1、第6章遗传和变异第1讲 DNA是主要的遗传物质 高频考点突破 实验专题探究 命题视角剖析 第1讲 DNA是主要的遗传物质基础自主梳理 即时达标训练 基础自主梳理 一、肺炎双球菌的转化实验1实验材料肺炎双球菌类型 菌体结构 菌落特征 生理特性 S型 有荚膜 光滑 有毒性 R型 无荚膜 粗糙 无毒性 2.实验过程及结论小鼠不死亡小鼠患败血症死亡小鼠不死亡转化因子小鼠患败血症死亡(2)艾弗里转化实验(体外转化)设计思路：对S型细菌的成分提取、分离，分别与R型细菌混合培养，以观察各成分的作用。过程：结论：DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。二、噬菌体侵染细菌的实验 1实验材料T2噬菌体、大肠杆菌(
2、1)T2噬菌体的化学组成：仅由蛋白质和DNA组成，其中硫仅存在于_中，磷几乎全部存在于_中。(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程 吸附注入_生物合成组装释放子代病毒。蛋白质DNA噬菌体DNA2实验过程(1)标记噬菌体用分别含_的培养基培养细菌，得到标记的细菌。用上述被标记的细菌分别培养噬菌体，从而获得含_的噬菌体。32P和35S32P和35S(2)侵染细菌被 35S 标记的噬菌体细菌混合培养 搅拌、离心上清液放射性很_，沉淀物放射性_。被_的噬菌体细菌混合培养 搅拌、离心上清液放射性低，沉淀物放射性高。32P标记高低3实验分析(1)上清液中含未侵染的T2噬菌体和侵染的T2噬菌体外壳，沉淀物中含被
3、侵染的细菌。(2)实验表明，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，DNA进入了细菌内部。4实验结论：_。DNA是遗传物质思考感悟为何不用35S和32P同时标记同一噬菌体？【提示】放射性检测时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，故35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记同一噬菌体，应分别标记。三、DNA是主要的遗传物质1在不含DNA的某些病毒中，其遗传物质是_。2因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。RNA高频考点突破 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较分析 1两实验异同点2.实验中对照原则的分析(1)肺炎双球菌转化实验的对照相互对照(2
4、)噬菌体侵染细菌实验的对照条件对照标记目标不同 用32P标记噬菌体的DNA用35S标记噬菌体的蛋白质未被标记的大肠杆菌依据子代是否具放射性分析比较得出结论【名师点拨】加热杀死的S型细菌内DNA未变性，蛋白质变性。DNA受热可使其氢键断裂、双螺旋解体，但缓慢冷却后，分离的单链又恢复其螺旋结构，并恢复生物学活性。培养含放射性标记的噬菌体不能用普通培养基直接培养，因为病毒营细胞内寄生生活。上述两个实验主要证明的是“DNA是遗传物质”，但不能证明DNA是主要的遗传物质。即时应用(随学随练，轻松夺冠)1(2011年北京海淀测试)下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是()A与细菌
5、转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的B所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的C采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性D新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是解析：选B。本题考查相关的实验知识。噬菌体不能独立增殖，只能接种到含有大肠杆菌的培养基上，使其在大肠杆菌体内完成增殖过程；本实验采用搅拌和离心的方法是为了将细胞和噬菌体分离开；结果没有检测到35S标记的蛋白质，只能说明蛋白质不是遗传物质。DNA是主要的遗传物质 1证明RNA是遗传物质的实验烟草花叶病毒的实验(1)实验过程 完整的烟草花叶
