版高考生物一轮复习第2部分遗传与进化第二单元基因的本质与表达学案.docx
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版高考生物一轮复习第2部分遗传与进化第二单元基因的本质与表达学案
第二单元基因的本质与表达
第1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
直接分离法:
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.生物类型与遗传物质的种类(连线)
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
—————突破点
(一) 肺炎双球菌的转化实验——————
(对应学生用书P106)
1.(2018·武汉调研)1928年格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验(R型菌和S型菌是肺炎双球菌的两种类型),下列对此实验的分析不合理的是( )
第一组
第二组
第三组
第四组
实验
处理
注射活的
R型菌
注射活的
S型菌
注射加热杀
死的S型菌
注射活的R
型菌与加热
杀死的S型菌
实验
结果
小鼠
不死亡
小鼠死亡,从
小鼠体内分离
出S型活菌
小鼠不死亡
小鼠死亡,从
小鼠体内分
离出S型活菌
A.对实验结果的分析,必须将四组实验的结果进行对比
B.实验结果说明活的R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化
C.该实验的结论为DNA是使R型菌转化为S型菌的“转化因子”
D.获得该实验结论的关键步骤是第四组小鼠死亡并分离出S型活菌
解析:
选C 通过对四组实验进行对比,可以证明将R型细菌转化为S型细菌的是S型细菌体内的某种物质,即“转化因子”,但不能证明该“转化因子”是何种物质。
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,使小鼠死亡。
考什么
(1)格里菲思实验的过程和结论
(2)艾弗里的实验过程和结论
主要以选择题的形式考查
学什么
(1)熟记肺炎双球菌转化实验的过程和结论
(2)理解转化的实质
(3)掌握肺炎双球菌转化实验设计的思路
1.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。
2.理解“转化”的两个关键点
(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)S型细菌死亡实质
加热使蛋白质变性,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。
题点
(一) 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.(2017·南京、盐城二模)艾弗里及其同事为了探究S型肺炎双球菌中何种物质是“转化因子”,进行了肺炎双球菌体外转化实验。
下列有关叙述错误的是( )
A.添加S型细菌DNA的培养基中只长S型菌落
B.实验过程中应使用固体培养基培养R型细菌
C.实验结论是S型细菌的DNA使R型细菌发生了转化
D.实验设计思路是分别单独观察S型细菌各种组分的作用
解析:
选A 肺炎双球菌体外转化实验中,添加S型细菌DNA的培养基中有S型和R型两种菌落。
题点
(二) 肺炎双球菌转化的实质
3.(2018·长沙模拟)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.S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等),不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换;在特殊条件下离体培养SⅡ型肺炎双球菌可从中分离出RⅡ型菌。
格里菲思将加热杀死的SⅢ型菌与RⅡ型菌混合后同时注入小鼠体内,小鼠患病大量死亡,并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的SⅢ型菌;而单独注射加热杀死的SⅢ型菌,小鼠未死亡。
此实验结果能支持的假设是( )
A.SⅢ型菌经突变形成了耐高温型菌
B.SⅢ型菌是由RⅡ型菌突变形成的
C.RⅡ型菌经过转化形成了SⅢ型菌
D.加热后SⅢ型菌可能未被完全杀死
解析:
选C 加热杀死的SⅢ型菌与RⅡ型菌混合后同时注入小鼠体内,小鼠患病大量死亡,并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的SⅢ型菌;而单独注射加热杀死的SⅢ型菌小鼠未死亡,说明RⅡ型菌经过转化形成了SⅢ型菌。
—————突破点
(二) 噬菌体侵染细菌的实验——————
1.(2017·全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。
下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是( )
A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
解析:
选C T2噬菌体的核酸是DNA,DNA的元素组成为C、H、O、N、P,培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中;T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中,不能寄生在肺炎双球菌中;T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中,不能发生在病毒颗粒内;人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA,T2噬菌体的核酸是DNA,且二者的增殖过程不同。
2.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35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体
B.分别用35S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
C.用35S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
D.32P、35S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:
选C 噬菌体营寄生生活,不能用培养基直接培养,A错误;保温时间不能过长,若保温时间太长则可能有含32P子代的噬菌体释放出来,离心后存在于上清液中,导致上清液中也能检测到放射性,B错误;用35S标记的是噬菌体的蛋白质,理论上应存在于上清液中,但可能因搅拌不充分而使部分噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,离心后存在于沉淀物中,C正确;本实验可说明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质,D错误。
考什么
(1)实验原理的迁移应用
(2)实验误差分析
主要以选择题的形式考查
学什么
(1)熟记噬菌体侵染细菌实验的过程及结论
(2)区分“
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