届高考生物复习遗传与进化基因的本质与表达.docx

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届高考生物复习遗传与进化基因的本质与表达

专题课件

第二单元基因的本质与表达

第一讲

DNA是主要的遗传物质

（一）DNA是遗传物质的证据之一肺炎双球菌转化实验

1.分析肺炎双球菌转化实验，补充横线上的内容

（1）格里菲思的体内转化实验：

　①实验a、b对比说明R型细菌无毒，S型细菌有毒。

②实验b、c对比说明加热杀死的S型细菌无毒性。

③实验b、c、d对比说明R型细菌转化为S型细菌。

④综合以上实验得出的结论是S型细菌中含有一种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌。

（2）艾弗里的体外转化实验：

结论：

DNA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。

1.比较肺炎双球菌体内和体外转化实验

项目

体内转化实验

体外转化实验

培养细菌

小鼠体内培养

培养基体外培养

实验原则

R型细菌与S型细菌的毒性对照

S型细菌体内各成分的相互对照

实验结果

加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌

S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌

实验结论

加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”

DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质

两实验的联系

①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；

②体内转化实验是基础，仅说明加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；

③两实验都遵循对照原则、单一变量原则

2.必明的三点提醒

（1）格里菲思实验只能证明加热杀死的S型细菌中含有转化因子，不能证明DNA是遗传物质。

（2）S型细菌的DNA与R型细菌混合培养，后代中既有R型细菌，又有S型细菌，且大多数为R型细菌。

（3）转化与DNA的纯度有关，DNA纯度越高，转化越有效。

（二）DNA是遗传物质的证据之二噬菌体侵染细菌实验

2.填写噬菌体侵染细菌实验的过程图

3.谨记噬菌体侵染细菌实验中应注意的三个易误点

（1）含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

（2）不能标记C、H、O、N，因这些元素是蛋白质和DNA共有的，无法将DNA和蛋白质分开。

（3）35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。

4.比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验

肺炎双球菌体外转化实验

噬菌体侵染细菌实验

设计思路

设法将DNA与其他物质分开，单独、直接研究它们各自不同的遗传功能

处理方法

直接分离：

分离S型菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养

同位素标记法：

分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA

结论

①证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质

②说明了遗传物质可发生可遗传的变异

证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质

（三）DNA是主要的遗传物质

3.连线生物类型与遗传物质的种类

5.归纳总结生物的遗传物质

遗传物质

生物类别

实例

DNA

细胞生物（真核、原核）

植物、细菌

DNA病毒

T2噬菌体

RNA

RNA病毒

HIV病毒

即：

细胞生物和DNA病毒的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA。

肺炎双球菌转化实验

命题点1　肺炎双球菌转化实验的过程及结果分析

1．（2018·济宁模拟）某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：

①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注入小鼠

②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注入小鼠

③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注入小鼠

④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注入小鼠

以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（　　）

A．存活、存活、存活、死亡

B．存活、死亡、存活、死亡

C．死亡、死亡、存活、存活

D．存活、死亡、存活、存活

解析：

选D　DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，①中小鼠不死亡。

②加入的是S型细菌，小鼠死亡。

高温能使细菌死亡，使酶失去活性，因此③④中小鼠都不死亡。

2．（2018·闽粤联合体联考）利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。

各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。

下列说法错误的是（　　）

A．通过e、f对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质

B．f组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌

C．e组可分离出R型肺炎双球菌

D．能导致小鼠死亡的是a、b、c、d四组

解析：

选D　分析题图可知，a中是加热杀死的S型细菌，不能使小鼠死亡；b中是S型细菌，能使小鼠死亡；c中是S型细菌＋R型细菌的DNA，能使小鼠死亡；d中是R型细菌，不能使小鼠死亡；e中是R型细菌＋S型细菌的蛋白质，由于蛋白质不是遗传物质，所以R型细菌不能转化成S型细菌，不能使小鼠死亡；f中是R型细菌＋S型细菌的DNA，由于DNA是遗传物质，所以R型细菌能转化成S型细菌，能使小鼠死亡。

e组没有出现S型细菌，f组出现S型细菌，说明转化因子是DNA而不是蛋白质；f中是R型细菌＋S型细菌的DNA，由于DNA是遗传物质，所以部分R型细菌能转化成S型细菌；e组中只能分离出R型肺炎双球菌；能导致小鼠死亡的是b、c和f组。

拓展·归纳肺炎双球菌转化实验中的对照设计

（1）在格里菲思的实验中，分别用活的S型和R型细菌注射小鼠形成对照，加热杀死的S型细菌单独注射和加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射形成对照。

（2）在艾弗里的体外转化实验中，DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成对照，而DNA与DNA酶处理产物之间也形成对照。

命题点2　肺炎双球菌转化的实质

3．艾弗里将R型肺炎双球菌培养在含S型细菌DNA的培养基中，得到了S型肺炎双球菌，有关叙述正确的是（　　）

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．该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA

D．将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌

解析：

选B　艾弗里实验中将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别加入培养R型细菌的培养基中，结果只有加入DNA时，才能使R型细菌转化成S型细菌，这说明肺炎双球菌的遗传物质是DNA；该实验中的变异属于基因重组，生物的变异都是不定向的；仅将S型细菌的DNA注射到小鼠体内，不能实现肺炎双球菌的转化。

4．（2018·如东检测）肺炎双球菌转化实验中，S型菌的部分DNA片段进入R型菌内并整合到R型菌的DNA分子上，使这种R型菌转化为能合成荚膜多糖的S型菌。

下列叙述正确的是（　　）

A．R型菌转化成S型菌前后的DNA中，嘌呤所占比例发生了改变

B．进入R型菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点

C．R型菌转化成S型菌的过程中，R型菌发生了基因突变

D．该实验体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

解析：

选B　R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，其中碱基遵循碱基互补配对原则，因此R型菌转化为S型菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然是占50%，A错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点，B正确；R型菌转化成S型菌的过程中，没有产生新的基因，R型菌发生了基因重组而不是基因突变，C错误；荚膜多糖不属于蛋白质，所以该实验不能体现基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，D错误。

拓展·归纳对“转化”两个点的理解

（1）转化的实质是基因重组而非基因突变：

肺炎双球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。

（2）加热对蛋白质和DNA的影响不同：

加热使生命活动的承担者——蛋白质变性，表现为细菌生命活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传物质的功能。

噬菌体侵染细菌实验

命题点1　噬菌体侵染细菌实验的过程与结果

1．（2018·苏州十校联考）图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验，某同学据图分析总结出六个结论，你认为正确的有（　　）

①甲处的噬菌体一定含有放射性

②乙处的噬菌体一定不含放射性

③图1能证明DNA是遗传物质，而不能证明蛋白质不是遗传物质

④图2增设一组35S标记的噬菌体作对照，就能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质

⑤如果培养2代以上，甲处DNA分子两条链都有放射性的噬菌体个数一定增多

⑥如果培养2代以上，乙处噬菌体的核酸都不含放射性

A．一项　　　B．二项　　　C．三项　　　D．四项

解析：

选B　分析图1可知，培养噬菌体的大肠杆菌已被32P或35S标记，故甲处的噬菌体一定含有放射性，①正确；用含有32P标记的1个噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌后，释放的子代噬菌体乙中，有2个含有放射性，②错误；图1中用含有32P或35S的大肠杆菌培养噬菌体，获得被标记的噬菌体，证明了噬菌体增殖时的原料来自大肠杆菌，不能证明DNA是遗传物质，③错误；图2增设一组35S标记的噬菌体作对照，可说明在噬菌体增殖过程中，起遗传效应的物质是DNA，因被35S标记的蛋白质没有进入大肠杆菌中，故不能证明蛋白质不是遗传物质，④正确。

若用含35S的培养基培养大肠杆菌，噬菌体侵染大肠杆菌后，甲处的DNA分子无放射性，⑤错误。

若培养2代以上，乙处部分噬菌体的核酸含放射性，⑥错误。

2．噬藻体是侵染蓝藻的DNA病毒，其增殖过程与噬菌体类似。

某生物兴趣小组进行了下面的实验：

①标记噬藻体→②噬藻体与蓝藻混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。

下列叙述错误的是（　　）

A．完整的实验过程需要利用分别含有35S或32P的蓝藻，以及既不含35S也不含32P的蓝藻

B．标记噬藻体时先用含32P的培养基培养蓝藻，再用此蓝藻培养噬藻体

C．步骤③可让噬藻体和蓝藻分开，使噬藻体和蓝藻分别存在于上清液和沉淀中

D．侵染蓝藻的噬藻体利用自身的脱氧核苷酸和氨基酸为原料，合成子代噬藻体

解析：

选D　在标记噬藻体时，需要分别利用含35S或32P的蓝藻；又因检测放射性时不能区分是何种元素，所以要利用既不含35S也不含32P的蓝藻。

因为噬藻体必须用蓝藻培养，所以标记噬藻体应先标记蓝藻。

搅拌可以使噬藻体和蓝藻分离，离心使上清液中析出噬藻体，沉淀物中留下被侵染的蓝藻。

噬藻体合成DNA和蛋白质的原料分别是蓝藻的脱氧核苷酸和氨基酸。

方法·规律噬菌体侵染细菌实验中的放射性分析

（1）32P噬菌体侵染大肠杆菌：

（2）35S噬菌体侵染大肠杆菌：

命题点2　“噬菌体侵染细菌实验”与“肺炎双球菌转化实验”的比较

3．“DNA是主要的遗传物质”是经过多位科学家长期研究得到的结论，下列有关这一探究历程的叙述与史实相符的是（　　）

A．格里菲思和艾弗里的实验都可以证明S型肺炎双球菌对小鼠是有毒的

B．艾弗里的肺炎双球菌转化实验实际利用了染色体变异实现了细菌的转化

C．噬菌体侵染细菌实验应用了同位素标记技术，证明了DNA是主要的遗传物质

D．噬菌体侵染细菌实验之所以能够成功跟噬菌体本身的结构与侵染特点有密切关系

解析：

选D　艾弗里的实验是体外实验，不能证明S型