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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 3 章 基因的本质,考纲内容,能力要求,2013,年高考风向标,1.人类对遗传物质,的探索过程,2DNA 分子结构的,主要特点,3DNA 分子的复制,4基因的概念,1.结合 DNA 的结构、特,性、,复制以选择题的形式考查基,础知识,2结合有丝分裂、减数分裂、,遗传变异、基因表达等知识综,合命题,第,1,节,DNA,是主要的遗传物质,一、肺炎双球菌的转化实验,1,肺炎双球菌类型,(1)R 型细菌：菌落粗糙；无荚膜；_毒性。,(2)S 型细菌：菌落光滑；有荚膜；_毒性。,有,无,2,格,里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验,(1)实验过程及结果,(2)实验结论：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,不死亡,死亡,不死亡,死亡,3,艾,弗里及其同事的肺炎双球菌的体外转化实验,(1)实验过程及结果,(2)实验结论：使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质是,_。,DNA,R型细菌和S型细菌,R型细菌,为什么加热杀死的,S,型细菌能使,R,型细菌转化成,S 型,细菌？其转化的遗传学原理是什么？,答案：加热杀死的 S 型细菌其蛋白质变性失活，使其生命,特征丧失，但其内部的 DNA 在加热完毕后，能逐渐恢复其活,性。其转化的遗传学原理是基因重组。,二、噬菌体侵染细菌的实验,1,T,2,噬菌体,(1)概念：一种专门寄生在,大肠杆菌体内的病毒。,(2)组成：头部和尾部的外壳是由_构成的，头部,内含有_分子。,蛋白质,DNA,2赫尔希和蔡斯的实验过程,第一步:噬菌体分别被 35S 或 32P 标记。,第二步:用被标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌。,第三步:在搅拌器中搅拌,使在细菌外的噬菌体与细菌别离。,第四步:离心后，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。,被,35,S 标记的T,2,噬菌,体侵染细菌,被,32,P标记的 T,2,噬菌,体侵染细菌,搅拌、,离心后,上清液,放射性_,放射性_,沉淀物,放射性_,放射性_,细菌裂解释放的,T,2,噬菌体,检测不到,35,S 标记的,蛋白质,检测到,32,P 标记的,DNA,3,结,果分析,高,低,低,高,4.,实验结论：,_,_是真正的遗传物,质。,DNA,噬菌体侵染细菌的实验的设计方法和思路是什么？,答案：,尽量使 DNA 和蛋白质分开,。,三、,DNA,是主,要的遗传物质,DNA,DNA,1原核、真核细胞的遗传物质都是_，所以具有细,胞构造的生物，其遗传物质都是_。,2病毒的遗传物质是_。,RNA,3绝大多数生物的遗传物质是,_，少数病毒的遗传,物质是,_， _是主要的遗传物质。,有细胞构造的生物一定以 DNA 为遗传物质。(,),DNA 或 RNA,DNA,DNA,21,23,22,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,设计思路,整体处理细菌个体，,加热杀死 S 型细菌,对 S 型细,菌中的物质进行提,取、分离，分别单独观察各,种物质的作用,培养细菌,小鼠(体内),培养基(体外),考点,肺炎双球菌的转化实验,1体内转化实验与体外转化实验的比较,体内转化实验,体外转化实验,实验,结果,加热后杀死的 S 型细菌能使 R,型细菌转化为 S 型细菌,S 型细菌的 DNA 使 R,型细菌转化为 S 型细菌,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,联系,所用材料相同，都是肺炎双球菌(R 型和 S 型),实验目的都是研究哪种物质是遗传物质,体内转化实验是基础，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,两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则,续表,2.,肺炎双球菌的转化实验的分析,(1)R 型细菌转化成 S 型细菌的实质是 S 型细菌的 DNA 与 R,型细菌的 DNA 实现重组，表现出 S 型细菌的性状，此变异属,于广义上的基因重,组。,(2)加热杀死 S 型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是,其内部的 DNA 在加热完毕后随温度的降低又逐渐恢复活性。,【典例1】(2021年海口模拟)格里菲思的肺炎双球菌转化实,验如下：,将无毒的 R 型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；,将有毒的 S 型活细菌注入小鼠体内，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 型活细菌与加热杀死的 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，以下说法正确的选项是(,),A整个实验证明了 DNA 是转化因子,B实验、实验可作为实验的对照,C实验中的死亡小鼠体内 S 型活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 型活细,菌由 R 型活细菌突变而来,解题思路,第一步,理解转化的原理,：S,型菌的,DNA 在温,度降低后复性，整合到,R,型菌中，使,R,型菌转化成,S 型菌，并,且具有稳定的遗传特性。