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1、第六单元 遗传的分子基础 第 1 讲 DNA 是主要的遗传物质 高考考点考纲要求命题频率备考策略 人类对遗传物质的探索过程 对照法比较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细 菌实验 考点一肺炎双球菌转化实验 巩固基础知识 实验材料 S型和R型肺炎双球菌 小鼠和培养基 实验原理 S型细菌使小鼠患败血症死亡 格里菲思体内转化实验 实验过程及结果 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 转化因子 艾弗里体外转化实验 设计思路 设法将 D NA与其他物质分开 单独研究它 们各自的功能 实验过程及结果 结论 使R型细菌产生稳定遗传变化的物质是 D NA 而不是蛋白质 多糖及D NA
2、的水解产物 构建思维桥梁 拓展延伸应用 体内转化实验和体外转化实验的比较 体内转化实验体外转化实验 培养细菌在小鼠体内体外培养基 实验对照 R型细菌与S型 细 菌的毒性对照 S型细菌各组成成分的作 用进行对照 巧妙构思 用加 热 杀 死 的S型 细菌 注 射 到 小 鼠 体 内作 为 对 照 实 验 来 说 明 确 实 发 生 了 转化 将物质提纯 分 离 后 直 接 地 单独地 观 察 某 种 物 质 在实验中所起的作用 实验结论 S型细菌体内有 转 化因子 S型细 菌 的D NA是 遗 传 物质 联系 所用材料相同 体内转化实验是体外转化实验的基础 体外转 化实验是体内转化实验的延伸 两实
3、验都遵循对照原则 单一变量原则 实验拓展分析 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D NA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性 转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去 说明S型 细菌的D NA是遗传物质 解题方法技巧 体内转化实验仅说明加热杀死的S型细菌内含有 转化 因子 而没有证明 转化因子 的本质 体外转化实验才说明 转 化因子 是D NA 肺炎双球菌转化实验中的相互对照 相互对照时每组均既是实验组又是对照组 每个实验组除 要探究的因素各不相同外 其他条件均相同 最终结论必须由几 组实验结果对比得出 例题 肺炎双球菌有许多类型 有荚膜的S菌有毒性 能引 起人患肺炎或
4、引起小鼠患败血症死亡 无荚膜的R菌无毒性 如图为所做的细菌转化实验 下列相关说法错误的是 A 丙组为空白对照 实验结果为小鼠不死亡 B 能导致小鼠患败血症死亡的有甲 丁两组 C 戊组实验表明 加S菌的蛋白质后试管中长出的还是无 毒性的R菌 D 丁组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将该性状遗传给 后代 解析 本题主要考查肺炎双球菌的转化这一经典实验 意 在考查对实验的分析能力 含有荚膜的肺炎双球菌是甲 乙 丁 三组 煮沸处理能使有荚膜的肺炎双球菌失去毒性 所以只有 甲 丁两组能导致小鼠死亡 戊组加S型菌的蛋白质后试管中 长出的还是无毒性的R型菌 而丁组产生的有毒性的肺炎双球 菌是由遗传物质的改变引起
5、的 可以遗传给后代 答案 D 提升应考能力 宿州一模 艾弗里将R型细菌置于含S型细菌D NA 的培养基中培养 得到了S型肺炎双球菌 下列有关叙述中正 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D NA是使R型菌产生稳定遗传变化的 物质 D 将S型细菌的D NA注射到小鼠体内也能产生S型细菌 B 解析 艾弗里实验中将S型细菌中的多糖 蛋白质和D NA 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D NA时 R型细菌才能转化成S型细菌 这证明 D NA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
