高三生物遗传的物质基础学案

第六章生物的遗传变异第一节遗传的物质基础一、本节知识拓展：二、本节知识整合：一、DNA是主要的遗传物质一、知识回扣：生物学家通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究，认识到在生物的遗传中具有重要的作用，它是由和组成的。生物学家通过许多实验证明，生物体内主要的遗传物质是，而不是，蛋白质是一切生命活动的。证明是遗传物质的实验要设法将和分开，单独地、直接地去观察的作用。比较著名的实验有肺炎双球菌的转化实验和的实验。1、肺炎双球菌的转化实验R型细菌的菌落粗糙，菌体多糖类的荚膜，是性的球形菌；S型细菌的菌落，菌体多糖类的荚膜，是性的球形菌，可以使人患肺炎或小鼠患败血症。实验过程：①、将无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内，小鼠；②、将有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠；③、将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠；④、将无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠，从小鼠的尸体上可以分离出活细菌，这表明无毒性的R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后，转化为，而且S型细菌的后代是毒性的S型细菌，可见这种性状的转化是可以遗传的。后来，有人将从S型活细菌中提取的、、等物质分别加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现只有加入，R型细菌才能转化为S型细菌，并且DNA的纯度，转化就；如果用DNA酶处理从S型活细菌中提取出的DNA，使分解，就不能使R型细菌。上述实验过程表明：才是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，也就是说。2、噬菌体侵染细菌的实验T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的，T2噬菌体侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用体内物质来合成自身的组成成分，从而进行。T2噬菌体头部和尾部的外壳是由构成的，在它的头部含有。实验过程如下：用放射性同位素标记一部分T2噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素标记另一部分噬菌体的DNA，然后，用被标记T2噬菌体侵染细菌。当噬菌体在体内大量繁殖时，生物学家对标记的物质进行测试，结果表明，噬菌体的并未进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的却进入细菌的体内。可见，T2噬菌体在细菌内的增殖是在DNA的作用下完成的。该实验结果表明：在T2噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是，而不能说明蛋白质遗传物质或遗传物质。如果结合上述两实验过程，可以说明DNA是，而蛋白质不是。现代科学研究证明，有些病毒只含有RNA和蛋白质，如烟草花叶病毒。从烟草花叶病毒中提出的，不能使烟草感染病毒，但从这些病毒中提出的，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是，所以说DNA是的遗传物质。二、考点链接：肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程；肺炎双球菌转化实验与细菌培养技术的联系；噬菌体侵染细菌实验。三、经典例题：1.(06扬州期末)1952年赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体时，做法是：（）A．分别用35S和32P的人工培养基培养T2噬菌体B．分别将35S和32P注入鸡胚，再用T2噬菌体感染鸡胚C．分别用35S和32P的培养基培养细菌，再分别用上述细菌培养T2噬菌体D一分别用35S和32P的动物血清培养T2噬菌体2.（06南京期末）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，设计实验如下。一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测中，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31P3.（06连云港一模）（多选）以含（NH4）235SO4、KH231PO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种以32P标记的T2噬菌体（S元素为32S），一段时间后，检测子代噬菌体中的S、P元素，下表中对结果的预测，一般不可能发生的是：（）选项S元素P元素A全部32S全部31PB全部35S多数32P，少数31PC全部32S少数32P，多数31PD全部35S少数32P，多数31P4.（06南京一模）在生命科学研究中，“放射性同位素示踪”是经常使用的研究手段。某生物科研所做了如下几个科学实验，请仔细阅读分析并回答有关问题。（1）将大肠杆菌的DNA分子用3H标记后，放在普通培养基上按图甲所示方式繁殖八代，那么在子代中含1H标记的DNA分子的比例是________。若其细胞中DNA分子在复制过程中出现差错，那么该细胞的结构功能________(一定或不一定)发生改变，其可能的原因是________。（2）上图乙所示，科研人员合成了一段含15N的特定DNA片段。用它作为探针，利用________原则，可检测待测标本中的遗传信息，目前在环境监测方面可用于________，这项技术的原理是________________。（3）科研人员选取一棵健壮的植物幼苗，将它的一片叶用透明塑料袋密封，施加14CO2(如上图丙所示)，用以探究土壤温度和气温对其体内有机物运输方向的影口向。控制不同温度条件，分别在A、B处测定含14C的有机物含量，记录的实验数据如下：气温：17.7土温：22.4气温：22.4土温：17.7A142lB2411该实验结果说明：________________________。四、题组训练：1.（2006年上海卷10题）用一个32P标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P的噬菌体有：（）温度(℃)实验数据测量部位A.0个B.2个C.30个D.32个2.（2006年江苏卷3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.