学案高三生物一轮复习DNA是主要的遗传物质(人教版必修二)

荣成二中生物组整理-1-DNA是主要的遗传物质回扣基础要点一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为是生物体的遗传物质，原因是氨基酸多种多样的可能蕴含着遗传信息。蛋白质排列顺序二、肺炎双球菌转化实验1.肺炎双球菌种类比较项目S型细胞R型细胞菌落菌体有无毒性有毒性，使小鼠患死亡光滑粗糙多糖类荚膜多糖类荚膜败血症无毒性2.格里菲思转化实验（体内转化）（1）实验过程及结果（2）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“”。加热杀死的S型细菌不死亡不死亡转化因子3.荣成二中生物组整理-2-（1）S型细菌加热杀死后,变性失活,DNA氢键破坏双链打开，但降温后变性的DNA可复性恢复正常（类似于PCR扩增中变性复性过程）。（2）细菌转化实验属于可遗传变异中的基因重组。蛋白质三、噬菌体侵染细菌的实验1.原理：T2噬菌体以自己的为模板，利用体内的物质合成自身组成物质而实现增殖。2.方法：，用标记一部分噬菌体的蛋白质，用标记另一部分噬菌体的DNA。3.材料（1）T2噬菌体的核酸为，存在于，尾部及头部外侧为。（2）T2噬菌体的生活方式是，宿主细胞为，（能/不能）在培养基上繁殖。DNA细菌放射性同位素标记法35S32PDNA头部蛋白质不能寄生大肠杆菌艾弗里转化实验（体外转化）原理：对S型细菌的成分提取、分离、鉴定，并与混合培养，以观察各成分的作用过程：结论：才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质R型活细菌DNAR型+S武型R型荣成二中生物组整理-3-4.底高检测到5.结论：在噬菌体中，亲代与子代之间具有连续性的物质是，即DNA是遗传物质。6.实验思想：将和蛋白质等分开，直接地、去观察各自的作用。DNADNA单独地练一练（高考真题）赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：①培养噬菌体；②35S和32P标记噬菌体；③放射性检测；④离心分离。实验步骤的先后顺序为()A.①②③④B.④②①③C.②①④③D.②①③④解析：T2噬菌体是由蛋白质外壳和DNA组成的，用放射性同位素35S和32P可以分别对其进行标记，然后让其感染细菌（培养噬菌体），再进行离心分离，最后进行放射性检测，发现进入细菌体内的只有DNA，从而得出DNA是遗传物质的结论。C四、RNA也是遗传物质的实验1.过程及结果2.结论：是遗传物质。RNA五、两个重要结论及原因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。荣成二中生物组整理-4-染色体叶绿体线粒体主要的绝大多构建知识网络高频考点突破考点一肺炎双球菌的转化实验1.肺炎双球菌体内和体外转化实验的比较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培养细菌用小鼠（体内）用培养基（体外）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（1）所用材料相同，都是肺炎双球菌R型和S型（2）两实验都遵循对照原则、单一变量原则提醒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。③DNA+DNA水解酶+R型活菌培育只有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。2.肺炎双球菌转化实验中的对照设计荣成二中生物组整理-5-1.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（D）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解析英国科学家格里菲思只是通过肺炎双球菌的转化实验，推论杀死的S型细菌中含有促进转化的活性物质“转化因子”，没有具体证明何种物质是遗传物质。对位训练2.在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四个试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是（）A.3和4B.1、3和4C.2、3和4D.1、2、3和4解析2、3、4三个试管内的R型细菌因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌的存在。答案D考点二噬菌体侵染细菌的实验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，直接单独地观察它们的作用。2.侵染特点及过程（1）进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质留在外面不起作用。（2）噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成→组装→释放五个过程。提醒：噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内,除噬菌体的DNA做模板起指导作用外，其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。3.结果及分析分组结果结果分析荣成二中生物组整理-6-对比实验(相互对照)含32P噬菌体+细菌上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内32P——DNA进入了宿主细胞内含35S噬菌体+细菌宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中35S——蛋白质外壳未进入宿主细胞留在外面提醒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。4.结论：DNA是遗传物质。提醒：(1)噬菌体侵染细菌实验中32P和35S的存在部位：(2)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。