第二单元 遗传的分子基础
最新考纲
1．人类对遗传物质的探索过程 Ⅱ 2．DNA分子结构的主要特点 Ⅱ 3．基因的概念 Ⅱ 4．DNA分子的复制 Ⅱ 5．遗传信息的转录和翻译 Ⅱ 6．基因与性状的关系 Ⅱ
考纲解读
1．两个经典实验的设计思路和结论分析 2．DNA分子的结构特点、复制及相关计算
3．基因与DNA、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸之间的关系 4．DNA分子多样性和特异性
5．遗传信息的转录和翻译过程及相关计算
6．中心法则的内容及相关内容的区别、联系和应用 7．基因与蛋白质及性状的关系
第1讲 DNA是主要的遗传物质
知识点一 肺炎双球菌转化实验
时间、人物 实验材料 Ⅰ 实 验 过 程 Ⅱ Ⅲ Ⅳ 体内转化实验 1928年 英国科学家①________ R型细菌 S型细菌 ②_____________ ③____________ 体外转化实验 1944年 美国科学家⑨________和他的同事 R型活菌，S型细菌的DNA、蛋白质、多糖荚膜 R型活菌和SDNA混合培10________________ 养―→○R型活菌和S蛋白质混合培养―→?________ R型活菌和S多糖荚膜混合培养―→?________ R型活菌与用DNA酶处理的SDNA混合培养―→?________ SDNA是促使R型细菌转化为S型细菌的物质，即?_________ 将R型活菌注射到小鼠体内―→④________ 将S型活菌注射到小鼠体内―→⑤______ 将加热杀死的S型菌注射到小鼠体内―→⑥________ 将R型活菌和S型死菌混合注射到小鼠体内―→⑦________ 加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的⑧________ 结 论 知识点二 噬菌体侵染细菌的实验
知识点三 RNA也是遗传物质的实验
25________，所以说○26________是主要的遗传物质 综上所述：绝大多数生物的遗传物质是○
判断正误
1．肺炎双球菌体外转化实验以体内转化实验作基础( )。 2．艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质( )。 3．转化的实质是基因突变( )。
4．同位素标记噬菌体时不能直接将噬菌体放在培养基上( )。 5．同时用35S、32P标记一组噬菌体实验效果更明显( )。 6．有细胞的生物以DNA作为主要遗传物质( )。
7．有少数病毒不含DNA，只有RNA，此时RNA才是遗传物质( )。 学习笔记：
学习笔记：
自我校对：
①格里菲思 ②菌体无多糖荚膜、菌落表面粗糙、无毒性 ③菌体有多糖荚膜、菌落表面光滑、有毒性 ④小鼠不死亡 ⑤小鼠死亡 ⑥小鼠不死亡 ⑦小鼠死亡 ⑧“转化因子” ⑨艾弗里 ⑩既有R型菌，也有S型菌 ?只有R型菌 ?只有R型菌 ?只有R型菌 ?
