高考生物一轮总复习 第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质课件（必修2）.ppt

第3章基因的本质 第1节DNA是主要的遗传物质 一 肺炎双球菌的转化实验 1 肺炎双球菌的类型 粗糙 无 无 1 R型细菌 菌落 荚膜 毒性 2 S型细菌 菌落 荚膜 毒性 光滑 有 有 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 含有某种促成无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型细菌的 转化因子 3 艾弗里及其同事的肺炎双球菌的体外转化实验 1 设计思路 设法将 分开 单独研究它 们各自的功能 DNA和其他物质 2 实验过程及结果 R型细菌和S型 R型 3 实验结论 使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是 而不是蛋白质等其他物质 DNA 二 噬菌体侵染细菌的实验1 噬菌体的结构和元素组成 含C H O N 元素 含C H O N 元素 DNA P 蛋白质 S 2 实验过程及结果 大肠杆菌 大肠杆菌 1 标记噬菌体 噬菌体 噬菌体 高 低 低 高 2 侵染细菌 3 结论 DNA是遗传物质 正常 RNA RNA 三 RNA也是遗传物质的实验1 实验流程示意图 2 结论 烟草花叶病毒的遗传物质是 染色体 线粒体 叶绿体 四 生物的遗传物质总结1 遗传物质DNA的主要载体是 此外 和 两种细胞器中也存在少量DNA分子 2 DNA是 的遗传物质 因为自然界中 生物的遗传物质是DNA 只有少数病毒的遗传物质为RNA 主要 绝大多数 判断正误 1 体内转化实验就是S型细菌的DNA可使小鼠致死 2 在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 3 烟草花叶病毒感染烟草的实验说明了所有病毒的遗传物 质都是RNA 答案 1 2 3 考点一 DNA是遗传物质的实验证据 1 肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较 续表 2 噬菌体侵染大肠杆菌的实验 1 噬菌体侵染细菌的实验分析 实验材料 T2噬菌体 T2噬菌体在自身DNA的控制下 利用细菌的原料 能量合成自身的蛋白质和DNA 进行大量增殖 噬菌体侵染细菌的过程如下图所示 A 吸附 B 注入 C 复制合成 D 组装 E 释放 实验原理 一般来说 蛋白质含S不含P 而DNA含P不含S 因而可将噬菌体内的DNA和蛋白质分别用不同的同位素标记 来分析DNA和蛋白质在噬菌体生命活动过程中所起的作用 实验过程及结果 噬菌体亲子代个体与细菌之间同位素的标记关系 2 上清液和沉淀物放射性分析 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 上清液含放射性的 原因 a 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 b 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 也会使上清液出现放射性 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 1 因放射性检测时只能检测到部位 不能确定是何种元素的放射性 故35S 标记蛋白质 和32P 标记DNA 不能同时标记在同一噬菌体上 应将二者分别标记 即把实验分成两组 2 含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养 因为病毒营专性寄生生活 故应先培养细菌 再用细菌培养噬菌体 3 噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质 但是没有证明蛋白质不是遗传物质 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 4 噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位 5 肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的基本思路是设法把DNA和蛋白质分开单独观察它们的作用 高考探究 考向1 肺炎双球菌转化实验 例1 2015年湖南岳阳模拟 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 下列说法正确的是 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 解析 首先理解转化的原理 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 进而分析选项 格里菲思的肺炎双球菌转化实验只提出了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 答案 B 有关 转化 的三个易误点 