(3)该实验可同时证明：①DNA分子具有相对稳定性。②DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。③DNA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。拓展提升1.少量放射性出现的原因(1)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。(2)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。2.两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。对位训练3.为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为同位素标记的方案应为（）A.用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌B.用18O或32P培养噬菌体，再去侵染细菌C.将一组噬菌体用32P和35S标记D.一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳解析用32P和35S分别标记DNA和蛋白质外壳，35S仅存在于噬菌体的蛋白质外壳中，32P仅存在于噬菌体的DNA中，而14C、18O在蛋白质和DNA中都含有，无法区别是哪一个成分发挥作用，同时用32P、35S标记蛋白质和DNA，都有放射性，也无法判断是哪一个成分发挥作用。荣成二中生物组整理-7-答案：D4.噬菌体在增殖过程中利用的模板和原料的提供者分别是()A.都是噬菌体B.噬菌体和细菌C.都是细菌D.细菌和噬菌体解析噬菌体侵染细菌时注入的是DNA，在细菌细胞内以亲代噬菌体的DNA为模板，以细菌的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，合成组装形成子代噬菌体。答案：B考点三生物的遗传物质1.事实：生物的遗传物质是DNA或RNA。所有细胞生物的遗传物质都是DNA，对于病毒来说，有一部分是DNA，如噬菌体等；有一部分是RNA，如HIV、SARS病毒、禽流感病毒、烟草花叶病毒等，问题大多出在对常见病毒的遗传物质不熟悉。归纳如下：2.结论：主要的遗传物质为DNA。生物类型核酸种类遗传物质实例有细胞结构的生物真核生物DNA和RNADNA玉米、小麦、人原核生物乳酸菌、蓝藻无细胞结构的生物DNA病毒DNADNA噬菌体RNA病毒RNARNA烟草花叶病毒对位训练5.回答下列有关遗传物质的问题：（1）人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌中遗传物质的核苷酸分别有多少种()A.8、4、4、8B.4、4、4、4C.5、4、4、5D.8、4、5、4（2）上述四类生物中组成它们的核酸的核苷酸种类分别是（），这些核酸中含氮碱基种类分别是（）。（答案仍从（1）选项中选择）（3）下列有关遗传物质的叙述正确的是（）A.DNA是所有生物的遗传物质B.真核生物的DNA都以染色体为载体C.遗传物质在亲代与子代之间传递性状D.核酸是一切生物的遗传物质（4）下列哪项不是蚕豆遗传物质的载体（）A.染色体B.叶绿体C.线粒体D.核糖体解析凡是细胞生物，不论原核或真核生物，细胞中均有DNA和RNA两种核酸，但真正起遗传作用的只有DNA，在无DNA的病毒（如烟草花叶病毒、艾滋病病毒等）中，RNA才起遗荣成二中生物组整理-8-传作用。在真核细胞中，由于DNA主要存在于染色体上，故染色体是遗传物质的主要载体，但因线粒体、叶绿体中也有少量DNA，所以线粒体、叶绿体也可作为遗传物质的载体。答案（1）B（2）AC（3）D（4）D解题思路探究思维误区警示易错分析关于噬菌体的亲子代个体与细菌之间同位素标记关系不清噬菌体亲子代个体与细菌之间的同位素标记关系DNA蛋白质DNA和蛋白质噬菌体32P35S14C、3H、18O、15N细菌31P32S12C、1H、16O、14N子代噬菌体32P、31P32SC、H、O、N两种都有提醒解题时一定看清标记对象是噬菌体还是细菌,二者对应子代噬菌体的放射性结果不同。纠正训练1.某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质（如下表所示）。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。噬菌体细菌DNA或脱氧核糖核苷酸32P标记31P标记蛋白质或氨基酸32S标记35S标记（1）子代噬菌体的DNA应含有表中的和元素，各占个和个。（2）子代噬菌体中，只含32P的有个；只含31P的有个；同时含有32P、31P的有个。（3）子代噬菌体的蛋白质分子中都没有元素，由此说明；子代噬菌体蛋白质都含有元素，这是因为。解析由于细菌细胞中核苷酸含31P，而噬菌体核酸中含32P，细菌氨基酸含35S，噬菌体蛋白质含32S，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在外面，只有DNA侵入，合成子代噬菌体所需的原料均来自寄主细胞，因此，每个噬菌体侵染细菌所形成的子代噬菌体的DNA中，只有2个含亲代噬菌体的DNA模板链，其余均为31P,而蛋白质外壳应全是由细菌提供的原料构建的，即全是35S。答案（1）31P32Pn2(或32P31P2n)（2）0n-22（3）32S噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内35S子代噬菌体的蛋白质外壳是以细菌内35S标记的氨基酸为原料合成的2.如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素为()A.可在外壳中找到15N和35S、3HB.可在DNA中找到3H、15N、32P荣成二中生物组整理-9-C.可在外壳中找到15N和35SD.可在DNA中找到15N、32P、35S解析3H、15N既可标记在噬菌体的DNA分子上，又可标记在噬菌体的蛋白质外壳上，而32P只能标记在噬菌体的DNA分子上，35S只能标记在噬菌体的蛋白质外壳上。因为在噬菌体侵染细菌的过程中，只有其DNA进入了细菌细胞，