①②④③B.④②①③C.②①④③D.②①③④3.（2006年江苏卷4题）做DNA粗提取和鉴定实验时，实验材料用鸡血而不用猪血的原因是：（）A.鸡血的价格比猪血的价格低B.猪的红细胞没有细胞核，不易提取到DNAC.鸡血不凝固，猪血会凝固D.用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便4.控制大肠杆菌抗药性的基因，控制根霉菌主要性状的基因，控制病毒抗原特异性的基因依次是：（）①核区DNA上②线粒体DNA上③细胞核染色体上④质粒上⑤蛋白质壳内核酸上A.①④⑤B.④③⑤C.②①③D.④①⑤5.鸡的输卵管细胞合成卵清蛋白，成熟红细胞合成β一珠蛋白。用编码这两种蛋白的基因分别作探针，对两种细胞中提取的总DNA的限制酶切割片段与总RNA进行杂交实验，结果可显示：（）A.输卵管细胞只有表达卵清蛋白的基因与表达卵清蛋白的信使RNAB.成熟红细胞只有表达β一珠蛋白的基因与表达β一珠蛋白的信使RNAC.两种细胞都有表达这两种蛋白的基因与表达这两种蛋白的信使RNAD.两种细胞都有表达这两种蛋白的基因，但只有表达各自蛋白质的信使RNA6.在噬菌体侵染细菌实验中，如果细菌体内的DNA和蛋白质分别含有31P和32S，噬菌体中的DNA和蛋白质分别含有32p和35s，噬菌体在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出子代噬菌体中含有32p的噬菌体和含有32S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的：（）A.3／4和0B.1／4和OC.3／4和1D.1／4和17.（多选）下列有关DNA的叙述中不正确的是：（）A.同一生物个体各种体细胞核中DNA，具有相同的碱基组成B.双链DNA分子的碱基含量是A+G=C+T或A+C=G+TC.细胞缺水和营养不足将影响DNA的碱基组成D.DNA只存在于细胞核中8.(多选)加有少量柠檬酸钠（防止血液凝固）的猪血分装于①、②、③试管中，随后依次加入0.3%、0.9%和1.5%氯化钠溶液稀释，30分钟后离心。下列叙述中正确的是：（）A.①和②试管的上清液中有血红蛋白，沉淀中都有红细胞B.②和③试管的上清液呈淡黄色，沉淀中分别有完整的和皱缩的红细胞C.①和③试管的沉淀中分别有红细胞的碎片和皱缩的红细胞D.②和③试管的上清液是血清9.在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有：（）①有毒R型②无毒R型③有毒S型④无毒S型A.①④B.②③C.③D.①③10.科学家做“噬菌体侵染细菌”的实验，分别用同位素32P，35S作了如下所示的标记：噬菌体成分细菌成分核苷酸标记（32P）31P氨基酸32S标记（35S）（1）噬菌体侵染细菌实验过程为：＿＿＿＿＿＿＿①注入②吸附③组装④合成⑤释放（2）实验结果为：子代噬菌体与亲代噬菌体的外形和侵染细菌的特点均相同。则：子代噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是：＿＿＿＿＿＿，原因是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；子代噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是：＿＿＿＿＿＿，原因是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。______________________________________________________。（3）此实验结果证明：____________________________________。（4）若噬菌体的DNA碱基组成是：A－23℅，T－36℅，G－21℅，C－20℅，请问在DNA的结构有何特点？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。11.某科研小组对禽流感病毒遗传物质进行了如下实验：实验原理：略。实验目的：探究禽流感病毒的遗传物质是DNA，还是RNA。材料用具：显微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活鸡胚、DNA酶、RNA酶等。实验步骤：第一步：取等量活鸡胚二组，用显微注射技术，分别向二组活鸡胚细胞中注射有关物质。第二步：在适宜条件下培养。第三步：分别从培养后的鸡胚中抽取样品，检测是否产生禽流感病毒。请将与实验相关的内容填入下表：注射的物质实验现象预测是(有无禽流感病毒的产生)相关判断(禽流感病毒的遗传物质)第一组如果__________________，如果__________________，则_______是遗传物质；则_______是遗传物质。第二组如果__________________，如果__________________，则_______是遗传物质；则_______是遗传物质。二、DNA分子的结构和复制与RNA分子一、知识回扣：1、DNA分子的结构1953年，美国科学家和英国科学家共同提出了DNA分子的。DNA分子的基本单位是。一分子脱氧核苷酸由一分子、一分子和一分子。由于组成脱氧核苷酸的碱基只有4种：（A）、（T）、（G）和（C），因此，脱氧核苷酸有4种：脱氧核苷酸、脱氧核苷酸、脱氧核苷酸和脱氧核苷酸。很多个脱氧核苷酸成为。DNA分子的立体结构是。这种结构的特点是：①DNA分子是由组成的，并按方式盘旋成。②DNA分子中的和交替连接，排列在，构成；排列在。③DNA分子两条链上的碱基通过连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：（A）一定与（T）配对，（G）一定与（C）配对。碱基之间的这种一一对应关系，叫做原则。组成DNA分子的碱基只有4种，但碱基对的排列顺序却是千变万化的。碱基对的排列顺序代表了。由此可见，DNA分子是能够储存大量的的。碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的，而碱基对的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的，这就从上说明了生物体具有和的原因。2、DNA分子的复制DNA分子的结构不仅使DNA分子能够大量的遗传信息，还使DNA分子能够遗传信息。遗传信息的是通过DNA分子的复制来完成的。DNA分子的复制是指以为模板合成的过程。DNA分子的复制是在细胞和，随着而完成的。DNA分子的复制是一个的过程。DNA分子的复制开始时，DNA分子利用细胞提供的，在的作用下，把两条后，以解开的为，以周围环境中为原料，按照，在有关酶的作用下，各自合成与母链的，随着的进行，新合成的子链也不断地延伸，同时，每条子链与其对应的盘绕成，从而各形成一个新的。这样，复制完成后，一个DNA分子就形