6、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D NA注射到小鼠体内不能实现肺 炎双球菌的转化 黑龙江哈三中检测 下列关于肺炎双球菌转化实验叙 述错误的是 A 格里菲思的实验证明加热杀死的S型菌存在某种促进细 菌转化的因子 B 艾弗里的实验证明促成R型细菌向S型细菌转化的物质 是D NA C 艾弗里用化学方法将S型细菌的各种成分分离分别研究 其作用 D 将S型细菌的D NA与R型细菌混合后可将R型细菌全部 转化为S型细菌 D 解析 格里菲思根据肺炎双球菌在小鼠体内的转化实验 提出S型细菌中存在一种转化因子的假说 艾弗里用化学方 法将S型细菌的各种成分分开 分别进行实验 证
7、明了起转化 作用的物质是S型细菌的D NA 只有少数R型细菌转化为S 型细菌 考点二噬菌体侵染细菌的实验 巩固基础知识 实验方法 放射性同位素标记法 T 噬菌体的特点 结构 外壳由 蛋白质构成 头部内含有 D NA 生活方式 寄生 增殖特点 在自身遗传物质的作用下 利用 大肠杆菌 体内的物质合成自身的组成成分 进行大量增殖 实验过程及结果 标记噬菌体 分别用含 S P的培养基培养细菌 再 用上述细菌培养T 噬菌体 分别得到蛋白质被 S标记和D NA 被 P标记的噬菌体 含 S的噬菌体 细菌 混合 培养 搅拌 离心 结果 上清液放射性 高 沉淀物放射性 低 含 P的噬菌体 细菌 混合 培养 搅拌
8、 离心 结果 上清液放射性 低 沉淀物放射性 高 结果分析 噬菌体侵染细菌时 D NA进入细菌细胞中 而 蛋白质 外壳留在外面 子代噬菌体的各种性状是通过亲代 D NA来遗传的 结论 D N A是遗传物质 构建思维桥梁 拓展延伸应用 噬菌体增殖的条件 场所 大肠杆菌 蛋白质合成 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 D NA合成 模板 噬菌体的D NA 原料 大肠杆菌中的四种脱氧核苷酸 实验结果分析 用 S标记噬菌体 上清液中放射性很高的原因 蛋白质 外壳没有进入大肠杆菌 离心后存在于上清液中 用 S标记噬菌体 沉淀物中有放射性的原因 由于搅拌 不充分 有少量含 S的噬菌体吸附在细菌
9、表面 随细菌离心到 沉淀物中 用 P标记噬菌体 沉淀物中放射性很高的原因 D NA 进入大肠杆菌 离心后存在于沉淀物中 用 P标记噬菌体 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 经离心后分布于上清液中 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 噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较 噬菌体侵染细菌实验 肺炎 双 球 菌 体 外 转 化 实验 设计思路 设法将D NA和其他物质分开 单独地研究它们各 自不同的遗传功能 处理方法 放射性同 位素标记 法 分 别 标 记D
10、NA 和 蛋 白 质 的 特 殊 元素 直接分离法 分离S型细 菌的D NA RNA 蛋 白 质 和荚膜多糖等 分别与R 型细菌混合培养 检验结果的方式 检 测 放 射 性 存 在 位置 观察R型细菌能否转化成 S型细菌 结论 D NA是 遗 传 物 质 蛋 白 质 不 是 遗 传 物质 D NA是遗传物质 而蛋白 质等不是遗传物质 特别提示 作为遗传物质应具备的四个条件 在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地自我复制 能够 指导 蛋白 质 合成 从 而 控制 生物 的 性 状 和 新 陈 代谢 具有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力 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
11、制 并能遗传给后代 解题方法技巧 判断噬菌体中各标记元素的方法技巧 构成噬菌体蛋白质外壳的元素有C H O N S等 合成这 些蛋白质的氨基酸来源于细菌 构成噬菌体核酸的元素有C H O N P 合成这些核酸的核苷酸来源于细菌 T 噬菌体侵 染细菌时 用放射性元素标记的物质不同 放射性在子代中出现 的情况就不同 若用 P和 S标记噬菌体而细菌未标记 相当于间接 地将蛋白质和D NA分开 在子代噬菌体中只有D NA中有标记 元素 P 若用 P和 S标记细菌而噬菌体未标记 在子代噬菌 体的蛋白质中可找到标记元素 S 在D NA中可找到标记元 素 P 若用C H N等标记噬菌体而细菌未标记 在子代噬
