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1、2012 届高考生物第一轮复习导学案 :DNA 是主要的遗传物质第 3 基因的本质第 1 节 DNA 是主要的遗传物质【高考目标导航】人类对遗传物质的探索过程【基础知识梳理】一、对遗传物质的早期推测1、主导观点：蛋白质是主要的遗传物质。2、对 DNA 的认识：（1）基本组成单位：脱氧核苷酸化学组成：磷酸、脱氧核糖和碱基三部分种类：4 种，由碱基决定（2）生物大分子：由许多脱氧核苷酸聚合而成。二、肺炎双球菌的转化实验1、肺炎双球菌S 型菌 R 型菌菌落表面光滑表面粗糙菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性有毒性，使小鼠患败血症死亡无毒 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
2、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”。3、艾弗里转化实验（体外转化）（1）设计思路：设法把 S 型细菌的 DNA 与其他各组成成分分开，单独研究它们各自的功能。（2）过程及结果：（3）结论：DNA 才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质，而蛋白质、多糖及 DNA 的水解物都不是。三、噬菌体侵染细菌的实验1、实验方法：放射性同位素示踪法。2、T2 噬菌体的特点（1）结构：外壳由蛋白质构成，头部含有 DNA。（2）生活方式：细胞内寄生，不能独立进行新陈代谢。（3）结构成分：蛋白质构成其头、尾两部分的外壳，DNA 被包在头部的外壳内。（3）增殖特点：在
3、噬菌体 DNA 的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。3、实验过程及结果（1）标记细菌：将细菌培养在含 3S 的培养基，培养出含 3S 的细菌；将细菌培养在含 32P 的培养基，培养出含 32P 的细菌。（2）标记噬菌体：将噬菌体培养在含 3S 的细菌中，培养出含 3S的噬菌体；将噬菌体培养在含 32P 的细菌中，培养出含 32P 的噬菌体。（3）噬菌体侵染细菌：将被 3S 标记的噬菌体培养在细菌中，培养出的子代噬菌体中无3S。将被 32P 标记的噬菌体培养在细菌中，培养出的子代噬菌体中有 32P。（4）结果分析：噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面
4、。子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA 遗传的。（）结论：DNA 是遗传物质。四、RNA 也是遗传物质的相关实验1、材料：烟草花叶病毒。2、实验过程及结果：3、结论：RNA 是遗传物质。4、人类的探索结论DNA 是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是 DNA，只有少部分生物的遗传物质是 RNA。【要点名师透析】一、肺炎双球菌的转化实验体内转化实验体外转化实验研 究 人1928格里菲思1944艾弗里过程结果无毒 R 型活菌小鼠不死亡有毒 S 型活菌 小鼠 死亡有毒 S 型活菌 有毒 S 型死菌小鼠 不死亡无毒 R 活菌+ 加热杀死的 S 菌小鼠 死亡( 从体内分离出 S型活细菌
5、)S 型活细菌 多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA DNA 水解物 所得活菌：R R R R S+R R分析 a 组结果说明：R 型细菌无毒性b 组结果说明：S 型细菌有毒性组结果说明：加热杀死的 S 型细菌已失活d 组结果证明：有 R 型无毒细菌已转化为 S 型有毒细菌，说明 S型细菌内含有使 R 型细菌转化为 S 型细菌的物质 S 型细菌的 DNA使 R 型细菌发生转化S 型细菌的其他物质不能使 R 型细菌发生转化结论 d 组实验中，已加热杀死的 S 型细菌体内含有“转化因子”，促使 R 型细菌转化为 S 型细菌(主要通过 d 组证明)S 型细菌体内只有 DNA 才是”转化因子”，即 DN
6、A 是遗传物质相同点 1、巧妙选用 R 型和 S 型两种肺炎双球菌2、实验目的都是探究遗传物质的成分3、体内转化实验是体外转化实验的基础，后者则是前者的延伸4、实验设计都遵循对照原则和单一变量原则【典例】(2011 北京模拟)在艾弗里证明遗传物质是 DNA的实验中，将从 S 型活菌中提取的 DNA 用 DNA 酶进行了处理，并将处理后的 DNA 与 R 型菌混合培养，结果发现培养基上仅有 R 型菌生长。设置本实验步骤的目的是( )A 证明 R 型菌生长不需要 DNAB 与 “以 S 型菌的 DNA 与 R 型菌混合培养 ”的实验形成对照补充 R 型菌生长所需要的营养物质D 直接证明 S 型菌
7、DNA 不是促进 R 型菌转化的因素【解析】本实验中真正的实验组是 S 型活菌中提取的 DNA 与 R型菌混合培养，结果发现培养基上有 R 型菌和 S 型菌共同生长，为证明 DNA 的作用，设置了对照实验，以进一步证明实验结论。【答案】B二、噬菌体侵染细菌的实验实验材料 T2 噬菌体、大肠杆菌实验方法同位素标记法巧妙构思噬菌体只有 DNA 和蛋白质两种成分实验思路 S 是蛋白质的特有元素， P 几乎都存在于 DNA 分子中，用放射性同位素 32P 和 3S 分别标记 DNA 和蛋白质、直接单独的观察它们的作用。过程、结果标记细菌细菌+含 3S 的培养基含 3S 的细菌细菌+含 32P 的培养基