6、病毒侵染烟草花叶病毒成分感染(2)实验结果分析与结论 烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。2生物种类与遗传物质种类的关系结论：由于绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。即时应用(随学随练，轻松夺冠)2烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如图A、B，侵染作物叶片的症状如图C、D。据图回答下列问题：(1)用E去侵染叶片F时，在叶片F上所患病的症状与_相同。(2)F上的病毒，蛋白质外壳是以_为场所合成的。所需的氨基酸、酶和ATP均来自_。(3)从F叶片中分离出的子代病毒与_病毒一样。(4)本实验证明_。解析：烟草花叶病毒是
7、RNA病毒，RNA是遗传物质，病毒的性状是由病毒的RNA决定的。所以由TMV蛋白质和HRV的RNA组合成的病毒,只表现出HRV病毒RNA所控制的性状。侵入烟草细胞的病毒以本身的遗传物质RNA作指导，由寄主细胞提供原料、酶、能量ATP及核糖体等，合成病毒的RNA和蛋白质，并组装成新的病毒。答案：(1)D(2)F细胞的核糖体 F的细胞(3)HRV(4)RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质DNA的粗提取与鉴定【实验原理】1DNA的提取(1)DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl的浓度的变化而发生变化，变化曲线如图所示：实验专题探究 据图可知，在0.14 mol/L的NaCl溶液中DNA的溶解度最
8、低，据此可析出DNA。(2)DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些物质可以溶于酒精溶液，据此可进一步提纯DNA。2DNA的鉴定【实验流程】【问题探究】1该实验中实验材料选择标准是什么？提示：(1)所选动物的血细胞中具有细胞核，含大量DNA。(2)经济又易得。(3)鸡血红细胞、白细胞都具有细胞核，含有大量DNA，被选作该实验的实验材料。【特别提醒】该实验选材时不能选用哺乳动物的成熟红细胞，因为成熟的红细胞是高度分化的细胞，细胞内无细胞核。2制备鸡血细胞液时，为什么要倒掉上层血浆?提示：去除上层血浆的目的是增加DNA相对含量。3实验中出现数次相同操作，其操作的目的是什么？提示：操作 目的 加蒸馏水2
9、次(1)加入鸡血细胞液中，使血细胞吸水破裂(2)加到含DNA的浓NaCl溶液中，使NaCl溶液的浓度降至0.14 mol/L，有利于DNA的析出 用纱布过滤3次(1)过滤血细胞破裂液，提取细胞核物质(滤液)(2)滤取0.14 mol/L NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)(3)过滤溶有DNA的2 mol/L NaCl溶液(滤液)操作 目的 涉及到 NaCl溶液4次(1)加2 mol/L NaCl溶液，溶解提取的细胞核物质(2)(加蒸馏水稀释)0.14 mol/L NaCl溶液使DNA析出(3)加2 mol/L NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物(4)用0.015 mol/L NaCl溶液，
10、用于鉴定DNA 6次搅拌(1)步骤2中搅拌的目的是加速血细胞破裂(2)步骤3、6、9中搅拌的目的是使DNA溶解(3)步骤4、8中搅拌的目的是析出DNA 4.实验中提取到较多DNA的关键操作有哪些？提示：(1)向鸡血细胞液加入足量的蒸馏水，必须用玻璃棒沿一个方向快速搅拌，使鸡血细胞加速破裂，释放出DNA。(2)提取含杂质较少的DNA时必须用冷酒精。(3)正确搅拌含有悬浮物的溶液，实验步骤3、6、8都需要用玻璃棒搅拌。在步骤3、6时，玻璃棒不要直插烧杯底部，而且搅拌要轻缓，以便获得较完整的DNA分子。步骤8时，要将玻璃棒插到烧杯中溶液的中间，用手缓慢转动510 min。(4)盛放鸡血细胞液的容器和
11、实验中的烧杯和试管最好也是塑料制品，因为玻璃制品表面带电荷，DNA中的磷酸基带相反的电荷，会被吸附于玻璃表面，减少DNA含量。实战演练(专项提能，小试牛刀)1萝卜贮藏根组织细胞中存有蛋白质和DNA,某生物小组对此进行研究。他们从网上查阅资料得知：蛋白质在10%NaCl溶液中可沉淀析出；在蛋白质溶液中，加入双缩脲试剂，溶液呈现特有的颜色；DNA溶于10%NaCl溶液，但在95%酒精中呈白色絮状沉淀析出；DNA遇甲基绿染液呈现蓝绿色。实验材料：白萝卜。实验用具：粉碎机、烧杯、漏斗、试管、滤纸、玻璃棒、镊子、载玻片、天平、纱布。药品及试剂：蒸馏水、10%的NaCl溶液、95%酒精、甲基绿染液、双缩脲
