2018高考大一轮第17讲人类对遗传物质的探索过程

2018高考大一轮第17讲人类对遗传物质的探索过程第一页，共54页。考点一肺炎双球菌的转化实验（5年7考）1.格里菲思的体内转化实验（1）实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。

S型细菌R型细菌菌落光滑粗糙菌体______多糖类荚膜_____多糖类荚膜毒性_____毒性，使小鼠患败血症死亡_____毒有无有无第二页，共54页。（2）实验过程及结果：（3）结论：加热杀死的S型细菌中含有某种

使R型活细菌转化为S型活细菌。死亡不死亡死亡转化因子第三页，共54页。2.艾弗里的体外转化实验（1）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖？（2）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。R型细菌第四页，共54页。（3）实验过程及结果（4）结论：

是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNADNA+DNA酶DNA第五页，共54页。1.体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？提示加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。第六页，共54页。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？其转化的实质是什么？提示实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌，转化实质为“基因重组”。第七页，共54页。1.（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，结果如表所示。由表可知（）实验组号接种菌型加入S型细菌的物质培养皿长菌情况①R型蛋白质R型②R型荚膜多糖R型③R型DNAR型、S型④R型DNA（经DNA酶处理）R型第八页，共54页。A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子B.②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性C.③和④说明S型细菌的DNA是转化因子D.①～④说明DNA是主要的遗传物质解析实验过程中，①组加入的蛋白质和②组加入的荚膜多糖不能促进R型细菌的转化，说明二者不是转化因子，A错误；③组加入的DNA能促进R型细菌的转化，④组加入的经DNA酶处理的DNA不能促进R型细菌转化，说明DNA是转化因子，C正确；B、D均不能得到证明。答案C第九页，共54页。2.科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。该组实验不能得到的结果或结论是（）A.实验2只出现R型菌落B.实验1、3均出现R型和S型菌落C.DNA是转化因子D.DNA纯度越高转化效率就越高第十页，共54页。解析三组实验中，自变量是培养基加入的酶种类，实验1中加入RNA酶，由于R型菌的遗传物质是DNA，加入的是加热杀死的S型菌的DNA，所以RNA酶不起作用，R型菌可能发生转化，出现R型和S型菌落，同理推出实验3也出现R型和S型菌落。实验2中加入DNA酶，破坏了DNA，R型菌不发生转化，只出现R型菌落。三个实验说明DNA是转化因子。本实验未涉及DNA纯度这种变量，故不能得出“DNA纯度越高转化效率就越高”的结论。答案D第十一页，共54页。关注格里菲思实验（实验一）与艾弗里实验（实验二）3个“不同”第十二页，共54页。考点二噬菌体侵染细菌实验1.实验材料

。（1）噬菌体的结构及生活方式T2噬菌体和大肠杆菌DNAP外壳S寄生第十三页，共54页。（2）噬菌体的复制式增殖增殖需要的条件内容模板_________的DNA合成噬菌体DNA的原料__________提供的四种脱氧核苷酸合成噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的氨基酸场所__________的核糖体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌第十四页，共54页。2.实验方法

法。该实验中用35S、32P分别标记

。同位素标记蛋白质和DNA第十五页，共54页。3.实验过程（1）标记噬菌体大肠杆菌大肠杆菌噬菌体噬菌体第十六页，共54页。（2）侵染细菌高低低高第十七页，共54页。4.实验结果分析（1）噬菌体侵染细菌时，其

进入细菌细胞中，而

留在外面。（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代

遗传的。5.结论

是遗传物质。DNA蛋白质外壳DNADNA第十八页，共54页。“二看法”判断子代噬菌体标记情况第十九页，共54页。1.真题重组判断正误（1）证明光合作用所释放的O2来自于水与用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质所用核心技术相同（2016·课标Ⅲ，2B）（

）（2）赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质（2015·江苏卷）（

）√√第二十页，共54页。（3）T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖（2013·海南，13D）（

