第1节 DNA是主要的遗传物质 (一轮复习)

考纲下载1.人类对遗传物质的探索过程Ⅱ2.DNA分子结构的主要特点Ⅱ3.基因的概念Ⅱ4.DNA分子的复制Ⅱ必修二第三章基因的本质热点提示1.两个经典实验的设计思路和结论分析2.DNA分子的结构特点、复制及相关计算3.基因与DNA、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸之间的关系4.DNA分子多样性和特异性在人血缘鉴定、刑事侦破中的应用第1节DNA是主要的遗传物质答案：SRS对照“转化因子”答案：DNA答案：应具备以下四个特点：①在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己；②能够指导蛋白质合成从而控制生物的性状和新陈代谢；③具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；④结构比较稳定，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。答案：基因重组。答案：①实验方法：放射性同位素标记法(或叫同位素示踪法)。②实验思路：用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接地、单独地去观察它们的作用。答案：35S32P35S32P宿主细胞内宿主细胞宿主细胞外宿主细胞DNA答案：噬菌体的结构包括核酸分子和蛋白质外売。侵染细菌的过程包括：吸附、注入、生物合成、组装，释放。答案：RNADNADNA答案：①DNA是亲代与子代之间保持连续的物质；②DNA能指导着蛋白质的合成。烟草花叶病毒的感染和重建实验(浙江科技版)随着对病毒研究的逐渐深入，科学家发现许多病毒中含有RNA，却没有DNA。为了弄清RNA病毒的遗传机制，进行了烟草花叶病毒(TMV，它是由一条RNA链和蛋白质外壳组成)的感染和重建实验(如下图)，证明了只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。烟草花叶病毒(a、b)及其对叶肉细胞的感染和病毒重建(c)实验是这样进行的：首先，从TMV中分别提取RNA(占6%)和蛋白质(占94%)，然后用RNA和蛋白质分别去感染烟草。结果发现：单独用病毒的RNA就可以使烟草出现感染病毒的症状，说明病毒RNA进入烟叶的细胞后，能繁殖出正常的病毒后代；病毒的蛋白质，不能单独使烟草感染；用RNA酶处理过的RNA(RNA被水解)，没有感染力。图(c)表示了分别来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草，所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系，而不是提供蛋白质的株系。1.该实验的设计思路是什么？【提示】该实验的设计思路是设法将RNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察二者的作用；并将不同生物的RNA和蛋白质外壳组合成“杂种”来进一步验证二者的作用。2．该实验的结论是什么？【提示】这些病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。3．举例说明引起人类某些疾病的RNA病毒有哪些？【提示】从2002年底到2003年的春夏之交，在我国广东、香港、北京等地出现了大面积感染传染性非典型性肺炎(SARS)事件，引起这种疾病的病原体是一种冠状病毒，该病毒就属于RNA病毒。除了冠状病毒之外，造成人类疾病的RNA病毒还有小儿麻痹症病毒、脑炎病毒和流感病毒等，它们的遗传物质都是RNA。项目内容体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及同事实验原理S型细菌使人患肺炎或使小鼠患败血症对S型细菌中的物质进行提取、分离，分别单独地观察各种物质的作用实验过程及结果①R型活菌小鼠不死亡②S型活菌小鼠死亡③S型活菌S型死菌小鼠不死亡④R型活菌＋加热杀死的S型菌小鼠死亡实验结论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.体内转化实验是基础，仅说明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DNA3.两个转化实验都遵循对照原则特别提醒：①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。②加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。③转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。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，混合加入培养R型细菌的培养基中，发现R型细菌转化为S型细菌D．从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，分别加入培养R型细菌的培养基中，发现只有加入DNA的培养基中，R型细菌才转化为S型细菌解析：选项内容指向·联系分析AS型活细菌中的各成分没有分开，不能证明是DNA使R型细菌转化为S型细菌B该结论仅能证明加热杀死的S型细菌中含有转化因子，但不能证明转化因子是DNAC将DNA、蛋白质和多糖混合加入培养基中，不能分清它们谁是转化因子DS型活细菌的组成物质分开后，只有DNA使R型细菌转化成S型细菌，从而证明DNA是遗传物质答案：D1．实验分析实验材料T2噬菌体、大肠杆菌实验方法放射性同位素标记法(或同位素示踪法)设计思路S是蛋白质特征元素，P是DNA特征元素，用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独地去观察它们的作用过程与结果实验过程与结果实验分析35S标记的噬菌体蛋白质外壳并未进入细菌内部，而32P标记的噬菌体DNA进入了细菌内部实验结论DNA是真正的遗传物质(1)培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒专营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。(2)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。