35323532
15S ?P ?S ?P ?宿主细胞内 DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质 ○
21宿主细胞外 ○22宿主细胞 ○23DNA ○24RNA ?宿主细胞 ○
25DNA ○26DNA ○
判断正误：1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.√
,肺炎双球菌转化实验
高考地位：5年6考 （2011广东卷，2010江苏卷，2009广东卷、江苏卷??） 项目 内容 实验者 实验原理 体内转化实验 格里菲思 体外转化实验 艾弗里及其同事 对S型细菌中的物质进行提取、分S型细菌使人患肺炎或使小鼠患离，分别单独地观察各种物质的作败血症 用 体内转化实验流程： 实验过程及结果 体外转化实验流程： 实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质
联系 1.体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA 2.两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则 注意 ①格里菲思实验第4组小鼠体内分离出的细菌和艾弗里S型菌的DNA＋R型活菌培养基上生存的细菌都是R型菌和S型菌都有，但是R型菌多。
②加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA氢键断裂变性失活后随温度降低又恢复活性(类似于PCR扩增)。
③转化导致的变异方式类似于转基因技术，故应界定为基因重组。
本考点的考查主要有三个方向：一是实验操作过程，二是实验的目的，三是考查探究性实验设计的基本思路和方法。全国卷近几年没有命题，为冷考点。 【典例1】?(2011·广东卷)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知( )。 实验组号 ① ② ③ ④ 接种菌型 R R R R 加入S型菌物质 蛋白质 荚膜多糖 DNA DNA(经DNA酶处理) 培养皿长菌情况 R型 R型 R型、S型 R型 A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子 B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子 D．①～④说明DNA是主要的遗传物质
解析 本题考查艾弗里的肺炎双球菌转化实验，属于对理解层次的考查。由表格信息可以看出，含有S型细菌的蛋白质和荚膜多糖的培养皿中没有S型细菌的产生，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子，A不符合题意；酶的化学本质是蛋白质或RNA，B不符合题意；③和④的自变量为DNA的完整性，在DNA保持完整的培养皿中有S型细菌出现，说明DNA是转化因子，C符合题意； 因为大多数生物的遗传物质是DNA，我们才能说DNA是主要的遗传物质，①～④只能说明DNA是遗传物质，D不符合题意。 答案 C
题后反思 S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活细菌――→只有R型细菌，该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质，而不是为了证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质，尽管此实验可以证明该问题，但不是该实验的实验目的。
【训练1】?(新视角)艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为( )。
培养
A．实验一 B．实验二
C．实验三 D．实验一和三
解析 实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA活性片段，使基因无法转移进入R型细菌中，所以菌落只有一种，即R型菌落。 答案 B
,噬菌体侵染细菌的实验及遗传物质辨析
高考地位：5年8考 （2011江苏卷，2010海南卷，2009江苏卷??）
一、噬菌体侵染细菌的实验分析 1．实验思路及方法
S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接地单独地观察它们各自的作用。 2．侵染特点及过程
(1)进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用。 (2)噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成→组装→释放五个过程。
提醒 噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体的DNA做模板起指导作用外，其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。 3．结果及分析 分 组 结 果 结果分析 对比实验(相互对照) 含32P噬菌体＋上清液中几乎无32P,32P主32P——DNA进入了宿主细胞内 细菌 要分布在宿主细胞内 含35S噬菌体＋宿主细胞内无35S，35S主35S——蛋白质外壳未进入宿主细细菌 要分布在上清液中 胞留在外面 由上表分析可知：噬菌体的DNA是其亲代与子代之间联系的“桥梁”，即“DNA是遗传
物质”(结论)。
提醒 该实验可同时证明： ①DNA分子具有相对稳定性。
②DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。 ③DNA能控制蛋白质的生物合成。
都不能证明DNA分子产生可遗传的变异。 二、与肺炎双球菌转化实验的比较
相同点 ① 均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同 ② 都遵循了对照原则 ③都能证明DNA是遗传物质，都不能证明DNA是主要的遗传物质 直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养 艾弗里实验 不同方法点 不同 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和噬菌体侵染细菌实验 35S) 三、生物的遗传物质
1．烟草花叶病毒侵染烟草实验 (1)过程及结果
(2)结论：RNA是遗传物质。 2．主要的遗传物质 (1)事实
非细胞结构生物（病毒）的遗传物质：DNA或RNA??
?生物? ?原核生物的遗传物质：DNA?细胞结构??真核生物的遗传物质：DNA??