,第二步,分析选项：,格里菲思的肺炎双球菌转化实验只提,答案,B,出了 S 型菌有“转化因子，但没有证明“转化因子是 DNA；,实验与实验的自变量是“有无加热杀死的 S 型细菌、实,验与实验的自变量是“有无 R 型活细菌，所以都可作为,对照。,考点对应练,1在肺炎双球菌的转化实验中，能够证明 DNA 是遗传物,质的最关键的实验设计是(,),A将无毒 R 型活细菌与有毒 S 型活细菌混合后培养，发,现 R 型细菌转化为 S 型细菌,B将无毒 R 型活细菌与加热杀死后的 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，,混合参加培养 R 型活细菌的培养基中，发现 R 型活细菌转化为,S 型细菌,D从 S 型活细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖，分别参加,培养 R 型活细菌的培养基中，发现只有参加 DNA, R 型细菌才,转化为 S 型细菌,解析：肺炎双球菌的转化实验中的最关键的实验设计是将,DNA 与其他物质别离开，单独进展实验以证明 DNA 是遗传物,质。,答案：,D,DNA,蛋白质,噬菌体,32,P,35,S,细菌,31,P,32,S,子代噬菌体,32,P、,31,P,32,S,考点,噬菌体侵染细菌的实验,1,元,素标记,2.,实验过程,(1)标记噬菌体：用分别含,32,P 和,35,S 的培养基培养细菌，再,用此细菌培养 T,2,噬菌体，分别得到 DNA 被,32,P 标记和蛋白质,被,35,S 标记的噬菌体。,(2)噬菌体侵染细菌,3,实,验分析,(1)标记元素的选取,因为蛋白质含有 DNA 没有的特殊元素 S，所以用,35,S 标,记蛋白质。,因为 DNA 含有蛋白质没有的元素 P ，所以用,32,P 标记,DNA。,因为 DNA 和蛋白质都含有 C、H、O、N 元素，所以不,能标记 C、H、O、N 元素。,(2)用放射性元素 35S 和 32P 分别标记噬菌体蛋白质外壳和内,部的 DNA，在细菌体内只能检测到 32P，检测不到 35S。由此证,明，侵染时注入细菌的是 DNA，蛋白质成分的外壳未进入细菌,细胞内，实验说明了 DNA 是遗传物质，但是没有证明蛋白质,不是遗传物质。假设添加以下步骤即可有力证明蛋白质不是遗传,物质：将蛋白质外壳注入细菌细胞内，然后观察细菌体内是否,出现子代噬菌体。,(3)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因,为病毒必须在细胞内营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌,培养噬菌体。噬菌体在宿主细胞中的增殖过程包括：吸附注,入合成装配释放。侵入细菌细胞内的噬菌体的 DNA 复,制及蛋白质合成所需的原料、酶、能量、场所等条件均由细菌,提供。这时细菌细胞的一切都是被噬菌体所利用，其代谢活动,由噬菌体的 DNA 控制。,4,结论：,DN,A 是遗传物质,。,假设用 32P 标记的噬菌体侵染细菌，如果保温培养时间过,短，有一局部噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于,上清液中，使上清液出现放射性；如果保温培养时间过长，噬,菌体在细菌细胞内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，,会使上清液的放射性升高。,假设用 35S 标记的噬菌体侵染细菌，如果搅拌不充分，有,少量 35S 的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌外表，随细菌离心到,沉淀物中，会使沉淀物中出现较低的放射性。,不能同时标记一个噬菌体的蛋白质外壳和,D,NA,，因为这,样无法通过离心来跟踪两者的去向。,不同的标记对象对应的结果分析,假设用32P 和35S 标记噬菌体而细菌未标记，相当于间接地,将蛋白质和DNA 分开，在子代噬菌体中只有 DNA 中有标记元,素32P。,假设用32P 和35S 标记细菌而噬菌体未标记，在子代噬菌体,中蛋白质和,DNA,均可找到标记,元素。,假设用14C、3H、15N 等标记噬菌体而细菌未标记，在子代,噬菌体中，只有,DNA,中能找到标记元素,。,假设用14C、3H、15N 等标记细菌而噬菌体未标记，在子代,噬菌体中蛋白质和,DNA,均可找到标记元素。,遗传物质探索的经典实验,【典例 2】(2021年南京一模)通过许多科学家的不懈努力，,遗传物质之谜终于被揭开。