12、菌 体中 只有D NA中能找到标记元素 若用C H N等标记细菌而噬菌体未标记 在子代噬菌 体的蛋白质和D NA中均可找到标记元素 例题 南京四校调研 为证明蛋白质和D NA究竟 哪一种是遗传物质 赫尔希和蔡斯做了 噬菌体侵染大肠杆菌 的实验 T 噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内 下图中亲代噬 菌体已用 P标记 A C中的方框代表大肠杆菌 下列关于本 实验及病毒 细菌的叙述正确的是 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 P标记的无机盐 B 若要达到实验目的 还要再设计一组用 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
13、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D NA 是遗传物质 解析 图中锥形瓶中培养液内的营养成分应无放射性标 记 要证明D NA是遗传物质 还应设计一组用 S标记的噬菌 体的侵染实验 两组相互对照 都是实验组 大肠杆菌是原核生 物 其遗传不遵循基因分离定律 若本组实验B 上清液 中出现 放射性 可能是实验时间较长 细菌裂解导致的 答案 B 提升应考能力 如果用 N P S共同标记噬菌体后 让其侵染未标记的大 肠杆菌 在产生的子代噬菌体中 能够找到的标记元素为 A 在外壳中找到 N和 S B 在D NA中找到 N和 P C 在外壳中找到 N和 P D 在
14、D NA中找到 N P和 S B 解析 用 N P S共同标记噬菌体后 由于 D NA中含 P 蛋白质中含S 而N是D NA和蛋白质共有的元素 所以 P 只标记D NA S标记蛋白质外壳 而 N同时标记 D NA和 蛋白质 噬菌体侵染大肠杆菌时 只有D NA进入大肠杆菌 体内 利用大肠杆菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体 的D NA和蛋白质 故在子代噬菌体中能找到 N和 P标记 的D NA 不能找到 S和 N标记的蛋白质 下列有关肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同 点的叙述 正确的是 A 实验材料都是原核生物 B 都利用了放射性同位素标记法 C 都能证明D NA是主要的遗传物质 D
15、 实验设计思路都是设法将蛋白质和D NA分开 D 解析 噬菌体为病毒 不是原核生物 肺炎双球菌转化实 验利用了物质的分离提纯法 没有使用放射性同位素标记法 两个实验都证明了D NA是遗传物质 但未能证明D NA是主 要的遗传物质 两个实验都设法将蛋白质和D NA分开 分别 观察两者在遗传中的作用 题组一 遗传物质及其探索历程 母题 新课标全国卷 在生命科学发展过程中 证明D NA是遗传物质的实验是 孟德尔的豌豆杂交实验 摩尔根的果蝇杂交实验 肺炎双球菌转化实验 T 噬菌体侵染大肠杆菌实验 D NA的X光衍射实验 A B C D 解析 孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律 和自由组合定律
16、摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染 色体上 D NA的X光衍射实验为D NA双螺旋结构的发现提 供了重要依据 肺炎双球菌转化实验和T 噬菌体侵染大肠杆 菌实验均证明了D NA是遗传物质 答案 C 变式题 江苏高考 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 噬菌体侵染细菌的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D NA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R NA B 解析 孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律 但没 有证实其化学本质 A项错误 在肺炎双球菌体外转化实验中提 取的D NA的纯度没有达到 从单独 直接观察D NA生理 效应方面分析 说服力不如噬菌体侵染细菌的实验 B项正确 沃森和克里克提出在D NA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数 C 项错误 烟草花叶病毒感染烟草实验只说明烟草花叶病毒的遗 传物质是R NA D项错误 变式题 江苏卷 探索遗传物质的过程是漫长 的 直到 世纪初期 人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质 当 时人们
