专题17 DNA是主要的遗传物质（讲PPT）-2021年高考生物一轮复习讲练测

2 0 2 1 高 考 一 轮 复 习“ ” 专题17 DNA是主要的遗传物质 把 握 高 考 命 题 走 向 ， 练 习 和 测 试 中 夯 实 基 础 、 提 升 能 力 讲考纲考 情 讲核心素 养 构思维导 图 核心突破 例题 目 录 讲考纲考情 1、最新考纲 人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ) 2、最近考情 2018·全国卷Ⅱ(5)、2018·全国卷Ⅲ(1)、2017· 全国卷Ⅰ(29)、2017·全国卷Ⅱ(2) 考纲考情扫描讲核心素养 生命观念 DNA的结构与其作为遗传物质的功能相适应 科学思维 分析总结肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细 菌实验的原理和过程 科学探究 分析人类对遗传物质探索的实验设计思路 考纲考情扫描构思维导图 核心突破例题精讲 考点一 肺炎双球菌转化实验的分析【科学思维】 【基础知识梳理】 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。 (2)两种肺炎双球菌类型的比较 类型特点 S型细菌 R型细菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 有多糖类的荚膜 无多糖类的荚膜 (3)实验过程及结果 结果分析：实验①、②对比说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性；实验②、③对比 说明被加热杀死的S型细菌无毒性；实验②、③、④对比说明R型细菌可转化为S型细 菌。 (4)实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，含有某种将无毒性的R型活细菌转化为 有毒性的S型活细菌的“转化因子”。 2．艾弗里的体外转化实验 (1)实验材料：S型和R型细菌、培养基。 (2)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。 (3)实验过程及结果 结果分析：实验①、②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。实验③、④ 说明DNA有转化作用。 (4)实验结论：S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 3．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 已经被加热杀死的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 已经被加热杀死的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， 而蛋白质等其他物质不是遗 传物质 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，仅说明加热后杀死的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实验设计都遵循对照原则、单一变量原则 【易错提醒】 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，即发生了基因重组。 ②S型细菌死亡实质 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。 例题精讲：（2020年浙江省高考生物试卷（7月选考)·12）下列关于“肺炎双球菌转化实 验”的叙述，正确的是（ ） A．活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传 B．活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌 C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传 D．离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌 【答案】D 【解析】 A、 活体转化实验中，小鼠体内有大量 S型菌，说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传， A错误； B、活体转化实验中，无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌，B错误； C、离体转化实验中，只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗 传，C错误； D、离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物，其DNA被水解，故不能使R型菌 转化成 S型菌，D正确。 变式训练：（2019浙江4月选考·20）为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转 化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示： 下列叙述正确的是（ ） A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性 B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质 C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA D．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA 【答案】C 【解析】艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中，将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物 质分离开，与R型菌混合培养，观察S型菌各个成分所起的作用。最后再S型菌的DNA 与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌，证明了DNA是遗传物质。甲组中培养一 段 时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也 有R型菌落，A选项错误；乙组培养皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经排除 了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是DNA，B选项错误；丙组培养皿中加入了DNA 酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C选 项正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也 可做遗传物质，D选项错误。 考点二 噬菌体侵染细菌实验【科学思维】 【基础知识梳理】 1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。 (1)T2噬菌体的模式图 (2)噬菌体的增殖 2．实验方法 同位素标记法，用35S、32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，再用标记 的噬菌体侵染大肠杆菌。 3．实验过程 (1)标记噬菌体 (2)侵染大肠杆菌 4．实验结果分析 分组 结果 结果分析 对比实验 (相互对照 ) 被32P标记的噬菌 体＋大肠杆菌 上清液中几乎无32P， 32P主要分布在宿主细 胞内 32P—DNA进入了宿主细 胞内 被35S标记的噬菌 体＋大肠杆菌 宿主细胞内无35S， 35S主要分布在上清 液中 35S—蛋白质外壳未进入宿 主细胞，留在外面 5．结论：DNA才是真正的遗传物质。 6．比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验 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，单独地、直接地研究它们各自 不同的遗传功能 处理方 法 直接分离：分离S型细菌的DNA 、荚膜多糖、蛋白质等，分别与R 型细菌混合培养 同位素标记法：分别用同 位素35S、32P标记蛋白质和 DNA 检测方 式 观察菌落类型 检测放射性同位素存在位 置 结论 证明DNA是遗传物质，而蛋白质 等不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但 不能证明蛋白质不是遗传 物质 【核心考点突破】1、“二看法”判断子代噬菌体标记情况 2、噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌” (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 例题精讲：a、b两类噬菌体被32P或35S中的一种标记后，分别侵染甲、乙两管大 肠杆菌，经保温、搅拌和离心后，检测离心管内放射性物质的位置，结果如图。 