以下关于肺炎双球菌转化实验和噬,菌体侵染细菌实验的表达，错误的选项是(,),A艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了 DNA 是转化因子,B噬菌体侵染细菌实验证明噬菌体的遗传物质是 DNA,C噬菌体需分别用含,35,S 和,32,P 的肉汤培养基培养,D两个实验的设计思路都是设法将 DNA 与蛋白质分开研,究各自的效应,解题思路格里菲思通过肺炎双球菌的体内转化实验提出,了促成转化的活性物质“转化因子；艾弗里通过肺炎双,球菌体外转化实验证明了 DNA 是转化因子；噬菌体侵染细菌,实验，由于进入的只有 DNA，蛋白质外壳留在外面，只能说明,DNA 是遗传物质；噬菌体是营寄生生活的病毒，需分别用含35S,和32P 的大肠杆菌来培养；两个实验的设计思路都是设法将,DNA 与蛋白质分开研究各自的效应。,答案,C,考点对应练,2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，那么以下说法正确的选项是(,),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,32,P,C子代噬菌体的蛋白质上含有,32,P,D标记噬菌体的方法是用含,32,P 的培养基培养细菌，再用,此细菌培养噬菌,体,解析：噬菌体侵染细菌的实验可以证明 DNA 是噬菌体的,遗传物质，但不能说明 DNA 是主要的遗传物质；根据 DNA 半,保存复制的特点，在最终释放的 100 个噬菌体中，只有两个噬,菌体含有亲代噬菌体的标记；噬菌体属于病毒，不能独立完成,新陈代谢，不能直接培养，必须用其宿主细胞培养。,答案：,D,3(,易错,)用,32,P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅,拌、离心、检测，上清液的放射性占 15%，沉淀物的放射性占,85%。上清液带有放射性的原因可能是(,),A噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬,菌体,B搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分,离,C离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌,D,32,P 标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中,解析：用 32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，当培养时间过,长时，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，那么上清液带有少量放,射性。,答案：,A,考点,生物的遗传物质,1作为遗传物质必须具备的 4 个条件,(1)在生长和繁殖的过程中，能够准确地复制自己，使前后,代具有一定的连续性。,(2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代,谢的过程。,(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。,(4)构造比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突,变以后还能继续复制，并能遗传给后代。,生物类型,所含核酸,遗传物质,实例,细胞,生物,真核生物,DNA 和,RNA,DNA,酵母菌、苹果、人,原核生物,细菌、蓝藻,非细,胞生,物,大多数病毒,仅有,DNA,DNA,T,2,噬,菌体,极少数病毒,仅有 RNA,RNA,HIV、甲型 H1N1,2,生,物体内遗传物质的判断,蛋白质一般不作为遗传物质的原因,不能进展自我复制，而且它在染色体中的含量往往不固,定。,分子构造不稳定(易变性)。,不能遗传给后代。,特例：朊病毒只含蛋白质成分，不含核酸，故认为朊病毒,的遗传物质为蛋白质。,【典例 3】关于病毒遗传物质的表达，以下哪一项为哪一项正确,的？(,),A都是脱氧核糖核酸,B都是核糖核酸,C同时存在脱氧核糖核酸和核糖核酸,D有的是脱氧核糖核酸，有的是核糖核酸,解题思路,病毒只含有一种核酸，,DNA,或,RNA,，所以病毒,的遗传物质有的是脱氧核糖核酸，有的是核糖核酸。,答案,D,考点对应练,4病毒是用以证明核,酸是遗传物质而蛋白质不是遗传物质,的最适宜的生物，主要原因是(,),A,A有些病毒只含有核酸和蛋白质，且在侵染宿主细胞时,两种物质别离开,B病毒能够侵染生物，使生物表现出特定病症,C病毒只含 DNA 和 RNA,D病毒是最低等的生物,解析：病毒营寄生生活，能将 DNA 注入宿主细胞内，从,而将 DNA 与蛋白质分开。,探究生物遗传物质的实验,1,实,验材料,在生物的遗传物质探究实验中，由于病毒较为简单，一般,作为探究遗传物质是 DNA、RNA 还是蛋白质的材料。,2,实验思路：,设法将多种物质分开，单独地、直接地观察,它们各自的作用。,3,实,验方法,(1)假设探究蛋白质和核酸谁是遗传物质，用同位素标记法等,方法将两者分开，单独侵染宿主细胞，看能否增殖或个体是否,出现患病病症即可证明。,(2)假设探究某种未知病毒遗传物质是 DNA 还是 RNA，那么借,助酶水解法，观察能否增殖即可证明。,【典例】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并投入生产应用。根据所,学知识答复以下问题。,(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)利用特定的颜色反响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，那么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：_。