(3)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。(4)因为P几乎都存在于DNA中，而S绝大多数存在于蛋白质中，所以用32P标记DNA，用35S标记蛋白质；因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N元素，所以此实验不能标记C、H、O、N元素。2．与肺炎双球菌转化实验的比较：相同点①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②都遵循了对照原则③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和蛋白质的特征元素(32P和35S)2．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(侵染细菌)，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．①②④③B．④②①③C．②①④③D．②①③④解析：T2噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成，用放射性同位素35S和32P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。答案：C3．在“噬菌体侵染细菌”的实验中，如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则获得侵染噬菌体的方法是()A．用含35S的培养基直接培养噬菌体B．用含32P的培养基直接培养噬菌体C．用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体D．用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体解析：在“噬菌体侵染细菌”的实验中，经离心处理后，离心管的上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中含有被感染的细菌。如果放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，则说明噬菌体被标记的物质应为DNA，则获得侵染噬菌体的方法是：先用含32P的培养基培养细菌，使细菌体内核苷酸中含有32P，再用此细菌培养噬菌体，子代噬菌体中的DNA中就会含有32P。答案：D【例1】(2010·广州模拟)下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是()A．DNA是绝大多数生物的遗传物质B．有的生物种类的遗传物质是RNAC．在真核生物中，DNA和RNA都是遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质D．核酸是所有生物的遗传物质，其中DNA是主要的遗传物质思路点拨：生物的遗传物质是核酸，有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质，没有细胞结构的病毒只含有DNA或RNA一种核酸，其含有的这种核酸就是该病毒的遗传物质。总之，大多数生物的遗传物质是DNA，即DNA是主要的遗传物质。自主解答：________答案：C误点警示：含DNA的病毒和有细胞结构的生物，它们的遗传物质是DNA；只含RNA的病毒以RNA作为遗传物质。常见的错误表述是生物的遗传物质是DNA和RNA。【例2】(2010·南京模拟)有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图：一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是()选项放射性S元素P元素A全部无全部32S全部31PB全部有全部35S多数32P，少数31PC少数有全部32S少数32P，多数31PD全部有全部35S少数32P，多数31P思路点拨：病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身遗传物质的模板是自身核酸(含32P)，所用的原料是宿主细胞的31P(不具放射性)，故子代病毒的核酸大多含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。自主解答：________答案：D规律方法：(1)若用32P和35S标记病毒而寄主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有32P标记。(2)若用32P和35S标记寄主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素。(3)若用C、H、O、N等标记病毒而寄主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。(4)若用C、H、O、N等标记寄主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素。解答此类题目时应注意标记元素的种类及标记对象。在生物的遗传物质探究实验中，由于病毒较为简单，一般探究病毒的遗传物质是DNA、RNA、还是蛋白质。病毒的成分简单：只有蛋白质和核酸。若探究蛋白质和核酸谁是遗传物质——设法将两者分开，单独侵染宿主细胞，看能否增殖或个体是否出现患病症状即可证明；若探究某种未知病毒遗传物质是DNA还是RNA，则借助酶水解法，观察能否增殖即可证明。【例】(2008·上海高考)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：①RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色；②______________________________________________；③______________________________________________。(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：①蛋白质与RNA都有遗传效应，说明：蛋白质和RNA都是遗传物质；②________________，说明：_____________________；③________________，说明：_____________________；④________________，说明：_______