12、试剂、蛋白质标准样品。请你根据所提供的条件参与实验设计并完成实验。(1)材料处理：称取50 g白萝卜洗净切块，加水30 mL，粉碎机粉碎，将匀浆经纱布过滤。(2)提取向经纱布过滤得到的滤液中加入_,直至沉淀析出；经滤纸过滤，得到滤纸上的沉淀物。除去蛋白质的滤液中，加入_，用玻璃棒轻轻搅拌，见有白色絮状沉淀产生，经滤纸过滤，得到滤纸上的絮状沉淀。(3)鉴定及结果实验结论：_(4)讨论：蛋白质在萝卜贮藏根组织细胞中所起的作用：(举两例)_。DNA主要来自萝卜贮藏根组织细胞的_。解析：本题是对教材实验的拓展，通过题干给予的信息可知，蛋白质在10%的NaCl溶液中可析出，而DNA溶于10%的NaCl溶
13、液，但在95%的酒精中析出，因此可在白萝卜的研磨过滤后的滤液中加入10%的NaCl让蛋白质析出去除，得到溶有DNA的10%的NaCl溶液，再向其中加入95%的酒精，析出DNA白色絮状沉淀。蛋白质鉴定试剂是双缩脲试剂，对照实验可用蛋白质标准样液，通过颜色反应确定是否存在蛋白质。DNA鉴定试剂可根据题干给予的信息，利用甲基绿对丝状物染色，根据颜色可确定。蛋白质是细胞膜结构成分，也可组成酶等功能蛋白。DNA主要存在于植物细胞的细胞核。答案：(2)10%NaCl溶液 95%酒精(3)A.中沉淀物 B蛋白质标准样品 C双缩脲试剂 D紫 E蛋白质 F白色絮状沉淀 G甲基绿 H蓝绿 I中白色絮状沉淀是DNA
14、实验结论：白萝卜贮藏根中有蛋白质和DNA存在(4)是细胞膜等生物膜的结构成分；是酶等功能蛋白的组成成分；也是糊粉粒等贮存蛋白质的成分 细胞核2关于DNA粗提取的实验材料的选择，是经过了多次实验的结果的比较，最终选择鸡血作材料，请回答下列问题：(1)与哺乳动物成熟的红细胞相比，鸡血中红细胞_，可以提供丰富的_。(2)实验前由老师制备鸡血细胞液供同学们作实验材料，而不用鸡全血，主要原因是_。(3)生活在牧区的人们，采集羊、牛和马血比较方便，若他们按实验要求完成实验步骤后,结果是_，这是因为_。但若改用动物肝脏作实验材料，实验可以顺利进行，这是因为_。(4)若选用肝脏作实验材料，在提取之前，最好增加
15、_程序，使组织细胞更易分离。解析：适宜的材料是成功的关键条件之一。选择材料应注意：易得、易操作、效果明显、易于观察。DNA粗提取实验选择鸡血材料即是这个原因。答案：(1)有细胞核 DNA(2)血浆中无DNA,血细胞中含丰富的DNA(3)很少甚至提取不到DNA 它们都是哺乳动物，成熟的红细胞无细胞核 肝细胞中有细胞核(4)研磨视角1 紧扣教材重点 肺炎双球菌的转化实验 1R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于基因重组。命题视角剖析 2实验还遵循了实验设计的对照原则，增强了结果的科学性和可信度。例如，体内转化实验中，注射R型活细菌与注
16、射S型活细菌相对照，说明S型活细菌有毒性；体外转化实验中，各组互为对照，说明只有DNA才是遗传物质。有关格里菲思的肺炎双球菌的转化实验,下列说法不正确的是()A实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分B该实验证明了DNA是转化因子C转化形成的S型细菌的翻译过程是在核糖体中进行的DR型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的基因重组例1【思路点拨】解答本题的关键有以下两个方面：准确再现格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程与结果。区分开格里菲思与艾弗里实验的过程。【尝试解答】B【解析】选项 详细分析 A S型细菌的菌体有荚膜，在培养基上培养形成的菌落表面光滑，R型细菌的菌体没有荚膜，
17、在培养基上培养形成的菌落表面粗糙 B 格里菲思的实验是利用不同处理下的S型细菌或R型细菌的完整菌体注射小鼠，在小鼠体内完成转化，该实验没有把S型细菌的DNA和多糖等其他成分分开单独观察各自的作用。因此不能证明DNA是转化因子 选项 详细分析 C 蛋白质生物合成的场所是核糖体 D 细菌转化的实质是DNA片段拼接，该变化导致的可遗传变异属于基因重组 视角2 洞察高考热点DNA的粗提取(2010年高考江苏卷)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份,每份10 g。剪碎后分成两组，一组置于20、另一组置于20 条件下保存24 h。DNA粗提
18、取：例2第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向6只小烧杯中分别注入10 mL滤液,再加入20 mL体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取6支试管，分别加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶解上述絮状物。DNA检测：在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：(注：“”越多表示蓝色越深)材料保存温度 花菜 辣椒 蒜黄 20 20 分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验课题名称是_