,解题思路此题是教材经典实验的延伸。着重考察化学成,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。病毒营寄生生活，只有在活细胞内才,能生存；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；进展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展,(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 和蛋白质都不是遗传,RNA 和,蛋白质都没有遗传效应,物质,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,成分别离开来，单独地、直接地观察每种成分的作用。,1(2021 年茂名一模)艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔,希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明 DNA 是遗传物质，,对这两个实验的研究方法可能有：设法把 DNA 与蛋白质分,开，研究各自的效应；放射性同位素标记法。以下有关表达,正确的选项是(,),D,A两者都运用了和,B前者运用了，后者运用,了,C前者只运用了，后者运用了和,D前者只运用了，后者运用了和,解析：,艾弗里的肺炎双球菌转化是体外转化实验，只运用,了,，,噬菌体侵染细菌实验运用了,和。,2(2021 年汕头统考)下面是噬菌体侵染细菌实验的局部步,骤示意图，对该过程的有关表达正确的选项是(,),A选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其成分只有蛋,白质和 DNA,B被,35,S 标记的噬菌体是通过将其接种在含有,35,S 的培养,基中培养而获得的,C采用搅拌和离心等手段是为了使 DNA 和蛋白质别离,D该实验说明了噬菌体的遗传物质是 DNA 而不是蛋白质,解析：被 35S 标记的噬菌体是通过将其接种在含有 35S 的大,肠杆菌中培养而获得的；采用搅拌和离心等手段是为了使外壳,与细胞别离；该实验没有说明噬菌体的遗传物质不是蛋白质。,答案：,A,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,R,DNA,R 型、S 型,R,DNA(经 DNA,酶处理),R 型,3(2021 年广东)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。从表中可知(,),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：,、,组：,R,型菌,S,型菌的蛋白质、荚膜多糖，,只长出,R,型菌，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子。,组：,R,型菌,S,型菌的,DNA,，结果既有,R,型菌又有,S,型菌，说明,DNA,可以使,R,型菌转化为,S,型菌；,组：用,DNA,酶将,DNA,水解，结果只长出,R,型菌，说明,DNA,的水解产物不能使,R,型,菌转化为,S,型菌，从一个反面说明了只有,DNA,才能使,R 型菌,发生转化。,答案：,C,4(2021 年深圳一模)以下关于遗传物质的说法正确的选项是,(,),D,A某个体遗传物质的遗传信息在该个体中均被表达,B遗传物质的根本组成单位是脱氧核糖核酸或核糖核酸,C遗传信息的传递过程都遵循中心法那么和别离定律,D1 个精原细胞产生的精子中遗传物质可能互不一样,解析：遗传物质的信息在个体中是选择性表达的，不是所,有遗传信息都表达，例如基因型为 Aa 的个体，a 基因在该个体,中就不表达；遗传物质的根本组成单位是脱氧核苷酸或核糖核,苷酸；细胞质中的遗传信息和病毒的遗传信息的传递不遵循分,离定律。,5(2021 年清远模拟)在探究生物的遗传物质和遗传规律的,漫长岁月中，众多的学者做出了卓越的奉献，其中正确的选项是( ),A孟德尔的假说认为基因位于同源染色体上，同源染色,体别离、等位基因才别离,B艾,弗里提出的有关肺炎双球菌的体外转化实验的结论，,没有得到科学家的一致公认,C格里菲思的肺炎双球菌转化实验证实转化因子是 DNA,D赫尔希等用,35,S 和,32,P 同时标记同一个噬菌体，然后侵,染大肠杆菌的实验，使人们确信 DNA 是遗传物质,解析：,孟德尔的假说中只提到遗传因子，没有提出基因的,概念；格里菲思的肺炎双球菌转化实验后提出转化因子使,R,型,菌转化成,S,型菌；赫尔希等分别用,35,S,和,32,P 标记噬菌体，并非,同时标记同一个噬菌体。,答案：,B,6(2021 年江门一模双选)格里菲思和艾弗里所进展的肺炎,双球菌的转化实验，可以证实(,),AD,ADNA 是遗传物质,B基因是有遗传效应的 DNA 片段,C基因通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物,体的性状,D在转化过程中，S 型细菌的 DNA 可能进入到 R 型菌细,胞中,
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