点3DNA是主要的遗传物质1 RNA也可作为遗传物质 烟草花叶病毒实验 2 DNA是主要的遗传物质 应用指南1 一切生物的遗传物质是核酸 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 只有极少数RNA病毒的遗传物质是RNA 4 只要有DNA DNA为遗传物质 没有DNA 只有RNA RNA为遗传物质 例3甲 乙为两种不同的病毒 经病毒重建形成 杂种病毒 丙 用丙病毒侵染植物细胞 在植物细胞内产生的新一代病毒可表示为 解析 在病毒中遗传物质应为核酸 重组病毒产生的后代应与提供核酸的病毒相同 答案 D 对点训练4科学家从烟草花叶病毒 TMV 中分离出a b两个不同品系 它们感染植物产生的病斑形态不同 下列4组实验 见下表 中 不可能出现的结果是 A 实验 B 实验 C 实验 D 实验 解析 烟草花叶病毒是RNA病毒 遗传特性是由RNA决定的 实验 组合病毒的遗传物质是b型TMV的RNA 所以分离出的病毒类型应该是b型 答案 C 考点4实验面面观 探究性实验与验证性实验1 探究性实验指实验者在不知晓实验结果的前提下 通过自己实验 探索 分析 研究得出结论 从而形成科学概念的一种认知活动 2 验证性实验指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果 巩固和加强有关知识内容 培养实验操作能力为目的的重复性实验 应用指南探究性实验与验证性实验的比较 例4自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒 简称禽流感病毒 我国就参与了抗击禽流感的国际性合作 并已经研制出预防禽流感的疫苗 根据所学知识回答下列问题 1 实验室中要获得大量禽流感病毒 不是将病毒直接接种到无细胞的培养基上 而是以活鸡胚为培养基 其原因是 2 利用特定的颜色反应来鉴定禽流感病毒的化学组分 原理是 RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色 3 实验分析出禽流感病毒的物质组成为蛋白质和RNA 不含DNA 则证明禽流感病毒的遗传物质的最关键的实验设计思路是 4 请你预测用禽流感病毒的蛋白质和RNA分别感染活鸡胚存在的几种可能性 蛋白质与RNA都有遗传效应 说明 蛋白质和RNA都是遗传物质 说明 说明 说明 解析 本题是教材经典实验的延伸 着重考查化学成分的鉴定原理 证明遗传物质的关键设计思路以及探究性实验的结果预测和结论分析 1 病毒营寄生生活 只有在活细胞内才能生存 2 DNA可用二苯胺试剂鉴定 蛋白质可用双缩脲试剂鉴定 分别显现不同的颜色 3 证明某生物的遗传物质的关键思路是设法把该生物的各种成分分离开来 单独地直接地观察每种成分的作用 4 进行探究性实验的结果预测与结论分析时要考虑各种可能的情况 答案 1 病毒的繁殖只能在宿主的活细胞中进行 2 蛋白质与双缩脲试剂作用显紫色 DNA与二苯胺试剂共热显蓝色 与 的顺序可互换 3 设法将禽流感病毒的蛋白质和RNA分开 单独地 直接地去观察它们各自的作用 4 RNA有遗传效应 而蛋白质没有遗传效应RNA是遗传物质 而蛋白质不是遗传物质 RNA没有遗传效应 而蛋白质有遗传效应RNA不是遗传物质 而蛋白质是遗传物质 RNA和蛋白质都没有遗传效应RNA和蛋白质都不是遗传物质 例1下列有关遗传物质的说法 错误的是 A 生物的遗传物质是脱氧核糖核酸B 生物的主要遗传物质是脱氧核糖核酸C 病毒的遗传物质是DNA或RNAD 控制细胞核遗传和细胞质遗传的物质都是DNA错因分析对核酸及其分类模糊不清 对遗传物质 主要遗传物质模糊不清 解析具有细胞结构的生物 无论是真核生物还是原核生物 其遗传物质一定是DNA 病毒的遗传物质是DNA或RNA 但生物的主要遗传物质是脱氧核糖核酸 即DNA 答案A 例2用放射性同位素分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA 并用标记的噬菌体侵染细菌 经过一段时间的保温 搅拌 离心 观察放射性同位素的分布情况 下列关于实验结果的分析 不正确的是 A S型细菌的性状是由DNA决定的B 在转化过程中 S型细菌的DNA可能进入到了R型细菌中C 噬菌体侵染细菌并经离心后 含32P的放射性同位素主要分布在离心管上清液中D 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都能够证明DNA控制蛋白质的合成 错因分析一是对肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验过程不熟悉 导致在分析问题时无从入手 二是不能认识到肺炎双球菌的转化实验和噬菌体浸染细菌的实验的相同点和不同点 三是不能灵活分析与这两个实验相联系的知识点 如肺炎双球菌的转化实验和生物变异之间的联系 噬菌体侵染细菌的实验与DNA分子的复制和基因表达之间的联系等 解析R型细菌能够转化为S型细菌是因为S型细菌的DNA进入到了R型细菌中 含32P的放射性同位素存在于DNA中 含35S的放射性同位素存在于蛋白质中 噬菌体侵染细菌并经离心后 噬菌体蛋白质主要分布在上清液中 DNA主要分布在离心管的沉淀物中 由于DNA的作用 R型细菌转化成S型细菌 合成S型细菌特有的蛋白质 由于噬菌体DNA进入细菌中 最终合成了噬菌体的蛋白质 因此两个实验均可证明DNA控制蛋白质的合成 答案C 典例1 2010 江苏生物 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以贮存大量遗传信息考查角度对遗传物质的整体认识 解析作为遗传物质的特点 结构上存在差异 其基本单位不同的排列组合可以贮存大量遗传信息 与生物性状密切相关 具有较高的稳定性 并且能够自我复制 选项C应为DNA比蛋白质具有更高的热稳定性 并且能够自我复制 答案C点评本题考查遗传物质特点的相关知识 难度适中 解题关键在于区分DNA与蛋白质的不同 典例2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32PB 只有35SC 一定有32P 