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单击此处编辑母版文本样式,必修2遗传与进化,高考一轮总复习生物,必修2遗传与进化,第二单元基因的本质与表达,第1讲DNA是主要的遗传物质,基础夯实,素能培优,直击高考,考点精研,课堂归纳,课时作业,一、肺炎双球菌转化实验,1,肺炎双球菌的特点,(1)R型细菌：菌落_，细胞壁外无_，没有_。,(2)S型细菌：菌落_，细胞壁外有多糖类物质组成的_，_毒性。,基础夯实,【知识梳理】,粗糙,荚膜,毒性,光滑,荚膜,有,2,格里菲思体内转化实验,(1)上述第、组实验中对应的肺炎双球菌的表现型分别为_、_、_；第组的_(填“有”或“无”)肺炎双球菌。,(2)若第组与第组对照，则对照组为_，第组与第组对照，则自变量是_。,(3)由上述实验可推得转化的实质是加热杀死的S型细菌中含有能使R型细菌转化为S型细菌的_。,R型,S型,S型和R型,无,第组,肺炎双球菌类型,“转化因子”,3,艾弗里的体外转化实验,(1)实验过程及结果：,(2)结论：S型细菌的_是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。,R型活细菌,R型活细菌,R型活细菌,DNA,二、T,2,噬菌体侵染实验,1,噬菌体的结构：,蛋白质外壳(_)DNA(_)(填写构成元素),C、H、O、N、S,C、H、O、N、P,2,过程,3,结论：,_。,亲代噬菌体,寄主细胞,子代噬菌体,32,P标记DNA,_(填,“,有,”,或,“,无,”,),32,P标记DNA,DNA_(填,“,有,”,或,“,无,”,),32,P标记,35,S标记蛋白质,_(填,“,有,”,或,“,无,”,),35,S标记蛋白质,外壳蛋白_(填,“,有,”,或,“,无,”,),35,S标记,无,有,无,无,DNA是遗传物质,三、RNA是某些病毒的遗传物质,1,烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验,(1)实验过程及现象,(2)结论,_是烟草花叶病毒的遗传物质，_不是烟草花叶病毒的遗传物质。,蛋白质,RNA,不出现病斑,RNA,蛋白质,2,生物的遗传物质(连线),1判断正误,(1)赫尔希和蔡斯用,35,S和,32,P分别标记T,2,噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的半保留复制。,(2014年江苏),(),(2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质。,(2015年南京模拟),(),(3)T,2,噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素。,(2013年海南),(),(4)T,2,噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖。,(2013年海南),(),【自练自测】,(5)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质。,(2012年福建改编),(),(6)分别用含有放射性同位素,35,S和放射性同位素,32,P的培养基培养噬菌体。,(2011年江苏),(),(7),32,P、,35,S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。,(2011年江苏),(),(8)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。,(2012年重庆),(),【答案】,(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8),2,(2016年吉林长春高三质检),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，下列说法不正确的是(),A整个实验证明DNA是转化因子,B实验、实验可作为实验的对照,C实验和实验中的死亡小鼠体内都可分离到S型活细菌,D重复做实验与，得到同样的结果，可排除S型活细菌由R型活细菌突变而来,【答案】,A,【解析】,格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验得到的结论是加热杀死的S型细菌存在转化因子，并不能得出DNA是转化因子的结论。,3,(2015年江苏淮安调研),用,32,P和,35,S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在此细菌中培养9小时，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是(),A,32,P和,35,S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质,B子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性,CDNA具有放射性的子代噬菌体占1/32,D噬菌体繁殖一代的时间约为1小时,【答案】,B,【解析】,磷脂也可以被,32,P标记；子代噬菌体的DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的，故一定具有放射性；培养9小时产生了64个子代噬菌体，说明噬菌体繁殖了6代，故噬菌体繁殖一代的时间为1.5小时。,4,将TMV型病毒的RNA与HRV型病毒的蛋白质结合在一起，组成一个新品系，用这个病毒去感染烟草，则在烟草细胞内分离出来的病毒有(),ATMV型的蛋白质和HRV型的RNA,BTMV型的RNA和HRV型的蛋白质,CTMV型的蛋白质和TMV型的RNA,DHRV型的蛋白质和HRV型的RNA,【答案】,C,【解析】,TMV与HRV型病毒的遗传物质都是RNA。将TMV型病毒的RNA与HRV型病毒的蛋白质结合在一起，组成一个新品系，其遗传物质是TMV的RNA，用这种新品系病毒去感染烟草，此病毒会在烟草细胞内利用烟草的化学成分来合成TMV的RNA，并以此RNA为模板来合成其蛋白质外壳。所以子代病毒的RNA和蛋白质都是TMV型。,5,下列关于遗传物质的说法，错误的是(),真核生物的遗传物质是DNA原核生物的遗传物质是RNA细胞核中的遗传物质是DNA细胞质中的遗传物质是RNA甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA噬菌体病毒的遗传物质是DNA,AB,CD,【答案】,A,【解析】,原核生物的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是DNA，甲型H1N1流感病毒的遗传物质是RNA。