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指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 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 考向2 相关实验的迁移应用能力 例2 2015年新课标卷 人或动物PrP基因编码一种蛋白 PrPc 该蛋白无致病性 PrPc的空间结构改变后成为PrPsc 朊粒 就具有了致病性 PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc 实现朊粒的增殖 可以引起疯牛病 据此判断 下列叙述正确 的是 A 朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B 朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C 蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程 解析 根据题意可知 朊粒的化学本质是蛋白质 蛋白质不可以整合到基因组中 A错误 肺炎双球菌是原核生物 其增殖方式是二分裂 而朊粒的增殖是诱导更多的PrPc转变为PrPsc 两者增殖方式不同 B错误 结构决定功能 蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化 C正确 翻译是以mRNA为模板合成蛋白质的过程 PrPc转变为PrPsc的过程没有mRNA模板 不属于翻译过程 D错误 答案 C 考向3 噬菌体侵染细菌的实验 例3 2012年上海卷 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 噬菌体侵染细菌过程 只有DNA进入大肠杆菌细胞内 而蛋白质没有进入 保证了实验进行的单一变量原则 15N不具有放射性 且噬菌体的DNA和蛋白质中都含N 如用N标记 不能达到分开研究的目的 C错 噬菌体的蛋白质几乎不含P D错 如果噬菌体的DNA和蛋白质都进入了大肠杆菌 则本实验是无法得到结论 B确实是实验获得成功的原因之一 答案 B 考点练透 1 2015年湖南长沙模拟 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 A R型细菌转化成S型细菌 说明这种变异是定向的B R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 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 答案 B 2 2015年河南郑州质检 下图2为用标记的T2噬菌体侵 染大肠杆菌的实验 据图判断下列叙述正确的是 图1图2 A 图2中用35S 32P分别标记噬菌体的蛋白质 DNA 标记元素所在部位分别对应于图1中的 B 锥形瓶中的培养液是用来培养32P标记的T2噬菌体的 其营养成分中应含有32P C 图2中的 分别代表搅拌 离心过程 其中 的目的之一是让乙上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒 D 噬菌体增殖需要细菌提供模板 原料和酶等 解析 蛋白质 DNA的特征元素分别为S P 图1中的 为磷酸基团 含有P元素 为肽键 含N元素 为R基团 可能含有S元素 锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的 不能含有32P 否则离心后沉淀物中的放射性无法确定 噬菌体是DNA病毒 其增殖过程中所需的原料 酶来自大肠杆菌 而DNA模板则由噬菌体自身提供 答案 C 3 2016年河南郑州一模 下列关于遗传物质的相关叙述 正确的是 A 艾弗里进行的肺炎双球菌转化实验 证明了DNA是主要的遗传物质B S型菌的DNA与R型菌混合培养后 能够得到S型和R型两种细菌C 同位素示踪实验证明了DNA半保留复制 通过DNA复制实现遗传信息的表达D 在培养基中加入含35S的氨基酸可获得被35S标记的噬菌体答案 B 考点二 RNA是遗传物质的实验证据及不同生物的遗传 物质1 RNA也可作为遗传物质 烟草花叶病毒实验 1 实验材料 烟草花叶病毒 烟草 2 实验过程 3 实验结论 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 而不是蛋白质 2 探索遗传物质的经典实验 3 不同生物的遗传物质 通过上述表格可以看出 1 生物的遗传物质是DNA或RNA 即生物的遗传物质是 核酸 2 既含有DNA又含有RNA的生物和只含有DNA的生物 其遗传物质是DNA 3 只含RNA的病毒中 RNA才作为遗传物质 4 由于绝大多数生物的遗传物质是DNA 所以说DNA是 主要的遗传物质 高考探究 考向1 RNA是遗传物质的实验证据 例1 2012年江苏卷 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 遗传因子只是孟德尔通过实验现象推理出的理论产物 孟德尔并未证实遗传因子的化学本质 A错误 由于噬菌体转化实验将DNA和蛋白质的作用分别进行了研究 