届高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基础听课学案.docx

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届高考生物一轮复习第6单元遗传的分子基础听课学案

第6单元遗传的分子基础

第17讲　DNA是主要的遗传物质

考试说明人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ）。

􀎮考点一　肺炎双球菌转化实验􀎯

1.肺炎双球菌类型

项目

S型肺炎双球菌

R型肺炎双球菌

菌落

粗糙

菌体

无多糖类荚膜

毒性

无

2.格里菲思的体内转化实验

（1）实验过程

图6-17-1

（2）结论:

加热杀死的S型细菌中含有　　　　　　　,将无毒的R型活细菌转化为S型活细菌。

3.艾弗里的体外转化实验

（1）方法:

直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等,将它们分别与　　　　　　混合培养,研究它们各自的遗传功能。

（2）实验过程及结果

图6-17-2

（3）结论:

　　　　才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质,即　　　　是转化因子,是遗传物质。

理性思维

1.体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性?

2.体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供?

科学探究

格里菲思设计的实验,除教材中的四组以外,他还设计了一组:

将加热后杀死的S型细菌和加热后杀死的R型细菌混合后注射到小鼠体内→小鼠不死亡;而艾弗里设计的实验中,有一个关键的对照组:

S型细菌的DNA+DNA酶→R型细菌的培养基→R型细菌。

结合两位科学家的实验,可以得出的结论:

R型细菌转变成S型细菌的条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　。

1.比较格里菲思实验和艾弗里实验

项目

格里菲思实验

（体内转化实验）

艾弗里实验

（体外转化实验）

培养场所

　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才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质

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.辨析细菌体内的转化问题

（1）格里菲思实验只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”,并没有证明DNA是遗传物质。

（2）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实质是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。

（3）使小鼠死亡的是S型肺炎双球菌而不是S型菌的DNA。

（4）并非所有的R型细菌都被转化。

由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响,因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌,而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。

1.[2018·江淮十校联考]某同学对格里菲思的实验进行了改良,将R型菌、S型菌、加热杀死的S型菌、加热杀死的S型菌和R型菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四组相同的培养基上,在适宜的无菌条件下进行培养,一段时间后,菌落的生长情况如图6-17-3所示。

下列有关叙述中正确的是（　　）

A.若培养前在甲组培养基中加入S型菌的DNA,得到的菌落类型与丁不同

图6-17-3

B.甲、乙两组作为丁组的对照组,丙组培养基无菌落产生,可以不必设置

C.丁组的实验结果说明了使R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA

D.该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件以及培养时间等

2.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

3.[2017·山东泰安模拟]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6-17-4所示的处理,在培养一段时间后注射到不同小鼠体内。

下列说法不正确的是（　　）

图6-17-4

A.通过⑤⑥对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质

B.⑥可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌

C.⑥产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果

D.不能导致小鼠死亡的是①③④⑤四组

􀎮考点二　噬菌体侵染细菌实验􀎯

1.实验方法:

　　　　　　　法,用35S、32P分别标记　　　　　　　　　　　　　　　。

2.实验材料:

T2噬菌体和大肠杆菌

（1）噬菌体的结构

图6-17-5

（2）噬菌体的生活方式:

　　　　　　　　。

3.实验过程

（1）标记噬菌体

图6-17-6

（2）侵染细菌

图6-17-7

4.实验结果分析

分组

结果

结果分析

对比实验

（相互对照）

　含32P的噬菌体+细菌

　上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内

　含35S的噬菌体+细菌

　宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中

5.结论:

　　　　是遗传物质。

理性思维

实验材料的选择是实验成功的重要因素,艾弗里与赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物——细菌或病毒。

请思考:

以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点?