,1,肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较,考点精研,肺炎双球菌转化实验,项目,体内转化实验,体外转化实验,操作人,格里菲思,艾弗里及其同事,细菌培,养场所,小鼠体内,培养基(体内),巧妙构思,用加热杀死的S型细菌,做对照,将物质提纯分离各自观察,结果观察,小鼠是否死亡,培养基中的菌落,项目,体内转化实验,体外转化实验,实验结论,S型菌体内有转化因子,S型菌的DNA是遗传物质,相同点,巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌,实验目的都是探究遗传物质的成分,体内转化实验是体外转化实验的基础，后者则是前者的延伸,实验设计都遵循对照原则和单一变量原则,3,实验中利用的方法,(1)观察法：观察菌落形态结构。,(2)物质抽提法：提取S型细菌的各种物质组成。,考查格里非思转化实验,1格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验，下列关于此实验的分析，错误的是(),项目,第一组,第二组,第三组,第四组,实验,处理,注射R型活细菌,注射S型活细菌,注射加热后杀死的S型细菌,注射R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合液,实验,结果,小鼠不死亡,小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌,小鼠不死亡,小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌,A.对实验结果的分析，四组实验必须相互对照,B实验说明活R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化,C该实验结论为,“,DNA是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子,”,D获得该实验结论的关键步骤是第四组小鼠死亡并分离出S型活细菌,【答案】,C,【解析】,四组实验必须相互对照，说明活的R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化；该实验结论为加热杀死的S型细菌含有某种促使R型细菌转化的,“,转化因子,”,，而获得该实验结论的关键步骤是第四组实验结果，即小鼠死亡并分离出S型活细菌。,考查艾弗里转化实验,(2015年山东滨州一模),艾弗里将R型细菌置于含S型细菌DNA的培养基中培养，得到了S型肺炎双球菌，下列有关叙述正确的是(),AR型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的,BR型细菌转化为S型细菌属于基因重组,C该实验不能证明DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质,D将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌,【答案】,B,【解析】,艾弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质和DNA等提取出来，分别加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现只有加入DNA时，R型细菌才能转化成S型细菌，这证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；该实验中R型细菌转化为S型细菌的实质是基因重组，生物的变异都是不定向的；将S型细菌的DNA注射到小鼠体内不能实现肺炎双球菌的转化。,噬菌体侵染细菌实验,2,上清液和沉淀物放射性分析,(1)用,32,P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，经离心后分布在上清液中，上清液中出现放射性。,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,35,S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,35,S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。,3,噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较,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，但不能证明DNA是主要的遗传物质。,不同点,(方法,不同),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。,噬菌体,侵染细,菌实验,同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(,32,P和,35,S)，侵染时自然分离。,考查噬菌体侵染细菌实验的过程分析,(2015年安徽芜湖模拟),为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T,2,噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T,2,噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。图中亲代噬菌体已用,32,P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及噬菌体、细菌的有关叙述正确的是(),A图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入,32,P标记的无机盐,B若要达到实验目的，还要再设计一组用,35,S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组,C噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律,D若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质,【答案】,B,【解析】,从题干中可知，亲代噬菌体已用,32,P标记，因此图中锥形瓶中的培养液是用来培养被噬菌体侵染的大肠杆菌的，其内的营养成分中不能被标记；根据题干中给出的实验目的，是探究蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，是一个,“,不知,”,结果的探究性实验，因此，两组相互对照，都是实验组；噬菌体和细菌都没有染色体，也没有等位基因，所以其遗传都不遵循遗传规律；本组实验离心后得到的B(上清液)中正常情况下也会出现少量放射性，可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中，也可能是培养时间过长，噬菌体从大肠杆菌体内释放出来造成的。