(2)结论：绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
★ 本考点高考命题多以实验分析选择题形式出现，涉及内容有：同位素标记法的应用，噬
菌体的成分、结构与增殖，探究性实验设计的原则、方法等，题目有一定难度和区分度。 【典例2】?(2011·江苏卷)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标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 D．35S、32P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 “噬菌体侵染细菌的实验”应分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养大肠杆菌，再用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的大肠杆菌分别培养噬菌体得到含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的噬菌体，再让带标记的噬菌体分别侵染未带标记的大肠杆菌，进行短时间的保温培养，所以A、B选项均错误；C选项用35S标记的噬菌体侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分导致部分亲代噬菌体蛋白
质外壳仍然吸附在大肠杆菌表面，所以C选项正确；35S、32P标记的噬菌体侵染实验分别说明蛋白质不是遗传物质、DNA是遗传物质，所以D选项错误。 答案 C
易错点评 噬菌体等病毒都是严格在活细胞内寄生并繁殖的，人工提供的培养基不能直接培养(并标记)病毒，必须用活细胞(寄主)培养(并标记)病毒。因此“标记噬菌体”必须分两步进行！ 标记大肠杆菌 标记噬菌体
3235
??方法：用分别含P和S的大肠杆菌培养噬菌体，让噬菌体大量繁殖? 3235??结果：分别获得DNA含P和蛋白质含S的噬菌体
3235??方法：用分别含P和S的培养基培养大肠杆菌，让其繁殖若干代? 3235
?结果：分别获得含P和S的大肠杆菌?【训练2】?(2012·南通调研)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RNA B．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
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；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
,遗传物质的探索实验考查
1．(2010·海南卷)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下表。其中预测正确的是( )。
实验预期结果 “杂合”噬菌体的组成 预期结果序号 1 甲的DNA＋乙的蛋白质 2 乙的DNA＋甲的蛋白质 3 与乙种一致 与甲种一致 子代表现型 与甲种一致
4 与乙种一致
A.1、3 B．1、4 C．2、3 D．2、4
解析 由题可知，两种噬菌体均为DNA病毒，即DNA决定了病毒的遗传性状，甲的DNA＋乙的蛋白质组成“杂合”噬菌体，“杂合”噬菌体的子代表现型与甲种一致；乙的DNA＋甲的蛋白质组成“杂合”噬菌体，“杂合”噬菌体的子代表现型与乙种一致。 答案 B 2．(2010·上海)若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体( )。
A．一定有35S，可能有32P B．只有35S
C．一定有32P，可能有35S D．只有32P
解析 1个被32P标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，含32P标记的噬菌体DNA侵入大肠杆菌，以大肠杆菌内的物质为原料进行复制，故释放的噬菌体可能有2个含32P的；以大肠杆菌内的35S氨基酸为原料合成噬菌体蛋白质，故释放的噬菌体一定含有35S。 答案 A
,生物体内的遗传物质3.判断正误
(1)(2010·广东卷—D)DNA是主要的遗传物质( )。 (2)(2009·江苏生物5—A)豌豆的遗传物质主要是DNA( )。 (3)(2009·江苏生物5—B)酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上( )。
解析 (1)由于绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。(2)豌豆属于真核生物，其遗传物质只有DNA；(3)酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有。
答案 (1)√ (2) (3)√ 4．(2008·广东理基，38)下列四种病毒中，遗传信息贮存在DNA分子中的是( )。 A．引发禽流感的病原体 B．烟草花叶病毒 C．T2噬菌体 D引起AIDS的病原体
解析 考查生物遗传物质的具体类型，属于考纲理解层次，难度较小。对于常见的各种病毒的遗传物质要注意归类记忆。禽流感病毒(禽流感的病原体)、烟草花叶病毒、艾滋病病毒(引起AIDS的病原体)都是RNA病毒，T2噬菌体是DNA病毒。 答案 C 5．(2008·江苏生物，10)叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成。下列叙述中错误的是( )。 A．叶绿体DNA能够转录 B．叶绿体DNA是遗传物质 C．叶绿体内存在核糖体
D．叶绿体功能不受细胞核调控
解析 叶绿体的DNA能指导自身小部分蛋白质在叶绿体内的合成，因此叶绿体的DNA能够转录和翻译，也是细胞质内的遗传物质。叶绿体功能受细胞核调控。 答案 D
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