）（4）T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质（2013·新课标Ⅱ，5改编）（

）（5）噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等（2012·山东，5B）（

）√√×第二十一页，共54页。“遗传物质的探索过程”的高考命题主要聚焦两大经典实验设计的思路、实施的过程、结果及相应结论等；关注实验方法的考查，如细菌的培养、噬菌体的同位素标记等；重视实验结论的提炼。考查主要以选择题为主，涉及细菌、病毒的结构和生活方式等相应的知识储备。第二十二页，共54页。2.教材P46“思考与讨论”改编（1）以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点？提示细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（1）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。第二十三页，共54页。（2）尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计思路却有共同之处，你能否具体指出？提示最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。第二十四页，共54页。噬菌体侵染细菌实验分析1.（2012·经典高考）赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体（）A.侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞B.只将其DNA注入大肠杆菌细胞中C.DNA可用15N放射性同位素标记D.蛋白质可用32P放射性同位素标记第二十五页，共54页。解析组成噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N，故C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P，故D错误。噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确，故B项正确。答案B第二十六页，共54页。2.（2017·江淮十校联考）下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，有关叙述正确的是（）A.被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的B.培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量C.培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量D.搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量第二十七页，共54页。解析病毒必须寄生在活细胞中，不能用培养基直接培养，A错误；培养时间的长短会影响32P标记的实验结果，不影响35S标记的实验结果，因此B、C错误；搅拌不充分会使噬菌体的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，使沉淀物中有少量放射性，D正确。答案D第二十八页，共54页。关注噬菌体侵染细菌实验的2个关键环节——“保温”与“搅拌”（1）侵染时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。（2）“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现放射性。第二十九页，共54页。综合考查两大经典实验及其比较1.（2013·新课标Ⅱ，5）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（）①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验③肺炎双球菌转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验A.①② B.②③ C.③④ D.④⑤解析孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和基因的自由组合定律；摩尔根通过果蝇的杂交实验证明了基因位于染色体上；DNA的X光衍射实验说明了DNA分子呈螺旋结构。证明DNA是遗传物质的实验有肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验。答案C第三十页，共54页。2.（2016·齐鲁名校协作体联考）下列有关遗传物质是核酸而不是蛋白质的实验证据的叙述，正确的是（）A.1928年格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明将R型细菌转化为S型细菌的物质是DNAB.1944年艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验运用了物质提纯鉴定技术、同位素示踪技术和细菌培养技术等C.1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程是：标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性D.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了蛋白质不是遗传物质第三十一页，共54页。解析格里菲思的转化实验只是证明了转化因子的存在但不确定是DNA，A错误；艾弗里的体外转化实验没有用到同位素标记法，B错误；噬菌体侵染实验需要先标记噬菌体，然后将标记的噬菌体与未被标记的细菌混合培养，进行搅拌、离心后检测放射性，C正确；艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验证明了蛋白质不是遗传物质，但赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验没有证明蛋白质不是遗传物质，D错误。答案C第三十二页，共54页。艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较实验名称艾弗里肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验实验思路设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用设计原则对照原则和单一变量原则第三十三页，共54页。处理方式的区别直接分离法：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型活细菌混合培养同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P和35S）实验结论DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质注：两个实验均证明了“DNA是遗传物质”但不能证明“DNA是主要的遗传物质”。第三十四页，共54页。考点三生物遗传物质综合判断1.烟草花叶病毒感染烟草的实验RNA蛋白质遗传物质蛋白质第三十五页，共54页。2.DNA是主要的遗传物质科学家通过广泛的实验探索，得出绝大多数生物的遗传物质是

，只有少数种类的病毒的遗传物质是

。DNARNA第三十六页，共54页。1.下列内容为探索遗传物质的经典实验分别对应的结论是什么？第三十七页，共54页。提示①～⑥内容依次为：①S型细菌中含有“转化因子”②DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质③DNA是遗传物质④RNA是遗传物质⑤DNA是遗传物质⑥DNA是主要的遗传物质第三十八页，共54页。2.不同生物的核酸种类及遗传物质的比较，请填写相应内容：生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类___________________________________体内碱基种类_______________体内核苷酸种类__________8种遗传物质____________________________DNA或RNADNA和RNADNA和RNA4种5种5种4种8种DNA或RNADNADNA第三十九页，共54页。1.某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是（）“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲的DNA＋乙的蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙的DNA＋甲的蛋白质3与甲种一致4与乙种一致第四十页，共54页。A.1、3 B.1、4 C.2、3 D.2、4解析因为DNA是噬菌体的遗传物质，所以组成成分为甲的DNA和乙的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与甲种一致；组成成分为乙的DNA和甲的蛋白质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型与乙种一致。答案B第四十一页，共54页。2.下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒（TMV）遗传物质”的实验过程，由此可以判断（）A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNAB.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程D.RNA是TMV的主要遗传物质第四十二页，共54页。解析从图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，同种生物的遗传物质没有主次之分，D错误。答案A第四十三页，共54页。“遗传物质”探索的4种方法

第四十四页，共54页。易错·防范清零[易错清零]易错点1误认为格里菲思实验证明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA或误认为艾弗里实验运用了“同位素标记”技术点拨（1）格里菲思实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但并未具体证明转化因子是何种物质。（2）艾弗里实验所用方法为“化学分离提取法”而不是放射性同位素标记法，噬菌体侵染细菌实验所利用的才是放射性同位素标记法（32P、35S）。第四十五页，共54页。易错点2未明确“标记”对象与实验结果的对应关系点拨

“两看法”解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题第四十六页，共54页。易错点3不能正确分析噬菌体侵染细菌实验的实验误差点拨噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析（1）32P噬菌体侵染大肠杆菌（2）35S噬菌体侵染大肠杆菌第四十七页，共54页。易错点4误认为原核生物或真核生物细胞质中的遗传物质为RNA或认为某一生物遗传物质“主要是DNA”点拨（1）真核生物（包括细胞质、细胞核中）和原核生物的遗传物质一定是DNA。（2）病毒的遗传物质是DNA或RNA。（3）绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。第四十八页，共54页。[纠错小练]1.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，对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