科学探究

根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。

假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。

简要写出实验思路,预期的实验结果及结论。

（要求:

实验包含可相互对照的甲、乙两个组。

）

（1）思路:

甲组:

将宿主细胞培养在含有　　　　　　　　　　的培养基中,之后接种新病毒。

培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

乙组:

将宿主细胞培养在含有　　　　　　　　　　的培养基中,之后接种新病毒。

培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。

（2）结果及结论:

　　　　　　　　　　。

1.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较

项目

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、直接研究它们各自的功能

处理方法

　直接分离:

分离S型菌的DNA、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

　①证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质

　②说明DNA能控制蛋白质的合成

　③说明DNA能自我复制

2.噬菌体侵染细菌实验的上清液和沉淀物放射性分析

（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含放射性的原因。

①保温培养时间过短,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,使上清液中出现放射性;

②保温培养时间过长,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。

（2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因:

搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。

（3）35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）不能同时标记在同一噬菌体上,因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位,不能确定是何种元素的放射性。

（4）该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素,否则无法将DNA和蛋白质区分开。

角度1　考查噬菌体侵染细菌实验的过程与结论

1.噬菌体侵染细菌的实验是研究遗传物质的经典实验,主要过程如下:

①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。

下列叙述正确的是（　　）

A.①需要利用分别含有35S和32P的细菌

B.②中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败

C.③的作用是加速细菌的解体

D.④的结果是沉淀物中检测到放射性

2.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验,过程如图6-17-8所示,下列有关分析正确的是（　　）

A.理论上,b和c中不应具有放射性

B.实验中b含少量放射性与①过程中培养时间的长短有关

图6-17-8

C.实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关

D.实验结果,a、d中有少量的放射性,b、c中有大量的放射性

角度2　考查同位素标记法及元素去向

3.[2017·山西忻州一中模拟]如果用32P、35S、15N标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体组成结构中,能够找到的放射性元素为（　　）

A.可在外壳中找到35S、15N

B.可在DNA中找到32P、15N

C.可在外壳中找到32P、15N

D.可在DNA中找到32P、35S、15N

4.[2017·山东莱芜二模]赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,有关该实验的说法正确的是（　　）

A.选择T2噬菌体作为实验材料的优势是其结构简单,繁殖速度快

B.用32P和35S分别标记噬菌体可追踪其DNA和蛋白质分子的合成过程

C.35S标记的噬菌体侵染细菌实验中,若搅拌时间短,上清液中的放射性会降低

D.32P标记的噬菌体侵染细菌实验中,保温时间过长或过短都会降低上清液的放射性

技法提炼

1.“两看法”判断子代噬菌体标记情况

图6-17-9

2.同位素标记法归类分析

（1）标记某元素,追踪其转移途径。

如用18O标记H2O,光合作用只产生18O2;再用18O标记CO2,光合作用只产生O2;证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O,而不是来自于CO2。

（2）标记特征元素,探究化合物的作用。

如在T2噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记噬菌体的DNA,大肠杆菌内发现放射性物质;用35S标记蛋白质,大肠杆菌内未发现放射性物质;证明了DNA是噬菌体的遗传物质。

（3）标记特征化合物,探究详细生理过程,研究生物学原理。

如用3H标记亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌过程;用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸,研究有丝分裂过程中染色体的变化规律;用15N标记DNA,证明了DNA复制的特点是半保留复制。

角度3　肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较

5.艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验,都能证明DNA是遗传物质,这两个实验的研究方法可能有:

①设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应;②放射性同位素标记法。

下列有关叙述正确的是（　　）

A.两者都运用了①和②

B.前者运用了①,后者运用了②

C.前者只运用了②,后者运用了①和②

D.前者只运用了①,后者运用了①和②

􀎮考点三　DNA是主要的遗传物质􀎯

1.RNA是遗传物质的实验证据——烟草花叶病毒对烟草细胞的感染实验

（1）实验过程及现象:

图6-17-10

（2）结论:

烟草花叶病毒中的　　　　是遗传物质。

2.生物含有的核酸及其遗传物质

生物类型

所含核酸

遗传物质

举例

细胞

生物

真核生物

DNA和

RNA

动物、植物、