19、。(2)第二步中“缓缓地”搅拌，这是为了减少_。(3)根据实验结果，得出结论并分析。结论1：与20 相比，相同实验材料在20 条件下保存，DNA的提取量较多。结论2：_。针对结论1，请提出合理的解释：_。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据氯仿的特性,在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：_，然后用体积分数为95%的冷酒精溶液使DNA析出。【尝试解答】(1)探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响(2)DNA断裂(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的DNA量最多 低温抑制了相关酶的
20、活性，DNA降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混和,静置一段时间，吸取上清液【解析】(1)该实验利用了不同的材料在不同条件(温度)下处理，目的是探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响。(2)“缓缓地”搅拌是为了减少DNA断裂。(3)分析表格可得出结论：相同材料在20 条件下保存，DNA的提取量较多。原因可能是低温抑制了DNA酶的活性，DNA降解速度慢。等质量的不同实验材料，在相同保存温度下，从蒜黄中提取的DNA最多。(4)依据氯仿的特性，可在第三步得到的溶液中加入氯仿，使蛋白质变性。视角3 突破易错疑点噬菌体的亲子代个体与细菌间同位素标记关系不清 噬菌体亲子代个体与细菌
21、之间的同位素标记关系DNA 蛋白质 DNA和蛋白质 噬菌体 32P 35S 14C、3H、18O、15N 细菌 31P 32S 12C、1H、16O、14N 子代噬菌体 32P、31P 32S C、H、O、N两种都有 提醒：解题时一定看清标记对象是噬菌体还是细菌，二者对应子代噬菌体的放射性结果不同。1若用32P和35S标记病毒而寄主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有32P标记。2若用32P和35S标记寄主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素。3若用C、H、O、N等标记病毒而寄主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。4若用C、H、
22、O、N等标记寄主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素。2011年北京石景山区高三检测)有人将大肠杆菌的核糖体用15N标记，并使该菌被噬菌体侵染，然后把该大肠杆菌移入含有32P和35S的培养基培养。(1)由实验得知，一旦噬菌体侵染细菌，细菌体内迅速合成一种RNA。这种RNA含32P而且其碱基能反映出噬菌体DNA的碱基比，而不是大肠杆菌DNA的碱基比，这个实验表明32P标记的RNA来自_。例3(2)一部分32P标记的RNA和稍后合成的带35S标记的蛋白质，均与15N标记的核糖体连在一起,这种连接关系表明_。(3)35S标记的蛋白质来自_,可用于_。(4)整个实验证明：噬菌
23、体的遗传物质是_,可用于_。【尝试解答】(1)以噬菌体DNA为模板的转录过程(2)噬菌体利用大肠杆菌的核糖体合成噬菌体蛋白质(3)以32P标记的RNA为模板的翻译过程 组装噬菌体蛋白质外壳(4)DNA 控制蛋白质的合成【解析】本题综合考查了与遗传有关的知识以及分析能力、理解能力、推理能力和语言表达能力。(1)合成的RNA含32P且其碱基比能反映出噬菌体的碱基比，说明RNA的合成是以噬菌体DNA为模板，以大肠杆菌体内的物质为原料的转录过程。(2)、(3)噬菌体无细胞结构，也无独立代谢能力，而题干信息则显示其蛋白质合成是以亲代噬菌体的mRNA为模板，以大肠杆菌的核糖体为“机器”，并以大肠杆菌内的物质为原料合成的(翻译)。(4)整个实验证明，噬菌体的DNA是遗传物质,可以指导蛋白质合成。即时达标训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录按ESC键退出全屏播放谢谢使用