而肺炎双球转化实验中DNA和蛋白质不能完全分离开 所以噬菌体转化实验更有说服力 B正确 沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中 碱基互补配对 嘌呤数等于嘧啶数 C错误 烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA D错误 答案 B 考向2 不同生物的遗传物质 例2 下列关于病毒遗传物质的叙述中 正确的是 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 解析 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 考点练透 4 2015年辽宁沈阳检测 下图表示科研人员验证烟草花叶 病毒 TMV 遗传物质的实验过程 由此推断正确的是 A 烟草细胞的遗传物质是RNAB 烟草细胞的细胞膜上有RNA的载体C 感染烟草的病毒的蛋白质和TMV的相同D 接种的RNA在烟草细胞中进行了逆转录 解析 从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒 而提取的蛋白质却不能使烟草感染病毒 这说明RNA是遗传物质 可在烟草细胞内合成TMV的蛋白质 答案 C 5 核酸是生物的遗传物质 下列有关核酸的说法正确的是 A 烟草的遗传物质中含有4种碱基B 真核生物的遗传物质都是DNA 部分原核生物的遗传物质是RNAC HIV与噬菌体含有相同的核苷酸D RNA病毒的遗传物质均能在宿主细胞中反转录生成DNA解析 真核 原核生物的遗传物质都是DNA HIV是RNA病毒 含有核糖核苷酸 而噬菌体是DNA病毒 含有脱氧核苷酸 有些RNA病毒不能反转录 答案 A 1 下图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程 S型菌有荚膜且具有毒性 能使人患肺炎或使小鼠患败 血症 R型菌无荚膜也无毒性 下列说法错误的是 A 与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却B 无毒的R型菌转化为有毒的S型菌属于基因重组 C 该转化实验不能证明DNA是遗传物质 D S型菌的DNA能抵抗机体的免疫系统 从而引发疾病解析 与R型菌混合前必须将S型菌慢慢冷却 以防止高温杀死R型菌 A正确 S型菌的DNA进入R型菌 使R型菌有毒性 实际上就是外源基因进入受体整合到受体DNA上并得以表达 属于基因重组 B正确 该转化实验不能证明DNA是遗传物质 C正确 由于S型菌有荚膜 荚膜属于多糖 不是DNA 进入吞噬细胞后 受荚膜的保护 能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化 从而迅速增殖 扩散 引起机体发生疾病 D错误 答案 D 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 有关这两个实 验的叙述中 不正确的是 A 都选用结构简单的生物作为实验材料 繁殖快 容易观察因遗传物质改变而引起的变异B 设计思路上的共同点是设法把DNA与蛋白质分开研究各自的效应C 肺炎双球菌的转化实验 R型菌 S型菌DNA会得到S型菌 因此用S型菌 R型菌DNA也会得到R型菌D 赫尔希和蔡斯用32P 35S分别标记DNA和蛋白质 研究DNA是噬菌体的遗传物质 解析 肺炎双球菌的转化实验 R型菌 S型菌DNA会产生S型菌 是因为S型菌的荚膜基因进入R型菌体内 并进行了表达 产生了荚膜 用S型菌 R型菌DNA得到的菌体中仍含有荚膜基因 所以后代仍是S型肺炎双球菌 答案 C 3 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解析 蛋白质的热稳定性比DNA低 而且也不具备自我复制的能力 答案 C 4 1952年 噬菌体小组 的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能 请回答下列有关问题 1 实验材料对实验成功具有重要的作用 选择T2噬菌体作为理想的实验材料 是因为它的结构简单 只含有蛋白质和DNA 且 2 获得分别被32P 35S标记的噬菌体的具体方法是 3 侵染一段时间后 用搅拌器搅拌 然后离心得到上清液和沉淀物 检测上清液中的放射性 得到如上图所示的实验结果 实验结果表明当搅拌时间在2 5min时 上清液中的35S 32P 分别占初始标记噬菌体放射性的90 和20 由此可以推断 出 图中 被侵染细菌 的存活率曲线基本保持在100 本组数据的意义是作为对照组 以证明 4 通过噬菌体侵染细菌实验发现 细菌裂解后释放出来的噬菌体大小 形状等都与原来噬菌体一致 实验证明 答案 1 侵染细菌过程中蛋白质与DNA 核酸 会自然分离 2 分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌 再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌 细菌没有裂解 3 DNA进入细菌 蛋白质没有进入细菌子代噬菌体没有被释放出来 4 DNA是噬菌体的遗传物质