可能有35SD 只有32P考查角度噬菌体侵染细菌的实验 解析噬菌体侵染大肠杆菌时 进入的是DNA 在噬菌体DNA的指导下 利用大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料合成子代DNA 利用大肠杆菌的氨基酸为原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳 DNA复制方式为半保留复制 32P标记的是亲代噬菌体的DNA 35S标记的是大肠杆菌的蛋白质或氨基酸 裂解后的所有噬菌体中 其蛋白质外壳一定有35S 只有两个子代噬菌体的DNA有32P 答案A点评本题考查噬菌体侵染大肠杆菌的过程及同位素标记的有关知识 在大肠杆菌内进行的DNA的复制是以噬菌体的DNA为模板 并按半保留方式进行复制 合成的蛋白质是以大肠杆菌的氨基酸为原料 这是解题的关键 典例3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 见表 其中预测正确的是 A 1 3B 1 4C 2 3D 2 4考查角度噬菌体侵染细菌实验应用 解析本题考查利用噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质 以DNA为遗传物质的噬菌体侵染细菌时 蛋白质外壳留在细菌体外 DNA注入细菌中 指导合成相应噬菌体的蛋白质 因此当甲种DNA 乙种蛋白质的重组噬菌体侵染细菌 其子代表现为甲种噬菌体的性状 当乙种DNA 甲种蛋白质重组的噬菌体侵染细菌时 其子代应表现为乙的性状 答案B 1 某科学家做 噬菌体侵染细菌的实验 时 对噬菌体的DNA用32P标记 让其中一个已标记的噬菌体去侵染未标记的细菌 最后释放出100个噬菌体 则下列说法正确的是 A 噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质B 最后释放出的100个噬菌体中 有98个噬菌体的DNA含32PC 标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养噬菌体D 标记噬菌体的方法是用含32P的培养基培养细菌 再用此细菌培养噬菌体 随堂过关 解析 噬菌体侵染细菌的实验只可以证明DNA是遗传物质 而不能证明DNA是主要的遗传物质 根据DNA分子半保留复制的特点可知 最后释放出的100个噬菌体中 只有2个噬菌体的DNA含32P 由于噬菌体只能营寄生生活 因此不能用普通培养基培养噬菌体 而必需用活的细菌来培养噬菌体 答案 D 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 对于沉淀物中还含有少量的放射性的最可能的解释是 A 搅拌不充分 有少量含有35S的T2噬菌体仍吸附在大肠杆菌上B 离心速度太快 有较重的T2噬菌体沉淀了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 噬菌体侵染大肠杆菌时 外壳吸附在大肠杆菌表面 DNA注入到大肠杆菌内 通过搅拌 离心 上清波中仅含T2噬菌体的外壳 下层是大肠杆菌 噬菌体的外壳和大肠杆菌分离 如果搅拌 离心后 仍有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上 则会导致放射性主要分布在上清液中 而沉淀物中有少量的放射性 答案 A 3 R型肺炎双球菌存在控制荚膜不能形成的基因 S型肺炎双球菌存在控制荚膜合成的基因 将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后 注入小鼠体内 发生了R型菌向S型菌的转化 并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化 据研究 凡能发生转化的 其R型菌必须处于感受态 所谓感受态是指受体菌最易接受外源DNA片段 并能实现转化的一种生理状态 处于感受态细菌的细胞内发生一系列的变化 首先分泌感受态因子 该因子与细胞表面受体相互作用 诱导产生一些感受态特异蛋白 其中包括膜相关DNA结合蛋白 细胞壁自溶素和几种核酸酶 请回答下列问题 1 步骤 是将S型菌加热杀死 2 S型菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合 其中一条链在 酶的作用下水解 另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内 3 完成步骤 需要 酶和 酶 实现了 4 C细胞经DNA复制和细胞分裂后 产生大量的 型菌导致小鼠患败血症死亡 这说明 得到了表达 5 肺炎双球菌的转化实验说明了 通过DNA可以实现细菌间 的转移 6 以后科学家在不同物种之间的相关实验 说明生物界基因基本机制是相同的 一种生物的基因表达系统能够识别另一种生物所携带的遗传信息 并可在适当条件下加以表达 性状的表达需经过 和 的过程 解析 由图可看出经过 处理后得到了双链DNA分子 故 是将S型细菌杀死的过程 S型细菌的DNA分子与R型细菌的感受态特异蛋白结合后进入R型细菌 水解DNA的是核酸酶 DNA连接可以使基因重组 在这个过程中需要用到限制性内切酶和DNA连接酶 导致小鼠患败血症的是S型细菌 基因经过转录和翻译来控制生物性状 答案 1 2 核酸 3 限制性内切DNA连接基因重组 4 S重组的S型基因 或DNA 或重组的控制荚膜合成的基因 5 性状 6 基因的 转录翻译 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的比较1 实验过程与方法 1 肺炎双球菌的转化实验 R型活细菌小鼠不死亡 S型活细菌小鼠死亡 加热杀死的S型细菌小鼠不死亡 2 实验变量的分析及结论 1 实验变量分析 肺炎双球菌的转化实验体内转化 实验变量 单一变量 是注射的活R型菌是否与加热杀死的S型菌混合 体外转化 实验变量 单一变量 是R型菌与组成S型菌的各组分混合培养 噬菌体侵染细菌的实验实验变量 单一变量 是进入细菌体内的不同物质 2 实验结论 两实验都证明了DNA是遗传物质 肺炎