8、含 32P 的细菌标记噬菌体噬菌体+含 3S 的细菌含 3S 的噬菌体噬菌体+含 32P 的细菌含 32P 的噬菌体噬茵体侵染细菌含 3S 的噬菌体细菌宿主细胞内没有 3S，3S 分布在宿主细胞外含 32P 的噬菌体 +细菌宿主细胞外几乎没有 32P，32P 主要分布在宿主细胞内实验分析过程 3 表明，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，噬菌体的 DNA 进入了细菌的内部实验结论 DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质【典例】赫尔希与蔡斯用 32P 标记 T2 噬菌体与无标记的细菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。与此有关的叙述不正确的是( )A 上清液中有少量放射性的
9、原因是部分噬菌体没有完成侵染细菌的过程B32P 标记 T2 噬菌体的 DNA 在细菌体内复制时，需要的酶是由噬菌体携带到细菌体内的在此实验中最后获得的子代噬菌体大部分不含有放射性D 在细菌体内产生的 RNA 不含有放射性【解析】由于含有放射性的 DNA 进入细菌体内复制，所以沉淀物中应该有放射性，但只有少部分，因为 DNA 具有半保留复制特点。新形成的脱氧 核苷酸链是利用细菌体内的物 质合成的，没有放射性，同理新产生的 RNA 也不具有放射性。如果侵染的时间过短，部分噬菌体没有完成侵染细菌的过程，就会存在于上清液中。【答案】B三、肺炎双球菌与噬菌体侵染细菌的比较相同点 1、均使 DNA 和蛋白
10、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 型细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 和蛋白质的特殊元素，侵染时自然分离【感悟高考真题】1、 （2011 广东高考）艾弗里和同事用 R 型和 S 型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知 ( )实验组号接种菌型加入 S 型菌物质培养皿长菌情况R 蛋白质 R 型R 荚膜多糖 R 型RDNAR 型、S 型RDNA
11、（经 DNA 酶处理）R 型A不能证明 S 型菌的蛋白质不是转化因子B 说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性和说明 S 型菌的 DNA 是转化因子D 说明 DNA 是主要的遗传物质【解析】A 项，组：R+S 型菌的蛋白质，只长出 R 型菌，说明蛋白质不是转化因子。B 项，组：R+S 型菌的荚膜多糖，只长出R 型菌，说明荚膜多糖不是转化因子。无法证明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性。项，组：R+S 型菌的 DNA，结果既有 R 型菌又有 S型菌，说明 DNA 可以使 R 型菌转化为 S 型菌， 组：用 DNA 酶将DNA 水解，结果只长出 R 型菌，说明 DNA 的水解产物不能使 R 型菌转化为 S 型
12、菌，从一个反面说明了只有 DNA 才能使 R 型菌发生转化。D 项此实验只涉及 R 型和 S 型肺炎双球菌两种生物，没有涉及 RNA 病毒，无法证明 DNA 是主要的遗传物质。【答案】2、 （2011江苏高考）关于 “噬菌体侵染细菌的实验 ”的叙述，正确的是()A 分别用含有放射性同位素 3S 和放射性同位素 32P 的培养基培养噬菌体B 分别用 3S 和 32P 标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养用 3S 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D32P、3S 标记的噬菌体侵染实验分别说明 DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传物质【解析】A 项，应
13、分别用含有放射性同位素 3S 和放射性同位素32P 培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体。B 项，分别用 3S 和 32P 标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行短时间的保温培养。项，沉淀物存在少量放射性，说明沉淀物中有 3S 标记的噬菌体蛋白质外壳，是搅拌不充分所致。D 项，噬菌体侵染细菌的实验证明 DNA 是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。【答案】3、 （2010江苏高考）探索遗传物质的过程是漫长的直到20 世纪初期，人们仍普追认为蛋白质是遣传物质。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蛋白
14、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台可以贮存大量遗传信息【解析】本题借助科学发展史考查蛋白质的多样性等特点。蛋白质不具备热稳定性，也不能复制，故选项。其他选项所述的蛋白质的特点，与遗传物质应具备的特征一致，可作为遗传物质的理由。【答案】4、 （2010广东高考）下列叙述正确的是ADNA 是蛋白质合成的直接模板 B 每种氨基酸仅有一种密码子编码DNA 复制就是基因表达的过程 D DNA 是主要的遗传物质【解析】本题考查学生的理解能力。蛋白质合成的直接模板是RNA；一种氨基酸可有一种或多种密码子编码；基因具有两个基本功能，即复制和表达；基因的复制是以
15、DNA 为基本单位进行的；基因的表达分为转录和翻译两个过程；由于绝大多数生物的遗传物质都是 DNA，所以 DNA 是主要的遗传物质。【答案】D、 （2009江苏高考）科学家从烟草花叶病毒（TV ）中分离出 a、b 两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列 4组实验（见下表）中，不可能出现的结果是实验实验结果编号实验过程病斑类型病斑中分离出的病毒类型 a 型 TV 斗感染植物 a 型 a 型b 型 TV 呻感染植物 b 型 b 型组合病毒（a 型 TV 的蛋白质+b 型 TV 的 RNA） 感染植物 b型 a 型组合病毒（b 型 TV 的蛋白质+a 型 TV 的 RNA） 感染植物 a型 a 型