下列叙述正确的是(  ) A．实验结果表明a噬菌体的蛋白质外壳和b噬菌体的DNA均有放射性 B．可以确定甲管的放射性来自32P，乙管的放射性来自35S C．检测结果表明噬菌体的DNA和蛋白质可侵入大肠杆菌内 D．随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性将逐渐增强 【答案】 A 【解析】 实验结果表明a噬菌体的蛋白质外壳和b噬菌体的DNA均有放射性，A项正确； 可以确定甲管的放射性来自35S，乙管的放射性来自32P，B项错误；检测结果表明只有 噬菌体的DNA可侵入大肠杆菌内，蛋白质没有侵入大肠杆菌内，C项错误；由于DNA复 制的原料来自大肠杆菌，所以随着噬菌体DNA的复制，乙管内沉淀物的放射性不变，D 项错误。 变式训练：（2019江苏卷·3）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了 DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是（ ） A．实验中可用15N代替32P标记DNA B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的 C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌 D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 【答案】C 【解析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与 大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心， 检测上清液和沉淀物中的放射性物质；结论：DNA是遗传物质。N是蛋白质和 DNA共有的元素，若用15N代替32P标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记， A错误；噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA在大肠杆菌体内编码的，B错误； 噬菌体的DNA合成的模板来自于噬菌体自身的DNA，而原料来自于大肠杆菌，C 正确；该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。 考点三 烟草花叶病毒感染烟草的实验【科学探究】 【基础知识梳理】 1.烟草花叶病毒感染烟草的实验 2.DNA是主要的遗传物质  就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。 真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。生物界绝大 多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而DNA是主要的 遗传物质。 是对整个生物界而言。 2.DNA是主要的遗传物质  就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。 真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。生物界 绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而DNA 是主要的遗传物质。 是对整个生物界而言。 3.不同生物的遗传物质   常见的RNA病毒有哪些？ 生物类型 病毒 原核生物 真核生物 体内核酸种类 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA 体内碱基种类 4种 5种 5种 体内核苷酸种类 4种 8种 8种 遗传物质 DNA或RNA DNA DNA 实例 噬菌体、烟草花叶病 毒 乳酸菌、蓝藻 玉米、小麦、 人 【核心考点突破】 1.探究思路 (1)若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。 (2)若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素标记法。 2.探究方法 (1)分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能 保证100%。 (2)同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的 化学物质分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。 (3)病毒重组法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种 病毒，用杂种病毒去感染宿主细胞。 (4)酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物 质是否还有控制作用，若“有”，则其遗传物质不是DNA，若“否”，则其遗传物质可 能是DNA。 探究遗传物质的方法 例题精讲：例题精讲：(2020·深圳高三调研)将甲细菌提取物(含A、B、C、D四种机 物的混合物)和活的乙细菌混合培养一段时间后，从培养基中分离出了活的甲细菌。 在无法对上述四种物质进行分离和提纯的前提下，为确定A～D中是哪种物质能使乙 细菌转化为甲细菌，请根据题意设计相关实验。要求写出实验设计思路、预期结果及 结论。 (1)设计思路：______________________________________________________________。 (2)预期结果：______________________________________________________________。 (3)实验结论：______________________________________________________________。 【答案】 (1)取适量的甲细菌的细胞提取物分成4等份，分别放入4支试管并编号，再分 别加入可分解A、B、C、D的酶，一段时间后，分别和有乙细菌的培养基混合培养并观察 结果 (2)其中有一组混合培养基中没有分离出活的甲细菌 (3)加酶后没有分离出活的甲 细菌的实验组中所含对应的有机物为转化物质 【解析】 该实验的目的是探究甲细菌中含有的A、B、C、D四种有机物，哪种物质可使 乙细菌发生转化。由于A、B、C、D四种有机物无法分离和提纯，故只能将其分成4等份， 再向其中分别加入分解A的酶、分解B的酶、分解C的酶、分解D的酶。再向处理后的组别 中加入乙细菌，观察其转化情况。若其中某一个组别没有分离出活的甲细菌，表明该物 质是促进乙细菌转化为甲细菌的物质。 变式训练：（2018浙江卷·23）下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙 述，正确的是 A．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬幽体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放 射性 B．肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果 C．肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 D．烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感 染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMVA的遗传物质 【答案】D 【解析】噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记的是噬菌体的DNA，而DNA进行半 保留复制，因此子代噬菌体极少数具有放射性，A错误；肺炎双球菌活体细菌转化 实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果，B错误；肺炎双球菌离体 细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，C错 误；烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病 毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMVA的遗传物质，D正确。