,考查噬菌体侵染细菌实验中的同位素标记,1.,(改编),赫尔希和蔡斯在做“噬菌体侵染细菌”实验时，应用了放射性同位素标记技术。下列相关说法不正确的是(),A利用放射性同位素标记技术的目的是追踪T,2,噬菌体DNA和蛋白质分子的去向,B用,35,S标记蛋白质是由于T,2,噬菌体化学组成中S只存在于蛋白质中,C用含,32,P的肉汤培养基培养T,2,噬菌体获得DNA被标记的T,2,噬菌体,D检测离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异可推测侵入细菌中的物质,【答案】,C,【解析】,噬菌体的成分为DNA和蛋白质，S只存在于蛋白质中，噬菌体DNA中不含S，噬菌体蛋白质可用,35,S标记；P主要存在于DNA中，噬菌体中的DNA可用,32,P标记，A、B正确；噬菌体为病毒，寄生生物，不能直接用肉汤培养基培养，应是先用含,32,P的培养基培养大肠杆菌，再用该大肠杆菌培养噬菌体，才能获得DNA被,32,P标记的噬菌体，C错误；离心后检测,35,S标记的放射性物质主要集中在上清液，,32,P标记的放射性物质主要集中在沉淀物中，则可推测侵入细菌中的物质是DNA，噬菌体的蛋白质外壳留在细菌的外面，D正确。,2,(2015年江苏南京一模),在“噬菌体侵染细菌的实验”中，如果对,35,S标记的甲组噬菌体不进行搅拌、,32,P标记的乙组噬菌体保温时间过长，则最可能的实验结果是(),A甲组的上清液中无放射性,B甲组的沉淀物中有较强的放射性,C乙组的沉淀物中无放射性,D乙组的上清液中有微弱的放射性,【答案】,B,【解析】,如果对,35,S标记的甲组噬菌体不进行搅拌，噬菌体的蛋白质外壳不能从细菌表面脱离，则甲组沉淀物中会出现较强放射性；如果对,32,P标记的乙组噬菌体保温时间过长，子代噬菌体从细菌体内释放出来，则乙组上清液会出现一定的放射性。,解法提炼,噬菌体侵染细菌实验的同位素标记解题规律,考查肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的区别,下列关于“艾弗里的肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”的表述不正确的是(),A前者的自变量为肺炎双球菌中的不同物质，后者的自变量为不同标记的噬菌体,B前者证明了DNA是遗传物质，后者证明DNA是主要的遗传物质,C两个实验都使用了物质的分离技术,D两个实验的关键都是将DNA和蛋白质分开并单独观察它们的作用,【答案】,B,【解析】,艾弗里的肺炎双球菌转化实验中自变量为肺炎双球菌中的不同物质，实验中涉及肺炎双球菌中不同物质的分离；噬菌体侵染细菌实验中的自变量为分别用,35,S、,32,P标记的不同噬菌体，实验中利用搅拌和离心分离不同物质；两实验的关键都是将DNA和蛋白质分开并单独观察它们的作用；两实验均证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，B错误。,对照类实验,“对照性原则”是生物学实验设计和实施实验的一个重要原则。通过设置对照实验，可以排除无关变量对实验结果的影响，从而增加实验结果的可信度和说服力。对照实验就是一个条件(即因素)不同，而其他条件(因素)都相同的情况下所进行的实验，研究此条件(因素)和结果之间的关系，这一组就是“实验组”，而不包含此条件(因素)的一组称为“对照组”。,素能培优,常见的对照实验有如下四种类型：,(一)空白对照。空白对照指不做任何实验因素的对照组或不给对照组以任何处理因素。值得注意的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素，或者说相对于实验组而言，除实验变量外，别的处理与实验组完全相同。空白对照能清晰地对比和衬托实验组的变化和结果，增加说服力。,通常未经实验因素处理的对象组为对照组，经实验因素处理的对象组为实验组；或处于正常情况下的对象组为对照组，未处于正常情况下的对象组为实验组。例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂(零剂量)，一起进行温水浴加热，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。,(二)自身对照。指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。自身对照方法简便，关键是看清实验处理前后现象变化的差异。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，就出现了两次对照，其中第一次对照是在高浓度溶液处理下，质壁分离状态与自然状态形成对照；第二次对照是在低浓度溶液处理下，复原后状态与质壁分离状态形成对照。又如：要研究植物根具有向重力性，茎具有背重力性，可把某一植株横放于培养基上，让其自然生长，经过一段时间后，便可观察到根向重力生长，茎背重力生长。在这里，对照和实验都在同一个体上进行，属于自身对照。,(三)相互对照。相互对照是指不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他组的对照组，由此得出相应的实验结论。一般是在探究某种实验因素对实验结果的影响不明确的情况下使用，通过实验的相互对比，确立自变量和因变量的关系。在等组实验法中，若不设空白对照，则大都是运用相互对照。相互对照较好地平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果具有说服力。例如，“植物的向性运动”的等组实验中，5个实验组采用的都是相互对照，较好的平衡和抵消了无关变量的影响，使实验结果更具有说服力。,又如“验证植物根对矿质离子有选择吸收的特性”，可把番茄和水稻分别培养在成分相同的培养液中，过一段时间后，测定培养液中各种矿质元素离子浓度的变化，就会发现番茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多，吸收Ca少。以上就是两个实验组的相互对照。再如，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的实验中，需要设置有氧和无氧两个条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。,(四)条件对照。条件对照是指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，给定的处理因素正是为了保证实验中对照组与实验组相比只是少了实验变量的影响，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。通常施以条件因素的对象组为对照组，施以实验因素的对象组为实验组。例如，在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，实验组是“R型活细菌S型细菌的DNA混合培养”，条件对照组是“R型活细菌S型细菌的DNA和DNA酶混合培养”。,再如，“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，采用等组实验法，其实验设计方案是：以蝌蚪为实验材料，甲组(实验组)饲喂甲状腺激素；乙组(条件对照组)饲喂甲状腺抑制剂；丙组(空白对照组)对蝌蚪不做任何处理。通过比较、对照、更能充分说明实验变量甲状腺激素有促进动物生长发育的作用。条件对照的目的是通过对比得出相对立的结论，以验证实验结论的正确性。,1英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验。,项目,第1组,第2组,第3组,第4组,实验,处理,注射活的R型菌,注射活的S型菌,注射加热杀,死的S型菌,注射活的R型菌与加热杀死的S型菌,实验,现象,小鼠不,死亡,小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌,小鼠不死亡,小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌,下列关于此实验的分析不正确的是(),A实验的关键现象是第4组小鼠死亡并分离出S型活细菌,B分析第4组实验时必须是以第13组的实验为参照,C本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化,D本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”,【答案】,D,【解析】,肺炎双球菌转化实验的关键现象是向小鼠注射活的R型菌与加热杀死的S型菌，小鼠死亡，且从死亡小鼠体内分离出了S型活细菌；该实验表明了R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化；实验中没有从S型菌体内提取DNA，单独直接地观察DNA的作用，故不能证明DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子。,2某校生物兴趣小组将体重、大小和年龄相同的成年小鼠分成甲、乙、丙三组，分别进行如下表所示的两步连续实验，下列有关该实验的叙述错误的是(),组别,第一步操作,第一步现象,第二步操作,第二步现象,甲组,腹腔注射适量适宜浓度的胰岛素溶液,小鼠活动减弱直至昏睡,腹腔注射适量适宜浓度的胰高血糖素溶液,小鼠逐渐苏醒、活动恢复正常,乙组,腹腔注射适量适宜浓度的胰高血糖素溶液,检测小鼠尿糖呈阳性,腹腔注射适量适宜浓度的胰岛素溶液,检测小鼠尿糖逐渐呈阴性,丙组,腹腔注射适量的生理盐水,小鼠活动正常、尿糖检测呈阴性,腹腔注射适量的生理盐水,小鼠活动正常、尿糖检测呈阴性,A.该实验可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用,B该实验的对照有同组内的自身对照、甲乙间的相互对照，设计丙组作空白对照无必要,C该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应是生理盐水与相应激素配制而成,D该实验同一步所用的三种溶液用量必须相等，同一组前后两步所用溶液用量可以不等,【答案】,B,【解析】,该实验通过甲组和乙组的自身对照，可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用。实验要严格遵循对照原则和单一变量原则，因此该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应是生理盐水与相应激素配制而成，而且该实验同一步所用的三种溶液用量必须相等，同一组前后两步所用溶液用量可以不等。该实验有组内的自身对照(第一步与第二步对照)，也有甲乙两组的相互对照，但是丙组的空白对照也很有必要，因为只有与空白对照相比较才能够看出实验组的情况是否异常。,课堂归纳,【答案】,DNA蛋白质RNA病毒DNA,【网控全局】,1,有关,“,转化,”,的3个易误点,(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)并非所有的R型细菌都被转化。,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型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。,【易混必明】,(3)加热并没有使DNA完全失去活性。,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在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。,2,子代噬菌体中标记元素的来源去路分析,(1)用,32,P、,35,S标记噬菌体，而宿主细胞未标记只在部分子代噬菌体的DNA中有,32,P。,(2)用,32,P、,35,S标记宿主细胞，而噬菌体未标记在子代噬菌体的DNA、蛋白质中均有标记元素。,(3)用C、H、O、N等标记噬菌体，而宿主细胞未标记只在部分子代噬菌体DNA中有标记元素。,(4)用C、H、O、N等元素标记宿主细胞，而噬菌体未标记在子代噬菌体DNA和蛋白质中均可找到标记元素。,直击高考,课时作业,谢谢观看,
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